あなたの脳の中で想像力が生きている場所

起こり得る未来や別の現実を思い描く能力は、記憶の裏返しです。 両方の機能は海馬と呼ばれる脳領域に共存しています

長年「HM」として知られていたヘンリー・モレゾンは、新しい記憶を形成できなかったことで有名です。 会った人が部屋を出て数分後に戻ってきたら、彼はその人に初めて会ったかのように再び挨拶をした。 難治性てんかんを治療するための手術のため、H.M. は海馬と呼ばれるタツノオトシゴ型の脳構造を欠き、記憶喪失になっていました。 彼のケースは、海馬が記憶のエンジンであることを確立するのに役立ちました。

近年、科学者たちは、海馬健忘症の人々に負担をかけるもう一つの本質的な欠陥を発見しました。それは、将来の計画を立てるために考慮しなければならない可能性の範囲を思い描くことができないということです。 研究者らが、海馬に損傷を負った人々のグループに、架空の場面（たとえば、白い砂浜に横たわっている）の中で自分自身を描写するように依頼したところ、彼らはほとんど空白で、断片的な画像しか得られませんでした。 対照的に、健康な人の脳スキャンでは、過去を呼び起こしたときよりも、未来を想像したときのほうが海馬が活発に活動していることがわかった。

その後、ラットの神経活動に関する研究が行われ、海馬が想像力において中心的な役割を果たしているという考えが裏付けられるようになった。 ハワード・ヒューズ医学研究所とカリフォルニア大学サンフランシスコ校のシステム神経科学者ローレン・フランク氏は、「脳は依然として、今起きていることの記憶を作り出す役割を担っている」と語る。 「そして今では、可能性を広げる役割も担っているようです。」 フランクと彼の同僚は、王立協会Bの哲学論文誌に掲載された「海馬の基本機能としての想像力」と題された論文で主張している。

専門家らによると、この二重の役割は理にかなっているが、その理由の一つは、想像力は、すべてではないにしても、記憶に大きく依存しているからだという。 「なぜ私たちは想像力と記憶を分けて話すのでしょうか? 一般の観点からすると、[想像力について一緒に話す] というのはおかしな考えです。しかし、簡単に言うと、過去なしには何も想像できないということです。」 」と、この論文には関与していないニューヨーク大学のシステム神経科学者、ジェルジ・ブズサキ氏は言う。

さらに、両方のスキルには本質的に同じプロセスが含まれます。つまり、経験の断片と感情、内なるコメント、人々が読んだり聞いたりしたことを組み合わせるということです、とトロントのロットマン研究所とトロント大学の認知神経科学者ドナ・ローズ・アディスは言います。トロントも最近の審査には関与していない。 このプロセスでは、記憶を想像上の素材と混ぜ合わせて歪めることさえあります。 「記憶は想像力の一形態です」とアディス氏は言う。

フランクの観点から見ると、想像力は記憶に目的を与えます。つまり、学んだことに基づいて意思決定を行うのに役立ちます。たとえば、かつて病気になった食べ物を避けるという決定を下すのに役立ちます。 「進化論の観点から見ると、記憶の目的は実際には未来にあると私たちはかなり確信しています」とフランク氏は言う。 「記憶により、自分の経験を取り出して、次に何が起こるかを予測することができます。」 この神経イベントの連鎖は、それ自体でループバックすることもあります。 また、将来のシミュレーションの記憶を形成し、経験したときに何かを活用できるようにする必要もあります。 「想像上のシミュレーションのエンコードには海馬も関与していることがわかりました」とアディス氏は言う。

想像力のルーツが脳にあるという最近の証拠の多くは、1970年代にノーベル賞を受賞した海馬の「場所細胞」の発見に基づいている。 ラットが迷路を走るとき、これらの細胞の活動は、迷路内の動物の位置に基づいて予測可能な方法で変化します。 これらの海馬細胞は、動物に自分が世界のどこにいるかを伝えます。 フランクと彼の同僚が、これらの細胞の活動が必ずしも動物の実際の位置を表しているわけではないことを示すまで、この機能は想像とは異なるように思えました。

ラットでは、場所細胞の発火パターンが 1 秒あたり約 8 回繰り返され、いわゆるシータ リズムを形成します。 研究者らは、各サイクル内でパターンが徐々に変化し、時間的に区切られた動物の 3 つの異なる場所を表すことを発見しました。つまり、動物がいた場所、現在の位置、そしてサイクルの後半で、今後の可能性のある場所です。 「神経活動には紛れもない構造があり、特定の時点では動物が現在経験していることのように見えますが、他の時点では想像上の経験のように見えます」と博士研究員のケネス・ケイは言う。モーティマー B. ザッカーマン コロンビア大学心脳行動研究所の所長であり、論文の共著者。

特定のサイクルでラットが想像していることはさまざまです。 ラットが迷路の T 字路に近づくと、後期シータ活動が 2 つの可能な当面の将来の間で交互に起こります。1 つのサイクルでは左に曲がり、次のサイクルでは右に曲がります。 それはまるで動物が次の動きを計画しているかのようで、ボールに向かって走り、プレーを決める前にさまざまなシナリオをめくっているサッカー選手に似ています。

他の例では、その遅いシータ活動は迷路のより遠い場所を示し、あたかも動物の心が別の場面やシナリオ、おそらくはむしろそうありたい場所にさまようかのように見えます。 研究者らはまた、サイクルのこの想像部分が、動物の実際の進行方向とは異なる仮想的な進行方向を反映している例も発見した。 「それらは、可能性や仮説として大まかに考えられるもの、可能性のある未来や単なる別の現実という観点から、そうなる可能性はあるが必ずしもそうなるとは限らないものを表しているのです」とフランクは言う。

特定の場所に必ずしも結び付けられていない海馬内の自発的な活動が存在するだけで、現実から切り離された内部の思考プロセスを示唆すると一部の専門家は言う。 「（シータ波の）そのリズミカルさは環境から来るものではありません」とケイは言う。 「これは、私たちの想像は自分自身から来ているものであり、外部の現実から来たものではないという考えを非常に思い出させます。」

別の形の想像力は、動物が宇宙を旅しているのではなく、食事をしたり、毛づくろいをしたり、ゾーンを外したりしているときに起こるようです。 このようなとき、科学者らは、「鋭い波紋」と呼ばれる海馬の活動のバーストを検出しました。これは睡眠中にも発生し、過去の出来事の精神的な再生を表していると思われます。 リプレイは元のイベントより約 10 倍の速度で発生し、人間の経験を彷彿とさせる再現が行われます。 「時々頭を使って物事を考えることの大きな利点の 1 つは、物事をすぐに試したり、すぐにシミュレーションしたりできることです」とケイ氏は言います。

こうした心の再生は回想の一形態である一方、動物が経験していない出来事を表すこともあるとフランク氏は言う。 いくつかの鋭い波のさざ波は、動物が別々に経験したが一緒には経験しなかった2つの軌跡を接続しているように見える、と彼は言う。 波紋活動は本質的に、動物が近道や迂回路などの新しい道を頭の中で横断できるように、心の地図を構築する可能性があります。 これに関連して、海馬は過去の出来事を新しい方法で組み合わせるように機能しているようで、それは「単に過去を再現したり、未来を予測したりするというよりは、想像力に近いものです」と認知科学と心理学の名誉教授リン・ナデルは言う。アリゾナ大学の博士は最近の論文には貢献していない。

専門家らによると、齧歯動物の神経活動の実験は、想像力の概念を物理的現実、つまり脳そのものの中に置くため、重要だという。 コロンビア大学の認知神経科学者ダフナ・ショーハミー氏は、「これは想像力のようなあいまいな認知概念を取り上げ、それを脳の活動に結びつける機会を与えてくれる」と語る。彼はこれらの研究や査読論文には関与していない。

しかし、人間の内部世界は豊かであり、ラットの場所細胞の研究は人間の想像力のすべてを表しているわけではないかもしれません。 動物の結果は、世界を移動するための戦略を計画するときのように、経験と行動に基づく想像力と最も直接的に結びつくとナデル氏は言います。 しかし、他の専門家は、海馬にははるかに幅広いレパートリーがあり、アイデアと情報の間のつながりも築く可能性があると考えています。 「海馬は、あなたが何を接続しているのかを実際には気にしていないと思います」とアディス氏は言う。

ショーハミーの研究の中には、時間や場所に根ざしていない精神的シミュレーションには海馬が重要である可能性があるという考えを裏付けるものもあります。 彼女は、海馬に損傷のある人は、脳に損傷がない人よりも、ほぼ同じくらい好きな食べ物、たとえばキットカットとM&Msのどちらかを選択するのが遅いことを発見した。 問題は、選択肢がどのようなものかを想像するのが難しいことのようです。 「彼らは証拠をかき出すのにもっと時間を費やしているようだ」とショーハミー氏は言う。 最終的にはランダムに選択します。

海馬は想像力において中心的な役割を果たしているかもしれませんが、決して単独で行動しているわけではありません。 他の脳領域の協力が必要です。 フランクは、海馬をオーケストラの指揮者に例えています。海馬は、記憶の一部であるか「想像上のものに組み合わされる」光景、音、匂いを表す他の領域のニューロンを刺激します。

謎の1つは、人が実際の交響曲と頭の中で流れている音楽をどのように区別するかということだ。 「私たちが常に精神異常者であるわけではないし、妄想癖があるわけでもないのは驚くべきことです。なぜなら、私たちの脳は明らかに、その可能性があることについて多くの時間をでっち上げているからです」とフランクは言う。 フランクのグループからの新しいデータは、脳が感覚入力（たとえば、歩いているときに足が地面に当たる感覚）を利用して、現実と心の目に映るものを区別し、この神経活動の集合体を身体に定着させる可能性があることを示唆しています。世界。 同氏によると、脳は外界から受け取った情報を自らの内部モデルと調和させることによって、事実とフィクションを区別しているという。

イングリッド・ヴィッケルグレンニュージャージーを拠点とするフリーの科学ジャーナリストです。

フェリペ・デ・ブリガード

マイケル・D・レモニックとスティーブ・ミルスキー

ロバート・マートン意見