co czyni nas ludźmi 2 23
Twój mózg może wyobrazić sobie rzeczy, które się nie wydarzyły lub które nawet nie istnieją. agsandrew/iStock za pośrednictwem Getty Images Plus

Możesz łatwo wyobrazić sobie, jak jedziesz rowerem po niebie, mimo że nie jest to coś, co może się zdarzyć. Możesz wyobrazić sobie, jak robisz coś, czego nigdy wcześniej nie robiłeś – na przykład jazdę na nartach wodnych – a może nawet wyobrażasz sobie lepszy sposób na zrobienie tego niż ktokolwiek inny.

Wyobraźnia polega na tworzeniu w umyśle obrazu czegoś, czego zmysły nie mogą wykryć, a nawet czegoś, czego nie ma gdzieś w rzeczywistości. Wyobraźnia jest jedną z kluczowych zdolności, które czynią nas ludźmi. Ale skąd to się wzięło?

Jestem neurobiologiem który bada, jak dzieci nabywają wyobraźnię. Szczególnie interesują mnie neurologiczne mechanizmy wyobraźni. Kiedy ustalimy, jakie struktury i połączenia mózgu są niezbędne do mentalnego konstruowania nowych obiektów i scen, naukowcy tacy jak ja mogą spojrzeć wstecz na przebieg ewolucji, aby zobaczyć, kiedy te obszary mózgu się pojawiły – i potencjalnie dały początek pierwszym rodzajom wyobraźni.

Od bakterii do ssaków

Po życie pojawiło się na Ziemi około 3.4 miliarda lat temu organizmy stopniowo stawały się coraz bardziej złożone. Około 700 milionów lat temu neurony zorganizowały się proste sieci neuronowe to wtedy przekształcił się w mózg i rdzeń kręgowy około 525 milionów lat temu.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Ostatecznie dinozaury wyewoluowały około 240 milionów lat temu, z ssaki pojawiające się kilka milionów lat później. Podczas gdy dzielili krajobraz, dinozaury były bardzo dobre w łapaniu i zjadanie małych, futrzastych ssaków. Dinozaury były jednak zimnokrwiste i podobnie jak współczesne gady zimnokrwiste mogły jedynie skutecznie się poruszać i polować w ciągu dnia, gdy było ciepło. Aby uniknąć drapieżnictwa dinozaurów, ssaki natknęły się na rozwiązanie: ukryć się pod ziemią w ciągu dnia.

Jednak niewiele żywności rośnie pod ziemią. Aby się pożywić, ssaki musiały podróżować nad ziemią, ale najbezpieczniejszą porą na żerowanie była noc, kiedy dinozaury stanowiły mniejsze zagrożenie. Ewolucja na stałocieplną oznaczało, że ssaki mogły poruszać się w nocy. To rozwiązanie wiązało się jednak z kompromisem: ssaki musiały jeść o wiele więcej jedzenia niż dinozaury na jednostkę masy w celu utrzymania ich wysokiego metabolizmu i do utrzymania stałej wewnętrznej temperatury ciała około 99 stopni Fahrenheita (37 stopni Celsjusza).

Nasi przodkowie ssaków musieli znaleźć 10 razy więcej jedzenia podczas ich krótkiego czasu czuwania i musieli go znaleźć w ciemnościach nocy. Jak poradzili sobie z tym zadaniem?

Aby zoptymalizować swoje żerowanie, ssaki opracowały nowy system efektywnego zapamiętywania miejsc, w których znalazły pożywienie: łączenie części mózgu, która rejestruje sensoryczne aspekty krajobrazu – jak miejsce wygląda lub pachnie – z częścią mózgu, która kontroluje nawigacja. Zakodowali cechy krajobrazu w korze nowej, najbardziej zewnętrznej warstwie mózgu. Zakodowali nawigację w korze śródwęchowej. i cały system był ze sobą połączony przez strukturę mózgu zwaną hipokampem. Ludzie nadal używają tego systemu pamięci do zapamiętywania obiektów i wydarzeń z przeszłości, takich jak Twój samochód i miejsce, w którym go zaparkowałeś.

Grupy neuronów w korze nowej kodują te wspomnienia obiektów i przeszłych wydarzeń. Zapamiętywanie czegoś lub epizodu reaktywuje te same neurony który początkowo go zakodował. Wszystkie ssaki prawdopodobnie mogą przypomnieć sobie i ponownie doświadczyć wcześniej zakodowanych obiektów i zdarzeń poprzez reaktywację tych grup neuronów. Ten system pamięci oparty na korze nowej i hipokampie, który wyewoluował 200 milionów lat temu, stał się pierwszym kluczowym krokiem w kierunku wyobraźni.

Kolejnym budulcem jest umiejętność konstruowania „pamięci”, która tak naprawdę się nie wydarzyła.

Mimowolnie wymyślone „wspomnienia”

Najprostsza forma wyobrażania sobie nowych przedmiotów i scen ma miejsce w snach. Te żywe, dziwaczne, mimowolne fantazje są kojarzone u ludzi z fazą snu REM (ang. Rapid Eye Movement).

Naukowcy stawiają hipotezę, że gatunek, którego odpoczynek obejmuje okresy snu REM doświadczać także snów. Ssaki torbacze i łożyskowce mają sen REM, ale ssak składający jaja, kolczatka, nie, co sugeruje, że ten etap cyklu snu ewoluowały po rozejściu się tych linii ewolucyjnych 140 milionów lat temu. W rzeczywistości zapis z wyspecjalizowanych neuronów w mózgu tzw umieść komórki wykazały, że zwierzęta mogą „marzyć” o chodzeniu miejsca, w których nigdy wcześniej nie byli.

U ludzi rozwiązania znalezione podczas snu mogą pomóc rozwiązać problemy. Istnieje wiele przykładów rozwiązań naukowych i inżynierskich spontanicznie wizualizowanych podczas snu.

Neurobiolog Otto Loewi marzył o eksperymencie, który udowodnił, że impulsy nerwowe są przenoszone chemicznie. Natychmiast udał się do swojego laboratorium, aby przeprowadzić eksperyment – ​​później otrzymał za to odkrycie Nagrodę Nobla.

Elias Howe, wynalazca pierwszej maszyny do szycia, twierdził, że główna innowacja polegająca na umieszczeniu otworu na nitkę blisko czubka igły, przyszedł do niego we śnie.

Dmitrij Mendelejew opisał widzenie we śnie „stół, na którym wszystkie elementy układały się zgodnie z wymaganiami. Po przebudzeniu natychmiast zapisałem to na kartce”. I to był układ okresowy.

Odkrycia te umożliwił ten sam mechanizm mimowolnej wyobraźni, którego po raz pierwszy nabyły ssaki 140 milionów lat temu.

Celowe wyobrażenie

Różnica między dobrowolną wyobraźnią a mimowolną wyobraźnią jest analogiczna do różnicy między dobrowolną kontrolą mięśni a skurczem mięśni. Dobrowolna kontrola mięśni pozwala ludziom celowo łączyć ruchy mięśni. Skurcz pojawia się spontanicznie i nie można go kontrolować.

Podobnie dobrowolna wyobraźnia pozwala ludziom celowo łączyć myśli. Poproszony o mentalne połączenie dwóch identycznych trójkątów prostokątnych wzdłuż ich długich krawędzi lub przeciwprostokątnych, wyobrażasz sobie kwadrat. Gdy zostaniesz poproszony o mentalne przecięcie okrągłej pizzy dwiema prostopadłymi liniami, wizualizujesz cztery identyczne plasterki.

Ta celowa, responsywna i niezawodna zdolność łączenia i rekombinowania obiektów mentalnych nazywana jest syntezą przedczołową. Opiera się na zdolności kory przedczołowej znajdującej się na samym przodzie mózgu do kontrolowania reszty kory nowej.

Kiedy nasz gatunek nabył zdolność syntezy przedczołowej? Każdy artefakt datowany na 70,000 XNUMX lat temu mógł zostać stworzony przez twórcę, któremu brakowało tej zdolności. Z drugiej strony, począwszy od tego czasu pojawiają się różne artefakty archeologiczne jednoznacznie wskazujące na jego obecność: złożone obiekty figuratywne, jak np. człowiek-lew; igły kostne z okiem; łuki i strzały; instrumenty muzyczne; wybudowane mieszkania; zdobione pochówki sugerujące wierzenia w życie pozagrobowe, I wiele więcej.

Wiele rodzajów artefaktów archeologicznych jednoznacznie związanych z syntezą przedczołową pojawiło się jednocześnie około 65,000 XNUMX lat temu w wielu lokalizacjach geograficznych. Historyk Yuval Harari scharakteryzował tę nagłą zmianę w wyobraźni jako „rewolucja poznawcza”. Szczególnie, to mniej więcej się zgadza największy Homo sapiens„migracja z Afryki”..

Sugerują analizy genetyczne że kilka osób nabyło tę zdolność syntezy przedczołowej, a następnie rozprzestrzeniło swoje geny daleko i szeroko, eliminując innych współczesnych mężczyzn za pomocą strategii pobudzanej wyobraźnią i nowo opracowanej broni.

Tak więc to była podróż wielu milionów lat ewolucji, aby nasz gatunek został wyposażony w wyobraźnię. Większość ssaków innych niż ludzie ma potencjał wyobrażania sobie tego, co nie istnieje lub nie wydarzyło się mimowolnie podczas snu REM; tylko ludzie mogą dobrowolnie wyczarować nowe obiekty i zdarzenia w naszych umysłach za pomocą syntezy przedczołowej.Konwersacje

O autorze

Andriej Wyszedski, profesor neurologii, Boston University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_świadomość