The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

Traduttore: Sofia Ramundo Revisore: Nadia Paladini

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

Immaginate, per un secondo, una papera che insegna francese,

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

una gara di ping pong in orbita intorno a un buco nero,

a dolphin balancing a pineapple.

un delfino che tiene in equilibro un ananas.

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

Probabilmente non avrete mai visto niente di tutto ciò,

but you could imagine them instantly.

ma lo potreste immaginare all'istante.

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

Come fa il cervello a produrre un'immagine di una cosa mai vista?

That may not seem hard,

Non sembra difficile,

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

ma solo perchè siamo abituati a farlo.

It turns out that this is actually a complex problem

In realtà è un problema complesso

that requires sophisticated coordination inside your brain.

che richiede una coordinazione sofisticata all'interno del cervello.

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

Ciò in quanto, per creare queste nuove e strane immagini,

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

il cervello prende dei pezzi noti e li assembla in modi nuovi,

like a collage made from fragments of photos.

come un collage fatto di frammenti di foto.

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

Il cervello deve destreggiarsi in un mare di segnali elettrici

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

portandoli tutti a destinazione precisamente al momento giusto.

When you look at an object,

Quando guardiamo un oggetto,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

migliaia di neuroni nella corteccia posteriore si attivano.

These neurons encode various characteristics of the object:

Questi neuroni codificano varie caratteristiche dell oggetto:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

appuntito, frutto, marrone, verde e giallo.

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

Questa attivazione sincrona rafforza le connessioni in quel gruppo

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

di neuroni, connettendoli in una rete neuronale,

in this case the one for pineapple.

in questo caso quella relativa all'ananas.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

In neuroscienze, questo è chiamato principio hebbiano,

neurons that fire together wire together.

i neuroni che si attivano insieme si interconnettono.

If you try to imagine a pineapple later,

Se provate in seguito a immaginare un ananas,

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

l'intera rete si accenderà, assemblando una completa immagine mentale.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

I delfini sono codificati da una diversa rete neuronale.

In fact, every object that you've seen

Infatti, ogni oggetto da noi visto

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

è codificato da una rete neuronale ad esso associata,

the neurons wired together by that synchronized firing.

i neuroni si sono legati insieme da quell'attivazione sincronizzata.

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

Ma questo principio non spiega l'infinito numero di oggetti

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

che possiamo immaginare senza averli mai visti.

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

La rete neuronale per un delfino che tiene in equilibrio un ananas non esiste.

So how come you can imagine it anyway?

Quindi com'è possibile immaginarlo?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Un'ipotesi, chiamata teoria della sintesi mentale,

says that, again, timing is key.

dice che il tempo è la chiave, di nuovo.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Se le reti neuronali per il delfino e l'ananas

are activated at the same time,

sono attivate nello stesso momento,

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

possiamo percepire i 2 oggetti separati come un'unica immagine.

But something in your brain has to coordinate that firing.

Ma qualcosa nel nostro cervello deve coordinare quell'accensione.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Un candidato plausibile è la corteccia prefrontale,

which is involved in all complex cognitive functions.

che è coinvolta in tutte le funzioni cognitive complesse.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

I neuroni della corteccia prefrontale sono connessi alla corteccia posteriore

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

da lunghe estensioni cellulari chiamate fibre neurali.

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

La teoria della sintesi mentale ipotizza che come un burattinaio che tiene i fili,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

i neuroni della corteccia prefrontale inviano segnali elettrici

down these neural fibers

attraverso queste fibre neurali

to multiple ensembles in the posterior cortex.

a reti multiple nella corteccia posteriore.

This activates them in unison.

Questa le attiva all'unisono.

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

Se le reti neuronali sono accese nello stesso momento,

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

si vivrà l'immagine composita proprio come se si fosse vista.

This conscious purposeful synchronization

Questa sincronizzazione cosciente e mirata

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

di differenti reti neuronali da parte della corteccia prefrontale

is called mental synthesis.

è chiamata sintesi mentale.

In order for mental sythesis to work,

Affinché la sintesi mentale funzioni,

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

i segnali dovrebbero arrivare a entrambe le reti neuronali nello stesso momento.

The problem is that some neurons

Il problema è che alcuni neuroni

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

sono più distanti dalla corteccia prefrontale rispetto ad altri.

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

Se i segnali viaggiano su tutte le fibre alla stessa velocità,

they'd arrive out of sync.

non arrivano simultaneamente.

You can't change the length of the connections,

Non si può cambiare la lunghezza delle connessioni,

but your brain, especially as it develops in childhood,

ma il cervello, specialmente durante lo sviluppo,

does have a way to change the conduction velocity.

ha un modo di cambiare la velocità di conduzione.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

Le fibre neurali sono avvolte in una sostanza grassa, la mielina.

Myelin is an insulator

La mielina è un isolante

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

e aumenta la velocità dei segnali elettrici lungo le fibre nervose.

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

Alcune fibre neurali hanno fino a 100 strati di mielina.

Others only have a few.

Altre ne hanno solo alcuni.

And fibers with thicker layers of myelin

E le fibre con strati più spessi

can conduct signals 100 times faster or more

possono condurre il segnale 100 volte più velocemente

than those with thinner ones.

rispetto a quelle con strati più sottili.

Some scientists now think that this difference in myelination

Alcuni scienziati ora pensano che questa differenza di mielinizzazione

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

possa essere la chiave nell'uniformare il tempo di conduzione

and consequently, to our mental synthesis ability.

nel cervello, e quindi della nostra abilità di sintesi mentale.

A lot of this myelination happens in childhood,

Molta di questa mielinizzazione avviene nell'infanzia,

so from an early age,

quindi sin dalla tenera età,

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

le nostre vibranti fantasie hanno molto a che fare con lo sviluppo

whose carefully myelinated connections

del cervello, le cui connessioni

can craft creative symphonies throughout our lives.

ben mielinizzate creano fantastiche armonie per tutta la vita.