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

Dans un article qui vient d'être publié, un scientifique cognitif de l'Université Johns Hopkins a isolé les parties fonctionnelles de la physique du cerveau qui traitent de la physique du monde réel. L'auteur, Jason Fischer, a souligné l'importance de la façon dont nous comprenons le monde réel : « C'est l'un des aspects les plus importants de la cognition pour la survie. Nous effectuons constamment des simulations physiques pour nous préparer au moment où nous devrons agir dans le monde. Mais presque aucun travail n’a été réalisé pour identifier et étudier les régions du cerveau impliquées dans cette capacité.

Bien que la majorité de la physique que nous percevons dans notre environnement provienne de la vision, il a été découvert que le moteur physique du cerveau est situé dans un ensemble distinct de régions consacrées à la planification des actions. Entre autres tâches, la recherche impliquait de surveiller l'activité cérébrale de sujets analysant des blocs de style Jenga pour prédire la façon dont la tour tomberait et certains aspects de sa structure.

Lors des prédictions basées sur des effets physiques, les zones d'action et de planification motrice du cerveau sont devenues actives, et plus il y avait d'informations physiques à traiter, plus elles devenaient actives. Cela s'est produit même si les sujets n'en étaient pas conscients. Les résultats lient intimement l’intuition physique et la planification du mouvement et pourraient apporter un nouvel éclairage sur la façon dont nous apprenons à traiter le monde extérieur. Fisher a expliqué : « Nous pensons que cela pourrait être dû au fait que les nourrissons apprennent des modèles physiques du monde tout en perfectionnant leurs capacités motrices, en manipulant des objets pour apprendre comment ils se comportent. De plus, pour tendre la main et saisir quelque chose au bon endroit avec la bonne force, nous avons besoin d’une compréhension physique en temps réel.

Des compétences telles que la prédiction de trajectoire, l'anticipation de force et le suivi d'objets multiples à différentes vitesses étant des compétences essentielles dans de nombreux sports, la découverte que ces régions cérébrales distinctes sont impliquées dans leur gestion peut expliquer pourquoi certaines personnes peuvent mieux lire le jeu que d'autres, même avec la même expérience et les mêmes capacités visuelles. Les résultats sont également en corrélation avec plusieurs études NeuroTracker montrant que l'entraînement sur une tâche de traitement visuel basée sur la physique est intimement lié aux performances motrices, ainsi qu'aux transferts vers des améliorations des capacités cognitives de haut niveau en dehors des centres visuels du cerveau. Dans une tournure intéressante, une étude NeuroTracker qui sera bientôt publiée a également démontré un transfert de formation vers des capacités mathématiques améliorées, qui sont connues pour impliquer une simulation de physique mentale pour visualiser en interne des problèmes mathématiques.

L'étude publiée peut être consultée ici,

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

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