Hjernen din kan forestille seg ting som ikke har skjedd eller som ikke engang eksisterer. agsandrew/iStock via Getty Images Plus

Du kan enkelt forestille deg at du sykler over himmelen, selv om det ikke er noe som faktisk kan skje. Du kan se for deg at du gjør noe du aldri har gjort før – som vannski – og kanskje til og med forestille deg en bedre måte å gjøre det på enn noen andre.

Fantasi innebærer å skape et mentalt bilde av noe som ikke er tilstede for sansene dine å oppdage, eller til og med noe som ikke er der ute i virkeligheten et sted. Fantasi er en av nøkkelevnene som gjør oss til mennesker. Men hvor kom det fra?

Jeg er nevroforsker som studerer hvordan barn tilegner seg fantasi. Jeg er spesielt interessert i fantasiens nevrologiske mekanismer. Når vi først har identifisert hvilke hjernestrukturer og koblinger som er nødvendige for å mentalt konstruere nye objekter og scener, kan forskere som meg se tilbake i løpet av evolusjonen for å se når disse hjerneområdene dukket opp – og potensielt fødte den første typen fantasi.

Fra bakterier til pattedyr

Etter liv oppsto på jorden for rundt 3.4 milliarder år siden ble organismer gradvis mer komplekse. For rundt 700 millioner år siden organiserte nevroner seg i enkle nevrale nett det da utviklet seg til hjernen og ryggmargen for rundt 525 millioner år siden.

Til slutt utviklet dinosaurene rundt 240 millioner år siden, med pattedyr som dukker opp noen millioner år senere. Mens de delte landskapet var dinosaurene veldig flinke til å fange og spiser små, lodne pattedyr. Dinosaurer var imidlertid kaldblodige, og som moderne kaldblodige reptiler kunne de bare bevege seg og jakte effektivt på dagtid når det var varmt. For å unngå predasjon av dinosaurer, snublet pattedyr over en løsning: gjemme seg under jorden på dagtid.

Ikke mye mat vokser imidlertid under jorden. For å spise måtte pattedyr reise over bakken – men den sikreste tiden å søke var om natten, da dinosaurene var mindre en trussel. Utvikler seg til å bli varmblodig betydde at pattedyr kunne bevege seg om natten. Den løsningen kom imidlertid med en avveining: Pattedyr måtte spise mye mer mat enn dinosaurer per vektenhet for å opprettholde deres høye metabolisme og for å støtte deres konstante indre kroppstemperatur rundt 99 grader Fahrenheit (37 grader Celsius).

Våre pattedyrforfedre måtte finne 10 ganger mer mat under deres korte våkne tid, og de måtte finne den i nattemørket. Hvordan klarte de denne oppgaven?

For å optimalisere fødesøkingen utviklet pattedyr et nytt system for effektivt å huske steder hvor de hadde funnet mat: kobler den delen av hjernen som registrerer sensoriske aspekter av landskapet – hvordan et sted ser ut eller lukter – til den delen av hjernen som kontrollerer navigasjon. De kodet trekk ved landskapet i neocortex, det ytterste laget av hjernen. De kodet navigasjon i entorhinal cortex. Og hele systemet var sammenkoblet av hjernestrukturen kalt hippocampus. Mennesker bruker fortsatt dette minnesystemet for å huske gjenstander og tidligere hendelser, for eksempel bilen din og hvor du parkerte den.

Grupper av nevroner i neocortex koder disse minnene om objekter og tidligere hendelser. Husker en ting eller en episode reaktiverer de samme nevronene som opprinnelig kodet den. Alle pattedyr kan sannsynligvis huske og gjenoppleve tidligere kodede objekter og hendelser ved å reaktivere disse gruppene av nevroner. Dette neocortex-hippocampus-baserte minnesystemet som utviklet seg for 200 millioner år siden ble det første nøkkeltrinnet mot fantasi.

Den neste byggesteinen er evnen til å konstruere et "minne" som egentlig ikke har skjedd.

Ufrivillige oppdiktede "minner"

Den enkleste formen for å forestille seg nye objekter og scener skjer i drømmer. Disse levende, bisarre ufrivillige fantasiene er assosiert hos personer med rask øyebevegelse (REM) søvnstadiet.

Forskere antar at arter hvis hvile inkluderer perioder med REM-søvn også oppleve drømmer. Pungdyr og morkakepattedyr har REM-søvn, men det eggleggende pattedyret har ikke echidna, noe som tyder på at dette stadiet av søvnsyklusen utviklet seg etter at disse evolusjonære linjene divergerte 140 millioner år siden. Faktisk, opptak fra spesialiserte nevroner i hjernen kalt plassere celler demonstrert at dyr kan "drømme" om å gå steder de aldri har besøkt før.

Hos mennesker kan løsninger funnet under drømming bidra til å løse problemer. Det er mange eksempler på vitenskapelige og tekniske løsninger som spontant visualiseres under søvn.

Nevrovitenskapsmannen Otto Loewi drømte om et eksperiment som viste at nerveimpulser er det overføres kjemisk. Han dro umiddelbart til laboratoriet sitt for å utføre eksperimentet - senere mottok han Nobelprisen for denne oppdagelsen.

Elias Howe, oppfinneren av den første symaskinen, hevdet at hovedinnovasjonen, å plassere trådhullet nær spissen av nålen, kom til ham i en drøm.

Dmitri Mendeleev beskrev å se i en drøm "et bord hvor alle elementene falt på plass etter behov. Da jeg våknet, skrev jeg det umiddelbart ned på et stykke papir.» Og det var det periodiske systemet.

Disse oppdagelsene ble muliggjort av den samme mekanismen for ufrivillig fantasi som først ble ervervet av pattedyr for 140 millioner år siden.

Tenker med vilje

Forskjellen mellom frivillig fantasi og ufrivillig fantasi er analog med forskjellen mellom frivillig muskelkontroll og muskelspasmer. Frivillig muskelkontroll lar folk bevisst kombinere muskelbevegelser. Spasmer oppstår spontant og kan ikke kontrolleres.

På samme måte lar frivillig fantasi folk bevisst kombinere tanker. Når du blir bedt om å mentalt kombinere to identiske rette trekanter langs deres lange kanter, eller hypotenusene, ser du for deg en firkant. Når du blir bedt om å mentalt kutte en rund pizza med to vinkelrette linjer, ser du for deg fire identiske skiver.

Denne bevisste, responsive og pålitelige kapasiteten til å kombinere og rekombinere mentale objekter kalles prefrontal syntese. Den er avhengig av evnen til den prefrontale cortex som ligger helt foran i hjernen til å kontrollere resten av neocortex.

Når fikk arten vår evnen til prefrontal syntese? Hver artefakt som er datert før 70,000 XNUMX år siden, kunne vært laget av en skaper som manglet denne evnen. På den annen side, fra omtrent den tiden er det forskjellige arkeologiske gjenstander som entydig indikerer dens tilstedeværelse: sammensatte figurative gjenstander, som f.eks. løve-mann; beinnåler med et øye; Buer og piler; musikkinstrumenter; oppførte boliger; utsmykkede begravelser som antyder troen på etterlivet, og mange flere.

Flere typer arkeologiske gjenstander entydig assosiert med prefrontal syntese vises samtidig for rundt 65,000 XNUMX år siden på flere geografiske steder. Denne brå endringen i fantasi har blitt karakterisert av historikeren Yuval Harari som "kognitiv revolusjon." Spesielt, det er omtrent sammenfallende med den største Homo sapiens' migrasjon ut av Afrika.

Genetiske analyser tyder på at noen få individer skaffet seg denne prefrontale synteseevnen og deretter spredte genene sine vidt og bredt ved å eliminere andre samtidige menn med bruk av en fantasi-aktivert strategi og nyutviklede våpen.

Så det har vært en reise med mange millioner år med evolusjon for arten vår å bli utstyrt med fantasi. De fleste ikke-menneskelige pattedyr har potensial til å forestille seg hva som ikke eksisterer eller ikke har skjedd ufrivillig under REM-søvn; bare mennesker kan frivillig trylle frem nye objekter og hendelser i tankene våre ved å bruke prefrontal syntese.

Om forfatteren

Andrey Vyshedskiy, Professor i nevrovitenskap, Boston University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

bøker_bevissthet