The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

A neurociência da imaginação — Andrey Vyshedskiy

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel M. Vaz Belchior

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

Imaginem, por instantes, um pato a ensinar uma aula de francês.

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

Uma partida de pingue-pongue em órbita à volta dum buraco negro.

a dolphin balancing a pineapple.

Um golfinho a equilibrar um ananás.

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

Provavelmente nunca viram uma coisa destas.

but you could imagine them instantly.

Mas podemos imaginá-las instantaneamente.

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

Como é que o cérebro produz uma imagem duma coisa que nunca vimos?

That may not seem hard,

Pode não parecer difícil,

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

mas isso é porque estamos habituados a fazê-lo.

It turns out that this is actually a complex problem

Na verdade, isto é um problema complexo

that requires sophisticated coordination inside your brain.

que exige uma coordenação sofisticada no interior do cérebro.

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

Isso porque, para criar estas novas imagens, esquisitas,

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

o cérebro agarra em pedaços conhecidos e organiza-os de um modo diferente,

like a collage made from fragments of photos.

como uma colagem feita de fragmentos de fotos.

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

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

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

levando-os a todos até ao seu destino precisamente na altura certa.

When you look at an object,

Quando olhamos para um objeto,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

disparam milhares de neurónios no córtex posterior.

These neurons encode various characteristics of the object:

Estes neurónios codificam diversas características do objeto:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

pontiagudo, fruto, castanho, verde e amarelo.

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

Estes disparos sincronizados reforçam as ligações

entre esse conjunto de neurónios,

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

interligando-os naquilo que se conhece como um conjunto neuronal,

in this case the one for pineapple.

neste caso, para um ananás.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

Na neurociência, chama-se a isto o princípio de Hebb,

neurons that fire together wire together.

os neurónios que disparam em conjunto interligam-se em conjunto.

If you try to imagine a pineapple later,

Se, posteriormente, tentarem imaginar um ananás.

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

todo o conjunto se iluminará, formando 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 viram

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

é codificado por um conjunto neuronal a ele associado,

the neurons wired together by that synchronized firing.

os neurónios interligados por aquele disparo sincronizado.

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 evocar na nossa imaginação sem sequer os termos visto.

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

Não existe nenhum conjunto neuronal para um golfinho a equilibrar um ananás.

So how come you can imagine it anyway?

Então, como o conseguimos imaginar?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Uma hipótese, chamada Teoria da Síntese Mental,

says that, again, timing is key.

diz que, mais uma vez, a sincronização é fundamental.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Se os conjuntos neuronais para o golfinho e o ananás

are activated at the same time,

forem ativados ao mesmo tempo,

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

percebemos os dois objetos separados como uma única imagem.

But something in your brain has to coordinate that firing.

Mas tem que haver qualquer coisa no cérebro para coordenar esses 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 neurónios do córtex pré-frontal estão ligados ao córtex posterior

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

por extensões de células longas e delgadas chamadas fibras nervosas.

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

A teoria da síntese mental propõe que,

tal como um bonecreiro manipula os cordéis,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

os neurónios do córtex pré-frontal enviam sinais elétricos,

down these neural fibers

através das fibras nervosas,

to multiple ensembles in the posterior cortex.

para múltiplos conjuntos no córtex posterior.

This activates them in unison.

Isso ativa-os em uníssono.

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

Se os conjuntos neuronais forem 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 visto.

This conscious purposeful synchronization

Esta sincronização consciente e intencional

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

de diferentes conjuntos neuronais pelo córtex pré-frontal

is called mental synthesis.

chama-se síntese mental.

In order for mental sythesis to work,

Para que a síntese mental funcione

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

os sinais têm que chegar ao mesmo tempo a ambos os conjuntos neuronais.

The problem is that some neurons

O problema é que alguns neurónios

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 viajarem pelas fibras à mesma velocidade,

they'd arrive out of sync.

vão chegar dessincronizados.

You can't change the length of the connections,

Não podemos alterar o comprimento das interligações,

but your brain, especially as it develops in childhood,

mas o cérebro, principalmente quando se desenvolve na infância,

does have a way to change the conduction velocity.

tem forma de alterar a velocidade da condução.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

As fibras nervosas estão envolvidas numa substância lípida, chamada mielina.

Myelin is an insulator

A mielina é um isolante

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

e acelera os sinais elétricos que percorrem a fibra nervosa.

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

Algumas fibras nervosas têm 100 camadas de mielina.

Others only have a few.

Outras só tem umas poucas.

And fibers with thicker layers of myelin

As fibras com camadas mais espessas de mielina

can conduct signals 100 times faster or more

podem conduzir sinais 100 vezes mais depressa, ou mais ainda,

than those with thinner ones.

do que as que têm camadas delgadas.

Some scientists now think that this difference in myelination

Alguns cientistas pensam que esta diferença nas camadas de mielina

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

podem ser a causa da uniformização do tempo de condução no cérebro

and consequently, to our mental synthesis ability.

e, por consequência, da nossa capacidade de síntese mental.

A lot of this myelination happens in childhood,

Muita desta mielinização ocorre na infância,

so from an early age,

por isso, desde tenra idade,

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

a nossa imaginação vibrante tem muito a ver com a formação do cérebro

whose carefully myelinated connections

cujas interligações cuidadosamente mielinizadas

can craft creative symphonies throughout our lives.

podem estimular sinfonias criativas durante toda a nossa vida.