De echte wereld begrijpen - De 'fysica-motor' van de hersenen ontdekt

Een cognitief wetenschapper van de Johns Hopkins University heeft in een recent gepubliceerd artikel de functionele delen van de hersenfysica geïsoleerd die zich bezighouden met de fysica van de echte wereld. De auteur, Jason Fischer, benadrukte het belang van hoe we de echte wereld begrijpen: "Het is een van de belangrijkste aspecten van cognitie voor overleving. We voeren voortdurend natuurkundige simulaties uit om ons voor te bereiden op situaties waarin we in de wereld moeten handelen. Maar er is vrijwel geen onderzoek gedaan naar de hersenregio's die bij dit vermogen betrokken zijn."

Hoewel het grootste deel van de natuurkundige processen die we in onze omgeving waarnemen afkomstig is van ons zicht, is gebleken dat de 'natuurkundige motor' van de hersenen zich bevindt in een aparte set hersengebieden die gewijd zijn aan het plannen van acties. Het onderzoek omvatte onder andere het monitoren van hersenactiviteit bij proefpersonen die Jenga-achtige blokken analyseerden om te voorspellen hoe de toren zou omvallen en welke aspecten van de structuur ervan van belang waren.

Bij het maken van voorspellingen op basis van fysieke effecten werden de actie- en motorische planningsgebieden in de hersenen actief, en hoe meer fysieke informatie er te verwerken was, hoe actiever deze gebieden werden. Dit gebeurde zelfs als de proefpersonen zich er niet van bewust waren. De bevindingen leggen een nauw verband tussen natuurkundige intuïtie en bewegingsplanning en kunnen nieuw licht werpen op hoe we leren de buitenwereld te verwerken. Fisher legde uit: "We denken dat dit komt doordat baby's natuurkundige modellen van de wereld leren terwijl ze hun motorische vaardigheden ontwikkelen en objecten hanteren om te leren hoe ze zich gedragen. Bovendien hebben we realtime fysiek inzicht nodig om iets op de juiste plek met de juiste kracht vast te pakken."

Vaardigheden zoals het voorspellen van trajecten, het anticiperen op krachten en het volgen van meerdere objecten met verschillende snelheden zijn cruciaal in veel sporten. De bevinding dat deze specifieke hersengebieden betrokken zijn bij het beheersen ervan, kan verklaren waarom sommige mensen het spel beter kunnen lezen dan anderen, zelfs met dezelfde ervaring en visuele capaciteiten. De bevindingen komen ook overeen met meerdere NeuroTracker -studies die aantonen dat training op een op natuurkunde gebaseerde visuele verwerkingstaak nauw verband houdt met motorische vaardigheden en dat er ook verbeteringen optreden in cognitieve functies op een hoger niveau, buiten de visuele centra van de hersenen. Een interessante wending is dat een binnenkort te publiceren NeuroTracker -studie ook aantoont dat training leidt tot verbeterde wiskundige vaardigheden, waarvan bekend is dat ze gepaard gaan met mentale natuurkundige simulatie voor het intern visualiseren van wiskundige problemen.

Het gepubliceerde onderzoek is hier te vinden

Jason Fischer, John G. Mikhael, Joshua B. Tenenbaum, Nancy Kanwisher. Functionele neuroanatomie van intuïtieve fysieke gevolgtrekking. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016; 201610344 DOI: 10.1073/pnas.1610344113

‍