理解真实世界——大脑的“物理引擎”被发现

约翰·霍普金斯大学的一位认知科学家在一篇刚刚发表的论文中，分离出了大脑物理学中与现实世界物理规律相关的功能区域。作者杰森·费舍尔强调了我们理解现实世界的重要性：“这是认知能力中对生存至关重要的方面之一。我们一直在进行物理模拟，以便为在现实世界中采取行动做好准备。但是，几乎没有人研究过大脑中哪些区域参与了这种能力的识别和研究。”

尽管我们感知到的环境中大部分物理信息都来自视觉，但研究发现，大脑的物理引擎位于一组独立的区域，专门负责规划行动。这项研究的任务之一是监测受试者分析类似叠叠乐的积木时大脑的活动，以预测积木塔的倒塌方式及其结构特征。.

当基于物理效应进行预测时，大脑的行动和运动计划区域会变得活跃，需要处理的物理信息越多，这些区域就越活跃。即使受试者没有意识到这一点，这种情况也会发生。这些发现将物理直觉和运动计划紧密联系起来，并可能为我们如何学习处理外部世界提供新的见解。费舍尔解释说：“我们认为这可能是因为婴儿在磨练运动技能的过程中学习世界的物理模型，他们通过操作物体来了解物体的行为。此外，为了用合适的力度伸手抓住物体的正确位置，我们需要实时的物理理解。”

在许多运动项目中，轨迹预测、力预判以及不同速度下多目标追踪等技能至关重要。研究发现，大脑中不同的区域参与了这些技能的处理，这或许可以解释为什么有些人即使拥有相同的经验和视觉能力，也能比其他人更好地解读比赛。此外，该研究结果与多项 NeuroTracker 研究相吻合，这些研究表明，基于物理学的视觉处理任务训练与运动技能表现密切相关，并且还能迁移到大脑视觉中心以外的高级认知能力的提升。更有趣的是，即将发表的 NeuroTracker 研究还证实，训练可以迁移到数学能力的提升，而众所周知，数学能力的提升需要进行心理物理模拟，以便在大脑内部可视化数学问题。.

已发表的研究报告可在此处查看。

Jason Fischer、John G. Mikhael、Joshua B. Tenenbaum、Nancy Kanwisher。“直觉物理推理的功能神经解剖学”。《美国国家科学院院刊》，2016；201610344 DOI：10.1073/pnas.1610344113

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