現実世界を理解する - 脳の「物理エンジン」を発見

ジョンズ・ホプキンス大学の認知科学者が、先日発表した論文の中で、現実世界の物理現象を扱う脳物理学の機能的部分を分離しました。著者のジェイソン・フィッシャー氏は、現実世界をどのように理解するかの重要性について、「これは生存のための認知において最も重要な側面の一つです。私たちは、現実世界で行動を起こす必要がある時に備えて、常に物理シミュレーションを実行しています。しかし、この能力に関与する脳領域を特定し、研究する研究はほとんど行われていません」と述べています。

私たちが周囲で感じる物理現象の大部分は視覚から来ていますが、脳の物理エンジンは、行動を計画する役割を担う別の領域に存在することが分かっています。この研究では、被験者がジェンガ型のブロックを分析し、塔がどのように倒れるか、そしてその構造の特徴を予測する脳活動をモニタリングしました。.

物理的効果に基づいて予測を行う際には、脳の行動および運動計画領域が活性化し、処理すべき物理的情報が増えるほど、これらの領域はより活発になりました。これは被験者が意識していなくても起こりました。この発見は、物理的直感と運動計画を密接に結び付けており、外界を処理する方法を学ぶ過程に新たな光を当てる可能性があります。フィッシャー氏は、「乳児は運動能力を磨き、物体を扱い、その挙動を学ぶ中で、世界の物理モデルを学習するためではないかと考えています。また、適切な場所で適切な力で手を伸ばして掴むには、リアルタイムの物理的理解が必要です」と説明しました。

多くのスポーツにおいて、軌道予測、力の予測、異なる速度での複数の物体追跡といったスキルは極めて重要なスキルであるため、これらの異なる脳領域がそれらの処理に関与しているという発見は、同じ経験と視覚能力を持っていても、ある人々は他の人々よりも試合の展開をうまく読み取れる理由を説明できるかもしれない。この発見は、 NeuroTracker 学に基づく視覚処理課題の訓練が運動技能のパフォーマンスと密接に関連しているだけでなく、脳の視覚中枢以外の高次認知能力の向上にもつながることを示す、複数の NeuroTracker 研究とも相関している。興味深いことに、間もなく発表される NeuroTracker 研究では、数学の問題を内部的に視覚化するためのメンタル物理学シミュレーションを伴うことが知られている数学能力の向上への訓練の転移も実証されている。.

発表された研究はここでご覧いただけます。

ジェイソン・フィッシャー、ジョン・G・ミカエル、ジョシュア・B・テネンバウム、ナンシー・カンウィッシャー. 直観的物理的推論の機能的神経解剖学. 米国科学アカデミー紀要, 2016; 201610344 DOI: 10.1073/pnas.1610344113

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