The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

A képzelet idegtudománya - Andrey Vyshedskiy

Fordító: Reka Lorinczy Lektor: Tímea Hegyessy

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

Képzeljünk el egy pillanatra egy franciaórát tartó kacsát,

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

egy pingpongmeccset egy fekete lyuk körüli pályán,

a dolphin balancing a pineapple.

egy ananászt egyensúlyozó delfint.

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

Valószínűleg soha nem láttuk egyik dolgot sem,

but you could imagine them instantly.

mégis azonnal el tudtuk képzelni.

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

Hogy hoz létre az agy egy képet valamiről, amit soha nem láttunk?

That may not seem hard,

Talán nem tűnik nehéznek,

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

de ez csak azért van, mert annyira hozzászoktunk.

It turns out that this is actually a complex problem

Tulajdonképpen ez egy összetett feladat,

that requires sophisticated coordination inside your brain.

mely finom összehangolást tesz szükségessé az agyban.

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

Hogy ilyen új, fura képeket alkossunk,

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

az agy megszokott képeket használ, és új módon állítja őket össze,

like a collage made from fragments of photos.

mint egy fényképdarabokból alkotott kollázst.

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

Az agynak zsonglőrködnie kell a tengernyi elektromos jellel,

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

hogy mindegyiket pont időben a rendeltetési helyére juttassa.

When you look at an object,

Mikor egy tárgyra nézünk,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

idegsejtek ezreit mozgósítja az agyunk a hátsó lebenyben.

These neurons encode various characteristics of the object:

Az idegsejtek kódolják a tárgy különböző jellemzőit:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

szúrós, gyümölcs, barna, zöld és sárga.

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

Ez az összehangolt működés megerősíti a kapcsolatot a csoport idegsejtjei között,

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

összekapcsolva őket ún. neuronegyüttessé,

in this case the one for pineapple.

amely ebben az esetben az ananászé.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

Az idegtudományban ezt Hebb-elvnek nevezik,

neurons that fire together wire together.

mely szerint az egyszerre aktivált neuronok összekapcsolódnak.

If you try to imagine a pineapple later,

Ha később megpróbálunk elképzelni egy ananászt,

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

akkor az egész rendszer aktiválódik, létrehozva így a teljes mentális képet.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

A delfint egy másik neuronegyüttes kódolja.

In fact, every object that you've seen

Valójában minden látott tárgy

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

kódolva van egy kapcsolódó neuronegyüttes által,

the neurons wired together by that synchronized firing.

az együtt aktiválódott neuronok összekapcsolt rendszere által.

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

Azonban ez az elv nem ad magyarázatot a végtelen számú tárgyra,

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

melyeket el tudunk képzelni anélkül, hogy valaha láttuk volna őket.

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

Az "ananászt egyensúlyozó delfin" neuronegyüttes nem létezik.

So how come you can imagine it anyway?

De akkor hogyan tudjuk elképzelni?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Egyik feltevés, a Mentális Szintézis Elmélet,

says that, again, timing is key.

azt mondja, hogy az időzítés a kulcs.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Ha a delfin és az ananász neuronegyüttese

are activated at the same time,

egyszerre aktiválódik,

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

a két különböző dolgot el tudjuk képzelni egy képben.

But something in your brain has to coordinate that firing.

De valami összehangolja ezt az aktiválódást az agyunkban.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Az egyik valószínű jelölt a prefrontális lebeny,

which is involved in all complex cognitive functions.

melynek fontos szerepe van minden összetett kognitív tevékenységben.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

A prefrontális lebeny kapcsolódik a hátsó lebenyhez

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

hosszú, vékony sejtnyúlványokkal, melyeket idegrostoknak nevezünk.

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

A mentális szintézis elmélet szerint úgy, ahogy a bábjátékos húzza a köteleket,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

a prefrontális lebeny idegsejtjei elektromos jeleket küldenek

down these neural fibers

ezeken az idegrostokon lefelé

to multiple ensembles in the posterior cortex.

több rendszerbe a hátsó lebenyben.

This activates them in unison.

Ezek összhangban aktiválódnak.

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

Ha a neuronegyüttesek egy időben aktiválódnak,

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

akkor úgy észleljük az összetett képet, mintha éppen valóban láttuk volna.

This conscious purposeful synchronization

Ez a prefrontális lebeny általi

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

tudatos céllal történő összehangolása a különböző neuronegyütteseknek,

is called mental synthesis.

melyet mentális szintézisnek nevezünk.

In order for mental sythesis to work,

A mentális szintézis működéséhez

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

a jeleknek mindkét neuronegyütteshez egyszerre kell érkezniük.

The problem is that some neurons

A probléma az, hogy egyes neuronok

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

a többihez képest messzebb vannak a prefrontális lebenytől.

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

Ha a jelzések mindkét idegpályán egyforma sebességgel haladnak,

they'd arrive out of sync.

akkor nem egyszerre érkeznének meg.

Az összekapcsolódás hosszát nem tudjuk megváltoztatni,

You can't change the length of the connections,

but your brain, especially as it develops in childhood,

de az agy - főleg a gyermekkori fejlődés során -

does have a way to change the conduction velocity.

képes változtatni a jel haladási sebességét.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

Az idegrostokat egy vastag anyag, az ún. mielinhüvely veszi körül.

Myelin is an insulator

A mielin egy szigetelés.

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

felgyorsítja az elektromos jeleket, ahogy az idegrostokon siklanak lefelé.

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

Egyes neuronoknak száz mielinétege is van.

Others only have a few.

Másoknak alig néhány.

And fibers with thicker layers of myelin

Azok az idegrostok, amelyeken vastagabb a mielinréteg,

can conduct signals 100 times faster or more

százszor vagy még annál is többször gyorsabban vezetik a jelet,

than those with thinner ones.

mint a vékonyabb rétegekkel rendelkezők.

Some scientists now think that this difference in myelination

Egyes tudósok szerint a mielinrétegek közti különbség

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

lehet a kulcsa az átvezetési idő állandósításának az agyban,

and consequently, to our mental synthesis ability.

következésképpen a mentális szintézis képességünkhöz is.

A lot of this myelination happens in childhood,

A mielinréteg nagyrészt gyerekkorban alakul ki,

so from an early age,

tehát egészen kis kortól

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

a gazdag képzeletvilágunk sokat tehet az agyunk felépítéséért

whose carefully myelinated connections

a mielinnel gondosan kialakított kapcsolatokkal,

can craft creative symphonies throughout our lives.

az élethosszig tartó kreatív szimfóniánk kialakításáért.