دانشمندان می گویند همه ما ذاتا فیزیکدان هستیم

به گزارش کلیک، طبق مجموعه مطالعات جدید بر تصویرسازی مغز، ما قادر به انجام این کارها هستیم چون مغز به طور دائم شبیه سازی های فیزیکی انجام می دهد مثلا محیط را بررسی می کند. تمام این پردازش ها توسط چند منطقه که مشمول برنامه ریزی حرکت ها هستند انجام می شود که باعث آماده بودن ما در حین مشاهده حوادث فیزیکی در اطرافمان می شود. گروه گیزمودو مسئول مطالعات جدیدی است که مغز را "موتور فیزیک" لقب داده و پیشنهاد می کند که می تواند به طراحی روبات های سریع تر کمک کند. آن ها کارشان را در مقاله جدیدی در پیشرفت های آکادمی ملی علوم توصیف کردند.

این استعاره از دنیای بازی های ویدیویی گرفته شده است که نرم افزارها برای شبیه سازی حرکاتی مانند تصادف ماشین، اهداف در حال حرکت، مانور دادن در میان موانع و چیزهای دیگر در فضای بازی طراحی شدند . این نوع نرم افزارها معمولا میانبر می زند تا این که تمام متغیرهای ممکن جدید را انجام دهد و به نظر می رسد که مغز نیز چنین کاری را انجام دهد.

جیسون فیشر مولف سرپرست و دانشمند شناخته شده در دانشگاه جان هاپکینز به گیزمودو می گوید: "به نظر من هر فردی "فی نفسه یک فیزیکدان" برجسته است، با توجه تقابلاتی که در طول زندگی با جهان پیرامون داشته و قواینن برخورد با آن را آموخته است. به خصوص به عنوان نتیجه مداخلات خود فرد در آن. شبکه مناطقی از مغز که آشکارشان کردیم ممکن است در یادگیری یا به کارگیری این قوانین دخیل باشند."

بهتر است این چنین هشداری داده شود. چنین صحبتی مانند "این جایی است که فلان اتفاق در آن می افتد" در رابطه با هر چیزی در مغز می تواند گمراه کننده باشد. ما در این جا در رابطه با یک منطقه خاص مغز صحبت نمی کنیم. فیشر می گوید: "من درک صحنه های فیزیکی را به عنوان یک فرآیند به شدت جمعی می دانم که از بسیاری از قسمت های مغز که به طور سازگار با هم کار می کنند اطلاعات می گیرد".

عصب شناسان مغز را به عنوان یک شبکه پیچیده از مجموعه شبکه ها می دانند. مطمئنا مناطق خاصی با عملکرد خاصی در ارتباط هستند. برای مثال معروف است که منطقه بروکا و منطقه ورنیک با زبان و صحبت در ارتباط هستند. اما این منطقه و مناطق دیگر باید با هم کار کنند تا تمام اطلاعات را پردازش کنند. در واقع کل مغز در تمام کارها دخیل است و فقط بعضی مناطق بیشتر از مناطق دیگر درگیر هستند. چنین چیزی برای موتور فیزیک هم صدق می کند. فیشر می گوید: "درک صحنه های فیزیکی نیازمند جمع آوری اطلاعات زیادی از تمام مغز است". این شامل اطلاعاتی درباره شکل اجسام، ویژگی های موادشان، جایگاه قرارگیری شان در فضای سه بعدی، زمان گیری حوادث مشاهده شده و دانستن تاثیرات متغیرهای دیگر مانند جاذبه باد است. در نتیجه موتور فیزیک نوعی زیر شبکه مناطق مغزی است که با هم کار می کنند تا به ما کمک کنند به طور ذاتی جهان فیزیکی را هدایت کنیم. نیاز به گفتن ندارد، با وجود تداخلات زیاد، جداسازی این که مناطق خاصی چگونه با هم کار می کنند واقعا سخت است. از این رو فیشر و همکارانش چهار آزمایش مختلف را طراحی کردند که شامل تصویرسازی تشدید شده مغناطیسی ساختاری است (Fmri) و هر کدام بر مورد قبلی ساخته می شوند، تا هر عنصر گیج کننده از مجموعه خارج شود.

برای اولین آزمایش آن ها از افراد خواستند تا به فیلمی از بلوک های مشابه جنگا که درون برجی قرار دارند نگاه کنند، و پیش بینی کنند که بلوک ها کجا فرود می آیند یا آیا بلوک های زرد بیشتر بودند یا آبی. مورد آخر یک کار کاملا بصری است در حالی که مورد اول شامل درک چیزی است که درباره فیزیک است. این کار به گروه JHU کمک کرد تا چندین "مناطق علاقمندی" را شناسایی کنند که به نظر می رسد وظیفه شان پیش بینی امور می باشد. اما آن ها مطمئن نبودند کدام منطقه مخصوص آگاهی های فیزیکی است، از آن جایی که به طور کلی در مقابل استدلال فضایی و پیش بینی کننده قرار می گیرد.

از این رو در آزمایش دوم از افراد خواسته شد تا به فیلم دو نقطه متقابل نگاه کنند. برنامه ریزی شد که شبیه توپ بیلیارد (که نیازمند فیزیک است) یا تقابل دو فرد با هم (استدلال اجتماعی) رفتار کنند. بعد از ۸ ثانیه یکی از نقطه ها ناپدید می شود و دو ثانیه بعد دوباره ظاهر می شود. افراد باید حدس بزنند دوباره کجا ظاهر می شود. این کار مجموعه را به ۵ منطقه علاقمندی خلاصه کرد. در نتیجه در آزمایش سوم از افراد خواسته شد به فیلمی نگاه کنند که زوایای مختلفی از محتوای فیزیکی ارائه می داد مانند توپ در حال حرکت. Fmri نشان داد که این ۵ منطقه واکنش شدیدتری داشتند، محتوای فیزیکی بیشتری در فیلم ها بود، اگر چه خود افراد آگاه نبودند که در حال انجام چنین کاری هستند.

در نهایت در دو آزمایش اول از افراد خواسته شد تا کارهایی با میزان سختی مختلف که نیازمند درک فیزیکی نیست انجام دهند. این آزمایش به این منظور طراحی شد تا مشخص کند که آیا موتور فیزیک یک چیز از خودش است یا بخشی از چیزی به نام شبکه مطالبه چندگانه است که به ما کمک می کند کارهای سخت را پردازش کنیم.

نتیجه: موتور فیزیک زیر مجموعه ای از شبکه مطالبه چندگانه است. از این رو درک فیزیکی ما تا حد زیادی به عملکرد برنامه ریزی ما مرتبط است بهخصوص مهارت های حرکتی و کاربرد ابزار. فیشر می گوید: "ما معتقدیم این امر به این علت است که نوزادان مدل فیزیکی جهان را هنگامی که مهارت های حرکتی شان را درست می کنند یا اشیا را کنترل می کنند تا چگونگی رفتارشان را بیاموزند، یاد می گیرند. ما برای دست دراز کردن و گرفتن چیزی با میزان نیرو درست (مورد نیاز) به درک فیزیکی واقعی نیاز داریم."