あなたの脳は、まだ起きていないことや存在すらしていないことを想像することができます。 ゲッティイメージズプラス経由のagsandrew / iStock

実際にはあり得ないことですが、自転車に乗って空を横切る自分を簡単に想像できます。 水上スキーのように、これまでにやったことのないことを自分でやろうとしている自分を思い描くことができ、それを他の誰よりもうまくやる方法を想像することさえできます。

想像力とは、自分の感覚では検出できないもの、または実際には存在しないものの精神的なイメージを作成することです。 想像力は、私たちを人間たらしめている重要な能力の XNUMX つです。 しかし、それはどこから来たのですか？

私は神経科学者です 子供たちがどのように想像力を獲得するかを研究している. 特に想像力の神経学的メカニズムに興味があります。 新しいオブジェクトやシーンを精神的に構築するために必要な脳の構造と接続を特定すると、私のような科学者は進化の過程を振り返って、これらの脳領域がいつ出現したかを確認できます。最初の種類の想像力が生まれた可能性があります。

細菌から哺乳類まで

後 地球に生命が誕生した 約 3.4 億年前、生物は徐々に複雑になりました。 約700億年前、ニューロンは次のように組織化されました。 シンプルなニューラルネット それなら 脳と脊髄に進化 およそ525百万年前。

最終的に恐竜は約240億XNUMX万個進化しました 何年も前に、 数百万年後に出現する哺乳類. 彼らが風景を共有している間、恐竜は捕まえるのがとても上手でした。 毛むくじゃらの小さな哺乳類を食べる. しかし、恐竜は冷血であり、現代の冷血爬虫類のように、効果的に移動して狩りをすることしかできませんでした 日中は暖かかった. 恐竜による捕食を避けるために、哺乳類は解決策に出くわしました。 昼間は地下に隠れる.

しかし、地下で育つ食物はそれほど多くありません。 哺乳類は食べるために地上を移動する必要がありましたが、餌を探すのに最も安全な時間は、恐竜の脅威が少ない夜でした。 温血種に進化 哺乳類が夜に移動できることを意味しました。 ただし、その解決策にはトレードオフが伴いました。哺乳類は、単位重量あたり恐竜よりもはるかに多くの食物を食べなければなりませんでした。 高い代謝を維持するために 華氏 99 度 (摂氏 37 度) 前後の体内温度を一定に保つためです。

私たちの哺乳類の祖先は見つけなければなりませんでした 10倍以上の食べ物 彼らは短い覚醒時間の間にそれを見つけなければなりませんでした。 彼らはどのようにしてこの任務を達成したのでしょうか?

哺乳類は、採餌を最適化するために、食べ物を見つけた場所を効率的に記憶する新しいシステムを開発しました。それは、風景の感覚的側面 (場所の見た目や匂い) を記録する脳の部分を、場所を制御する脳の部分にリンクすることです。ナビゲーション。 彼らは、脳の最外層である新皮質の風景の特徴をエンコードしました。 彼らは内嗅皮質でナビゲーションをコード化しました。 そしてその システム全体が相互接続されました 海馬と呼ばれる脳の構造によって。 人間はまだこの記憶システムを使用しています 車や駐車した場所など、物や過去の出来事を思い出すために。

ニューロンのグループ 新皮質では、これらのオブジェクトと過去のイベントの記憶をエンコードします。 物事やエピソードを思い出す 同じニューロンを再活性化します 最初にそれをエンコードしました。 すべての哺乳類は、ニューロンのこれらのグループを再活性化することにより、以前にエンコードされたオブジェクトとイベントを思い出して再体験できる可能性があります。 200 億年前に進化したこの新皮質と海馬に基づく記憶システムは、想像力への最初の重要なステップとなりました。

次の構成要素は、実際には起こっていない「記憶」を構築する能力です。

無意識に作り上げた「記憶」

新しいオブジェクトやシーンを想像する最も単純な形は、夢の中で起こります。 これらの鮮やかで奇妙な不随意の空想は、睡眠の急速な眼球運動 (REM) 段階にある人々に関連しています。

科学者たちは、休息する種にはレム睡眠の期間が含まれているという仮説を立てています 夢も体験. 有袋類と有胎盤類の哺乳類にはレム睡眠がありますが、エキドナのような卵を産む哺乳類にはレム睡眠がありません。 これらの進化系統が分岐した後に進化した 140億XNUMX万年前。 実際、脳内の特殊なニューロンからの記録は、 セルを配置する 動物が行くことを「夢見る」ことができることを証明した 彼らが今まで訪れたことのない場所.

人間では、夢を見ている間に見つけた解決策は、 問題の解決を助ける. 睡眠中に自発的に視覚化された科学的および工学的解決策の例は数多くあります。

神経科学者のオットー・ローウィは、神経インパルスが 化学的に伝達される. 彼はすぐに研究室に行って実験を行い、後にこの発見でノーベル賞を受賞しました。

最初のミシンの発明者であるエリアス・ハウは、針の先端の近くに糸の穴を配置した主な革新は、 夢の中で彼に来た.

ドミトリー・メンデレーエフは、夢の中で見たと述べています。必要に応じてすべての要素が配置されたテーブル. 目覚めて、すぐに紙に書き留めました。」 そしてそれが周期表でした。

これらの発見は、140 億 XNUMX 万年前に哺乳類が最初に獲得した無意識の想像力と同じメカニズムによって可能になりました。

わざと想像する

自発的な想像力と不随意的な想像力の違いは、自発的な筋肉の制御と筋肉のけいれんの違いに似ています。 自発的な筋肉制御により、人々は意図的に筋肉の動きを組み合わせることができます。 けいれんは自然に起こり、制御することはできません。

同様に、自発的な想像力によって、人は意図的に思考を組み合わせることができます。 長辺または斜辺に沿って XNUMX つの同一の直角三角形を頭の中で組み合わせるように求められると、正方形を思い浮かべます。 丸いピザを XNUMX 本の垂直な線で頭の中で切るように言われたとき、あなたは XNUMX つの同一のスライスを思い浮かべます。

心的対象を結合および再結合するこの意図的で応答性が高く信頼できる能力は、前頭前野統合と呼ばれます。 それは、脳の最前部に位置する前頭前野の残りの新皮質を制御する能力に依存しています。

私たちの種はいつ前頭前野統合の能力を獲得したのですか? 70,000 年前のすべてのアーティファクトは、この能力を欠いた作成者によって作成された可能性があります。 一方、その頃から、その存在を明確に示すさまざまな考古学的遺物があります。 ライオンマン; 目で骨針; 弓と矢; 楽器; 建設された住居; 来世の信念を示唆する装飾された埋葬など、今日、世界中で広く使用されています。

前頭前野合成に明確に関連する複数のタイプの考古学的人工物が、約 65,000 年前に複数の地理的位置で同時に出現します。 この想像力の急激な変化は、歴史家のユヴァル・ハラリによって次のように特徴付けられています。認知革命」 特に、 それはほぼ一致します 最大の ホモサピエンスアフリカからの移住.

遺伝子解析による示唆 少数の個人がこの前頭前野統合能力を獲得し、想像力を駆使した戦略と新たに開発された武器を使用して他の同時代の男性を排除することにより、遺伝子を広範囲に広げたと.

つまり、私たちの種が想像力を備えるようになるまでには、何百万年もの進化の旅がありました。 ほとんどのヒト以外の哺乳類は、レム睡眠中に無意識のうちに存在しない、または起こっていないことを想像する可能性があります。 前頭前野統合を使用して、自発的に新しいオブジェクトやイベントを心に呼び起こすことができるのは人間だけです。

著者について

アンドレイ・ヴィシェドスキー、神経科学教授、 ボストン大学

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