Fysica is als dansen

Je brein gebruikt neurale netwerken voor alledaagse dingen, ook om abstracte concepten uit de natuurkunde te leren.

Toen de mens nog een holbewoner was, kende hij niks van fysica. Ook veel andere abstracte concepten waren hem nog vreemd. Ons leven staat lichtjaren af van die jager-verzamelaars. Toch hebben we nog hetzelfde ‘primitieve’ brein.

Amerikaanse onderzoekers lieten fysica- en ingenieursstudenten aan dertig natuurkundige concepten denken, zoals momentum, entropie of elektrische stroom. Tegelijk namen ze hersenscans af, waardoor ze de activiteit in hun hersenen konden volgen. Die data voedden ze aan zelflerende software. Dat computerprogramma slaagde erin te achterhalen wie aan welk concept dacht. Elk concept was gekoppeld aan een neuraal patroon.

Vervolgens vergeleken de wetenschappers de hersenscans met eerder onderzoek dat een verband vond tussen hersenactiviteit en denken aan bepaalde dingen. Daaruit bleek dat we abstracte concepten koppelen aan concrete acties. Bij het denken aan ‘frequentie’ en ‘golflengte’ traden dezelfde hersengebieden in actie als bij kijken naar dans of luisteren naar muziek of een galopperend paard. De ritmische patronen zijn de gemeenschappelijke noemer, verklaren de onderzoekers. Bij concepten als bewegingsleer, middelpuntvliedende kracht, zwaartekracht en draaikracht zijn dezelfde hersengebieden betrokken als wanneer we voorwerpen met elkaar zien botsen.

Het lijkt er dus op dat onze hersenen abstracte concepten vasthaken aan fysieke acties in het overeenkomstige neurale netwerk. Dat netwerk kreeg in de loop van de menselijke evolutie de nieuwe taak om moeilijk abstracte concepten te leren. (lg)

Bron: Carnegie Mellon University, VS

Meer weten? Eos Psyche&Brein publiceert een uitgebreid artikel over het brein als leermachine.