Ваш мозок може уявити речі, яких не було або навіть не існує. agsandrew/iStock через Getty Images Plus

Ви можете легко уявити себе на велосипеді по небу, хоча це не те, що насправді може статися. Ви можете уявити, як робите щось, чого раніше не робили, наприклад, кататися на водних лижах, і, можливо, навіть уявити кращий спосіб зробити це, ніж будь-хто інший.

Уява передбачає створення уявного образу чогось, чого ваші органи чуття не можуть виявити, або навіть чогось, чого немає десь у реальності. Уява — одна з ключових здібностей, яка робить нас людьми. Але звідки воно взялося?

Я нейробіолог який вивчає, як діти розвивають уяву. Мене особливо цікавлять неврологічні механізми уяви. Коли ми визначимо, які структури мозку та зв’язки необхідні для подумки створення нових об’єктів і сцен, такі вчені, як я, зможуть озирнутися на хід еволюції, щоб побачити, коли з’явилися ці області мозку – і, можливо, породили перші види уяви.

Від бактерій до ссавців

після на Землі виникло життя приблизно 3.4 мільярда років тому організми поступово ускладнювалися. Близько 700 мільйонів років тому нейрони організувалися в прості нейронні мережі що потім еволюціонували в головний і спинний мозок близько 525 мільйонів років тому.

Зрештою динозаврів еволюціонувало близько 240 мільйонів років тому, с ссавці, що з'явилися на кілька мільйонів років пізніше. Поки вони ділилися ландшафтом, динозаври вміли дуже добре ловити та поїдання дрібних пухнастих ссавців. Проте динозаври були холоднокровними і, як і сучасні холоднокровні рептилії, могли лише ефективно пересуватися та полювати. вдень, коли було тепло. Щоб уникнути хижацтва динозаврів, ссавці знайшли рішення: ховатися під землею вдень.

Однак під землею росте небагато їжі. Щоб поїсти, ссавцям доводилося подорожувати над землею, але найбезпечнішим часом для пошуку їжі була ніч, коли динозаври були меншою загрозою. Розвиваючись до теплокровності означало, що ссавці можуть рухатися вночі. Однак це рішення прийшло з компромісом: ссавці повинні були їсти набагато більше їжі, ніж динозаври на одиницю ваги. щоб підтримувати їх високий метаболізм і підтримувати постійну внутрішню температуру тіла близько 99 градусів за Фаренгейтом (37 градусів за Цельсієм).

Наші предки ссавців повинні були знайти в 10 разів більше їжі протягом короткого часу неспання, і вони повинні були знайти його в темряві ночі. Як вони виконали це завдання?

Щоб оптимізувати свій пошук їжі, ссавці розробили нову систему для ефективного запам’ятовування місць, де вони знаходили їжу: зв’язування частини мозку, яка записує сенсорні аспекти ландшафту – як місце виглядає чи пахне – з частиною мозку, яка контролює навігація. Вони закодували особливості ландшафту в неокортексі, самому зовнішньому шарі мозку. Вони закодували навігацію в енторинальній корі. І вся система була взаємопов'язана структурою мозку, яка називається гіпокампом. Люди все ще використовують цю систему пам’яті для запам’ятовування об’єктів і минулих подій, наприклад вашої машини та місця, де ви її припаркували.

Групи нейронів у неокортексі кодуються ці спогади про предмети та минулі події. Згадування речі чи епізоду реактивує ті самі нейрони який його спочатку закодував. Усі ссавці, ймовірно, можуть згадувати та повторно переживати раніше закодовані об’єкти та події, повторно активуючи ці групи нейронів. Ця система пам’яті на основі неокортексу та гіпокампу, яка розвинулася 200 мільйонів років тому, стала першим ключовим кроком до уяви.

Наступним будівельним блоком є ​​здатність створювати «спогад», якого насправді не було.

Мимовільні вигадані «спогади»

Найпростіша форма уявлення нових предметів і сцен відбувається уві сні. Ці яскраві, химерні мимовільні фантазії асоціюються у людей зі стадією швидкого руху очей (REM).

Вчені припускають, що види, відпочинок яких включає періоди швидкого сну також відчувати мрії. Сумчасті та плацентарні ссавці мають фазу швидкого сну, але єхидна, яка відкладає яйця, не має, що свідчить про те, що ця стадія циклу сну еволюціонували після того, як ці еволюційні лінії розійшлися 140 мільйонів років тому. Фактично, запис від спеціалізованих нейронів у мозку називається розмістити клітини показали, що тварини можуть «мріяти» про те, щоб піти місця, які вони ніколи раніше не відвідували.

У людей розчини, знайдені під час сновидіння, можуть допомогти вирішити проблеми. Є численні приклади наукових та інженерних рішень, які спонтанно візуалізуються під час сну.

Невролог Отто Льові мріяв про експеримент, який довів би нервові імпульси передається хімічним шляхом. Він негайно пішов до своєї лабораторії, щоб провести експеримент – згодом отримав за це відкриття Нобелівську премію.

Еліас Хау, винахідник першої швейної машини, стверджував, що головне нововведення, розміщення отвору для нитки біля кінчика голки, прийшов до нього уві сні.

Дмитро Менделєєв описав бачення уві сні «таблиця, де всі елементи стали на свої місця. Прокинувшись, я одразу записав це на аркуші паперу». І це була періодична таблиця.

Ці відкриття були здійснені завдяки тому ж механізму мимовільної уяви, який вперше придбали ссавці 140 мільйонів років тому.

Навмисно уявляти

Різниця між довільною уявою та мимовільною уявою аналогічна різниці між довільним м’язовим контролем і м’язовим спазмом. Добровільний контроль м’язів дозволяє людям свідомо комбінувати м’язові рухи. Спазм виникає спонтанно і не піддається контролю.

Так само добровільна уява дозволяє людям навмисно поєднувати думки. Коли вас просять подумки поєднати два однакових прямокутних трикутника вздовж їхніх довгих ребер або гіпотенуз, ви уявляєте квадрат. Коли вас просять подумки розрізати круглу піцу двома перпендикулярними лініями, ви візуалізуєте чотири однакові скибочки.

Ця навмисна, чутлива та надійна здатність комбінувати та рекомбінувати розумові об’єкти називається префронтальним синтезом. Це залежить від здатності префронтальної кори, розташованої в передній частині мозку, контролювати решту неокортексу.

Коли наш вид набув здатності до префронтального синтезу? Кожен артефакт, датований 70,000 XNUMX років тому, міг бути створений творцем, який не мав цієї здатності. З іншого боку, приблизно з того часу є різноманітні археологічні артефакти, які однозначно вказують на його присутність: композиційні фігурні предмети, як напр. людина-лев; кістяні голки з вушком; луки і стріли; музичних інструментів; побудовані житла; прикрашені поховання, які свідчать про віру в загробне життя, і багато іншого.

Кілька типів археологічних артефактів, однозначно пов’язаних із префронтальним синтезом, з’явилися одночасно приблизно 65,000 XNUMX років тому в різних географічних місцях. Цю різку зміну в уяві історик Ювал Харарі охарактеризував як «когнітивна революція.” Зокрема, це приблизно збігається з Найбільший Хомо сапієнсміграція з Африки.

Генетичний аналіз показує що кілька індивідів придбали цю здатність до префронтального синтезу, а потім поширили свої гени далеко й повсюдно, знищивши інших одночасних чоловіків за допомогою стратегії уяви та нещодавно розробленої зброї.

Таким чином, це була подорож, яка тривала мільйони років, щоб наш вид оснастився уявою. Більшість нелюдських ссавців мають потенціал уявити те, чого не існує або мимоволі не сталося під час швидкого сну; лише люди можуть добровільно створювати нові об’єкти та події в нашій свідомості за допомогою префронтального синтезу.

про автора

Андрій Вишедський, Професор нейрології, Бостонський університет

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

книги_інформованість