Experience of the physical world shapes our understanding of the world. Parsing the physical contents based upon this understanding and predicting how physical events will unfold are remarkable ability of human. Recent neuroscience studies claimed that our physical intuitions are associated with mental simulation in a way that is somewhat analogous to what occurs in physics engine for video games, and provided evidence to indicate that underlying processes are mediated by multiple brain regions, including bilateral frontal and parietal cortices. However, little has been known about exactly how the metal simulation relying physical intuitions (simply called “physical simulation”) guides causal inference of physical events. To address this issue, this study proposes a novel task design with varying types and degree of physical simulation. The task is implemented with physics engine, allowing us to quantify the complexity of physical simulation. We found multiple cortical and subcortical areas are engaged in this process. These findings demonstrate the brain’s ability to orchestrate various types of physical inference via mental simulation.
환경의 물리적 구조를 인식하고 물리적인 상황이 시간이 따라 어떻게 전개될 것인지 예측하는 것은 삶에 있어서 매우 중요한 부분이다. 한편 최근 연구들이 제안한 바에 따르면, 사람의 물리적 직관력은 컴퓨터 게임 등에 내장된 것과 유사하게 뇌내 물리 엔진에 의한 물리적 사고 시뮬레이션으로 부터 비롯된다. 그러나 어떤 뇌 영역이 이러한 물리적 사고 시뮬레이션에 관여하며, 시뮬레이션의 정도에 따라 또는 물리적 상황의 종류에 따라 어떠한 차이가 있는지는 제안되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 비슷한 시각적 자극(상황)에서 다양한 물리적 사고 시뮬레이션을 요하는 새로운 행동 실험 과제 디자인을 제안한다. 또한 이 과제로 실험한 fMRI와 행동 데이터 분석을 통하여 물리적 사고 시뮬레이션에 관여된 뇌 부위 및 시뮬레이션의 정도에 따라 또는 물리적 상황의 종류에 따라 어떤 뇌 부위가 활성화 되는지 알아보고자 한다. 또한 물리 엔진을 통한 가상 환경에서 물리적 사고 시뮬레이션의 정도를 정량화 하여 이와 비교하고자 한다.
