你的大腦可以想像沒有發生或根本不存在的事情。 agsandrew/iStock 來自 Getty Images Plus
你可以很容易地想像自己騎著自行車在天空中飛馳，儘管這實際上不可能發生。 您可以想像自己正在做一些您以前從未做過的事情——比如滑水——甚至可能想出比其他任何人都更好的方法。
想像力涉及為您的感官無法檢測到的事物創建一個心理圖像，甚至是在現實中某個地方不存在的事物。 想像力是使我們成為人類的關鍵能力之一。 但它是從哪裡來的呢？
我是一名神經科學家 誰研究兒童如何獲得想像力。 我對想像力的神經機制特別感興趣。 一旦我們確定了大腦構建新物體和場景所必需的大腦結構和連接，像我這樣的科學家就可以回顧進化過程，看看這些大腦區域是何時出現的——並可能孕育出第一類想像力。
從細菌到哺乳動物
後 生命出現在地球上 大約 3.4 億年前，生物體逐漸變得更加複雜。 大約 700 億年前，神經元組織成 簡單的神經網絡 那然後 進化成大腦和脊髓 大約100萬年前的525。
最終恐龍進化了大約240億隻 多年前，與 幾百萬年後出現的哺乳動物. 雖然他們分享風景，但恐龍非常善於捕捉和 吃小而毛茸茸的哺乳動物. 不過，恐龍是冷血動物，而且就像現代的冷血爬行動物一樣，只能有效地移動和捕食 在溫暖的白天. 為了避免被恐龍捕食，哺乳動物偶然發現了一個解決方案： 白天躲在地下.
然而，地下生長的食物並不多。 為了進食，哺乳動物不得不在地面上行走——但最安全的覓食時間是在晚上，那時恐龍的威脅較小。 進化成溫血動物 意味著哺乳動物可以在夜間活動。 不過，該解決方案需要權衡取捨：哺乳動物每單位重量必須比恐龍吃更多的食物 為了維持他們的高新陳代謝 並支持他們恆定的體內溫度在 99 華氏度（37 攝氏度）左右。
我們的哺乳動物祖先必須找到 食物多10倍 在他們醒著的短暫時間裡，他們不得不在黑夜中找到它。 他們是如何完成這項任務的？
為了優化它們的覓食，哺乳動物開發了一種新系統來有效地記住它們找到食物的地方：將大腦中記錄景觀感官方面的部分——一個地方的外觀或氣味——連接到大腦中控制的部分導航。 他們編碼了大腦最外層新皮質中的景觀特徵。 他們在內嗅皮質中編碼導航。 和 整個系統是互連的 由稱為海馬體的大腦結構。 人類仍在使用這種記憶系統 用於記住物體和過去的事件，例如您的汽車和您停放的地方。
神經元組 在新皮質中編碼這些物體和過去事件的記憶。 記住一件事或一段情節 重新激活相同的神經元 最初編碼它。 所有哺乳動物都可能通過重新激活這些神經元組來回憶和重新體驗以前編碼的物體和事件。 這種在 200 億年前進化的基於新皮質-海馬體的記憶系統成為邁向想像的關鍵的第一步。
下一個構建塊是構建尚未真正發生的“記憶”的能力。
不由自主編造的“記憶”
想像新物體和場景的最簡單形式發生在夢中。 這些生動、奇異的無意識幻想與處於快速眼動 (REM) 睡眠階段的人有關。
科學家假設休息包括 REM 睡眠的物種 也經歷夢. 有袋類和胎盤類哺乳動物確實有快速眼動睡眠，但產卵哺乳動物針鼴卻沒有，這表明睡眠週期的這個階段 在這些進化線發散之後進化 140億年前。 事實上，來自大腦中稱為 放置細胞 表明動物可以“夢想”去 他們以前從未去過的地方.
在人類中，在夢中找到的解決方案可以 幫助解決問題. 有許多科學和工程解決方案的例子在睡眠期間自發地形象化。
神經科學家 Otto Loewi 夢想進行一項實驗，證明神經衝動是 化學傳播. 他立即前往他的實驗室進行實驗——後來因這一發現獲得了諾貝爾獎。
第一台縫紉機的發明者 Elias Howe 聲稱，主要的創新是將線孔放在針尖附近， 在夢中來到他身邊.
德米特里·門捷列夫 (Dmitri Mendeleev) 描述了在夢中看到“所有元素都按要求放置到位的表格. 一覺醒來，我立刻把它寫在了一張紙上。” 那就是元素週期表。
這些發現是由 140 億年前哺乳動物首次獲得的非自願想像機制促成的。
有目的地想像
隨意想像和不隨意想像之間的區別類似於隨意肌肉控制和肌肉痙攣之間的區別。 自願性肌肉控制使人們能夠有意識地組合肌肉運動。 痙攣是自發發生的，無法控制。
同樣，自願想像可以讓人們有意識地組合思想。 當被要求將兩個相同的直角三角形沿著它們的長邊或斜邊在腦海中組合起來時，您會想到一個正方形。 當被要求在心裡用兩條垂直線切圓形比薩餅時，您會想像出四個相同的切片。
這種結合和重組精神對象的深思熟慮、反應靈敏和可靠的能力被稱為前額綜合。 它依賴於位於大腦最前面的前額葉皮層控制新皮層其餘部分的能力。
我們這個物種什麼時候獲得了前額合成的能力？ 每件 70,000 年前的人工製品都可能是由缺乏這種能力的創造者製造的。 另一方面，大約從那個時候開始，各種考古文物明確表明它的存在：複合具象物體，例如 獅人; 帶眼睛的骨針; 弓和箭; 樂器; 建造的住宅; 裝飾精美的墓葬暗示著來世的信仰，還有更多的。
與前額葉合成明確相關的多種類型的考古文物在大約 65,000 年前同時出現在多個地理位置。 歷史學家 Yuval Harari 將這種想像力的突然變化描述為“認知革命” 尤其， 它大約與 最大 智人' 遷出非洲.
遺傳分析表明 一些人獲得了這種前額合成能力，然後通過使用具有想像力的策略和新開發的武器消滅其他同時代的男性，從而將他們的基因傳播得更遠更廣。
因此，為了讓我們的物種具備想像力，經歷了數百萬年的進化之旅。 大多數非人類哺乳動物都有可能在快速眼動睡眠期間不由自主地想像不存在或沒有發生的事情； 只有人類可以使用前額合成自願在我們的腦海中聯想到新的物體和事件。
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