Votre cerveau peut imaginer des choses qui ne se sont pas produites ou qui n'existent même pas. agsandrew/iStock via Getty Images Plus

Vous pouvez facilement vous imaginer faire du vélo dans le ciel, même si ce n'est pas quelque chose qui peut réellement arriver. Vous pouvez vous imaginer faire quelque chose que vous n'avez jamais fait auparavant – comme le ski nautique – et peut-être même imaginer une meilleure façon de le faire que n'importe qui d'autre.

L'imagination consiste à créer une image mentale de quelque chose qui n'est pas présent pour que vos sens puissent le détecter, ou même quelque chose qui n'existe pas quelque part dans la réalité. L'imagination est l'une des principales capacités qui font de nous des êtres humains. Mais d'où vient-il ?

je suis un neuroscientifique qui étudie comment les enfants acquièrent l'imagination. Je m'intéresse particulièrement aux mécanismes neurologiques de l'imagination. Une fois que nous avons identifié les structures cérébrales et les connexions nécessaires pour construire mentalement de nouveaux objets et scènes, les scientifiques comme moi peuvent revenir sur le cours de l'évolution pour voir quand ces zones cérébrales ont émergé - et ont potentiellement donné naissance aux premiers types d'imagination.

Des bactéries aux mammifères

Après la vie est apparue sur Terre il y a environ 3.4 milliards d'années, les organismes sont progressivement devenus plus complexes. Il y a environ 700 millions d'années, les neurones s'organisaient en réseaux de neurones simples qu'alors évolué dans le cerveau et la moelle épinière autour de 525 millions d’années.

Finalement, les dinosaures ont évolué autour de 240 millions il y a des années, avec mammifères émergeant quelques millions d'années plus tard. Alors qu'ils partageaient le paysage, les dinosaures étaient très bons pour attraper et manger de petits mammifères à fourrure. Cependant, les dinosaures avaient le sang froid et, comme les reptiles modernes à sang froid, ils ne pouvaient que se déplacer et chasser efficacement. pendant la journée quand il faisait chaud. Pour éviter la prédation par les dinosaures, les mammifères ont trouvé une solution : se cacher sous terre pendant la journée.

Cependant, peu de nourriture pousse sous terre. Pour manger, les mammifères devaient voyager au-dessus du sol - mais le moment le plus sûr pour se nourrir était la nuit, lorsque les dinosaures étaient moins menaçants. Évoluer pour avoir le sang chaud signifiait que les mammifères pouvaient se déplacer la nuit. Cette solution s'accompagnait cependant d'un compromis : les mammifères devaient manger beaucoup plus de nourriture que les dinosaures par unité de poids. afin de maintenir leur métabolisme élevé et pour maintenir leur température corporelle interne constante autour de 99 degrés Fahrenheit (37 degrés Celsius).

Nos ancêtres mammifères ont dû trouver 10 fois plus de nourriture pendant leur court temps de veille, et ils devaient le trouver dans l'obscurité de la nuit. Comment ont-ils accompli cette tâche ?

Pour optimiser leur recherche de nourriture, les mammifères ont développé un nouveau système pour mémoriser efficacement les endroits où ils avaient trouvé de la nourriture : relier la partie du cerveau qui enregistre les aspects sensoriels du paysage - l'apparence ou l'odeur d'un lieu - à la partie du cerveau qui contrôle la navigation. Ils ont encodé les caractéristiques du paysage dans le néocortex, la couche la plus externe du cerveau. Ils ont codé la navigation dans le cortex entorhinal. Et le tout le système était interconnecté par la structure cérébrale appelée hippocampe. Les humains utilisent encore ce système de mémoire pour se souvenir d'objets et d'événements passés, tels que votre voiture et l'endroit où vous l'avez garée.

Groupes de neurones dans le néocortex encodent ces souvenirs d'objets et d'événements passés. Se souvenir d'une chose ou d'un épisode réactive les mêmes neurones qui l'encodait initialement. Tous les mammifères peuvent probablement se rappeler et revivre des objets et des événements précédemment codés en réactivant ces groupes de neurones. Ce système de mémoire basé sur le néocortex et l'hippocampe qui a évolué il y a 200 millions d'années est devenu la première étape clé vers l'imagination.

Le bloc de construction suivant est la capacité de construire une « mémoire » qui ne s'est pas vraiment produite.

"Souvenirs" inventés involontairement

La forme la plus simple d'imaginer de nouveaux objets et scènes se produit dans les rêves. Ces fantasmes involontaires vifs et bizarres sont associés chez les personnes au stade du sommeil à mouvements oculaires rapides (REM).

Les scientifiques émettent l'hypothèse que les espèces dont le repos comprend des périodes de sommeil paradoxal fais aussi des rêves. Les mammifères marsupiaux et placentaires ont un sommeil paradoxal, mais pas le mammifère pondeur, l'échidné, ce qui suggère que cette étape du cycle du sommeil évolué après que ces lignes évolutives ont divergé il y a 140 millions d'années. En fait, l'enregistrement à partir de neurones spécialisés dans le cerveau appelés placer des cellules démontré que les animaux peuvent "rêver" d'aller des endroits qu'ils n'ont jamais visités auparavant.

Chez l'homme, les solutions trouvées pendant le rêve peuvent aider à résoudre des problèmes. Il existe de nombreux exemples de solutions scientifiques et techniques visualisées spontanément pendant le sommeil.

Le neuroscientifique Otto Loewi a rêvé d'une expérience qui prouverait que l'influx nerveux est transmis chimiquement. Il s'est immédiatement rendu dans son laboratoire pour réaliser l'expérience – recevant plus tard le prix Nobel pour cette découverte.

Elias Howe, l'inventeur de la première machine à coudre, a affirmé que la principale innovation, plaçant le trou du fil près de la pointe de l'aiguille, est venu à lui dans un rêve.

Dmitri Mendeleev a décrit avoir vu dans un rêve «une table où tous les éléments se sont mis en place au besoin. Au réveil, je l'ai immédiatement écrit sur un bout de papier. Et c'était le tableau périodique.

Ces découvertes ont été rendues possibles par le même mécanisme d'imagination involontaire acquis pour la première fois par les mammifères il y a 140 millions d'années.

Imaginer exprès

La différence entre l'imagination volontaire et l'imagination involontaire est analogue à la différence entre le contrôle musculaire volontaire et les spasmes musculaires. Le contrôle musculaire volontaire permet aux personnes de combiner délibérément des mouvements musculaires. Le spasme survient spontanément et ne peut être contrôlé.

De même, l'imagination volontaire permet aux gens de combiner délibérément leurs pensées. Lorsqu'on vous demande de combiner mentalement deux triangles rectangles identiques le long de leurs bords longs, ou hypoténuses, vous imaginez un carré. Lorsqu'on vous demande de couper mentalement une pizza ronde par deux lignes perpendiculaires, vous visualisez quatre tranches identiques.

Cette capacité délibérée, réactive et fiable de combiner et de recombiner des objets mentaux est appelée synthèse préfrontale. Il repose sur la capacité du cortex préfrontal situé tout à l'avant du cerveau à contrôler le reste du néocortex.

Quand notre espèce a-t-elle acquis la capacité de synthèse préfrontale ? Chaque artefact datant d'avant 70,000 XNUMX ans aurait pu être fabriqué par un créateur dépourvu de cette capacité. D'autre part, à partir de cette époque, il existe divers artefacts archéologiques indiquant sans ambiguïté sa présence : des objets figuratifs composites, tels que homme-lion; aiguilles en os avec chas; arcs et flèches; instruments de musique; logements construits; sépultures ornées suggérant les croyances en l'au-delà, Et beaucoup plus.

Plusieurs types d'artefacts archéologiques associés sans ambiguïté à la synthèse préfrontale apparaissent simultanément il y a environ 65,000 XNUMX ans dans plusieurs emplacements géographiques. Ce brusque changement d'imagination a été qualifié par l'historien Yuval Harari de "révolution cognitive.” Notamment, il coïncide approximativement avec le plus grand Homo sapiens' la migration hors d'Afrique.

Les analyses génétiques suggèrent que quelques individus ont acquis cette capacité de synthèse préfrontale et ont ensuite répandu leurs gènes au loin en éliminant d'autres mâles contemporains grâce à l'utilisation d'une stratégie basée sur l'imagination et d'armes nouvellement développées.

Cela a donc été un voyage de plusieurs millions d'années d'évolution pour que notre espèce s'équipe d'imagination. La plupart des mammifères non humains ont le potentiel d'imaginer ce qui n'existe pas ou ne s'est pas produit involontairement pendant le sommeil paradoxal ; seuls les humains peuvent évoquer volontairement de nouveaux objets et événements dans notre esprit en utilisant la synthèse préfrontale.

A propos de l'auteur

Andreï Vyshedski, Professeur de neurosciences, L'Université de Boston

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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