The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

عصب‌شناسی تخیل - آندری ویشدسکی

Translator: emshe emshian Reviewer: Saeid Saadattalab

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

یه لحظه این‌ها را تصور کنید اردکی که در یک کلاس فرانسه تدریس می‌کند،

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

یک مسابقه پینگ‌پنگ که در مدار یک سیاه‌چاله در جریان است،

a dolphin balancing a pineapple.

دلفینی که یک آناناس را نگه‌داشته.

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

احتمالا چنین چیزهایی را در واقعیت ندیده‌اید،

but you could imagine them instantly.

اما می‌توانید فوراً تصورشان کنید.

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

مغز شما چگونه از چیزی که هرگز ندیده‌اید تصویر می‌سازد؟

That may not seem hard,

به نظر کار سختی نیست،

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

اما چون به آن عادت کرده‌ایم این‌طور فکر می‌کنیم.

It turns out that this is actually a complex problem

معلوم شده که این مسئله‌ی پیچیده‌ای است

that requires sophisticated coordination inside your brain.

که نیازمند همکاری‌های ماهرانه‌ای در مغز شماست،

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

چون‌که برای خلق چنین تصاویر عجیب غریب و تازه،

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

مغز شما قطعات آشنا را گرفته و به روشی تازه سرهم‌شان می‌کند،

like a collage made from fragments of photos.

مثل کلاژی که از پاره‌های عکس‌ها درست شده باشد.

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

مغز باید هزاران پیام عصبی را هماهنگ کند

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

و همه آن‌ها را در زمانی دقیق به مقصد برساند.

When you look at an object,

وقتی به یک شئ نگاه می‌کنید،

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

هزاران نورون در قشر پشتی مغزتان روشن می‌شود.

These neurons encode various characteristics of the object:

این نورون‌ها ویژگی‌های متفاوتی از آن شئ را کدگذاری می‌کنند:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

تیز، میوه، قهوه‌ای، سبز، و زرد.

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

این روشن شدن همزمان،‌ ارتباط‌های بین مجموعه‌ی نورون‌ها را تقویت کرده،

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

آن‌ها را به مجموعه‌ای به اسم مجموعه‌ی نورونی پیوند می‌دهد،

in this case the one for pineapple.

که در این مورد می‌شود آناناس.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

در عصب‌شناسی، آن را اصل هیب می‌نامند.

neurons that fire together wire together.

نورون‌هایی که با هم روشن می‌شوند به هم متصل می‌شوند.

If you try to imagine a pineapple later,

دفعه‌ی بعد که خواستید یک آناناس را تصور کنید،

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

تمام این مجموعه روشن خواهند شد، که یک تصویر کامل ذهنی را می‌سازد.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

تصویر دلفین‌ها با مجموعه‌ی نورونی متفاوتی رمزگذاری می‌شود.

In fact, every object that you've seen

در واقع، هر چیزی که دیده‌اید

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

توسط مجموعه‌ی نورونی‌ای مرتبط با خودش رمزگذاری می‌شود،

the neurons wired together by that synchronized firing.

نورون‌هایی که با روشن شدن همزمان به هم وصل شده‌اند.

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

اما این قانون، توضیح نمی‌دهد که چرا بی‌نهایت شئ را می‌توانیم

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

در تصورات‌مان بیاوریم بدون اینکه آن‌ها را دیده باشیم.

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

مجموعه‌ی نورونی برای دلفینی در حال بازی، وجود ندارد.

So how come you can imagine it anyway?

پس چگونه تصور کردنش ممکن است؟

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

یک فرضیه به نام نظریه‌ی همگذاری ذهنی،

says that, again, timing is key.

باز هم راه‌حل را در زمانبندی می‌داند.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

اگر مجموعه‌های نورونی برای دلفین و آناناس

are activated at the same time,

هم‌زمان تشکیل شوند،

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

آنگاه می‌توانیم دو شئ گوناگون را در یک تصویر ذهنی ببینیم.

But something in your brain has to coordinate that firing.

اما چیزی در مغز شما باید این روشن شدن‌ها را هماهنگ کند.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

یکی از گزینه‌های محتمل قشر پیشانی است.

which is involved in all complex cognitive functions.

که همه‌ی وظایف شناختی پیچیده را برعهده دارد.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

نورون‌های قشر پیشانی به قشر پشتی مغز متصل هستند

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

به وسیله امتدادهای سلولی دوکی شکلی به نام فیبرهای عصبی.

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

نظریه همگذاری ذهنی پیشنهاد می‌کند که مانند عروسک‌گردان که نخ‌ها را در دست دارد،

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

نورون‌های قشر پیشانی نیز سیگنال‌های الکتریکی می‌فرستند

down these neural fibers

از طریق این سلسله عصب‌ها

to multiple ensembles in the posterior cortex.

به چندین مجموعه در قشر پشتی مغز.

This activates them in unison.

این کار آن‌ها را هماهنگ روشن می‌کند.

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

اگر مجموعه‌های نورونی همزمان روشن شوند،

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

تصویر ترکیب‌شده‌ای را طوری تجربه می‌کنید مثل اینکه آن را ببینید.

This conscious purposeful synchronization

این همگام‌سازی هدفمند و آگاهانه

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

از مجموعه‌های نورونی گوناگون توسط قشر پیشانی مغز

is called mental synthesis.

همگذاری در ذهن خوانده می‌شود.

In order for mental sythesis to work,

برای اینکه همگذاری ذهنی اتفاق بیفتد،

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

سیگانال‌ها باید همزمان به هر دوی مجموعه‌های نورونی برسد.

The problem is that some neurons

مشکل اینجاست که بعضی از نورون‌ها

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

نسبت به دیگر نورون‌ها خیلی دورتر از قشر پیشانی مغز قرار دارند.

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

اگر سیگنال‌ها از دو سلسله عصب با یک سرعت عبور کنند،

they'd arrive out of sync.

همزمان به مقصد نمی‌رسند.

You can't change the length of the connections,

نمی‌توانید طول اتصال‌ها را عوض کنید،

but your brain, especially as it develops in childhood,

اما مغز شما، مخصوصاً هنگام رشدش در بچگی‌تان،

does have a way to change the conduction velocity.

به طریقی می‌تواند سرعت انتقالات را اصلاح کند.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

سلسله عصب‌های نورونی در ماده‌ای چربی‌مانند به نام غلاف عصب پیچیده شده‌اند.

Myelin is an insulator

غلاف عصب یک نارسانا است.

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

و سینگال‌های الکتریکی را سرعت می‌بخشد و به فیبر عصبی نیرو می‌دهد.

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

بعضی فیبرهای نورونی تا ۱۰۰ لایه غلاف عصبی دارند.

Others only have a few.

بعضی هم خیلی کمتر.

And fibers with thicker layers of myelin

و فیبرهای با غلاف‌های عصبی ذخیم‌تر

can conduct signals 100 times faster or more

می‌توانند سیگنال‌ها را ۱۰۰ برابر سریع‌تر منتقل کنند.

than those with thinner ones.

نسبت به انواع نازک‌تر خود.

Some scientists now think that this difference in myelination

بعضی دانشمندان امروزه فکر می‌کنند این گوناگونی در غلاف‌سازی‌های عصبی

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

می‌تواند راه‌حل رسانایی همزمان در مغز

and consequently, to our mental synthesis ability.

و در نتیجه، توانایی همگذاری ذهنی ما باشد.

A lot of this myelination happens in childhood,

خیلی از این غلاف‌سازی‌های عصبی در کودکی انجام می‌شود،

so from an early age,

بنابراین از سنین خیلی پایین،

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

تخیلات چالاک ما شاید تأثیر زیادی در رشد مغزی‌مان داشته باشد.

whose carefully myelinated connections

این کار که به دقت اتصالات را غلاف‌سازی عصبی می‌کند

can craft creative symphonies throughout our lives.

می‌تواند سمفونی‌های خلاقانه‌ای را در طول حیات‌مان بسازد.