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← “想象力”背后的神经科学

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请想象一下,一只鸭子教法语课;或者在环绕黑洞的轨道上,举行的一场乒乓球竞赛;亦或是平衡菠萝的一只海豚。也许你没有真正见过这些画面,但是你能立马想象出来。你的大脑如何产生一个你从没见过的画面呢? Andrey Vyshedskiy 为大家详细讲述了“想象力”背后的神经科学。

Andrey Vyshedskiy教授, Tomás Pichardo-Espaillat制作动画。

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Showing Revision 7 created 02/12/2017 by Xu Junqing.

  1. 请想象一下,一只鸭子教法语课。
  2. 在环绕黑洞的轨道上,举行的一场乒乓球竞赛。
  3. 平衡菠萝的一只海豚。
  4. 也许你从没有见过以上任何画面,
  5. 但是你能立马想象出来。
  6. 你的大脑如何产生一个你从没见过的画面呢?
  7. 这个过程也许看起来并不困难,
  8. 那只是因为我们习惯了“想象”这一过程。
  9. 实际上,这个过程很复杂,
  10. 它需要大脑内复杂的配合,
  11. 为了“创造”这些新奇诡异的图片,
  12. 你的大脑需要取出相近的片段,并重新组合,
  13. 就像用部分图片做成拼贴画一样。
  14. 大脑需要发送上千的电信号,
  15. 将它们在准确的时间内传送到目的地。
  16. 当你看到一个物体,
  17. 后额皮质内上千的神经元会受到刺激,
  18. 这些神经能将物体的特点编码:
  19. 带刺,水果,棕色,绿色,黄色。
  20. 这一同步的刺激会加强那一组神经元中的联系,
  21. 将神经元连起来,成为神经元集群。
  22. 也就是,“菠萝”的神经元集群。
  23. 在神经系统科学中,这便是“赫布理论”——
  24. 同时被刺激的神经元会连接在一起。
  25. 当你过一会想象“菠萝”时,
  26. 这一神经元集群便会“亮起”,
    在大脑中组合成一完整的图片。
  27. “海豚”的想象会是另一组神经元集群。
  28. 事实上,你见过的每一物体,
  29. 都会有一专门的神经元集群为其编码,
  30. 它们,由同时被刺激的神经元组合而成。
  31. 但这一理论并不能解释
  32. 很多我们没见过,也能想象出来的场景。
  33. 为“平衡菠萝的海豚”编码的这一神经元集群并不存在,
  34. 那是怎么想象出来的呢?
  35. 一个假设,叫做“心理合成理论”,
  36. 强调了(神经元被刺激)时间的重要性
  37. 如果为“海豚”和“菠萝”解码的神经元集群
  38. 同时被刺激,
  39. 我们就能在一个画面中,感知到两个不同物体。
  40. 但是,大脑中必须有东西来协调这一“刺激”,
  41. 一个可能的角色,是前额皮质,
  42. 它参与了所有“认知”方面的工作。
  43. 前额皮质、后额皮质的神经元是连接在一起的,
  44. 其连接物是细长的细胞延伸物——“神经纤维”.
  45. 这一理论认为:
  46. 像操纵木偶的人一样,
  47. 前额皮质的神经元发送电信号
  48. 沿着“神经纤维”,
  49. 到达后额皮质,
  50. 这能同时刺激所需的神经元集群。
  51. 如果多组神经元集群同时被“刺激”,
  52. 你就能够体验到如同亲眼见过的“合成”场景了。
  53. 前额皮质所实施的,这一带有目的性,
  54. 能够“刺激”多组神经元集群的同步,
  55. 叫做“心理合成”。
  56. 为了能够同步,
  57. 电信号需要同时到达两种神经元集群。
  58. 但问题是,
  59. 有的神经元集群距离前额皮质
  60. 比其他的集群更远。
  61. 如果电信号以同一速度通过“神经纤维”,
  62. 那么就无法同时到达。
  63. 你不能改变这一距离,
  64. 但是你的大脑,尤其是小时候发展时,
  65. 能够改变电信号传输的速度。
  66. “神经纤维”被多脂肪的物质“髓鞘层”包裹。
  67. “髓鞘层”是一种绝缘体,
  68. 它能够加快电信号通过“神经纤维”的速度。
  69. 一些神经纤维有100多“髓鞘层”,
  70. 其它神经纤维只有一些。
  71. 这些有着较厚“髓鞘层”的神经纤维,
  72. 能够以100倍速传输信号,
  73. 远超有着较薄“髓鞘层”的神经纤维。
  74. 一些科学家认为,“髓鞘层”的区别
  75. 是这一“同步”的关键。
  76. 从而也是“心理合成”能力的关键。
  77. 很多“髓鞘层”在小时候生长,
  78. 所以,从小开始,
  79. 活跃的想象力就与大脑的建构有很大关系——
  80. 只有拥有“髓鞘层”更好的连结,
  81. 才能够奏出富有想象力的人生乐章!