Ο εγκέφαλός σας μπορεί να φανταστεί πράγματα που δεν έχουν συμβεί ή που δεν υπάρχουν καν. agsandrew/iStock μέσω Getty Images Plus

Μπορείτε εύκολα να φανταστείτε τον εαυτό σας να οδηγεί ένα ποδήλατο στον ουρανό, παρόλο που αυτό δεν είναι κάτι που μπορεί να συμβεί στην πραγματικότητα. Μπορείτε να οραματιστείτε τον εαυτό σας να κάνει κάτι που δεν έχετε ξανακάνει – όπως το θαλάσσιο σκι – και ίσως ακόμη και να φανταστείτε έναν καλύτερο τρόπο να το κάνετε από οποιονδήποτε άλλον.

Η φαντασία περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας διανοητικής εικόνας για κάτι που δεν υπάρχει για να ανιχνεύσουν οι αισθήσεις σας, ή ακόμα και κάτι που δεν υπάρχει κάπου εκεί έξω στην πραγματικότητα. Η φαντασία είναι μια από τις βασικές ικανότητες που μας κάνουν ανθρώπους. Αλλά από πού προήλθε;

Είμαι νευροεπιστήμονας που μελετά πώς τα παιδιά αποκτούν φαντασία. Με ενδιαφέρουν ιδιαίτερα οι νευρολογικοί μηχανισμοί της φαντασίας. Μόλις προσδιορίσουμε ποιες δομές και συνδέσεις του εγκεφάλου είναι απαραίτητες για την πνευματική κατασκευή νέων αντικειμένων και σκηνών, επιστήμονες όπως εγώ μπορούν να ανατρέξουν στην πορεία της εξέλιξης για να δουν πότε εμφανίστηκαν αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου - και δυνητικά γέννησαν τα πρώτα είδη φαντασίας.

Από βακτήρια στα θηλαστικά

Μετά το εμφανίστηκε ζωή στη Γη περίπου πριν από 3.4 δισεκατομμύρια χρόνια, οι οργανισμοί σταδιακά έγιναν πιο περίπλοκοι. Πριν από περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια, οι νευρώνες οργανώθηκαν σε απλά νευρωνικά δίκτυα αυτό τότε εξελίχθηκε στον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό πριν από περίπου 525 εκατομμύρια χρόνια.

Τελικά οι δεινόσαυροι εξελίχθηκαν περίπου 240 εκατομμύρια πριν από χρόνια, με θηλαστικά που αναδύθηκαν μερικά εκατομμύρια χρόνια αργότερα. Ενώ μοιράζονταν το τοπίο, οι δεινόσαυροι ήταν πολύ καλοί στο να πιάνουν και τρώγοντας μικρά, γούνινα θηλαστικά. Ωστόσο, οι δεινόσαυροι ήταν ψυχρόαιμοι και, όπως τα σύγχρονα ψυχρόαιμα ερπετά, μπορούσαν μόνο να κινούνται και να κυνηγούν αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια της ημέρας που έκανε ζέστη. Για να αποφύγουν τη θήρευση από τους δεινόσαυρους, τα θηλαστικά βρήκαν μια λύση: κρύβονται υπόγεια κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Ωστόσο, δεν καλλιεργούνται πολλά τρόφιμα υπόγεια. Για να φάνε, τα θηλαστικά έπρεπε να ταξιδέψουν πάνω από το έδαφος – αλλά η πιο ασφαλής στιγμή για να αναζητήσουν τροφή ήταν τη νύχτα, όταν οι δεινόσαυροι ήταν λιγότερο απειλή. Εξελίσσεται για να είναι θερμόαιμος σήμαινε ότι τα θηλαστικά μπορούσαν να κινηθούν τη νύχτα. Ωστόσο, αυτή η λύση ήρθε με ένα συμβιβασμό: τα θηλαστικά έπρεπε να τρώνε πολύ περισσότερη τροφή από τους δεινόσαυρους ανά μονάδα βάρους προκειμένου να διατηρήσουν τον υψηλό μεταβολισμό τους και να υποστηρίζουν τη σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του σώματός τους γύρω στους 99 βαθμούς Φαρενάιτ (37 βαθμούς Κελσίου).

Οι πρόγονοί μας των θηλαστικών έπρεπε να βρουν 10 φορές περισσότερο φαγητό κατά τη διάρκεια του σύντομου χρόνου αφύπνισης, και έπρεπε να το βρουν στο σκοτάδι της νύχτας. Πώς πέτυχαν αυτό το έργο;

Για να βελτιστοποιήσουν την αναζήτηση τροφής, τα θηλαστικά ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα για την αποτελεσματική απομνημόνευση των σημείων όπου είχαν βρει τροφή: συνδέοντας το τμήμα του εγκεφάλου που καταγράφει αισθητικές πτυχές του τοπίου – πώς φαίνεται ή μυρίζει ένα μέρος – με το μέρος του εγκεφάλου που ελέγχει πλοήγηση. Κωδικοποίησαν χαρακτηριστικά του τοπίου στον νεοφλοιό, το πιο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου. Κωδικοποίησαν την πλοήγηση στον ενδορινικό φλοιό. Και το ολόκληρο το σύστημα ήταν διασυνδεδεμένο από την εγκεφαλική δομή που ονομάζεται ιππόκαμπος. Οι άνθρωποι εξακολουθούν να χρησιμοποιούν αυτό το σύστημα μνήμης για να θυμάστε αντικείμενα και γεγονότα του παρελθόντος, όπως το αυτοκίνητό σας και πού το παρκάρατε.

Ομάδες νευρώνων στον νεοφλοιό κωδικοποιούν αυτές τις μνήμες αντικειμένων και παρελθόντων γεγονότων. Θυμηθείτε ένα πράγμα ή ένα επεισόδιο επανενεργοποιεί τους ίδιους νευρώνες που το κωδικοποιούσε αρχικά. Όλα τα θηλαστικά πιθανότατα μπορούν να ανακαλέσουν και να ξαναζήσουν αντικείμενα και γεγονότα που είχαν κωδικοποιηθεί στο παρελθόν ενεργοποιώντας εκ νέου αυτές τις ομάδες νευρώνων. Αυτό το σύστημα μνήμης που βασίζεται στον νεοφλοιό του ιππόκαμπου που εξελίχθηκε πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια έγινε το πρώτο βασικό βήμα προς τη φαντασία.

Το επόμενο δομικό στοιχείο είναι η δυνατότητα κατασκευής μιας «μνήμης» που δεν έχει συμβεί πραγματικά.

Ακούσια φτιαγμένες «αναμνήσεις»

Η απλούστερη μορφή φαντασίας νέων αντικειμένων και σκηνών συμβαίνει στα όνειρα. Αυτές οι ζωηρές, παράξενες ακούσιες φαντασιώσεις συνδέονται σε άτομα με το στάδιο της ταχείας κίνησης των ματιών (REM) του ύπνου.

Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι τα είδη των οποίων η ανάπαυση περιλαμβάνει περιόδους ύπνου REM βιώνουν επίσης όνειρα. Τα μαρσιποφόρα και τα πλακούντα θηλαστικά έχουν ύπνο REM, αλλά το θηλαστικό που γεννά αυγά η έχιδνα δεν έχει, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτό το στάδιο του κύκλου ύπνου εξελίχθηκε μετά την απόκλιση αυτών των εξελικτικών γραμμών 140 εκατομμύρια χρόνια πριν. Μάλιστα, η καταγραφή από εξειδικευμένους νευρώνες στον εγκέφαλο κάλεσε τοποθετήστε τα κελιά απέδειξε ότι τα ζώα μπορούν να «ονειρεύονται» να πάνε μέρη που δεν έχουν επισκεφτεί ποτέ πριν.

Στους ανθρώπους, οι λύσεις που βρίσκονται κατά τη διάρκεια του ονείρου μπορούν βοηθούν στην επίλυση προβλημάτων. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα επιστημονικών και μηχανικών λύσεων που απεικονίζονται αυθόρμητα κατά τη διάρκεια του ύπνου.

Ο νευροεπιστήμονας Otto Loewi ονειρεύτηκε ένα πείραμα που απέδειξε ότι υπάρχουν νευρικές ώσεις μεταδίδεται χημικά. Πήγε αμέσως στο εργαστήριό του για να πραγματοποιήσει το πείραμα - αργότερα έλαβε το βραβείο Νόμπελ για αυτή την ανακάλυψη.

Ο Elias Howe, ο εφευρέτης της πρώτης ραπτομηχανής, ισχυρίστηκε ότι η κύρια καινοτομία, η τοποθέτηση της τρύπας του νήματος κοντά στην άκρη της βελόνας, ήρθε σε αυτόν σε ένα όνειρο.

Ο Ντμίτρι Μεντελέεφ περιέγραψε ότι βλέπει σε ένα όνειρο "ένα τραπέζι όπου όλα τα στοιχεία μπήκαν στη θέση τους όπως απαιτείται. Ξυπνώντας, το έγραψα αμέσως σε ένα κομμάτι χαρτί». Και αυτός ήταν ο περιοδικός πίνακας.

Αυτές οι ανακαλύψεις έγιναν δυνατές από τον ίδιο μηχανισμό ακούσιας φαντασίας που απέκτησαν για πρώτη φορά τα θηλαστικά πριν από 140 εκατομμύρια χρόνια.

Φαντάζομαι επίτηδες

Η διαφορά μεταξύ εκούσιας φαντασίας και ακούσιας φαντασίας είναι ανάλογη με τη διαφορά μεταξύ εκούσιου μυϊκού ελέγχου και μυϊκού σπασμού. Ο εθελοντικός έλεγχος των μυών επιτρέπει στους ανθρώπους να συνδυάζουν σκόπιμα τις μυϊκές κινήσεις. Ο σπασμός εμφανίζεται αυθόρμητα και δεν μπορεί να ελεγχθεί.

Ομοίως, η εκούσια φαντασία επιτρέπει στους ανθρώπους να συνδυάζουν σκόπιμα σκέψεις. Όταν σας ζητηθεί να συνδυάσετε νοερά δύο πανομοιότυπα ορθογώνια τρίγωνα κατά μήκος των μακριών άκρων ή των υποτείνυσών τους, οραματίζεστε ένα τετράγωνο. Όταν σας ζητηθεί να κόψετε νοερά μια στρογγυλή πίτσα κατά δύο κάθετες γραμμές, οραματίζεστε τέσσερις ίδιες φέτες.

Αυτή η σκόπιμη, ανταποκρινόμενη και αξιόπιστη ικανότητα συνδυασμού και ανασυνδυασμού νοητικών αντικειμένων ονομάζεται προμετωπιαία σύνθεση. Βασίζεται στην ικανότητα του προμετωπιαίου φλοιού που βρίσκεται στο μπροστινό μέρος του εγκεφάλου να ελέγχει τον υπόλοιπο νεοφλοιό.

Πότε απέκτησε το είδος μας την ικανότητα της προμετωπιαίας σύνθεσης; Κάθε τεχνούργημα που χρονολογείται πριν από 70,000 χρόνια θα μπορούσε να είχε κατασκευαστεί από έναν δημιουργό που δεν είχε αυτή την ικανότητα. Από την άλλη πλευρά, ξεκινώντας περίπου από εκείνη την εποχή, υπάρχουν διάφορα αρχαιολογικά ευρήματα που δείχνουν ξεκάθαρα την παρουσία του: σύνθετα εικονιστικά αντικείμενα, όπως π.χ. λιοντάρι-άνθρωπος; οστέινες βελόνες με μάτι; τόξα και βέλη; μουσικά όργανα; κατασκευασμένες κατοικίες; στολισμένες ταφές που υποδηλώνουν τις πεποιθήσεις στη μετά θάνατον ζωή, Και πολλά άλλα.

Πολλαπλοί τύποι αρχαιολογικών αντικειμένων που συνδέονται αναμφίβολα με την προμετωπιαία σύνθεση εμφανίζονται ταυτόχρονα περίπου πριν από 65,000 χρόνια σε πολλαπλές γεωγραφικές τοποθεσίες. Αυτή η απότομη αλλαγή στη φαντασία έχει χαρακτηριστεί από τον ιστορικό Yuval Harari ως «γνωστική επανάσταση.» Ιδιαίτερα, συμπίπτει περίπου με το μεγαλύτερο Homo sapiensμετανάστευση από την Αφρική.

Οι γενετικές αναλύσεις προτείνουν ότι μερικά άτομα απέκτησαν αυτή την ικανότητα προμετωπιαίας σύνθεσης και στη συνέχεια διέδωσαν τα γονίδιά τους μακριά και ευρέως εξαλείφοντας άλλα σύγχρονα αρσενικά με τη χρήση μιας στρατηγικής που ενεργοποιείται από τη φαντασία και τα πρόσφατα αναπτυγμένα όπλα.

Ήταν λοιπόν ένα ταξίδι πολλών εκατομμυρίων ετών εξέλιξης για να εξοπλιστεί το είδος μας με φαντασία. Τα περισσότερα μη ανθρώπινα θηλαστικά έχουν τη δυνατότητα να φανταστούν τι δεν υπάρχει ή δεν έχει συμβεί ακούσια κατά τη διάρκεια του ύπνου REM. μόνο οι άνθρωποι μπορούν οικειοθελώς να επινοήσουν νέα αντικείμενα και γεγονότα στο μυαλό μας χρησιμοποιώντας προμετωπιαία σύνθεση.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Αντρέι Βισέντσκι, Καθηγητής Νευροεπιστήμης, Πανεπιστήμιο της Βοστώνης

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_ευαισθητοποίηση