Comprendre le monde réel : découverte du « moteur physique » du cerveau

Un chercheur en sciences cognitives de l'Université Johns Hopkins a isolé, dans un article récemment publié, les zones fonctionnelles du cerveau impliquées dans la physique du monde réel. L'auteur, Jason Fischer, souligne l'importance de notre compréhension du monde réel : « Il s'agit d'un des aspects les plus importants de la cognition pour notre survie. Nous effectuons constamment des simulations physiques pour nous préparer à agir dans le monde réel. Or, jusqu'à présent, presque aucune étude n'a été menée sur les régions cérébrales impliquées dans cette capacité. »

Bien que la majeure partie des forces physiques que nous percevons dans notre environnement provienne de la vision, le moteur physique du cerveau se situe dans des régions distinctes dédiées à la planification des actions. Entre autres tâches, la recherche a consisté à surveiller l'activité cérébrale de sujets analysant des blocs de type Jenga afin de prédire la chute de la tour et certains aspects de sa structure.

Lorsqu'il s'agissait de faire des prédictions basées sur des effets physiques, les aires cérébrales impliquées dans l'action et la planification motrice s'activaient, et leur activité augmentait avec la quantité d'informations physiques à traiter. Ce phénomène se produisait même inconsciemment. Ces résultats établissent un lien étroit entre l'intuition physique et la planification des mouvements, et pourraient éclairer d'un jour nouveau la manière dont nous apprenons à appréhender le monde extérieur. Fisher explique : « Nous pensons que cela pourrait s'expliquer par le fait que les nourrissons apprennent des modèles physiques du monde en développant leur motricité, en manipulant des objets pour comprendre leur fonctionnement. De plus, pour attraper un objet au bon endroit et avec la force adéquate, nous avons besoin d'une compréhension physique en temps réel. »

Dans de nombreux sports, des compétences telles que la prédiction de trajectoire, l'anticipation des forces et le suivi de plusieurs objets à différentes vitesses sont cruciales. La découverte que des régions cérébrales distinctes sont impliquées dans leur gestion pourrait expliquer pourquoi certaines personnes, même avec une expérience et des capacités visuelles identiques, comprennent mieux le jeu que d'autres. Ces résultats concordent avec plusieurs études NeuroTracker montrant qu'un entraînement à une tâche de traitement visuel basée sur la physique est étroitement lié à la performance motrice et se traduit par des améliorations des capacités cognitives supérieures, en dehors des centres visuels du cerveau. De manière intéressante, une étude NeuroTracker bientôt publiée, a également démontré un transfert d'entraînement vers de meilleures aptitudes en mathématiques, lesquelles impliquent une simulation mentale de la physique pour visualiser mentalement les problèmes mathématiques.

L'étude publiée est disponible ici

Jason Fischer, John G. Mikhael, Joshua B. Tenenbaum, Nancy Kanwisher. Neuroanatomie fonctionnelle de l'inférence physique intuitive. Actes de l'Académie nationale des sciences, 2016 ; 201610344 DOI : 10.1073/pnas.1610344113

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