Cérebro humano é um intuitivo "Physics Engine"

Quer sejam ou não aced-lo na escola, os seres humanos são física mestres quando se trata de compreender e prever como os objetos do mundo vai se comportar. O cientista cognitivo Jason Fischer da Universidade Johns Hopkins encontrou a fonte da intuição, do cérebro "motor de física."

"Corremos simulações de física o tempo todo para nos preparar para quando precisamos agir no mundo," disse o autor Fischer, um professor assistente de ciências psicológicas e do cérebro. "Ele está entre os aspectos mais importantes da cognição para a sobrevivência. Mas tem havido quase nenhum trabalho feito para identificar e estudar as regiões cerebrais envolvidas no essa capacidade ".

Este motor, que ganha vida quando as pessoas assistem eventos físicos desdobrar, não está no centro de visão do cérebro, mas em um conjunto de regiões dedicadas ao planejamento de ações, sugerindo o cérebro executa constante, física cálculos em tempo real para que as pessoas estão prontas para pegar, dodge, talha - quaisquer ações necessárias em tempo real. Os resultados, que poderiam ajudar a projetar robôs mais ágeis, são ajustados para ser publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Brain_side_view_wireframeFischer, junto com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, realizou uma série de experimentos para encontrar as partes do cérebro envolvidas na inferência física. Primeiro eles tinham 12 indivíduos olhar para vídeos de torres de blocos Jenga estilo. Enquanto monitora sua atividade cerebral, a equipe solicitado que o indivíduo quer adivinhar onde os blocos iria pousar deve a torre derrubar, ou se a torre tinha mais blocos azuis ou amarelas. Prever a direção de blocos de queda envolvidos física intuição, enquanto a questão da cor era meramente visual.

Em seguida, a equipe teve outros assuntos assistir a um vídeo de dois pontos saltam ao redor de uma tela. Eles pediram temas para prever a próxima direção os pontos teria cabeça, com base tanto na física ou raciocínio social.

A equipe descobriu que com ambos os blocos e pontos, quando os indivíduos tentaram prever os resultados físicos, as regiões do cérebro mais responsivo incluiu o córtex pré-motor e na área motora suplementar - áreas de planejamento de ação do cérebro.

"Nossas descobertas sugerem que a intuição física e planejamento de ação estão intimamente ligados no cérebro", disse Fischer. "Acreditamos que este pode ser porque as crianças aprendem modelos de física do mundo como eles aprimorar suas habilidades motoras, manipulação de objetos para aprender como eles se comportam. Além disso, para alcançar e agarrar algo no lugar certo com a quantidade certa de força, precisamos de compreensão física em tempo real. "

Na última parte do experimento, a equipe pediu assuntos de olhar para clipes de filme curtos - basta olhar, há outras instruções - ao ter sua atividade cerebral monitorada. Alguns dos clips tinha um monte de conteúdo de física, outros muito pouco. A equipe descobriu que o conteúdo mais duro em um clipe, mais as regiões importantes do cérebro ativada.

"A atividade do cérebro refletia a quantidade de conteúdo físico em um filme, mesmo que as pessoas não estavam conscientemente prestar atenção a ela", disse Fischer. Isto sugere que estamos a fazer inferências físicas o tempo todo, mesmo quando não estamos sequer pensar nisso ".

Os resultados oferecem uma visão sobre distúrbios do movimento, como apraxia, como é muito possível que pessoas com danos às áreas motoras do cérebro também têm o que Fischer chama de "uma incapacidade escondida" - problemas para fazer julgamentos físicos. 
Uma melhor compreensão de como o cérebro funciona cálculos de física também pode enriquecer projeto do robô. Um robô construído com um modelo de física, constantemente a correr quase como um jogo de vídeo, pode navegar pelo mundo de forma mais fluida.

O Galaxy diário via Johns Hopkins University