Where does the fantasy live?

You may think that imagination is a gift that not all people have. If so, you are wrong. Even if you don't have the highly creative imagination of the great writers and artists, it is certain that you use your imagination every day very often and in a creative way. Not only to "escape" to daydreams but also to perform many other "pedestrian" activities, such as e.g. calculate your grocery bill, figure out a way to stop a door from "slamming" out of thin air, "proceed" a supposed conversation with your boss to ask permission or raise or think about what a friend would do in your position so that you can act accordingly.

Αυτή η «νοητική αναπαράσταση» η οποία σας έρχεται τόσο φυσικά είναι μάλιστα μια ιδιότητα η οποία ξεχωρίζει τους ανθρώπους από τα ζώα - ή τουλάχιστον από τα περισσότερα από αυτά, όπως πιστεύουν οι ειδικοί. Δεν είναι λοιπόν τυχαίο ότι ο localization of "centreυ» της φαντασίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο αποτελεί έναν από τους κύριους στόχους των ερευνών της νευροεπιστήμης. Μέχρι πρότινος ο στόχος αυτός φαινόταν μάλλον δυσεπίτευκτος, πρόσφατα όμως μια μελέτη επιστημόνων του Κολεγίου Ντάρτμουθ στο Νιου Χαμσάιρ των Ηνωμένων Πολιτειών ήρθε να δώσει την πιο «απτή» απάντηση που έχει δοθεί ως τώρα σε αυτή την αναζήτηση. Οι ερευνητές όχι μόνο εντόπισαν ένα δίκτυο της φαντασίας στον εγκέφαλο εθελοντών αλλά επιπλέον μπόρεσαν να «δουν», ανάλογα με τα μοτίβα της διακίνησης των πληροφοριών, πώς ακριβώς αυτοί χρησιμοποιούσαν τη φαντασία τους - σε γενικές γραμμές τι περίπου φαντάζονταν. Πέραν του εντυπωσιακού του πράγματος, τα ευρήματά τους θεωρούνται επίσης σημαντικά γιατί προσφέρουν ισχυρή στήριξη σε μια αντίληψη που έχει αρχίσει να επικρατεί τα τελευταία χρόνια στις γνωσιακές επιστήμες και στη νευροεπιστήμη σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλός μας.

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα με τη σειρά. Καθώς, εδώ και λίγες μόνο δεκαετίες, η εξερεύνηση του ανθρώπινου εγκεφάλου άρχισε να γίνεται όλο και πιο «βαθιά» χάρη στην πολύτιμη βοήθεια των νέων απεικονιστικών τεχνικών, οι επιστήμονες άρχισαν να εντοπίζουν διάφορα μεμονωμένα «κέντρα» και «περιοχές» που φαίνονταν να σχετίζονται με συγκεκριμένες λειτουργίες. Ετσι λοιπόν αρχίσαμε να μιλάμε π.χ. για το «κέντρο της όρασης» ή το «κέντρο της ανταμοιβής» και ούτω καθεξής. Με το πέρασμα του χρόνου όμως και καθώς οι μελέτες και οι γνώσεις εμπλουτίζονταν οι ειδικοί άρχισαν να καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι τουλάχιστον οι πιο σύνθετες, ανώτερες λειτουργίες του εγκεφάλου - όπως η επιστημονική, μαθηματική και καλλιτεχνική σκέψη ή η φαντασία - δεν μπορεί να εκτελούνται σε μεμονωμένα κέντρα αλλά απαιτούν τη συνεργασία περισσότερων περιοχών.

Ετσι γεννήθηκε η θεωρία του λεγόμενου «νοητικού χώρου εργασίας», ενός διευρυμένου νευρωνικού δικτύου το οποίο συνδυάζει και επεξεργάζεται πληροφορίες - εικόνες, σύμβολα, αναμνήσεις και άλλες νοητικές κατασκευές - που προέρχονται από διαφορετικά «κέντρα» του εγκεφάλου. Αν και η θεωρία αυτή ακούγεται απολύτως λογική, η ύπαρξη αυτού του νευρωνικού δικτύου δεν έχει βρει ακόμη την πλήρη επιστημονική απόδειξή της. Το κύριο εμπόδιο για τον εντοπισμό του τίθεται από το γεγονός ότι οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στις μελέτες του είδους εστιάζουν στην εγκεφαλική δραστηριότητα σε μεμονωμένα σημεία και δεν είναι σε θέση να «συλλάβουν» τις διαδικασίες διανομής των πληροφοριών στα δίκτυα του εγκεφάλου.

The brain imaging of the researchers shows that almost the whole brain is triggered for imagination

Recently, however, with the application of new techniques, some studies have begun to identify evidence that advocates the theory of the mental workplace. The work of Dartmouth College scientists is considered to be a very important step in this effort as it comes to "snap" with previous studies, offering the most "tangible" proof that has been found so far. "Our study is part of an expanding array of elements, we are not the first to find any evidence that the mental workplace exists, but our work together with others begins to outline it" he says in "Vima" Alex Schlegel, Ph.D college student στις γνωσιακές επιστήμες στο Κολέγιο Ντάρτμουθ και κύριος συγγραφέας του σχετικού άρθρου το οποίο δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences». "We had some ideas that the brain should have some kind of system to handle the mental representation of things with flexibility. But our findings, coupled with a number of other elements, begin to show for the first time how the brain can do so, the neural networks that are involved in such a function ".

Η καινοτομία των ερευνητών του Ντάρτμουθ έγκειται στο ότι κατόρθωσαν για πρώτη φορά να δουν τη φαντασία εν δράσει σε πραγματικό χρόνο στον εγκέφαλο των εθελοντών και να δείξουν ότι, προκειμένου να «γεννηθεί» η νοητική αναπαράσταση, διαφορετικές περιοχές επικοινωνούσαν μεταξύ τους σε ένα διευρυμένο δίκτυο. Διαπίστωσαν μάλιστα ότι η επικοινωνία μεταξύ των περιοχών άλλαζε ανάλογα με το είδος της νοητικής αναπαράστασης στο οποίο επιδίδονταν οι εθελοντές - είδαν δηλαδή ότι μπορούσαν να καταλάβουν τι φαντάζονταν οι εθελοντές μόνο και μόνο κοιτάζοντας το μοτίβο της επικοινωνίας ανάμεσα στις διάφορες περιοχές του δικτύου!

But to get there they had to carefully plan their experiments. «Ξέρετε, όλοι ενδιαφερόμαστε ιδιαίτερα για αυτές τις μυστηριώδεις συμπεριφορές όπως η φαντασία και η δημιουργικότητα - τι είναι αυτό που κάνει έναν καλλιτέχνη να είναι καλλιτέχνης, για παράδειγμα. Για να προσεγγίσεις όμως αυτά τα ζητήματα επιστημονικά πρέπει να θέσεις πολλές δικλίδες ελέγχου και να κάνεις τα πράγματα όσο το δυνατόν απλούστερα» says Mr. Schlegel. For this reason, scientists chose to ask volunteers to perform three different "imaging works" as they call it. By excluding the acoustic stimuli in the laboratory and allowing only visuals, they showed volunteers a series of patterns they had designed themselves that could be synthesized into more complex imagery or "decomposed" to give simpler shapes.

A series of shapes that had to remember, synthesize and disintegrate the volunteersΣτο πρώτο έργο οι εθελοντές έβλεπαν ένα σχήμα για οκτώ δευτερόλεπτα και αργότερα έπρεπε να το ξεχωρίσουν ανάμεσα σε τέσσερα διαφορετικά σχήματα - ένα απλό τεστ λειτουργικής μνήμης, για την εκτέλεση του οποίου απαιτείται η νοητική αναπαράσταση μιας εικόνας. Στα άλλα δύο έργα οι εθελοντές έβλεπαν και πάλι κάποια σχήματα για οκτώ δευτερόλεπτα και αργότερα έπρεπε είτε να τα συνθέσουν μεταξύ τους για να φτιάξουν κάποιο άλλο σχήμα είτε να τα αποσυνθέσουν σε μικρότερα κομμάτια - σκεφθείτε κάτι ανάλογο με το να προσπαθήσετε να φανταστείτε έναν σκύλο με κεφάλι λιονταριού ή έναν ακέφαλο καβαλάρη, και οι δύο εικόνες απαιτούν είτε τη συναρμολόγηση άλλων εικόνων που ανασύρετε από τη μνήμη σας είτε την αποσυναρμολόγησή τους. "These two works required images to be processed after they had been formed in mind" the investigator explains. "In essence what we did have two different functions of the mental representation. And the question was: can we see when a person assembled or disassembled an image based on brain activity? And what are the areas involved in these projects? "

As scientists saw, both of these functions were not the work of some individual sites but of an entire network. "This was very interesting, that it was not just one or two parts of the brain that seemed to be involved in these functions but a network that seemed to spread across the brain" says Mr. Schlegel. «Και όχι μόνο αυτό, αλλά σε κάποια υποσύνολα αυτού του δικτύου μπορούσαμε να δούμε, μπορούσαμε πραγματικά να καταλάβουμε από το μοτίβο της ροής των πληροφοριών αν ένα άτομο συναρμολογούσε ή αποσυναρμολογούσε μια εικόνα. Ξέρετε, ο Τύπος λέει για τις τεχνικές αυτές ότι "διαβάζουν το μυαλό". Ε, κάτι τέτοιο κάναμε και εμείς με τις τεχνικές που χρησιμοποιήσαμε». Επιπλέον οι επιστήμονες είδαν ότι ο τρόπος με τον οποίο οι εμπλεκόμενες περιοχές συνδέονταν μεταξύ τους - το μοτίβο δηλαδή της «συνδεσιμότητας» - ήταν διαφορετικός από τα άλλα δύο όταν οι εθελοντές απλώς ανέσυραν από τη μνήμη τους μια εικόνα στο πρώτο απλό τεστ της λειτουργικής μνήμης.

Although the mental workplace network seemed to spread across the brain, some areas seemed to be particularly involved in it. These were the frontal pre-frontal cortex and the posterior parietal cortex, two areas constituting the so-called "frontal parietal network," which is associated with higher cognitive functions such as functional memory, mathematical computations, or analogue reasoning. "One is in the frontal lobe, in the front of the brain and the other in the parietal lobe, backwards" explains Mr. Schlegel. "Too many studies are exploring these areas and we are beginning to understand what they specialize in". Ο βρεγματικός φλοιός σχετίζεται με την προσοχή, με το ποια τμήματα δηλαδή της εμπειρίας του προσέχει κάποιος, ενώ ο προμετωπιαίος φλοιός σχετίζεται με την κατεύθυνση του εγκεφάλου - κατευθύνει την προσοχή, τη λειτουργική μνήμη καθώς και πολλές διαφορετικές λειτουργίες και συμπεριφορές, όπως εξηγεί ο επιστήμονας. "It seems that the frontal-parietal network is particularly involved in the flexibility of the direction of attention, sometimes it directs our attention to external stimuli, sometimes it directs it towards our inner world, the images of our mind or the functional memory".

Mysterious and admired "everyday" human qualities
The ability of the human brain to create stories and images and to "travel" to different places is unique but also "awkward" for scientists. “We don't know, we still don't know enough about it, the real core of how the brain does this kind of thing eludes us. But if you think about your own experience alone, this is something that really happens, and it happens all the time." says Alex Schlegel, adding that many different individual properties are involved in this function. One of these, as he stresses, is our ability to make comparisons and transfers. "Let's say I'm a composer of classical music and I think about my composition" he explains"I want to give, for example, the feeling that a wolf enters the scene and, to do that, I can bring to my mind pictures of the wolf and connect them with sounds that I still retrieve from my memory to make a parallel ".

This, the researcher points out, shows beyond doubt that the human brain has the ability to move with enormous flexibility to come up with a kind of common language or common representation for all things - a property also unique. "It can unite different elements and extract similarities, proportions between them. Analog reasoning is at the core of the features that make people unique " he stresses. "We say that someone is stretching his hands like an eagle, we can see common qualities in things that apparently have nothing to do with each other. And this is unique ".