당신의 뇌는 일어나지 않았거나 존재하지도 않는 일을 상상할 수 있습니다. Getty Images Plus를 통한 agsandrew/iStock

하늘을 가로지르는 자전거를 타는 자신의 모습을 쉽게 상상할 수 있습니다. 실제로 일어날 수 있는 일은 아니지만요. 수상 스키와 같이 이전에 한 번도 해본 적이 없는 일을 하고 있는 자신을 상상할 수 있으며 다른 사람보다 더 나은 방법을 상상할 수도 있습니다.

상상은 당신의 감각이 감지할 수 있는 존재하지 않는 것, 또는 심지어 현실 어딘가에 없는 것에 대한 정신적 이미지를 만드는 것과 관련됩니다. 상상력은 우리를 인간으로 만드는 핵심 능력 중 하나입니다. 그러나 그것은 어디에서 왔습니까?

저는 신경과학자입니다 아이들이 상상력을 얻는 방법을 연구하는 사람. 저는 특히 상상의 신경학적 메커니즘에 관심이 있습니다. 새로운 물체와 장면을 정신적으로 구성하는 데 필요한 뇌 구조와 연결이 무엇인지 확인하면 저와 같은 과학자들은 이러한 뇌 영역이 언제 등장했는지 확인하기 위해 진화 과정을 되돌아볼 수 있습니다.

박테리아에서 포유류로

후 지구에 생명이 나타났다 약 3.4억년 전에 유기체는 점점 더 복잡해졌습니다. 약 700억년 전에 뉴런은 단순 신경망 그 때 뇌와 척수로 진화 525 백만 년 전.

결국 공룡은 약 240억 XNUMX천만 년 동안 진화했습니다. 몇 년 전 수백만 년 후에 출현하는 포유류. 그들이 풍경을 공유하는 동안 공룡은 포획에 매우 능숙했고 작고 털이 많은 포유 동물을 먹는. 하지만 공룡은 냉혈 동물이었고, 현대의 냉혈 파충류와 마찬가지로 효율적으로 이동하고 사냥할 수 있었습니다. 따뜻했던 낮에. 공룡의 포식을 피하기 위해 포유류는 해결책을 찾았습니다. 낮에는 지하에 숨어.

하지만 지하에서 자라는 식량은 많지 않습니다. 포유동물은 먹기 위해 땅 위로 이동해야 했지만 먹이를 찾기에 가장 안전한 시간은 공룡이 덜 위협적이었던 밤이었습니다. 온혈동물로 진화 포유류가 밤에 움직일 수 있음을 의미했습니다. 그러나 그 해결책에는 트레이드 오프가 있었습니다. 포유류는 무게 단위당 공룡보다 훨씬 더 많은 음식을 먹어야 했습니다. 높은 신진대사를 유지하기 위해 화씨 99도(섭씨 37도) 정도의 일정한 내부 체온을 유지하기 위해.

우리 포유류 조상들은 10배 더 많은 음식 짧은 깨어 있는 시간 동안, 그들은 어두운 밤에 그것을 찾아야 했습니다. 그들은 어떻게 이 임무를 완수했습니까?

먹이 찾기를 최적화하기 위해 포유류는 음식을 찾은 장소를 효율적으로 기억하는 새로운 시스템을 개발했습니다. 즉, 풍경의 감각적 측면(장소가 어떻게 보이고 냄새가 나는지)을 기록하는 뇌 부분을 제어하는 ​​뇌 부분에 연결하는 것입니다. 항해. 그들은 뇌의 가장 바깥층인 신피질에서 풍경의 특징을 암호화했습니다. 그들은 내후각 피질에서 내비게이션을 인코딩했습니다. 그리고 전체 시스템이 상호 연결됨 해마라는 뇌 구조에 의해 인간은 여전히 ​​이 기억 시스템을 사용합니다. 당신의 차와 당신이 차를 주차한 장소와 같은 물건과 과거 사건을 기억하기 위해.

뉴런 그룹 신피질은 대상과 과거 사건에 대한 이러한 기억을 암호화합니다. 사물이나 에피소드를 기억 같은 뉴런을 재활성화 처음에 그것을 인코딩했습니다. 모든 포유류는 이러한 뉴런 그룹을 재활성화하여 이전에 암호화된 개체와 이벤트를 기억하고 다시 경험할 수 있습니다. 200억년 전에 진화한 이 신피질-해마 기반 기억 시스템은 상상을 향한 첫 번째 핵심 단계가 되었습니다.

다음 구성 요소는 실제로 발생하지 않은 "기억"을 구성하는 기능입니다.

본의 아니게 만들어낸 '추억'

새로운 사물과 장면을 상상하는 가장 단순한 형태는 꿈에서 일어난다. 이러한 생생하고 기이한 비자발적 환상은 빠른 안구 운동(REM) 수면 단계를 가진 사람들과 관련이 있습니다.

과학자들은 휴식을 취하는 종에는 REM 수면 기간이 포함된다고 가정합니다. 꿈도 경험한다. 유대류와 태반 포유류는 REM 수면을 하지만 알을 낳는 포유류인 바늘두더지는 그렇지 않습니다. 이러한 진화 계통이 분기된 후에 진화했습니다. 140억 XNUMX천만년 전. 사실, 뇌의 특수 뉴런에서 녹음하면 셀 배치 동물들이 가는 꿈을 꿀 수 있음을 증명했습니다. 그들이 한 번도 가본 적이 없는 곳.

인간의 경우 꿈을 꾸는 동안 발견한 해결책은 문제 해결에 도움. 수면 중에 자발적으로 시각화되는 과학 및 엔지니어링 솔루션의 예가 많이 있습니다.

신경 과학자 Otto Loewi는 신경 충동이 화학적으로 전달. 그는 즉시 자신의 연구실로 가서 실험을 수행했고 나중에 이 발견으로 노벨상을 받았습니다.

최초의 재봉틀 발명가인 Elias Howe는 바늘 끝 근처에 실 구멍을 배치하는 것이 주요 혁신이라고 주장했습니다. 꿈에 그에게 왔다.

드미트리 멘델레예프는 꿈에서 본 것을 묘사했습니다.필요에 따라 모든 요소가 제자리에 있는 테이블. 깨어나자마자 종이에 적었다”고 말했다. 그리고 그것은 주기율표였습니다.

이러한 발견은 140억 XNUMX천만 년 전에 포유류가 처음 획득한 비자발적 상상의 동일한 메커니즘에 의해 가능해졌습니다.

일부러 상상하기

자발적 상상과 비자발적 상상의 차이는 자발적인 근육 조절과 근육 경련의 차이와 유사합니다. 수의적 근육 조절을 통해 사람들은 의도적으로 근육 움직임을 결합할 수 있습니다. 경련은 자발적으로 발생하며 통제할 수 없습니다.

마찬가지로 자발적인 상상력은 사람들이 의도적으로 생각을 결합할 수 있게 합니다. 긴 모서리 또는 빗변을 따라 두 개의 동일한 직각 삼각형을 정신적으로 결합하라는 요청을 받으면 정사각형을 상상합니다. 정신적으로 둥근 피자를 두 개의 수직선으로 자르라고 요청하면 네 개의 동일한 조각을 시각화합니다.

정신 대상을 결합하고 재결합하는 이 신중하고 반응적이며 신뢰할 수 있는 능력을 전두엽 합성이라고 합니다. 그것은 나머지 신피질을 제어하기 위해 뇌의 맨 앞에 위치한 전두엽 피질의 능력에 의존합니다.

우리 종은 언제 전두엽 합성 능력을 얻었습니까? 70,000년 전의 모든 인공물은 이 능력이 없는 제작자가 만들 수 있습니다. 한편, 그 무렵부터 그 존재를 분명하게 나타내는 다양한 고고학적 유물이 있습니다. 사자인간; 눈으로 뼈 바늘; 활과 화살; 악기; 건설된 주거; 내세에 대한 믿음을 암시하는 장식된 매장지등 오늘날 전 세계에서 널리 사용되고 있습니다.

약 65,000년 전에 전전두엽 합성과 명백하게 관련된 여러 유형의 고고학적 유물이 여러 지리적 위치에서 동시에 나타납니다. 이러한 상상력의 급격한 변화는 역사가 유발 하라리(Yuval Harari)에 의해 “인지 혁명.” 특히, 대략적으로 일치한다 가장 큰 사피엔스 호모'아프리카에서 이주.

유전자 분석 제안 소수의 개인이 이 전두엽 합성 능력을 습득한 다음, 상상력이 뒷받침된 전략과 새로 개발된 무기를 사용하여 다른 동시대 남성을 제거함으로써 유전자를 널리 퍼뜨렸다는 것입니다.

따라서 우리 종이 상상력을 갖추기까지는 수백만 년의 진화 여정이 필요했습니다. 대부분의 비인간 포유동물은 존재하지 않거나 REM 수면 중에 비자발적으로 발생하지 않은 것을 상상할 가능성이 있습니다. 오직 인간만이 전두엽 합성을 사용하여 마음 속에서 자발적으로 새로운 대상과 사건을 불러낼 수 있습니다.

저자에 관하여

안드레이 비셰드스키, 신경 과학 교수, 보스턴 대학교 (Boston University)

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