人类的想象力，是从哪来的？

本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：Andrey Vyshedskiy，译者：阿米锅巴，审校：邮狸，编辑：M.W.，原文标题：《想象缘何而来？》，题图来自：视觉中国

你可以轻而易举地想象自己在天空中骑行，尽管这种行为在现实生活中不可能发生。你也可以设想从未做过的事情，比如海上冲浪，甚至可以想象如何让自己无比酷炫。

想象力创造出并不直接作用于感官的精神意象，甚至创造出现实生活中完全不存在的事物。想象力是人类的关键能力之一，可它究竟从何而来？

我是一名研究儿童如何获得想象力的神经科学家，想象力的神经机制让我尤其感兴趣。一旦我们识别出在脑海中构建新事物和场景所需的大脑结构和连接，像我这样的科学家就可以回顾演化的历程：这些大脑区域是何时在演化中出现的，又如何孕育出想象力的雏形。

从细菌到哺乳动物

生命大约在34亿年前出现于地球^[1]，而后生物体逐渐向复杂的方向演化，大约7亿年前，神经元组成简单的神经网络^[2]，大约5.25亿年前，神经网络演化成大脑和脊髓^[3]。

最终，恐龙在大约2.4亿年前出现^[4]，哺乳动物在其后几百万年出现^[5]。虽然它们共享世界，但恐龙极其擅长捕食体型小又毛茸茸的哺乳动物^[6]。所幸恐龙是冷血动物，与现代冷血爬行动物一样，只有在温暖的白天它们才能有效地移动和狩猎^[7]。为了躲避恐龙的捕食，哺乳动物偶然找到了解决方案：躲在地下昼伏夜出^[8]。

然而地下并没有足够的食物，哺乳动物必须返回地上觅食——而最安全的潜行时间是恐龙威胁降低的夜晚。演化成恒温动物^[9]使得哺乳动物可以在夜间行动，但这个解决方案面临权衡取舍：相同体重的哺乳动物必须比恐龙摄入多得多的食物，以维持其快速的新陈代谢^[10]和37摄氏度左右的恒定体温。

我们的哺乳动物祖先必须在短暂的清醒时间内找到10倍多的食物^[11]，而且必须在黑夜中行动，它们是如何完成任务的？

为了优化觅食行动，在演化中，哺乳动物大脑中负责记录场景（外观和气味等）感觉信息的部分，与大脑中负责导航的部分连接了起来，形成了能有效记住曾经觅食地点的新系统。它们将场景特征信息记录于大脑最外层的新皮层（neocortex）中，而负责导航的区域则位于内嗅皮质（entorhinal cortex）中，这个整体系统由“海马体”（hippocampus）负责连接。今天人类仍然使用这个记忆系统来记住物体和过去的事件^[12]，例如认出你的车并记得它停在哪里。

新皮层中的神经元集群储存着对物体和过去事件的记忆^[13]，回忆某物或某事会重新激活相同神经元^[14]。几乎所有哺乳动物都可以通过重新激活神经元集群来回忆和重新体验被记住的物体和事件，基于新皮层-海马体的记忆系统在2亿年前完成演化，并成为开启想象力的第一步。

构建虚构“回忆”的能力，是想象力的下一个组成部分。

大脑内部的海马体结构，帮助合成不同类型的信息来创造记忆。来自：simplypsychology

无意中编造的“回忆”

梦是想象虚构事物的最简单形式，这些生动奇妙的无意识幻想与快速眼动睡眠（REM sleep）阶段有关。

科学家们假设，休息时经历快速眼动睡眠的物种都会做梦^[15]，有袋哺乳动物和胎盘哺乳动物会经历快速眼动睡眠，但卵生哺乳动物针鼹却不会，这表明快速眼动睡眠是在1.4亿年前卵生哺乳动物和另外两类哺乳动物分化后出现的^[16]。事实上，大脑中特殊神经元“位置细胞”^[17]（place cell）的活动记录表明，动物也可以在梦中去它们从未去过的地方^[18]。

对于我们人类来说，梦中的设想可以帮助解决现实问题^[19]。在睡眠中自发浮现的科学和工程学解决方案，在历史上屡见不鲜。

神经科学家奥托·洛维曾梦到过一个实验，它揭示了神经冲动是由化学物质传导的^[20]，醒来后他立刻冲进实验室完成了梦中的实验，正是这项发现日后让他获得了诺贝尔奖。

缝纫机之父伊莱亚斯·豪声称他在梦中完成了缝纫机的核心技术创新，获得了将线孔放在针尖附近的灵感^[21]。

德米特里·门捷列夫描述过他在梦中看到“一张所有元素都各居其位的表格”^[22]。醒来后，他立即动笔，这就是元素周期表的诞生。

促成这些发现的机制，都与1.4亿年前哺乳动物首次获得的无意识想象相同。

有意想象

有意想象和无意识想象的区别与自主肌肉控制和肌肉痉挛之间的区别类似，自主肌肉控制指人们刻意地将不同肌肉运动组合起来，而痉挛是不由自主且不受控制的。

同样，有意想象允许人们刻意地组合想法：想象将两个相同的等腰直角三角形沿它们的斜边拼在一起，你会在脑海中看到一个正方形；想象用两条垂直线切割一块圆形披萨，你会在脑海中看到四块全等切片。

这种有目的、快速且可靠的组合和重组精神客体的能力被称为“前额叶合成”（prefrontal synthesis）。该能力依赖于大脑最前端的前额叶，以控制整个新皮层。

人类是何时获得前额叶合成能力的？7万年前的文物打造者，可能都不具备这种能力。而7万年后，种种文物都清晰地表明该能力的存在：比如狮头人像^[23]、带“眼睛”的骨针^[24]、弓箭、乐器^[24]、住宅^[25]、祈求来生的奢华墓葬^[26]等等。

大约6.5万年前，与前额叶合成能力明确相关的多种考古文物同时出现在世界各地。历史学家尤瓦尔·赫拉利（Yuval Harari）将这种想象力突变称为“认知革命”（cognitive revolution）。值得注意的是，认知革命与智人大规模迁出非洲在时间上大致吻合^[27]。

遗传分析表明^[28]，少数人率先获得了前额叶合成能力，而后他们使用具有想象力的策略和新开发的武器消灭了同时代的其他男性，使他们的基因得以广泛流传。

综上，我们这一物种跨越了数百万年的演化历程才获得了想象力。尽管大多数非人类哺乳动物在快速眼动睡眠期间都可能无意地想象虚构物品或事情，但只有人类才能使用前额叶合成能力，在脑海中有意识地创新。

后记

阿米锅巴：作为一个无趣的灵魂，我的梦比我的“有意想象”有趣多了，更想从梦境中获得灵感和创造力。( ´▽` )ﾉ 

邮狸：总感觉我家咪咪每天趴在窗台上在做白日梦，虚空跑酷的时候肯定在想些什么。

参考文献

1.https://doi.org/10.1038/s41586-019-1436-4

2.https://journals.biologists.com/jeb/article/218/4/598/14147/Convergent-evolution-of-neural-systems-in

3.https://genome.cshlp.org/content/13/6a/1056

4.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-185X.2009.00094.x

5.https://www.nature.com/articles/s41586-022-04963-z

6.https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02724634.2022.2144337?journalCode=ujvp20

7.https://www.science.org/doi/10.1126/science.1253143

8. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S105579031400181X?via%3Dihub

9.https://www.nature.com/articles/s41586-022-04963-z

10.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12280

11.https://www.science.org/doi/10.1126/science.1061967

12.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hipo.20205

13.https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959438820300775

14.https://psycnet.apa.org/doiLanding?doi=10.1037/a0017937

15.https://www.nature.com/articles/nrn2716

16.https://www.worldcat.org/title/317118257

17.https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.31.061307.090723

18.https://elifesciences.org/articles/06063

19.https://www.nature.com/articles/nature02223

20.https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1936/loewi/facts/

21.https://dreamsocial.co/famous-dreams-sewing-machine/

22.https://www.nature.com/articles/35046170

23.https://www.nature.com/articles/425007a

24.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0305440307002142?via%3Dihub

25.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdfdirect/10.1002/gea.20163

26.https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0392192107077649

27.https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0002929707606454

28.https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2009.1473

原文：https://theconversation.com/imagination-makes-us-human-this-unique-ability-to-envision-what-doesnt-exist-has-a-long-evolutionary-history-190870

本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：Andrey Vyshedskiy，译者：阿米锅巴，审校：邮狸，编辑：M.W.