The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Vera Chicharito

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

ลองนึกดูสักเดี๋ยวสิ เป็ดที่สอนวิชาภาษาฝรั่งเศส

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

การแข่งขันปิงปองในวงโคจรรอบ ๆ หลุมดำ

a dolphin balancing a pineapple.

โลมากำลังเลี้ยงลูกสับปะรด

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

คุณอาจไม่เคยเห็นสิ่งเหล่านี้จริง ๆ

but you could imagine them instantly.

แต่คุณก็สามารถจินตนาการตามได้โดยทันที

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

สมองของคุณผลิตภาพ ที่คุณไม่เคยเห็นมาก่อนได้อย่างไร

That may not seem hard,

นั่นอาจฟังดูไม่ยากเลย

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

แต่นั่นเป็นเพียงเพราะ เราคุ้นเคยกับมันเป็นอย่างดี

It turns out that this is actually a complex problem

กลายเป็นว่า อันที่จริงแล้ว นี่เป็นปัญหาที่ซับซ้อน

that requires sophisticated coordination inside your brain.

ที่ต้องการการเชื่อมต่อสุดอัศจรรย์ ภายในสมองของคุณ

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

นั่นเป็นเพราะว่า เพื่อรังสรรค์ภาพใหม่ อันแปลกตาเหล่านี้

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

สมองของคุณจะต้องนำชิ้นส่วนที่คุ้นเคย มาประกอบเข้าด้วยกันในแบบใหม่

like a collage made from fragments of photos.

เหมือนกับภาพปะติด ที่เกิดจากส่วนต่าง ๆ ของภาพถ่าย

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

สมองจะต้องเล่นกับทะเล แห่งสัญญาณไฟฟ้านับล้าน

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

โดยนำพวกมันทั้งหมด ไปยังปลายทางให้ถูกเวลา

When you look at an object,

เมื่อคุณมองดูที่วัตถุ

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

เซลล์ประสาทนับพัน ในคอร์เทกซ์ส่วนหลังก็ทำงาน

These neurons encode various characteristics of the object:

เซลล์ประสาทเหล่านี้เข้ารหัส ลักษณะต่าง ๆ ของวัตถุ เช่น

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

ความแหลม, ผลไม้, สีน้ำตาล, สีเขียว และสีเหลือง

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

การส่งสัญญาณที่สอดประสานกันนี้ เน้นการเชื่อมต่อระหว่างชุดของเซลล์ประสาท

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

โดยเชื่อมต่อพวกมันเข้าด้วยกัน ดังที่เรียกว่า กลุ่มเซลล์ประสาท

in this case the one for pineapple.

ในกรณีก็คือ สับปะรดหนึ่งผล

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

ในประสาทวิทยา เราเรียกสิ่งนี้ว่า "หลักการของเฮบบ์" (Hebbian principle)

neurons that fire together wire together.

เซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณด้วยกัน มาเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน

If you try to imagine a pineapple later,

ถ้าคุณพยายามจินตนาการ ถึงสับปะรดในเวลาต่อมา

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

กลุ่มเซลล์ประสาททั้งหมดนี้ก็จะทำงาน และรวมภาพทางความคิดที่สมบูรณ์ขึ้นมา

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

โลมาถูกเข้ารหัสด้วยกลุ่มเซลล์ประสาท ที่แตกต่างกันไป

In fact, every object that you've seen

อันที่จริง วัตถุทุกอย่างที่คุณเคยเห็น

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

ถูกเข้ารหัสโดยกลุ่มเซลล์ประสาท ที่มีความเกี่ยงข้องกับมัน

the neurons wired together by that synchronized firing.

เซลล์ประสาทถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน โดยการส่งสัญญาณที่สอดคล้องกัน

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

แต่หลักการนี้ไม่ได้อธิบาย จำนวนที่ไม่จำกัดของวัตถุ

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

ที่เราสามารถเนรมิตจินตภาพขึ้นมาได้ โดยไม่ต้องเห็นมันมาก่อน

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

กลุ่มเซลล์ประสาทสำหรับกรณีของโลมา ที่เลี้ยงลูกสับปะรดอยู่นั้น ไม่ได้มีอยู่

So how come you can imagine it anyway?

แล้วคุณจินตนาการถึงมันได้อย่างไร

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

สมมติฐานหนึ่งที่เรียกว่า "ทฤษฎีการสังเคราะห์ทางความคิด"

says that, again, timing is key.

กล่าวว่า เวลาเป็นกุญแจสำคัญ เช่นเดียวกับทฤษฎีก่อนหน้านี้

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

ถ้ากลุ่มเซลล์ประสาท สำหรับโลมาและสับปะรด

are activated at the same time,

ถูกกระตุ้นในคราวเดียวกัน

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

เราสามารถรับรู้วัตถุทั้งสองได้ ในลักษณะที่เป็นภาพเดียวกัน

But something in your brain has to coordinate that firing.

แต่บางสิ่งในสมองของคุณ จะต้องประสานการส่งสัญญาณ

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

บริเวณที่น่าจะมีบทบาทก็คือ คอร์เทกซ์ส่วนพรีฟรอนทอล

which is involved in all complex cognitive functions.

ซึ่งเป็นสมองส่วนที่ทำงานเกี่ยวข้อง กับการจดจำที่ซับซ้อนทั้งหมด

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

เซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์ส่วนพรีฟรอนทอล เชื่อมต่อกับคอร์เทกซ์ส่วนหลัง

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

ด้วยใยประสาท ซึ่งเป็นเซลล์ยาว ๆ เหมือนกับเส้นใยที่ยื่นแขนงออกไป

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

ทฤษฎีการสังเคราะห์ทางความคิดเสนอว่า เช่นเดียวกับที่นักเชิดหุ่นกระบอกดึงคันชักหุ่น

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

เซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์ส่วนพรีฟรอนทอล จะส่งสัญญาณไฟฟ้า

down these neural fibers

ลงไปตามใยประสาท

to multiple ensembles in the posterior cortex.

ไปยังกลุ่มเซลล์ประสาททั้งหลาย ในคอร์เทกซ์ส่วนหลัง

This activates them in unison.

สิ่งนี้กระตุ้นพวกมันไปพร้อม ๆ กัน

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

ถ้ากลุ่มเซลล์ประสาท ถูกกระตุ้นการทำงานในคราวเดียวกัน

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

คุณก็จะได้สัมผัสกับภาพประกอบ ราวกับว่าคุณได้เห็นมันจริง ๆ

This conscious purposeful synchronization

การประสานงานอย่างจงใจ ในภาวะที่เรามีสติรู้สึกตัว

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

ของกลุ่มเซลล์ประสาทต่าง ๆ โดยคอร์เทกซ์ส่วนพรีฟรอนทอลนี้

is called mental synthesis.

เรียกว่า การสังเคราะห์ทางความคิด

In order for mental sythesis to work,

เพื่อที่จะใช้งาน การสังเคราะห์ทางความคิดนี้

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

สัญญาณน่าจะต้องไปถึง กลุ่มเซลล์ประสาททั้งสองในเวลาเดียวกัน

The problem is that some neurons

ปัญหาก็คือ เซลล์ประสาทบางเซลล์

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

อยู่ไกลจากคอร์เทกซ์ส่วนพรีฟรอนทอล ออกไปมากเมื่อเทียบกับเซลล์ประสาทอื่น

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

ถ้าสัญญาณเดินทางไปตามใยประสาท ในอัตราความเร็วที่เท่ากัน

they'd arrive out of sync.

พวกมันก็จะไปถึงไม่พร้อมกัน

You can't change the length of the connections,

คุณไม่สามารถเปลี่ยนความยาว ของการเชื่อมต่อได้

but your brain, especially as it develops in childhood,

แต่สมองของคุณ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขณะที่กำลังพัฒนาอยู่ในช่วงวัยเด็ก

does have a way to change the conduction velocity.

มีวิธีการเปลี่ยนความเร็วการนำสัญญาณ

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

ใยประสาทถูกหุ้มอยู่ในสารจำพวกไขมัน ที่เรียกว่า "ไมอิลิน"

Myelin is an insulator

ไมอิลินนั้นเป็นฉนวน

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

และเร่งความเร็วสัญญาณไฟฟ้า ให้เผ่นลงไปตามใยประสาท

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

ใยประสาทบางแห่ง มีชั้นไมอิลินมากถึง 100 ชั้น

Others only have a few.

บางบริเวณอาจมีเพียงไม่กี่ชั้น

And fibers with thicker layers of myelin

ใยประสาทชนิดที่มีชั้นไมอิลินหนา

can conduct signals 100 times faster or more

สามารถที่จะนำสัญญาณ ได้เร็วกว่าใยประสาทที่มีชั้นไมอิลินบางกว่า

than those with thinner ones.

ถึง 100 เท่าหรือมากกว่านั้น

Some scientists now think that this difference in myelination

ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่า การสร้างชั้นไมอิลินที่แตกต่างกันนี้

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

อาจเป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้เวลา ในการส่งสัญญาณในสมองมีความเป็นเอกภาพ

and consequently, to our mental synthesis ability.

และส่งผลต่อความสามารถ ในการสังเคราะห์ทางความคิดของเรา

A lot of this myelination happens in childhood,

การสร้างชั้นไมอิลินส่วนใหญ่ เกิดขึ้นในวัยเด็ก

so from an early age,

ฉะนั้น ครั้งยังวัยเยาว์

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

จินตนาการอันสุดบรรเจิดของเรา อาจมีบทบาทในการก่อร่างสร้างสมองของเรา

whose carefully myelinated connections

ซึ่งเส้นการเชื่อมต่อที่ถูกห่อหุ้มด้วยชั้นไมอิลิน อย่างประณีตบรรจง

can craft creative symphonies throughout our lives.

สามารถประดิษฐ์มโหรีแห่งความสร้างสรรค์ ไปชั่วชีวิตของเราได้