The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

Η νευροεπιστήμη της φαντασίας - Αντρέι Βισέντσκιι

Μετάφραση: Maria Karvouni Επιμέλεια: Maria Boura

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

Φανταστείτε, για ένα δευτερόλεπτο, μια πάπια να διδάσκει Γαλλικά,

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

έναν αγώνα πινγκ-πονγκ σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα,

a dolphin balancing a pineapple.

ένα δελφίνι να ισορροπεί έναν ανανά.

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

Το πιο πιθανό είναι να μην έχετε δει τίποτα από όλα αυτά,

but you could imagine them instantly.

αλλά θα μπορούσατε να τα φανταστείτε αμέσως.

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

Πώς ο εγκέφαλός σας παράγει μια εικόνα από κάτι που δεν έχετε δει ποτέ;

That may not seem hard,

Μπορεί να μην φαίνεται δύσκολο,

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

αλλά μόνο επειδή έχουμε συνηθίσει να το κάνουμε.

It turns out that this is actually a complex problem

Φαίνεται ότι είναι τελικά ένα πολύπλοκο πρόβλημα,

that requires sophisticated coordination inside your brain.

που χρειάζεται ραφιναρισμένο συντονισμό μέσα στο μυαλό σας.

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

Γιατί για να φτιάξει αυτές τις νέες, παράξενες εικόνες,

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

το μυαλό σας παίρνει γνωστά κομμάτια και τα συναρμολογεί με νέους τρόπους,

like a collage made from fragments of photos.

όπως ένα κολάζ που φτιάχνεται από κομμάτια φωτογραφιών.

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

Το μυαλό πρέπει να παίξει με πολλές χιλιάδες ηλεκτρικά σήματα

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

οδηγώντας τα όλα στον προορισμό τους ακριβώς τη σωστή στιγμή.

When you look at an object,

Όταν κοιτάτε ένα αντικείμενο,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

ανάβουν χιλιάδες νευρώνες στον οπίσθιο φλοιό σας.

These neurons encode various characteristics of the object:

Αυτοί οι νευρώνες κωδικοποιούν διάφορα χαρακτηριστικά του αντικειμένου:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

αιχμηρό, φρούτο, καφέ, πράσινο και κίτρινο.

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

Αυτή η συγχρονισμένη πυροδότηση ενισχύει τις συνδέσεις μεταξύ αυτών των νευρώνων,

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

ενώνοντάς τους σε αυτό που είναι γνωστό ως νευρωνικό δίκτυο,

in this case the one for pineapple.

σε αυτήν την περίπτωση αυτό για τον ανανά.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

Στη νευροεπιστήμη, αυτό είναι το Θεώρημα του Ντόναλντ Χεμπ,

neurons that fire together wire together.

ότι νευρώνες που ενεργοποιούνται μαζί, συνδέονται μεταξύ τους.

If you try to imagine a pineapple later,

Αν φανταστείς έναν ανανά αργότερα,

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

το όλο δίκτυο θα ανάψει, συναρμολογώντας μια πλήρη νοητική εικόνα.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

Τα δελφίνια κωδικοποιούνται από ένα διαφορετικό νευρωνικό δίκτυο.

Στην πραγματικότητα, κάθε αντικείμενο που έχετε δει

In fact, every object that you've seen

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

κωδικοποιείται από ένα νευρωνικό δίκτυο το οποίο σχετίζεται με αυτό,

the neurons wired together by that synchronized firing.

τους νευρώνες που συνδέθηκαν μέσω της συγχρονισμένης πυροδότησης.

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

Αυτό το θεώρημα, όμως, δεν εξηγεί τον άπειρο αριθμό αντικειμένων

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

που μπορούμε να πλάσουμε στη φαντασία μας χωρίς να τα έχουμε δει ποτέ.

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

Το νευρωνικό δίκτυο για ένα δελφίνι που ισορροπεί έναν ανανά, δεν υπάρχει.

So how come you can imagine it anyway?

Πώς, λοιπόν, μπορούμε να το φανταστούμε;

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Μία υπόθεση που λέγεται Θεωρία της Ψυχικής Σύνθεσης,

says that, again, timing is key.

λέει ότι, και πάλι, το κλειδί είναι ο συγχρονισμός.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Αν τα νευρωνικά δίκτυα για το δελφίνι και τον ανανά

are activated at the same time,

ενεργοποιούνται την ίδια στιγμή,

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

βλέπουμε τα δύο ξεχωριστά αντικείμενα ως μια ενιαία εικόνα.

But something in your brain has to coordinate that firing.

Κάτι, όμως, στο μυαλό σας πρέπει να συντονίσει αυτήν την πυροδότηση.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Ένας εύλογος υποψήφιος είναι ο προμετωπιαίος φλοιός,

which is involved in all complex cognitive functions.

ο οποίος συμμετέχει σε όλες τις σύνθετες γνωστικές λειτουργίες.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

Οι νευρώνες του προμετωπιαίου φλοιού είναι συνδεδεμένοι με τον οπίσθιο φλοιό,

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

μέσω μακριών, λεπτών κυτταρικών επεκτάσεων που λέγονται νευρικές ίνες.

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

Η θεωρία ψυχικής σύνθεσης προτείνει ότι, όπως ο μαριονετίστας κινεί τα νήματα,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

έτσι οι νευρώνες του προμετωπιαίου φλοιού στέλνουν ηλεκτρικά σήματα

down these neural fibers

κατά μήκος αυτών των νευρικών ινών

to multiple ensembles in the posterior cortex.

για να πολλαπλασιαστούν τα δίκτυα στον οπίσθιο φλοιό.

This activates them in unison.

Αυτό τα ενεργοποιεί ταυτόχρονα.

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

Αν τα νευρωνικά δίκτυα ανάβουν ταυτόχρονα,

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

βιώνεις τη σύνθετη εικόνα ακριβώς σαν να την είχες δει στα αλήθεια.

This conscious purposeful synchronization

Αυτός ο συνειδητός χρήσιμος συγχρονισμός

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

των διαφορετικών νευρωνικών δικτύων από τον προμετωπιαίο φλοιό

is called mental synthesis.

λέγεται ψυχική σύνθεση.

In order for mental sythesis to work,

Για να λειτουργήσει η ψυχική σύνθεση,

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

θα πρέπει να φτάσουν σήματα και στα δύο νευρωνικά δίκτυα ταυτόχρονα.

The problem is that some neurons

Το πρόβλημα είναι ότι κάποιοι νευρώνες

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

είναι πολύ πιο μακριά από τον προμετωπιαίο φλοιό από ό,τι άλλοι.

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

Αν τα σήματα ταξιδεύουν και στις δύο ίνες με τον ίδιο ρυθμό,

they'd arrive out of sync.

τότε φτάνουν εκτός συγχρονισμού.

You can't change the length of the connections,

Δεν μπορείτε να αλλάξετε το μήκος των συνδέσεων,

but your brain, especially as it develops in childhood,

αλλά το μυαλό σας, ειδικά καθώς αναπτύσσεται στην παιδική ηλικία,

does have a way to change the conduction velocity.

έχει τρόπο να αλλάξει την ταχύτητα μεταβίβασης.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

Οι νευρικές ίνες είναι τυλιγμένες σε μια λιπαρή ουσία που λέγεται μυελίνη.

Myelin is an insulator

Η μυελίνη είναι ένας μονωτής που επιταχύνει τα ηλεκτρικά σήματα

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

που ταξιδεύουν κατά μήκος της νευρικής ίνας.

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

Κάποιες νευρικές ίνες έχουν έως και 100 στρώματα μυελίνης.

Others only have a few.

Κάποιες άλλες έχουν μόνο λίγα.

And fibers with thicker layers of myelin

Οι ίνες με τα παχύτερα στρώματα μυελίνης

can conduct signals 100 times faster or more

μπορούν να διάγουν σήματα 100 φορές πιο γρήγορα ή περισσότερα

than those with thinner ones.

από αυτές με τα πιο λεπτά στρώματα.

Some scientists now think that this difference in myelination

Κάποιοι επιστήμονες πιστεύουν πλέον ότι αυτή η διαφορά στη μυελίνωση

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

μπορεί να είναι το κλειδί της ομοιομορφίας του χρόνου αγωγής στο μυαλό,

and consequently, to our mental synthesis ability.

και συνεπώς, της ικανότητας της ψυχικής σύνθεσης.

A lot of this myelination happens in childhood,

Μεγάλο μέρος αυτής της μυελίνωσης συμβαίνει στην παιδική ηλικία,

so from an early age,

έτσι από πολύ νεαρή ηλικία,

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

η υπερδραστήρια φαντασία μας ίσως να έχει να κάνει με την ανάπτυξη του μυαλού,

whose carefully myelinated connections

του οποίου οι προσεκτικά εμμύελες συνδέσεις

can craft creative symphonies throughout our lives.

μπορούν να κατασκευάσουν δημιουργικές συμφωνίες

κατά τη διάρκεια της ζωής μας.