The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

Traducteur: Laura Gourdin Relecteur: eric vautier

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

Imaginez un canard professeur de français,

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

un match de ping-pong en orbite autour d'un trou noir,

a dolphin balancing a pineapple.

un dauphin jonglant avec un ananas.

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

Vous n'en avez certainement jamais été témoin.

but you could imagine them instantly.

Pourtant, vous pouvez l'imaginer instantanément.

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

Comment notre cerveau peut-il produire une image de quelque chose d'inédit?

That may not seem hard,

Cela peut sembler anodin,

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

mais uniquement parce que nous y sommes habitués.

It turns out that this is actually a complex problem

C'est en fait une mécanique complexe

that requires sophisticated coordination inside your brain.

qui requiert une coordination laborieuse à l'intérieur de notre cerveau.

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

Car, pour générer ces images inédites et étranges,

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

le cerveau prend des morceaux familiers

avant de les assembler de diverses manières

like a collage made from fragments of photos.

comme on fait un collage de plusieurs photographies.

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

Le cerveau doit jongler avec une multitude de signaux électriques

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

pour tous les amener à destination au bon instant.

When you look at an object,

Lorsqu'on regarde un objet,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

des milliers de neurones s'illuminent dans le cortex postérieur.

These neurons encode various characteristics of the object:

Ils encodent plusieurs caractéristiques de l'objet en question:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

piquant, fruit, marron, vert et jaune.

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

Ce déclenchement synchronisé connecte cet ensemble de neurones

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

et les relie pour créer un circuit neuronal.

in this case the one for pineapple.

Dans ce cas précis, celui destiné à l'ananas.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

En neurosciences, c'est ce qu'on appelle la règle de Hebb,

neurons that fire together wire together.

les neurones qui s'allument à l'unisson sont mutuellement reliés.

If you try to imagine a pineapple later,

Si vous tentez d'imaginer un ananas,

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

l'ensemble du circuit s'allumera et assemblera une image mentale.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

Les dauphins sont encodés à travers un autre circuit neuronal.

In fact, every object that you've seen

En fait, chaque objet que vous avez vu

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

a été crypté par un circuit neuronal donné

the neurons wired together by that synchronized firing.

dont les neurones ont été connectés grâce à un déclenchement synchronisé.

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

Mais cette règle n'explique pas le nombre infini d'objets

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

que notre imagination peut générer sans les avoir jamais aperçus.

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

Le circuit neuronal d'un dauphin jonglant avec un ananas n'existe pas.

So how come you can imagine it anyway?

Alors, comment pouvons-nous l'imaginer ?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Une hypothèse, appelée la Théorie de la synthèse mentale,

says that, again, timing is key.

explique qu'une fois encore, le timing y joue un rôle crucial.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Si les circuits neuronaux du dauphin et de l'ananas

are activated at the same time,

sont déclenchés au même instant

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

nous pouvons alors visualiser deux objets distincts en une seule image.

But something in your brain has to coordinate that firing.

Mais quelque chose dans le cerveau doit se charger de tout coordonner.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Un candidat potentiel peut être le cortex préfrontal

which is involved in all complex cognitive functions.

qui est impliqué au sein de toute fonction cognitive complexe.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

Les neurones du cortex préfrontal sont reliés au cortex postérieur

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

à travers des prolongements de neurones appelés fibres nerveuses.

Cette théorie affirme que tel un marionnettiste tenant les fils,

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

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

les neurones du cortex préfrontal envoient des signaux électriques

down these neural fibers

le long de ces fibres nerveuses

to multiple ensembles in the posterior cortex.

afin d'ajouter des ensembles neuronaux dans le cortex postérieur.

This activates them in unison.

C'est ce qui leur permet de s'allumer à l'unisson.

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

Si ces ensembles neuronaux se déclenchent au même instant

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

nous visualisons alors l'image composée comme si nous l'avions déjà aperçue.

Cette synchronisation intentionelle

This conscious purposeful synchronization

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

de plusieurs ensembles neuronaux par le cortex préfrontal

is called mental synthesis.

est appelée synthèse mentale.

Pour qu'elle fonctionne,

In order for mental sythesis to work,

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

les signaux doivent tous arriver aux ensembles neuronaux au même moment.

The problem is that some neurons

Le problème, c'est que certains neurones

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

sont bien plus éloignés du cortex préfrontal que d'autres.

Si tous les signaux traversaient la fibre à la même vitesse,

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

they'd arrive out of sync.

ils seraient incapables d'arriver au même moment.

Il est impossible de modifier la longueur des connexions

You can't change the length of the connections,

but your brain, especially as it develops in childhood,

mais le cerveau, spécialement durant l'enfance

does have a way to change the conduction velocity.

est capable de modifier la vitesse de conduction.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

Les fibres nerveuses sont entourées d'une substance adipeuse appelée myéline.

Myelin is an insulator

La myéline permet d'isoler

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

et d'accélérer les signaux électriques le long des fibres nerveuses.

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

Certaines peuvent avoir jusqu'à 100 couches de myéline.

Others only have a few.

D'autres se contentent de quelques-unes.

And fibers with thicker layers of myelin

Celles possédant le plus de couches de myéline

can conduct signals 100 times faster or more

peuvent conduire des signaux 100 fois plus rapidement

than those with thinner ones.

que celles qui en possèdent moins.

Some scientists now think that this difference in myelination

Certains scientifiques affirment que cet écart de myélinisation

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

serait la clé de cette conduction uniforme à l'intérieur de notre cerveau

and consequently, to our mental synthesis ability.

et ainsi de notre capacité à élaborer une synthèse mentale.

A lot of this myelination happens in childhood,

La plus grande partie de la myélinisation se déroule durant l'enfance.

so from an early age,

Ainsi, dès notre plus jeune âge,

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

une imagination débordante peut être liée à notre construction cérébrale

whose carefully myelinated connections

dont les connexions myélinisées

can craft creative symphonies throughout our lives.

réalisent des symphonies novatrices tout au long de notre vie.