The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

التخيلات في علم الأعصاب - أندريه فيشيدسكي

المترجم: Hussam Fathy المدقّق: Aya AlAjjan

Imagine, for a second, a duck teaching a French class,

تخيل لثانية، أن هناك بطة تُدرّسُ الفرنسية

a ping-pong match in orbit around a black hole,

أو مباراة كرة طاولة في مدار ما حول الثقب الاسود،

a dolphin balancing a pineapple.

أو دولفيناً يوازنُ حبة أناناس.

You probably haven't actually seen any of these things,

ربما لم ترَ في الواقع أياً من هذه الأشياء،

but you could imagine them instantly.

لكنك تستطيع أن تتخيلها سريعاً.

How does your brain produce an image of something you've never seen?

كيف يقوم العقل بإنتاج صورة لشيء لم ترَه من قبل؟

That may not seem hard,

قد لا يبدو هذا صعباً،

but that's only because we're so used to doing it.

ولكن ذلك فقط لأننا معتادون جداً على القيام بذلك.

It turns out that this is actually a complex problem

وتبين في الواقع أن هذه مشكلة معقدة

that requires sophisticated coordination inside your brain.

وتتطلب تنسيقاً متطوراً داخل العقل.

That's because to create these new, weird images,

لأنه لإنشاء هذه الصور الجديدة الغريبة،

your brain takes familiar pieces and assembles them in new ways,

يأخذ عقلك قطعاً مألوفة ويجمعها بطرق جديدة،

like a collage made from fragments of photos.

كملصقات مكونة من أجزاء من الصور.

The brain has to juggle a sea of thousands of electrical signals

على الدماغ أن يتلاعب ببحرٍ من آلاف الإشارات الكهربائية

getting them all to their destination at precisely the right time.

لإيصال كل منها إلى وجهته في الوقت المناسب تماماً.

When you look at an object,

عندما تنظر إلى شيء ما،

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

تُطلق آلاف من الخلايا العصبية في قشرة الدماغ الخلفية لديك.

These neurons encode various characteristics of the object:

هذه الخلايا العصبية ترمّز العديد من خصائص الشيء:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

شائك، فاكهة، بنّي، أخضر، وأصفر.

This synchronous firing strengthens the connections between that set of neurons,

هذا الإطلاق المتزامن يقوّي الوصلات بين تلك الخلايا العصبية،

linking them together into what's known as a neuronal ensemble,

يربطها معاً فيما يعرف بالمجموعة العصبية،

in this case the one for pineapple.

في هذه الحالة، هي مجموعة الأناناس.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

يسمى هذا في علم الأعصاب بمبدأ هابيان،

neurons that fire together wire together.

حيث أن الخلايا العصبية التي تُطلق معاً تتصل معاً.

If you try to imagine a pineapple later,

إذا حاولت أن تتخيل حبة أناناس فيما بعد،

the whole ensemble will light up, assembling a complete mental image.

سوف تضيء المجموعة بأكملها، لتجميع صورة ذهنية كاملة.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

يُرمَّز الدولفين بمجموعة عصبية أخرى.

In fact, every object that you've seen

في الحقيقة، كل شيء رأيته

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

يُرمَّز بمجموعة عصبية مرتبطة به،

the neurons wired together by that synchronized firing.

التي هي خلايا عصبية مرتبطة معاً بواسطة الإطلاق المتزامن.

But this principle doesn't explain the infinite number of objects

لكن هذا المبدأ لا يفسر الأشياء اللامتناهية العدد

that we can conjure up in our imaginations without ever seeing them.

التي نستطيع أن نستحضرها في خيالنا دون رؤيتها حتى.

The neuronal ensemble for a dolphin balancing a pineapple doesn't exist.

المجموعة العصبية لدولفين يُوازن حبة أناناس غيرُ موجودة.

So how come you can imagine it anyway?

إذاً، كيف يمكنك أن تتخيلها على كل حال؟

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

هناك افتراضٌ واحدٌ، يسمى نظرية التركيب العقلي،

says that, again, timing is key.

تقول مجدداً بأن التوقيت هو المفتاح.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

إذا تم تفعيل المجموعة العصبية للدولفين والأناناس

are activated at the same time,

في نفس الوقت،

we can perceive the two separate objects as a single image.

يمكننا أن نتصور هذين الشيئين المنفصلين كصورة واحدة.

But something in your brain has to coordinate that firing.

لكنّ شيئاً ما في العقل يجب أن يوجّه ذلك الإطلاق.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

المرشح المعقول الوحيد لذلك هو قشرة الفص الجبهي،

which is involved in all complex cognitive functions.

التي تشارك في جميع الوظائف المعرفية المعقدة.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

ترتبط الخلايا العصبية في قشرة الفص الجبهي مع قشرة الدماغ الخلفية

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

عبر نهايات خلوية طويلة ورفيعة، تدعى بالألياف العصبية.

The mental synthesis theory proposes that like a puppeteer pulling the strings,

ترجح نظرية التركيب العقلي أنه كما يسحب لاعب الدمى المتحركة خيوط الدمى،

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

ترسل الخلايا القشرية الجبهية إشاراتٍ كهربائية

down these neural fibers

عبر هذه الألياف العصبية

to multiple ensembles in the posterior cortex.

لكي تضاعف المجموعات في خلايا القشرة الخلفية.

This activates them in unison.

مما ينشطها في انسجامٍ معاً.

If the neuronal ensembles are turned on at the same time,

إذا تم تشغيل المجموعات العصبية في نفس الوقت،

you experience the composite image just as if you'd actually seen it.

ستواجه صورة مركبة تماماً كما لو كنت فعلاً قد رأيتها.

This conscious purposeful synchronization

هذا التزامن الهادف الواعي

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

لمختلف المجموعات العصبية في القشرة الجبهية

is called mental synthesis.

يسمى بالتركيب العقلي.

In order for mental sythesis to work,

كي يعمل التركيب العقلي،

signals would have to arrive at both neuronal ensembles at the same time.

يجب أن تصل الإشارات إلى كلتا المجموعتين العصبيتين في نفس الوقت.

The problem is that some neurons

المشكلة أن هناك بعض الخلايا العصبية

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

أبعدُ بكثير عن قشرة الفص الجبهي من غيرها

If the signals travel down both fibers at the same rate,

فإذا انتقلت الإشارات عبر كل الألياف بنفس المعدل،

they'd arrive out of sync.

ستصل دون تزامن.

You can't change the length of the connections,

ليس بإمكانك تغيير طول الوصلات،

but your brain, especially as it develops in childhood,

لكنّ دماغك، خاصةً عند تطور نموه في مرحلة الطفولة،

does have a way to change the conduction velocity.

يملك طريقته في تغيير سرعة التوصيل.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

إن ألياف الخلايا العصبية مغلفة بمادة دهنية تسمي ميالين.

Myelin is an insulator

حيث أن الميالين مادة عازلة

and speeds up the electrical signals zipping down the nerve fiber.

تسرّع الإشارات الكهربائية المندفعة عبر ألياف الخلايا العصبية.

Some neural fibers have as many as 100 layers of myelin.

تمتلك بعض الألياف مئات الطبقات من الميالين.

Others only have a few.

ويمتلك البعض الآخرعدداً قليلاً منها.

And fibers with thicker layers of myelin

يمكن للألياف ذات الطبقة الأثخن من الميالين،

can conduct signals 100 times faster or more

أن تنقل الإشارات أسرع بمئة مرة أو أكثر

than those with thinner ones.

من تلك التي تملك طبقات ميالين رفيعة.

Some scientists now think that this difference in myelination

يعتقد بعض العلماء الآن أن هذا الاختلاف في تكوّن الميالين

could be the key to uniform conduction time in the brain,

يمكن أن يكون المفتاح لتوحيد وقت التوصيل في الدماغ،

and consequently, to our mental synthesis ability.

وبالنتيجة، نملك حينها قدرة التركيب العقلي.

A lot of this myelination happens in childhood,

يحدث الكثير من هذا التكوين للميالين في مرحلة الطفولة.

so from an early age,

لهذا، وفي سن مبكر،

our vibrant imaginations may have a lot to do with building up brains

قد يتوجب على مخيلتنا النشيطة أن تفعل الكثير لبناء عقلنا

whose carefully myelinated connections

الذي يمكن لوصلاته المغلفة بالمايلين بشكل موزون

can craft creative symphonies throughout our lives.

أن تصنع التناغم الإبداعي في حياتنا.