The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

A neurociência da imaginação - Andrey Vyshedskiy

Tradutor: Francisco Paulino Dubiela Revisor: Márcio Capone Nascimento

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

Imaginem, por um momento, um pato dando uma aula de francês,

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

uma partida de pingue-pongue ao redor de um buraco negro,

a dolphin balancing a pineapple.

um golfinho que equilibra um abacaxi.

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

Você provavelmente nunca viu nenhuma dessas coisas,

but you could imagine them instantly.

mas você pode imaginá-las instantaneamente.

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

Como o seu cérebro produz uma imagem de algo que você nunca viu?

That may not seem hard,

Pode não parecer difícil,

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

mas é só porque estamos acostumados a fazê-lo.

It turns out that this is actually a complex problem

Acontece que, na verdade, isto é um problema complexo

that requires sophisticated coordination inside your brain.

que exige uma coordenação sofisticada dentro de seu cérebro.

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

Pois, para criar estas novas e estranhas imagens,

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

seu cérebro usa peças conhecidas para montá-las de novas maneiras,

like a collage made from fragments of photos.

como uma colagem feita a partir de fragmentos de fotos.

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

O cérebro tem que controlar um mar de milhares de sinais elétricos

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

para fazê-los chegar ao seu destino, no instante exato.

When you look at an object,

Quando você olha para um objeto,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

milhares de neurônios disparam em seu córtex posterior.

These neurons encode various characteristics of the object:

Esses neurônios codificam várias características do objeto:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

espinhoso, fruta, marrom, verde e amarelo.

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

Este disparo síncrono

fortalece as conexões entre aquele conjunto de neurônios,

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

ligando-os no que é conhecido como conjunto neuronal.

in this case the one for pineapple.

Neste caso, o conjunto para o abacaxi.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

Na neurociência, isso é chamado de princípio hebbiano:

neurons that fire together wire together.

neurônios que disparam juntos se interligam.

If you try to imagine a pineapple later,

Se, mais tarde, você tentar imaginar um abacaxi,

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

todo o conjunto irá se ativar para montar uma imagem mental completa.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

Os golfinhos são codificados por um conjunto neuronal diferente.

In fact, every object that you've seen

Com efeito, cada objeto que você já viu

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

é codificado por um conjunto neuronal associado a ele,

the neurons wired together by that synchronized firing.

os neurônios interligados devido aos disparos sincronizados.

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

Mas este princípio não explica o número infinito de objetos

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

que podemos imaginar sem nunca tê-los visto.

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

O conjunto neuronal de um golfinho que equilibra um abacaxi não existe.

So how come you can imagine it anyway?

Como, ainda assim, podemos imaginá-lo?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Uma das hipóteses, chamada de "Teoria da Síntese Mental",

says that, again, timing is key.

afirma que, mais uma vez, o "timing" é fundamental.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Se os conjuntos neuronais para o golfinho e o abacaxi

are activated at the same time,

forem ativados ao mesmo tempo,

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

podemos perceber estes dois objetos como uma única imagem.

But something in your brain has to coordinate that firing.

No entanto, algo em seu cérebro precisa coordenar os disparos.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Um candidato plausível é o córtex pré-frontal,

which is involved in all complex cognitive functions.

que está envolvido em todas as funções cognitivas complexas.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

Os neurônios do córtex pré-frontal estão ligados ao córtex posterior

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

por extensões celulares longas e delgadas chamadas fibras neurais.

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

A teoria da síntese mental propõe que, tal qual um marionetista puxando cordas,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

os neurônios do córtex pré-frontal enviam sinais elétricos

down these neural fibers

por estas fibras neurais

to multiple ensembles in the posterior cortex.

para múltiplos conjuntos no córtex posterior,

This activates them in unison.

ativando-os ao mesmo tempo.

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

Se os conjuntos neuronais são ativados ao mesmo tempo,

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

obtemos a imagem composta tal como se a tivéssemos realmente visto.

This conscious purposeful synchronization

Essa sincronização proposital consciente

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

de diferentes conjuntos neuronais pelo córtex pré-frontal

is called mental synthesis.

é chamada de síntese mental.

In order for mental sythesis to work,

Para que a síntese funcione,

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

os sinais precisariam alcançar os dois conjuntos neuronais ao mesmo tempo.

The problem is that some neurons

O problema é que alguns neurônios

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

estão muito mais afastados do córtex pré-frontal do que outros.

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

Se os sinais viajam pelas fibras na mesma velocidade,

they'd arrive out of sync.

eles chegam fora de sincronia.

You can't change the length of the connections,

Você não pode alterar o comprimento das interligações,

but your brain, especially as it develops in childhood,

mas seu cérebro, principalmente durante seu desenvolvimento na infância,

does have a way to change the conduction velocity.

encontra um modo de mudar a velocidade de condução.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

As fibras neurais estão envolvidas por uma substância gordurosa chamada mielina.

Myelin is an insulator

A mielina é um isolante

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

que acelera os sinais elétricos que viajam pela fibra nervosa.

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

Algumas fibras neurais têm até 100 camadas de mielina.

Others only have a few.

Outras têm apenas algumas.

And fibers with thicker layers of myelin

E as fibras com camadas mais espessas de mielina

can conduct signals 100 times faster or more

podem conduzir sinais 100 vezes mais rápido, ou mais,

than those with thinner ones.

que as fibras mais finas.

Some scientists now think that this difference in myelination

Alguns cientistas consideram que esta diferença na mielinização

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

poderia ser a resposta para o tempo de condução uniforme,

and consequently, to our mental synthesis ability.

e consequentemente, para nossa capacidade de síntese mental.

A lot of this myelination happens in childhood,

Grande parte desta mielinização acontece na infância,

so from an early age,

então, desde uma idade precoce,

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

nossas imaginações vibrantes podem ter muito a ver com a formação do cérebro

whose carefully myelinated connections

cujas conexões cuidadosamente mielinizadas

can craft creative symphonies throughout our lives.

podem criar sinfonias criativas ao longo de nossas vidas.