Naiisip ng utak mo ang mga bagay na hindi pa nangyayari o wala pa. agsandrew/iStock sa pamamagitan ng Getty Images Plus

Madali mong mailarawan ang iyong sarili na nakasakay sa isang bisikleta sa kalangitan kahit na hindi iyon isang bagay na maaaring mangyari. Maaari mong isipin ang iyong sarili na gumagawa ng isang bagay na hindi mo pa nagawa noon – tulad ng water skiing – at marahil ay mag-isip pa ng mas mahusay na paraan para gawin ito kaysa sa iba.

Ang imahinasyon ay nagsasangkot ng paglikha ng isang mental na imahe ng isang bagay na hindi naroroon para sa iyong mga pandama upang makita, o kahit na isang bagay na wala doon sa katotohanan sa isang lugar. Ang imahinasyon ay isa sa mga pangunahing kakayahan na gumagawa sa atin ng tao. Ngunit saan ito nanggaling?

Isa akong neuroscientist na nag-aaral kung paano nagkakaroon ng imahinasyon ang mga bata. Lalo akong interesado sa mga mekanismo ng neurological ng imahinasyon. Kapag natukoy na natin kung anong mga istruktura at koneksyon ng utak ang kinakailangan upang makabuo ng mga bagong bagay at eksena sa pag-iisip, ang mga siyentipiko na tulad ko ay maaaring tumingin pabalik sa kurso ng ebolusyon upang makita kung kailan lumitaw ang mga bahagi ng utak na ito - at potensyal na nagsilang ng mga unang uri ng imahinasyon.

Mula sa bakterya hanggang sa mga mammal

pagkatapos lumitaw ang buhay sa Earth humigit-kumulang 3.4 bilyong taon na ang nakalilipas, ang mga organismo ay unti-unting naging mas kumplikado. Humigit-kumulang 700 milyong taon na ang nakalilipas, ang mga neuron ay nakaayos sa simpleng neural nets na noon nag-evolve sa utak at spinal cord humigit-kumulang 525 milyong taon na ang nakalilipas.

Sa kalaunan ang mga dinosaur ay umunlad sa paligid ng 240 milyon taon na ang nakalipas, kasama ang mga mammal na umuusbong makalipas ang ilang milyong taon. Habang ibinabahagi nila ang tanawin, ang mga dinosaur ay napakahusay sa paghuli at kumakain ng maliliit at mabalahibong mammal. Ang mga dinosaur ay malamig ang dugo, gayunpaman, at, tulad ng mga modernong cold-blooded reptile, maaari lamang kumilos at manghuli nang epektibo. sa araw kapag ito ay mainit-init. Upang maiwasan ang predation ng mga dinosaur, ang mga mammal ay natitisod sa isang solusyon: magtago sa ilalim ng lupa sa araw.

Gayunpaman, hindi gaanong pagkain ang tumutubo sa ilalim ng lupa. Upang makakain, ang mga mammal ay kailangang maglakbay sa ibabaw ng lupa - ngunit ang pinakaligtas na oras upang makakuha ng pagkain ay sa gabi, kapag ang mga dinosaur ay hindi gaanong banta. Nag-evolve para maging mainit ang dugo nangangahulugang ang mga mammal ay maaaring lumipat sa gabi. Ang solusyon na iyon ay dumating na may isang trade-off, bagaman: Ang mga mammal ay kailangang kumain ng mas maraming pagkain kaysa sa mga dinosaur bawat yunit ng timbang upang mapanatili ang kanilang mataas na metabolismo at upang suportahan ang kanilang patuloy na panloob na temperatura ng katawan sa paligid ng 99 degrees Fahrenheit (37 degrees Celsius).

Kailangang mahanap ng aming mga ninuno ng mammalian 10 beses na mas maraming pagkain sa kanilang maikling oras ng paggising, at kinailangan nilang hanapin ito sa dilim ng gabi. Paano nila nagawa ang gawaing ito?

Upang ma-optimize ang kanilang paghahanap, bumuo ang mga mammal ng isang bagong sistema upang mahusay na kabisaduhin ang mga lugar kung saan sila nakakita ng pagkain: pag-uugnay sa bahagi ng utak na nagtatala ng mga pandama na aspeto ng landscape – kung ano ang hitsura o amoy ng isang lugar – sa bahagi ng utak na kumokontrol. nabigasyon. Na-encode nila ang mga tampok ng landscape sa neocortex, ang pinakalabas na layer ng utak. Na-encode nila ang nabigasyon sa entorhinal cortex. At ang ang buong sistema ay magkakaugnay sa pamamagitan ng istraktura ng utak na tinatawag na hippocampus. Ginagamit pa rin ng mga tao ang memory system na ito para sa pag-alala ng mga bagay at mga nakaraang kaganapan, tulad ng iyong sasakyan at kung saan mo ito ipinarada.

Mga grupo ng mga neuron sa neocortex i-encode ang mga alaala ng mga bagay at mga nakaraang kaganapan. Pag-alala sa isang bagay o isang episode muling isinaaktibo ang parehong mga neuron na unang nag-encode nito. Ang lahat ng mga mammal ay malamang na maalala at muling maranasan ang mga naunang naka-encode na bagay at kaganapan sa pamamagitan ng muling pag-activate sa mga grupong ito ng mga neuron. Ang neocortex-hippocampus-based memory system na ito na umunlad 200 milyong taon na ang nakalilipas ang naging unang mahalagang hakbang patungo sa imahinasyon.

Ang susunod na bloke ng gusali ay ang kakayahang bumuo ng isang "memorya" na hindi pa talaga nangyari.

Mga 'memories' na hindi sinasadya

Ang pinakasimpleng anyo ng pag-iisip ng mga bagong bagay at eksena ay nangyayari sa mga panaginip. Ang matingkad, kakaibang hindi sinasadyang mga pantasyang ito ay nauugnay sa mga taong may rapid eye movement (REM) na yugto ng pagtulog.

Ipinapalagay ng mga siyentipiko na ang mga species na ang pahinga ay kinabibilangan ng mga panahon ng pagtulog ng REM nakakaranas din ng mga pangarap. Ang mga marsupial at placental mammal ay may REM sleep, ngunit ang egg-laying mammal na ang echidna ay wala, na nagmumungkahi na ang yugtong ito ng sleep cycle umunlad pagkatapos maghiwalay ang mga linyang ito ng ebolusyon 140 milyong taon na ang nakalilipas. Sa katunayan, ang pag-record mula sa mga dalubhasang neuron sa utak ay tinatawag na lugar ng mga cell ipinakita na ang mga hayop ay maaaring "managinip" na pumunta mga lugar na hindi pa nila napupuntahan.

Sa mga tao, ang mga solusyon na matatagpuan sa panahon ng pangangarap ay maaari tumulong sa paglutas ng mga problema. Maraming mga halimbawa ng mga solusyong pang-agham at inhinyero na kusang nakikita habang natutulog.

Ang neuroscientist na si Otto Loewi ay nangarap ng isang eksperimento na nagpapatunay na ang mga nerve impulses ay naililipat sa kemikal. Agad siyang pumunta sa kanyang lab upang isagawa ang eksperimento - kalaunan ay natanggap ang Nobel Prize para sa pagtuklas na ito.

Si Elias Howe, ang imbentor ng unang makinang panahi, ay nagsabi na ang pangunahing pagbabago, ang paglalagay ng butas ng sinulid malapit sa dulo ng karayom, dumating sa kanya sa isang panaginip.

Inilarawan ni Dmitri Mendeleev ang pagkakita sa isang panaginip "isang talahanayan kung saan ang lahat ng mga elemento ay nahulog sa lugar kung kinakailangan. Pagkagising, isinulat ko kaagad ito sa isang papel.” At iyon ang periodic table.

Ang mga pagtuklas na ito ay pinagana ng parehong mekanismo ng hindi sinasadyang imahinasyon na unang nakuha ng mga mammal 140 milyong taon na ang nakalilipas.

Nag-imagine ng kusa

Ang pagkakaiba sa pagitan ng boluntaryong imahinasyon at hindi sinasadyang imahinasyon ay kahalintulad sa pagkakaiba sa pagitan ng boluntaryong pagkontrol ng kalamnan at kalamnan ng kalamnan. Ang boluntaryong pagkontrol sa kalamnan ay nagpapahintulot sa mga tao na sadyang pagsamahin ang mga paggalaw ng kalamnan. Kusang nangyayari ang spasm at hindi makontrol.

Katulad nito, ang boluntaryong imahinasyon ay nagpapahintulot sa mga tao na sadyang pagsamahin ang mga kaisipan. Kapag hiniling na pagsamahin ang dalawang magkatulad na right triangle sa kanilang mahabang gilid, o hypotenuse, naiisip mo ang isang parisukat. Kapag hiniling sa mental na gupitin ang isang bilog na pizza sa pamamagitan ng dalawang perpendicular na linya, makikita mo ang apat na magkaparehong hiwa.

Ang sinadya, tumutugon at maaasahang kapasidad na ito upang pagsamahin at muling pagsamahin ang mga bagay sa pag-iisip ay tinatawag na prefrontal synthesis. Ito ay umaasa sa kakayahan ng prefrontal cortex na matatagpuan sa pinakaharap ng utak na kontrolin ang natitirang bahagi ng neocortex.

Kailan nakuha ng ating mga species ang kakayahan ng prefrontal synthesis? Ang bawat artifact na napetsahan bago ang 70,000 taon na ang nakalipas ay maaaring ginawa ng isang creator na kulang sa kakayahang ito. Sa kabilang banda, simula noong panahong iyon mayroong iba't ibang mga artifact na arkeolohiko na malinaw na nagpapahiwatig ng presensya nito: pinagsama-samang mga makasagisag na bagay, tulad ng taong-leon; karayom ​​ng buto na may mata; bow at arrow; mga instrumentong pangmusika; mga itinayong tirahan; pinalamutian ang mga libing na nagmumungkahi ng mga paniniwala sa kabilang buhay, at marami pang iba.

Maraming uri ng mga archaeological artifact na malinaw na nauugnay sa prefrontal synthesis na lumilitaw nang sabay-sabay sa paligid ng 65,000 taon na ang nakakaraan sa maraming heograpikal na lokasyon. Ang biglaang pagbabagong ito sa imahinasyon ay kinilala ng mananalaysay na si Yuval Harari bilang "rebolusyong nagbibigay-malay.” Kapansin-pansin, ito ay humigit-kumulang nag-tutugma sa ang pinakamalaking Bading sapiens' migration palabas ng Africa.

Iminumungkahi ng mga pagsusuri sa genetiko na ang ilang mga indibidwal ay nakakuha ng kakayahang ito ng prefrontal synthesis at pagkatapos ay ikinalat ang kanilang mga gene sa malayo at malawak sa pamamagitan ng pag-aalis ng iba pang kasabay na mga lalaki sa paggamit ng isang diskarte na pinapagana ng imahinasyon at mga bagong binuo na armas.

Kaya ito ay isang paglalakbay ng milyun-milyong taon ng ebolusyon para sa ating mga species upang maging kagamitan sa imahinasyon. Karamihan sa mga mammal na hindi tao ay may potensyal na isipin kung ano ang wala o hindi nangyari nang hindi sinasadya sa panahon ng pagtulog ng REM; ang mga tao lamang ang maaaring kusang-loob na gumawa ng mga bagong bagay at kaganapan sa ating isipan gamit ang prefrontal synthesis.

Tungkol sa Ang May-akda

Andrey Vyshedskiy, Propesor ng Neuroscience, Boston University

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

mga librong_alam