דמיין כדור שמקפץ במורד מדרגות. עכשיו חשוב על מפל מים הזורמים במדרגות אותן מדרגות. הכדור והמים מתנהגים בצורה שונה מאוד, ומתברר שלמוח שלך יש אזורים שונים לעיבוד מידע חזותי על כל סוג של חומר פיזי.
במחקר חדש, מדעי המוח MIT זיהו חלקים מהקליפה החזותית של המוח המגיבים באופן עדיף כשמסתכלים על "דברים" – כלומר חפצים נוקשים או מעוותים כמו כדור מקפץ. אזורי מוח אחרים מופעלים יותר כאשר מסתכלים על "דברים" – נוזלים או חומרים גרגירים כמו חול.
ההבחנה הזו, שמעולם לא נראתה במוח לפני כן, עשויה לעזור למוח לתכנן כיצד לקיים אינטראקציה עם סוגים שונים של חומרים פיזיים, אומרים החוקרים.
כשאתה מסתכל על כמה דברים נוזלים או דבילים, אתה עוסק בזה בצורה שונה ממה שאתה עושה עם חפץ נוקשה. עם חפץ נוקשה, אתה יכול להרים אותו או לתפוס אותו, ואילו עם דברים נוזליים או דבילים, סביר להניח שאתה תצטרך להשתמש בכלי כדי להתמודד עם זה. "
ננסי קאנווישר, פרופסור וולטר א. רוזנבליית 'למדעי המוח הקוגניטיביים; חבר במכון McGovern לחקר המוח ובמרכז MIT למוח, מוחות ומכונות; והמחבר הבכיר של המחקר
MIT פוסט -דוק ויויאן פולון, המצטרף לפקולטה באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון בסתיו הקרוב, הוא המחבר הראשי של העיתון, המופיע היום בכתב העת Journal ביולוגיה נוכחיתו RT Pramod, AN MIT POSTDOC, וג'וש טננבאום, פרופסור ל- MIT למדעי המוח והקוגניטיביות, הם גם מחברי המחקר.
דברים לעומת דברים
עשרות שנים של מחקרי הדמיה מוחית, כולל עבודות מוקדמות של קאנווישר, חשפו אזורים במסלול הוויזואלי הגחון של המוח המעורבים בזיהוי צורות של חפצי תלת מימד, כולל אזור הנקרא מתחם האוקפיטל לרוחב (LOC). אזור במסלול הראייה הגבי של המוח, המכונה רשת הפיזיקה החזיתית (FPN), מנתח את התכונות הפיזיות של חומרים, כמו מסה או יציבות.
למרות שמדענים למדו רבות על האופן בו מסלולים אלה מגיבים לתכונות שונות של חפצים, הרוב המכריע של המחקרים הללו נעשו עם חפצים מוצקים, או "דברים".
"אף אחד לא שאל איך אנו תופסים את מה שאנחנו מכנים 'דברים' – כלומר נוזלים או חול, דבש, מים, כל מיני דברים דבילים. וכך החלטנו ללמוד את זה", אומר פולון.
חומרים דבוקים אלה מתנהגים בצורה שונה מאוד ממוצקים. הם זורמים במקום להקפיץ, ואינטראקציה איתם דורשת בדרך כלל מכולות וכלים כמו כפות. החוקרים תהו אם התכונות הפיזיות הללו עשויות לדרוש מהמוח להקדיש אזורים מיוחדים לפרשנותם.
כדי לחקור כיצד המוח מעבד את החומרים הללו, Paulun השתמש בתוכנה המיועדת לאמנים של אפקטים חזותיים כדי ליצור יותר ממאה קטעי וידיאו המציגים סוגים שונים של דברים או דברים המקיימים אינטראקציה עם הסביבה הפיזית. בסרטונים אלה ניתן היה לראות את החומרים מבלים או נופלים בתוך קופסה שקופה, נופלים על חפץ אחר, או מקפצים או זורמים במדרגות.
החוקרים השתמשו בהדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית (FMRI) כדי לסרוק את קליפת המוח החזותית של אנשים כשצפו בסרטונים. הם גילו כי גם ה- LOC וגם ה- FPN מגיבים ל"דברים "ו"חומר", אך לכל מסלול יש אזורי משנה ייחודיים המגיבים חזק יותר לזה או אחר.
"נראה כי גם המסלול הוויזואלי הגבי וגם המסלול הוויזואלי הגבי, כאשר חלק אחד מגיב ביתר שאת ל'דברים ', והשני מגיב ביתר שאת ל"דברים", "אומר פולון. "לא ראינו את זה בעבר כי אף אחד לא שאל את זה קודם."
אינטראקציות גופניות
הממצאים מראים כי למוח עשויים להיות דרכים שונות לייצג את שתי הקטגוריות הללו של חומר, בדומה למנועי הפיזיקה המלאכותית המשמשים ליצירת גרפיקה של משחקי וידאו. מנועים אלה מייצגים בדרך כלל אובייקט תלת ממדי כרשת, ואילו נוזלים מיוצגים כקבוצות של חלקיקים שניתן לארגן מחדש.
"ההשערה המעניינת שאנו יכולים לשאוב מכך היא שאולי למוח, בדומה למנועי משחק מלאכותיים, יש חישובים נפרדים לייצוג והדמיה של 'דברים' ו'דברים '. וזה יהיה משהו לבדוק בעתיד ", אומר פולון.
החוקרים גם משערים כי ייתכן שאזורים אלה התפתחו כדי לעזור למוח להבין הבחנות חשובות המאפשרות לו לתכנן כיצד לקיים אינטראקציה עם העולם הפיזי. כדי לחקור עוד יותר אפשרות זו, החוקרים מתכננים ללמוד אם התחומים המעורבים בעיבוד אובייקטים נוקשים פעילים גם כאשר מעגל מוח המעורב בתכנון לתפוס אובייקטים פעיל.
הם גם מקווים לבדוק אם אחד מהאזורים בתוך ה- FPN מתואם לעיבוד של תכונות ספציפיות יותר של חומרים, כמו צמיגות נוזלים או זבל של חפצים. וב- LOC, הם מתכננים ללמוד כיצד המוח מייצג שינויים בצורת נוזלים וחומרים מעוותים.
המחקר מומן על ידי קרן המחקר הגרמנית, מכוני הבריאות הלאומיים בארה"ב ומענק קרן לאומית למדע לארה"ב למרכז למוח, מוחות ומכונות.
