apa yang menjadikan kita manusia 2 23
Otak anda boleh membayangkan perkara yang belum berlaku atau yang tidak wujud. agsandrew/iStock melalui Getty Images Plus

Anda boleh dengan mudah membayangkan diri anda menunggang basikal merentasi langit walaupun itu bukan sesuatu yang sebenarnya boleh berlaku. Anda boleh membayangkan diri anda melakukan sesuatu yang tidak pernah anda lakukan sebelum ini – seperti bermain ski air – dan mungkin juga membayangkan cara yang lebih baik untuk melakukannya daripada orang lain.

Imaginasi melibatkan mencipta imej mental tentang sesuatu yang tidak ada untuk dikesan oleh deria anda, atau bahkan sesuatu yang tidak ada dalam realiti di suatu tempat. Imaginasi adalah salah satu kebolehan utama yang menjadikan kita manusia. Tetapi dari mana ia datang?

Saya seorang pakar saraf yang mengkaji bagaimana kanak-kanak memperoleh imaginasi. Saya amat berminat dengan mekanisme neurologi imaginasi. Sebaik sahaja kami mengenal pasti struktur dan sambungan otak yang diperlukan untuk membina objek dan adegan baharu secara mental, saintis seperti saya boleh melihat kembali sepanjang evolusi untuk melihat apabila kawasan otak ini muncul - dan berpotensi melahirkan jenis imaginasi pertama.

Daripada bakteria kepada mamalia

selepas kehidupan muncul di Bumi sekitar 3.4 bilion tahun yang lalu, organisma secara beransur-ansur menjadi lebih kompleks. Sekitar 700 juta tahun yang lalu, neuron disusun menjadi jaring saraf mudah itu kemudian berkembang menjadi otak dan saraf tunjang sekitar 525 juta tahun lalu.


grafik langganan dalaman


Akhirnya dinosaur berkembang sekitar 240 juta tahun lalu, dengan mamalia muncul beberapa juta tahun kemudian. Semasa mereka berkongsi landskap, dinosaur sangat pandai menangkap dan makan mamalia kecil berbulu. Dinosaur berdarah sejuk, walaupun, dan, seperti reptilia berdarah sejuk moden, hanya boleh bergerak dan memburu dengan berkesan pada waktu siang ketika cuaca panas. Untuk mengelakkan pemangsaan oleh dinosaur, mamalia terjumpa penyelesaian: bersembunyi di bawah tanah pada waktu siang.

Tidak banyak makanan, walaupun, tumbuh di bawah tanah. Untuk makan, mamalia terpaksa mengembara di atas tanah - tetapi masa paling selamat untuk mencari makanan adalah pada waktu malam, apabila dinosaur kurang ancaman. Berkembang menjadi berdarah panas bermakna mamalia boleh bergerak pada waktu malam. Penyelesaian itu datang dengan pertukaran, walaupun: Mamalia terpaksa makan lebih banyak makanan daripada dinosaur setiap unit berat untuk mengekalkan metabolisme mereka yang tinggi dan untuk menyokong suhu badan dalaman yang berterusan sekitar 99 darjah Fahrenheit (37 darjah Celsius).

Nenek moyang mamalia kita terpaksa mencari 10 kali lebih banyak makanan dalam masa terjaga yang singkat, dan mereka terpaksa menemuinya dalam kegelapan malam. Bagaimanakah mereka mencapai tugas ini?

Untuk mengoptimumkan pencarian makanan mereka, mamalia membangunkan sistem baharu untuk menghafal tempat yang mereka temui makanan dengan cekap: menghubungkan bahagian otak yang merekodkan aspek deria landskap – cara sesuatu tempat kelihatan atau bau – ke bahagian otak yang mengawal navigasi. Mereka mengekodkan ciri-ciri landskap dalam neokorteks, lapisan paling luar otak. Mereka mengekodkan navigasi dalam korteks entorhinal. Dan juga keseluruhan sistem adalah saling berkaitan oleh struktur otak yang dipanggil hippocampus. Manusia masih menggunakan sistem ingatan ini untuk mengingati objek dan peristiwa lalu, seperti kereta anda dan tempat anda meletakkannya.

Kumpulan neuron dalam neokorteks menyandikan kenangan objek dan peristiwa lampau ini. Mengingati sesuatu atau episod mengaktifkan semula neuron yang sama yang pada mulanya mengekodnya. Semua mamalia berkemungkinan boleh mengingat dan mengalami semula objek dan peristiwa yang dikodkan sebelum ini dengan mengaktifkan semula kumpulan neuron ini. Sistem memori berasaskan neocortex-hippocampus yang berkembang 200 juta tahun yang lalu menjadi langkah utama pertama ke arah imaginasi.

Blok binaan seterusnya ialah keupayaan untuk membina "memori" yang sebenarnya tidak berlaku.

'Kenangan' yang dibuat secara tidak sengaja

Bentuk termudah untuk membayangkan objek dan adegan baru berlaku dalam mimpi. Angan-angan luar biasa yang jelas dan pelik ini dikaitkan dengan orang yang mengalami tahap tidur pergerakan mata pantas (REM).

Para saintis membuat hipotesis bahawa spesies yang rehatnya termasuk tempoh tidur REM juga mengalami mimpi. Mamalia marsupial dan plasenta mempunyai tidur REM, tetapi mamalia bertelur iaitu ekidna tidak, menunjukkan bahawa peringkat kitaran tidur ini berkembang selepas garis evolusi ini menyimpang 140 juta tahun dahulu. Malah, rakaman daripada neuron khusus dalam otak dipanggil tempat sel menunjukkan bahawa haiwan boleh "bermimpi" pergi tempat yang tidak pernah mereka lawati sebelum ini.

Pada manusia, penyelesaian yang ditemui semasa bermimpi boleh membantu menyelesaikan masalah. Terdapat banyak contoh penyelesaian saintifik dan kejuruteraan yang divisualisasikan secara spontan semasa tidur.

Ahli sains saraf Otto Loewi mengimpikan satu eksperimen yang membuktikan impuls saraf adalah dihantar secara kimia. Dia segera pergi ke makmalnya untuk melakukan eksperimen - kemudian menerima Hadiah Nobel untuk penemuan ini.

Elias Howe, pencipta mesin jahit pertama, mendakwa bahawa inovasi utama, meletakkan lubang benang berhampiran hujung jarum, datang kepadanya dalam mimpi.

Dmitri Mendeleev menggambarkan melihat dalam mimpi "jadual di mana semua elemen jatuh ke tempatnya seperti yang diperlukan. Bangun, saya segera menuliskannya pada sekeping kertas.” Dan itu adalah jadual berkala.

Penemuan ini didayakan oleh mekanisme imaginasi sukarela yang sama yang pertama kali diperoleh oleh mamalia 140 juta tahun yang lalu.

Berimaginasi dengan sengaja

Perbezaan antara imaginasi sukarela dan imaginasi tidak sukarela adalah sama dengan perbezaan antara kawalan otot sukarela dan kekejangan otot. Kawalan otot secara sukarela membolehkan orang ramai dengan sengaja menggabungkan pergerakan otot. Kekejangan berlaku secara spontan dan tidak boleh dikawal.

Begitu juga, imaginasi sukarela membolehkan orang ramai dengan sengaja menggabungkan pemikiran. Apabila diminta untuk menggabungkan secara mental dua segi tiga tepat yang sama di sepanjang tepi panjangnya, atau hipotenus, anda membayangkan segi empat sama. Apabila diminta untuk memotong piza bulat secara mental dengan dua garisan serenjang, anda membayangkan empat kepingan yang sama.

Keupayaan yang disengajakan, responsif dan boleh dipercayai untuk menggabungkan dan menggabungkan semula objek mental ini dipanggil sintesis prefrontal. Ia bergantung pada keupayaan korteks prefrontal yang terletak di bahagian paling hadapan otak untuk mengawal seluruh neokorteks.

Bilakah spesies kita memperoleh keupayaan sintesis prefrontal? Setiap artifak bertarikh sebelum 70,000 tahun yang lalu mungkin dibuat oleh pencipta yang tidak mempunyai keupayaan ini. Sebaliknya, bermula pada masa itu terdapat pelbagai artifak arkeologi dengan jelas menunjukkan kehadirannya: objek kiasan komposit, seperti manusia singa; jarum tulang dengan mata; busur dan anak panah; alat muzik; kediaman yang dibina; perkuburan yang berhias menunjukkan kepercayaan kepada kehidupan akhirat, Dan banyak lagi.

Pelbagai jenis artifak arkeologi yang jelas dikaitkan dengan sintesis prefrontal muncul secara serentak sekitar 65,000 tahun yang lalu di pelbagai lokasi geografi. Perubahan mendadak dalam imaginasi ini telah dicirikan oleh ahli sejarah Yuval Harari sebagai "revolusi kognitif.” Terutamanya, ia lebih kurang bertepatan dengan terbesar Homo sapiens' penghijrahan keluar dari Afrika.

Analisis genetik mencadangkan bahawa beberapa individu memperoleh keupayaan sintesis prefrontal ini dan kemudian menyebarkan gen mereka jauh dan luas dengan menghapuskan lelaki sezaman yang lain dengan menggunakan strategi yang dibolehkan imaginasi dan senjata yang baru dibangunkan.

Oleh itu, ia telah menjadi satu perjalanan berjuta-juta tahun evolusi untuk spesies kita untuk dilengkapi dengan imaginasi. Kebanyakan mamalia bukan manusia mempunyai potensi untuk membayangkan apa yang tidak wujud atau tidak berlaku secara tidak sengaja semasa tidur REM; hanya manusia yang boleh secara sukarela mencipta objek dan peristiwa baru dalam fikiran kita menggunakan sintesis prefrontal.Perbualan

Tentang Pengarang

Andrey Vyshedskiy, Profesor Neurosains, Boston University

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

buku_kesihatan