你的大脑可以想象没有发生或根本不存在的事情。 agsandrew/iStock 来自 Getty Images Plus
你可以很容易地想象自己骑着自行车在天空中飞驰，尽管这实际上不可能发生。 您可以想象自己正在做一些您以前从未做过的事情——比如滑水——甚至可能想象一种比其他人更好的方法。
想象力涉及为您的感官无法检测到的事物创建一个心理图像，甚至是在现实中某个地方不存在的事物。 想象力是使我们成为人类的关键能力之一。 但它是从哪里来的呢？
我是一名神经科学家 谁研究儿童如何获得想象力。 我对想象力的神经机制特别感兴趣。 一旦我们确定了大脑构建新物体和场景所必需的大脑结构和连接，像我这样的科学家就可以回顾进化过程，看看这些大脑区域是何时出现的——并可能孕育出第一类想象力。
从细菌到哺乳动物
后 生命出现在地球上 大约 3.4 亿年前，生物体逐渐变得更加复杂。 大约 700 亿年前，神经元组织成 简单的神经网络 那么 进化成大脑和脊髓 大约100万年前的525。
最终恐龙进化了大约240亿只 多年前，与 几百万年后出现的哺乳动物. 虽然他们分享风景，但恐龙非常善于捕捉和 吃小而毛茸茸的哺乳动物. 不过，恐龙是冷血动物，而且就像现代的冷血爬行动物一样，只能有效地移动和捕食 在温暖的白天. 为了避免被恐龙捕食，哺乳动物偶然发现了一个解决方案： 白天躲在地下.
然而，地下生长的食物并不多。 为了进食，哺乳动物不得不在地面上行走——但最安全的觅食时间是在晚上，那时恐龙的威胁较小。 进化成温血动物 意味着哺乳动物可以在夜间活动。 不过，该解决方案需要权衡取舍：哺乳动物每单位重量必须比恐龙吃更多的食物 为了维持他们的高新陈代谢 并支持他们恒定的体内温度在 99 华氏度（37 摄氏度）左右。
我们的哺乳动物祖先必须找到 食物多10倍 在他们醒着的短暂时间里，他们不得不在黑夜中找到它。 他们是如何完成这项任务的？
为了优化它们的觅食，哺乳动物开发了一种新系统来有效地记住它们找到食物的地方：将大脑中记录景观感官方面的部分——一个地方的外观或气味——连接到大脑中控制的部分导航。 他们编码了大脑最外层新皮质中的景观特征。 他们在内嗅皮质中编码导航。 和 整个系统是互连的 由称为海马体的大脑结构。 人类仍在使用这种记忆系统 用于记住物体和过去的事件，例如您的汽车和您停放的地方。
神经元组 在新皮质中编码这些物体和过去事件的记忆。 记住一件事或一段情节 重新激活相同的神经元 最初编码它。 所有哺乳动物都可能通过重新激活这些神经元组来回忆和重新体验以前编码的物体和事件。 这种在 200 亿年前进化的基于新皮质-海马体的记忆系统成为迈向想象的关键的第一步。
下一个构建块是构建尚未真正发生的“记忆”的能力。
不由自主编造的“记忆”
想象新物体和场景的最简单形式发生在梦中。 这些生动、奇异的无意识幻想与处于快速眼动 (REM) 睡眠阶段的人有关。
科学家假设休息包括 REM 睡眠的物种 也经历梦. 有袋类和胎盘类哺乳动物确实有快速眼动睡眠，但产卵哺乳动物针鼹却没有，这表明睡眠周期的这个阶段 在这些进化线发散之后进化 140亿年前。 事实上，来自大脑中称为 放置细胞 表明动物可以“梦想”去 他们以前从未去过的地方.
在人类中，在梦中找到的解决方案可以 帮助解决问题. 有许多科学和工程解决方案的例子在睡眠期间自发地形象化。
神经科学家 Otto Loewi 梦想进行一项实验，证明神经冲动是 化学传播. 他立即前往他的实验室进行实验——后来因这一发现获得了诺贝尔奖。
第一台缝纫机的发明者 Elias Howe 声称，主要的创新是将线孔放在针尖附近， 在梦中来到他身边.
德米特里·门捷列夫 (Dmitri Mendeleev) 描述了在梦中看到“所有元素都按要求放置到位的表格. 一觉醒来，我立刻把它写在了一张纸上。” 那就是元素周期表。
这些发现是由 140 亿年前哺乳动物首次获得的非自愿想象机制促成的。
有目的地想象
随意想象和不随意想象之间的区别类似于随意肌肉控制和肌肉痉挛之间的区别。 自愿性肌肉控制使人们能够有意识地组合肌肉运动。 痉挛是自发发生的，无法控制。
同样，自愿想象可以让人们有意识地组合思想。 当被要求将两个相同的直角三角形沿着它们的长边或斜边在脑海中组合起来时，您会想到一个正方形。 当被要求在心里用两条垂直线切圆形比萨饼时，您会想象出四个相同的切片。
这种结合和重组精神对象的深思熟虑、反应灵敏和可靠的能力被称为前额综合。 它依赖于位于大脑最前面的前额叶皮层控制新皮层其余部分的能力。
我们这个物种什么时候获得了前额合成的能力？ 每件 70,000 年前的人工制品都可能是由缺乏这种能力的创造者制造的。 另一方面，大约从那个时候开始，各种考古文物明确表明它的存在：复合具象物体，例如 狮人; 带眼睛的骨针; 弓和箭; 乐器; 建造的住宅; 装饰精美的墓葬暗示着来世的信仰等等。
与前额叶合成明确相关的多种类型的考古文物在大约 65,000 年前同时出现在多个地理位置。 历史学家 Yuval Harari 将这种想象力的突然变化描述为“认知革命” 尤其， 它大约与 最大 智人' 迁出非洲.
遗传分析表明 一些人获得了这种前额合成能力，然后通过使用具有想象力的策略和新开发的武器消灭其他同时代的男性，从而将他们的基因传播得更远更广。
因此，为了让我们的物种具备想象力，经历了数百万年的进化之旅。 大多数非人类哺乳动物都有可能在快速眼动睡眠期间不由自主地想象不存在或没有发生的事情； 只有人类可以使用前额合成自愿在我们的脑海中联想到新的物体和事件。
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