wat ons tot mens maakt 2 23
Je hersenen kunnen zich dingen voorstellen die niet zijn gebeurd of die niet eens bestaan. agsandrew/iStock via Getty Images Plus

Je kunt je gemakkelijk voorstellen dat je op een fiets door de lucht rijdt, ook al is dat niet iets dat echt kan gebeuren. Je kunt je voorstellen dat je iets doet dat je nog nooit eerder hebt gedaan – zoals waterskiën – en misschien zelfs een betere manier bedenken om het te doen dan wie dan ook.

Verbeelding houdt in dat je een mentaal beeld creëert van iets dat niet aanwezig is, zodat je zintuigen het kunnen waarnemen, of zelfs iets dat er in werkelijkheid niet is. Verbeelding is een van de belangrijkste vaardigheden die ons mens maken. Maar waar kwam het vandaan?

Ik ben een neurowetenschapper die bestudeert hoe kinderen verbeelding verwerven. Ik ben vooral geïnteresseerd in de neurologische mechanismen van de verbeelding. Als we eenmaal hebben vastgesteld welke hersenstructuren en verbindingen nodig zijn om mentaal nieuwe objecten en scènes te construeren, kunnen wetenschappers zoals ik terugkijken op de loop van de evolutie om te zien wanneer deze hersengebieden ontstonden - en mogelijk de eerste vormen van verbeeldingskracht hebben voortgebracht.

Van bacteriën tot zoogdieren

Na leven ontstond op aarde ongeveer 3.4 miljard jaar geleden werden organismen geleidelijk complexer. Ongeveer 700 miljoen jaar geleden organiseerden neuronen zich in eenvoudige neurale netwerken dat dan geëvolueerd naar de hersenen en het ruggenmerg ongeveer 525 miljoen jaar geleden.


innerlijk abonneren grafisch


Uiteindelijk evolueerden er ongeveer 240 miljoen dinosauriërs jaar geleden, met zoogdieren ontstaan ​​een paar miljoen jaar later. Terwijl ze het landschap deelden, waren dinosaurussen erg goed in het vangen en vangen kleine, harige zoogdieren eten. Dinosaurussen waren echter koelbloedig en konden, net als moderne koelbloedige reptielen, alleen effectief bewegen en jagen overdag als het warm was. Om predatie door dinosaurussen te voorkomen, stuitten zoogdieren op een oplossing: verstop je overdag onder de grond.

Onder de grond groeit echter niet veel voedsel. Om te eten moesten zoogdieren boven de grond reizen - maar de veiligste tijd om te foerageren was 's nachts, wanneer dinosaurussen minder een bedreiging vormden. Evolueren om warmbloedig te zijn betekende dat zoogdieren 's nachts konden bewegen. Die oplossing kwam echter met een afweging: zoogdieren moesten veel meer voedsel eten dan dinosaurussen per gewichtseenheid om hun hoge metabolisme te behouden en om hun constante innerlijke lichaamstemperatuur rond de 99 graden Fahrenheit (37 graden Celsius) te ondersteunen.

Onze voorouders van zoogdieren moesten vinden 10 keer meer eten tijdens hun korte waaktijd, en ze moesten het in het donker van de nacht vinden. Hoe hebben ze deze taak volbracht?

Om hun foerageren te optimaliseren, ontwikkelden zoogdieren een nieuw systeem om plaatsen waar ze voedsel hadden gevonden efficiënt te onthouden: het deel van de hersenen dat sensorische aspecten van het landschap vastlegt – hoe een plek eruitziet of ruikt – koppelt aan het deel van de hersenen dat de navigatie. Ze codeerden kenmerken van het landschap in de neocortex, de buitenste laag van de hersenen. Ze codeerden navigatie in de entorhinale cortex. En de hele systeem was met elkaar verbonden door de hersenstructuur die de hippocampus wordt genoemd. Mensen gebruiken dit geheugensysteem nog steeds voor het onthouden van objecten en gebeurtenissen uit het verleden, zoals uw auto en waar u deze heeft geparkeerd.

Groepen neuronen in de neocortex coderen deze herinneringen aan objecten en gebeurtenissen uit het verleden. Een ding of een episode herinneren reactiveert dezelfde neuronen die het in eerste instantie heeft gecodeerd. Alle zoogdieren kunnen zich waarschijnlijk eerder gecodeerde objecten en gebeurtenissen herinneren en opnieuw ervaren door deze groepen neuronen opnieuw te activeren. Dit op neocortex-hippocampus gebaseerde geheugensysteem dat 200 miljoen jaar geleden evolueerde, werd de eerste belangrijke stap in de richting van verbeelding.

De volgende bouwsteen is de mogelijkheid om een ​​'herinnering' te construeren die niet echt is gebeurd.

Onvrijwillig verzonnen 'herinneringen'

De eenvoudigste vorm van het verbeelden van nieuwe objecten en scènes gebeurt in dromen. Deze levendige, bizarre onwillekeurige fantasieën worden geassocieerd bij mensen met de slaapfase van snelle oogbewegingen (REM).

Wetenschappers veronderstellen dat soorten waarvan de rust periodes van REM-slaap omvat ook dromen ervaren. Buideldieren en placentale zoogdieren hebben wel REM-slaap, maar het eierleggende zoogdier de echidna niet, wat suggereert dat dit stadium van de slaapcyclus geëvolueerd nadat deze evolutionaire lijnen uit elkaar liepen 140 miljoen jaar geleden. In feite wordt opname van gespecialiseerde neuronen in de hersenen genoemd plaats cellen aangetoond dat dieren kunnen "dromen" om te gaan plekken waar ze nog nooit eerder zijn geweest.

Bij mensen kunnen oplossingen gevonden tijdens het dromen dat wel problemen helpen oplossen. Er zijn talloze voorbeelden van wetenschappelijke en technische oplossingen die tijdens de slaap spontaan worden gevisualiseerd.

De neurowetenschapper Otto Loewi droomde van een experiment dat zenuwimpulsen bewees chemisch overgedragen. Hij ging onmiddellijk naar zijn laboratorium om het experiment uit te voeren en ontving later de Nobelprijs voor deze ontdekking.

Elias Howe, de uitvinder van de eerste naaimachine, beweerde dat de belangrijkste innovatie, het plaatsen van het draadgat nabij de punt van de naald, kwam naar hem toe in een droom.

Dmitri Mendelejev beschreef het zien in een droom “een tafel waar alle elementen naar wens op hun plaats vielen. Toen ik wakker werd, schreef ik het meteen op een stuk papier. En dat was het periodiek systeem.

Deze ontdekkingen werden mogelijk gemaakt door hetzelfde mechanisme van onvrijwillige verbeelding dat 140 miljoen jaar geleden voor het eerst door zoogdieren werd verkregen.

Met opzet verbeelden

Het verschil tussen vrijwillige verbeelding en onvrijwillige verbeelding is analoog aan het verschil tussen vrijwillige spiercontrole en spierspasmen. Vrijwillige spiercontrole stelt mensen in staat om bewust spierbewegingen te combineren. Spasme treedt spontaan op en kan niet onder controle worden gehouden.

Evenzo stelt vrijwillige verbeeldingskracht mensen in staat om opzettelijk gedachten te combineren. Wanneer je wordt gevraagd om twee identieke rechthoekige driehoeken mentaal te combineren langs hun lange randen, of schuine zijden, stel je je een vierkant voor. Wanneer je wordt gevraagd om een ​​ronde pizza mentaal door twee loodrechte lijnen te snijden, visualiseer je vier identieke plakjes.

Dit opzettelijke, responsieve en betrouwbare vermogen om mentale objecten te combineren en opnieuw te combineren, wordt prefrontale synthese genoemd. Het is afhankelijk van het vermogen van de prefrontale cortex aan de voorkant van de hersenen om de rest van de neocortex te beheersen.

Wanneer verwierf onze soort het vermogen tot prefrontale synthese? Elk artefact dat dateert van vóór 70,000 jaar geleden zou gemaakt kunnen zijn door een maker die dit vermogen niet had. Aan de andere kant zijn er vanaf ongeveer die tijd verschillende archeologische artefacten die de aanwezigheid ervan ondubbelzinnig aangeven: samengestelde figuratieve objecten, zoals leeuw-man; bottennaalden met een oog; pijlen en bogen; muziekinstrumenten; gebouwde woningen; versierde begrafenissen die het geloof in het hiernamaals suggereren, En nog veel meer.

Meerdere soorten archeologische artefacten die ondubbelzinnig geassocieerd zijn met prefrontale synthese verschijnen gelijktijdig ongeveer 65,000 jaar geleden op meerdere geografische locaties. Deze abrupte verandering in verbeelding is door historicus Yuval Harari gekarakteriseerd als de “cognitieve revolutie.” Opmerkelijk, het valt ongeveer samen met de grootste Homo sapiens' migratie uit Afrika.

Genetische analyses suggereren dat een paar individuen dit prefrontale synthesevermogen hebben verworven en vervolgens hun genen wijd en zijd hebben verspreid door andere gelijktijdige mannen te elimineren met behulp van een door verbeeldingskracht ingeschakelde strategie en nieuw ontwikkelde wapens.

Het is dus een reis van vele miljoenen jaren van evolutie geweest voor onze soort om uitgerust te worden met verbeeldingskracht. De meeste niet-menselijke zoogdieren kunnen zich voorstellen wat niet bestaat of wat niet onvrijwillig is gebeurd tijdens de REM-slaap; alleen mensen kunnen vrijwillig nieuwe objecten en gebeurtenissen in onze geest toveren met behulp van prefrontale synthese.The Conversation

Over de auteur

Andrey Vyshedsky, Hoogleraar neurowetenschappen, Boston University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

boeken_bewustzijn