Entender como o cérebro distingue entre as coisas e as coisas

Imagine uma bola saltando em uma escada. Agora pense em uma série de água que flui por aquela escada. A bola e a água se comportam completamente de maneira diferente, e acontece que sua mente tem áreas diferentes para processar informações visuais em torno de cada tipo de material.

Em um novo estudo, os neurocientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts selecionaram partes do córtex óptico do cérebro que respondem preferencialmente quando você olha para “coisas” – ou seja, coisas sólidas ou deformadas como uma bola contada. Outras áreas do cérebro são mais ativas ao olhar para “coisas” – fluidos ou materiais granulares, como areia.

Os pesquisadores dizem que essa distinção, que nunca esteve no cérebro antes, pode ajudar no plano do cérebro como interagir com diferentes tipos de materiais físicos.

Quando você olha para algumas coisas líquidas ou brilhantes, interage com elas de uma maneira diferente de um objeto rígido. Usando um objeto rígido, você pode capturá -lo ou entendê -lo, enquanto com coisas fluidas ou pegajosas, talvez seja necessário usar uma ferramenta para lidar com isso. “

Nancy Kanouchacher, professora Walter A. Rosenblath em neurociência cognitiva; Membro do Instituto McGfern de Pesquisa Cerebral e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts para cérebros, mentes e máquinas; E o primeiro autor do estudo

O Instituto de Massachusetts de Post -Phd Vivian Bolon, que se junta à Universidade de Wisconsin em Madison, é o principal autor do artigo, que hoje aparece na revista Biologia atual. A RT Pramod, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, e Tenbau, professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts no cérebro e nas ciências do conhecimento, é autores do estudo.

Coisas contra as coisas

Os contratos de estudos de imagem cerebral, incluindo o trabalho inicial de Kanwisher, revelaram áreas do caminho visual abdominal do cérebro que estão envolvidas na identificação das formas de coisas 3D, incluindo uma área chamada Complexo Occipital Lateral (LOC). Uma área no caminho óptico dorsal do cérebro, conhecido como rede de física frontal (FPN), analisa as propriedades físicas dos materiais, como massa ou estabilidade.

Embora os cientistas tenham aprendido muito sobre como esses caminhos respondem a diferentes características das coisas, a grande maioria desses estudos foi realizada com coisas sólidas, ou “coisas”.

“Ninguém perguntou como imaginar o que chamamos de” coisas ” – isto é, fluidos, areia, mel, água e todos os tipos de coisas brilhantes. Assim, decidimos estudar isso”.

Esses produtos são muito diferentes dos materiais sólidos. Ele flui em vez de reversão, e interagir com eles geralmente requer recipientes e ferramentas como colheres. Os pesquisadores perguntaram se essas características materiais podem exigir que o cérebro dedique áreas especializadas para explicar.

Para explorar como o cérebro processa esses materiais, Paulun usou um programa projetado para efeitos visuais de artistas para criar mais de 100 vídeos exibindo diferentes tipos de coisas ou coisas que interagem com o ambiente físico. Nesses vídeos, os materiais que vagam ou retiram podem ser vistos dentro de uma caixa transparente, ou são descartados em outro objeto, um mentiroso ou fluxo de um conjunto de escadas.

Os pesquisadores usaram a ressonância magnética funcional (fMRI) para pesquisar a crosta visual das pessoas enquanto assistem a vídeos. Eles descobriram que o LOC e o FPN respondem a “coisas” e “coisas”, mas cada caminho tem sub -áreas distintas que respondem com força ou outra.

“Parece que o caminho visual abdominal e traseiro tem essa subdivisão, pois uma parte responde com o poder de” coisas “e o outro responde mais fortemente”, diz Bolon. “Não vimos isso antes, porque ninguém pediu antes.”

Interações físicas

Os resultados indicam que o cérebro pode ter maneiras diferentes de representar essas duas categorias de materiais, como mecanismos de física artificial usados para criar gráficos de videogame. Esses motores geralmente representam um organismo tridimensional como uma rede, enquanto os fluidos são representados como grupos de moléculas que podem ser reorganizadas.

“A hipótese interessante de que podemos extrair disso é que o cérebro, como mecanismos de jogos artificiais, tem relatos separados para representar” coisas “,” coisas “e” coisas “. Bolon diz:” Isso será algo para testá -lo no futuro. “

Os pesquisadores também assumem que essas áreas podem ter evoluído para ajudar o cérebro a entender as diferenças importantes que lhes permitem planejar como interagir com o mundo material. Para explorar mais essa possibilidade, os pesquisadores planejam estudar se as áreas envolvidas no tratamento de objetos sólidos também estão ativos quando o círculo cerebral está envolvido no planejamento de entender as coisas ativas.

Eles também esperam analisar se alguma das áreas do FPN está associada ao tratamento de características mais específicas dos materiais, como viscosidade de fluidos ou levantamento de organismos. No LOC, eles planejam estudar como o cérebro representa mudanças na forma de materiais fluidos e deformados.

A pesquisa foi financiada pela Fundação de Pesquisa Alemã, pelos Institutos Nacionais de Saúde Americana e pela American National Science Foundation for the Center for Minds, Minds and Machinery.