МРТ мозга

Ученые раскрыли, как мозг видит твердое и жидкое

Мяч отскакивает, вода растекается, песок сыплется сквозь пальцы — и мозг мгновенно понимает, что с этим делать. Новое исследование MIT показало, что за этим знанием стоят отдельные зоны, которые делят мир на твердые предметы и текучие вещества.
Автор Наука Mail
Соприкосновение твердой поверхности и жидкой
Мозг разделяет мир на твердые и текучие структуры, используя для этого разные участки зрительной корыИсточник: Unsplash

Исследование, опубликованное в журнале Current Biology учеными Массачусетского технологического института, показало, что зрительная кора мозга разделяет мир на два класса — «вещи», то есть твердые объекты, и «вещества», такие как вода или песок. Этот процесс идет настолько естественно, что мы не задумываемся о том, какие сложные вычисления стоят за простым взглядом.

Чтобы изучить это разделение, ученые использовали функциональную магнитно-резонансную томографию, метод визуализации активности мозга. Добровольцам показывали сотни видеороликов, в которых материалы вели себя по-разному: мяч катился по лестнице, вода лилась вниз, а песок сыпался, образуя горку.

МРТ-скан мозга с цветовой разметкой областей, участвующих в обработке зрительной информации
Эти области помогают не просто видеть, а предсказывать, как взаимодействовать с предметами и материаламиИсточник: Eurekalert.org

Анализ показал, что два основных зрительных пути мозга — вентральный и дорсальный — имеют специализированные участки, которые сильнее реагируют либо на твердые предметы, либо на текучие материалы. Этот результат впервые продемонстрировал, что мозг не просто распознает форму, но и классифицирует физическое поведение объектов.

Нейробиологи предполагают, что такое разделение необходимо для планирования действий. С твердым предметом мы можем взаимодействовать напрямую — взять его рукой. Но жидкость или сыпучее вещество требуют инструментов: ложки, контейнера или другой емкости.

Фотореалистичная визуализация озера и гор в Unreal Engine 5 с инструментами редактора
Механизм восприятия напоминает физические движки в играх, где твердые тела и жидкости обрабатываются по разным правиламИсточник: Unreal Engine

Ученые также провели параллель между мозгом и игровыми движками. В видеоиграх твердые предметы представляются как трехмерные сетки, а жидкости моделируются как отдельные частицы. Вероятно, мозг использует похожие принципы, чтобы предсказывать, как будет вести себя тот или иной материал.

В будущем исследователи планируют выяснить, как эти области взаимодействуют с другими зонами мозга, связанными с движением и планированием, и как они обрабатывают более сложные свойства — например, вязкость жидкостей или упругость объектов. Результаты помогут глубже понять, как мы воспринимаем мир, и почему наша нейронная архитектура так удивительно хорошо приспособлена к реальности.

Это открытие похоже на первый шаг к способности временно выключать тело, словно переводя его в иной физический режим существования. Ранее Наука Mail рассказала о том, как ученые научились управлять метаболизмом и запускать искусственное оцепенение у живых организмов.