واقعی است یا خیالی؟ چگونه مغز شما تفاوت را بیان می کند. | مجله کوانتا

آیا این زندگی واقعی است؟ آیا این فقط فانتزی است؟

اینها فقط اشعاری از آهنگ کوئین "بوهمی راپسودی" نیستند. آنها همچنین سؤالاتی هستند که مغز باید به طور مداوم به آنها پاسخ دهد، در حالی که جریان سیگنال های بصری از چشم ها و تصاویر صرفاً ذهنی را پردازش می کند که از قوه تخیل بیرون می آیند. مطالعات اسکن مغز بارها نشان داده است که دیدن چیزی و تصور آن الگوهای بسیار مشابهی از فعالیت عصبی را برمی انگیزد. با این حال، برای بسیاری از ما، تجربیات ذهنی آنها بسیار متفاوت است.

من می‌توانم همین الان به بیرون از پنجره نگاه کنم و اگر بخواهم می‌توانم یک اسب شاخدار را تصور کنم که در خیابان راه می‌رود. توماس ناسلاریس، دانشیار دانشگاه مینه سوتا. خیابان واقعی به نظر می رسید و اسب شاخدار نه. او گفت: «این برای من خیلی واضح است. آگاهی از اینکه اسب شاخدار افسانه ای هستند به سختی به این موضوع کمک می کند: یک اسب سفید خیالی ساده به همان اندازه غیر واقعی به نظر می رسد.

بنابراین "چرا ما دائما توهم نداریم؟" پرسید نادین دایکسترا، دانشجوی فوق دکتری در دانشگاه کالج لندن. مطالعه ای که او رهبری کرد و اخیراً در آن منتشر شده است طبیعت ارتباطات، پاسخ جالبی ارائه می دهد: مغز تصاویری را که پردازش می کند بر اساس «آستانه واقعیت» ارزیابی می کند. اگر سیگنال از آستانه عبور کند، مغز فکر می کند که واقعی است. اگر اینطور نباشد، مغز فکر می کند که تصور می شود.

چنین سیستمی بیشتر اوقات به خوبی کار می کند زیرا سیگنال های تصوری معمولا ضعیف هستند. اما اگر یک سیگنال تصور شده به اندازه کافی قوی باشد که از آستانه عبور کند، مغز آن را برای واقعیت می پذیرد.

اگرچه مغز در ارزیابی تصاویر در ذهن ما بسیار شایسته است، اما به نظر می رسد که "این نوع بررسی واقعیت یک مبارزه جدی است." لارس موکلیاستاد علوم اعصاب دیداری و شناختی در دانشگاه گلاسکو. یافته‌های جدید این پرسش را مطرح می‌کند که آیا تغییرات یا تغییرات در این سیستم می‌تواند منجر به توهم، افکار تهاجمی یا حتی رویا شود.

ناسلاریس گفت: «به نظر من، آنها کار بزرگی انجام داده‌اند که موضوعی را که فیلسوفان قرن‌ها درباره آن بحث می‌کنند و مدل‌هایی با نتایج قابل پیش‌بینی تعریف کرده و آنها را آزمایش کرده‌اند، انجام داده‌اند.

وقتی ادراکات و تخیل با هم ترکیب می شوند

مطالعه دایکسترا روی تصاویر خیالی در روزهای اولیه همه گیری کووید-19 متولد شد، زمانی که قرنطینه و قرنطینه کار برنامه ریزی شده او را قطع کرد. او که بی حوصله بود، شروع به مطالعه متون علمی در مورد تخیل کرد - و سپس ساعت ها به بررسی مقالات برای گزارش های تاریخی در مورد چگونگی آزمایش دانشمندان چنین مفهوم انتزاعی پرداخت. اینگونه بود که او به مطالعه ای در سال 1910 رسید که توسط روانشناس مری چیوز وست پرکی انجام شد.

پرکی از شرکت کنندگان خواست در حالی که به یک دیوار خالی خیره شده اند، میوه ها را تصویر کنند. همانطور که آنها این کار را انجام دادند، او مخفیانه تصاویر بسیار کم رنگی از آن میوه ها را - به قدری کمرنگ که به سختی قابل مشاهده است - روی دیوار پخش کرد و از شرکت کنندگان پرسید که آیا چیزی می بینند. هیچ‌کدام از آنها فکر نمی‌کردند چیزی واقعی دیده‌اند، اگرچه درباره اینکه تصویر تصوری‌شان چقدر واضح به نظر می‌رسید، اظهار نظر کردند. یکی از شرکت‌کنندگان گفت: «اگر نمی‌دانستم دارم تصور می‌کنم، آن را واقعی می‌دانستم.

نتیجه‌گیری پرکی این بود که وقتی درک ما از چیزی با آنچه می‌دانیم تصور می‌کنیم مطابقت داشته باشد، تصور می‌کنیم که تخیلی است. سرانجام در روانشناسی به عنوان اثر Perky شناخته شد. گفت: "این یک کلاسیک بزرگ است." بنس نانی، استاد روانشناسی فلسفی در دانشگاه آنتورپ. وقتی در مورد تصاویر می نویسید، گفتن دو سنت در مورد آزمایش پرکی، به نوعی «اجباری» شد.

در دهه 1970، سیدنی جولسون سگال، محقق روانشناسی، با به روز رسانی و اصلاح آزمایش، علاقه به کار پرکی را احیا کرد. در یک مطالعه بعدی، سگال از شرکت کنندگان خواست که چیزی را تصور کنند، مانند خط افق شهر نیویورک، در حالی که او چیز دیگری را به صورت ضعیف روی دیوار پرتاب می کند - مانند گوجه فرنگی. آنچه شرکت کنندگان دیدند ترکیبی از تصویر خیالی و واقعی بود، مانند خط افق شهر نیویورک در غروب خورشید. نانی گفت، یافته‌های سگال نشان می‌دهد که ادراک و تخیل گاهی اوقات می‌توانند «به معنای واقعی کلمه با هم ترکیب شوند».

همه مطالعاتی که با هدف تکرار یافته های پرکی انجام شده بودند، موفق نبودند. برخی از آنها شامل آزمایش‌های مکرر برای شرکت‌کنندگان بود که نتایج را مخدوش کرد: به گفته ناسلاریس، هنگامی که مردم بدانند چه چیزی را می‌خواهید آزمایش کنید، تمایل دارند پاسخ‌های خود را به آنچه که فکر می‌کنند صحیح است تغییر دهند.

بنابراین Dijkstra، تحت هدایت استیو فلمینگیک متخصص فراشناخت در دانشگاه کالج لندن، نسخه مدرنی از آزمایش را راه‌اندازی کرد که از بروز مشکل جلوگیری کرد. در مطالعه خود، شرکت کنندگان هرگز فرصتی برای ویرایش پاسخ های خود نداشتند زیرا فقط یک بار مورد آزمایش قرار گرفتند. این کار اثر Perky و دو فرضیه رقیب دیگر را برای اینکه چگونه مغز واقعیت و تخیل را از هم جدا می‌کند، مدل‌سازی و بررسی کرد.

شبکه های ارزیابی

یکی از این فرضیه‌های جایگزین می‌گوید که مغز از شبکه‌های یکسانی برای واقعیت و تخیل استفاده می‌کند، اما اسکن‌های مغزی تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) وضوح کافی برای دانشمندان علوم اعصاب برای تشخیص تفاوت‌ها در نحوه استفاده از شبکه‌ها ندارند. یکی از مطالعات Muckliبرای مثال، نشان می‌دهد که در قشر بینایی مغز، که تصاویر را پردازش می‌کند، تجربیات خیالی در لایه‌ای سطحی‌تر از تجربیات واقعی کدگذاری می‌شوند.

ماکلی گفت: با تصویربرداری عملکردی مغز، "ما چشمانمان را خم می کنیم." در هر معادل یک پیکسل در اسکن مغز، حدود 1,000 نورون وجود دارد و ما نمی توانیم ببینیم که هر کدام چه می کنند.

فرضیه دیگر، توسط مطالعات پیشنهاد شده است رهبری جوئل پیرسون در دانشگاه نیو ساوت ولز، این است که مسیرهای مشابهی در مغز هم برای تخیل و هم برای ادراک رمزگذاری می‌شود، اما تخیل فقط شکل ضعیف‌تری از ادراک است.

در طول قرنطینه همه گیر، دایکسترا و فلمینگ برای یک مطالعه آنلاین استخدام شدند. به چهارصد شرکت‌کننده گفته شد که به مجموعه‌ای از تصاویر پر از استاتیک نگاه کنند و خطوط مورب را تصور کنند که از میان آنها به سمت راست یا چپ کج می‌شوند. بین هر کارآزمایی، از آنها خواسته شد تا میزان واضح بودن تصاویر را در مقیاس 1 تا 5 ارزیابی کنند. چیزی که شرکت‌کنندگان نمی‌دانستند این بود که در آخرین کارآزمایی، محققان به آرامی شدت یک تصویر ضعیف از خطوط مورب را افزایش دادند. یا در جهتی که به شرکت کنندگان گفته شده بود تصور کنند یا در جهت مخالف کج می شد. سپس محققان از شرکت کنندگان پرسیدند که آیا آنچه می دیدند واقعی است یا خیالی.

دایکسترا انتظار داشت که اثر پرکی را بیابد - که وقتی تصویر تصور شده با تصویر ارائه شده مطابقت داشت، شرکت کنندگان طرح را محصول تخیل خود ببینند. در عوض، شرکت کنندگان به احتمال زیاد فکر می کردند که تصویر واقعاً آنجاست.

با این حال، حداقل بازتابی از اثر پرکی در آن نتایج وجود داشت: شرکت‌کنندگانی که فکر می‌کردند تصویر آنجاست، آن را واضح‌تر از شرکت‌کنندگانی که فکر می‌کردند تمام تصورات آنهاست، دیدند.

در آزمایش دوم، دایکسترا و تیمش تصویری را در آخرین آزمایش ارائه نکردند. اما نتیجه یکسان بود: افرادی که آنچه را که می‌دیدند واضح‌تر ارزیابی کردند، احتمال بیشتری داشت که آن را واقعی ارزیابی کنند.

دایکسترا گفت، مشاهدات نشان می دهد که تصاویر در چشم ذهن ما و تصاویر واقعی درک شده در جهان با هم مخلوط می شوند. وقتی این سیگنال ترکیبی به اندازه کافی قوی یا واضح باشد، فکر می کنیم واقعیت را منعکس می کند. او فکر می‌کند احتمالاً آستانه‌ای وجود دارد که سیگنال‌های بصری بالاتر از آن به مغز واقعی می‌رسند و زیر آن احساس می‌کنند تصور می‌شوند. اما می تواند تداوم تدریجی تری نیز وجود داشته باشد.

برای اینکه بفهمند در مغز چه اتفاقی می افتد و سعی می کند واقعیت را از تخیل متمایز کند، محققان اسکن های مغز را از یک مطالعه قبلی که در آن 35 شرکت کننده به وضوح تصاویر مختلفی از قوطی های آبیاری گرفته تا خروس ها را تصور و درک کردند، دوباره تجزیه و تحلیل کردند.

مطابق با مطالعات دیگر، آنها دریافتند که الگوهای فعالیت در قشر بینایی در این دو سناریو بسیار مشابه است. دایکسترا گفت: «تصاویر زنده بیشتر شبیه ادراک است، اما اینکه آیا ادراک ضعیف بیشتر شبیه تصویر است یا خیر، روشن نیست. نکاتی وجود داشت مبنی بر اینکه نگاه کردن به یک تصویر ضعیف می تواند الگویی شبیه به تخیل ایجاد کند، اما تفاوت ها قابل توجه نبودند و نیاز به بررسی بیشتر دارند.

آنچه واضح است این است که مغز باید بتواند به دقت تنظیم کند که یک تصویر ذهنی چقدر قوی است تا از سردرگمی بین خیال و واقعیت جلوگیری کند. ناسلاریس گفت: "مغز این عمل متعادل کننده واقعاً دقیق را دارد که باید انجام دهد." "به نوعی تصویرسازی ذهنی را به معنای واقعی کلمه تفسیر می کند، همانطور که تصویرسازی بصری را انجام می دهد."

آنها دریافتند که قدرت سیگنال ممکن است در قشر پیشانی، که احساسات و خاطرات را تجزیه و تحلیل می کند (از دیگر وظایف آن) خوانده یا تنظیم شود. اما هنوز مشخص نیست که چه چیزی واضح بودن یک تصویر ذهنی یا تفاوت بین قدرت سیگنال تصویر و آستانه واقعیت را تعیین می کند. ناسلاریس گفت که این می تواند یک انتقال دهنده عصبی، تغییرات در اتصالات عصبی یا چیزی کاملاً متفاوت باشد.

حتی می‌تواند زیرمجموعه‌ای متفاوت و ناشناخته از نورون‌ها باشد که آستانه واقعیت را تعیین می‌کند و دیکته می‌کند که آیا سیگنال باید به مسیری برای تصاویر تصوری منحرف شود یا مسیری برای تصاویر واقعی - یافته‌ای که فرضیه‌های اول و سوم را به خوبی به هم مرتبط می‌کند. موکلی گفت.

حتی اگر یافته‌ها با نتایج خود او که فرضیه اول را تأیید می‌کند متفاوت است، موکلی از خط استدلال آنها خوشش می‌آید. او گفت که این یک "مقاله هیجان انگیز" است. این یک "نتیجه گیری جذاب" است.

اما تخیل فرآیندی است که بسیار بیشتر از نگاه کردن به چند خط در یک پس‌زمینه پر سروصدا است. پیتر تسه، استاد علوم اعصاب شناختی در کالج دارتموث. او گفت، تخیل ظرفیت این است که به آنچه در کمدتان است نگاه کنید و تصمیم بگیرید که برای شام چه چیزی درست کنید، یا (اگر برادران رایت هستید) یک ملخ بگیرید، آن را روی بال بچسبانید و تصور کنید که در حال پرواز است.

تفاوت بین یافته های Perky و Dijkstra می تواند کاملاً به دلیل تفاوت در رویه آنها باشد. اما آنها همچنین به احتمال دیگری اشاره می کنند: اینکه ما می توانیم جهان را متفاوت از اجدادمان درک کنیم.

دایکسترا گفت که مطالعه او بر اعتقاد به واقعیت یک تصویر متمرکز نبود، بلکه بیشتر در مورد "احساس" واقعیت بود. نویسندگان حدس می زنند که از آنجایی که تصاویر، ویدئو و سایر بازنمایی های واقعیت در قرن بیست و یکم رایج هستند، مغز ما ممکن است یاد گرفته باشد که واقعیت را کمی متفاوت از مردم یک قرن پیش ارزیابی کند.

دایکسترا گفت، حتی اگر شرکت کنندگان در این آزمایش "انتظار دیدن چیزی را نداشتند، اما باز هم انتظار می رود که در سال 1910 باشید و هرگز پروژکتوری در زندگی خود ندیده باشید." بنابراین، آستانه واقعیت امروزی به احتمال زیاد بسیار پایین‌تر از گذشته است، بنابراین ممکن است برای عبور از آستانه و سردرگمی مغز، تصویری تصور شده بسیار واضح‌تر باشد.

مبنایی برای توهمات

این یافته‌ها سؤالاتی را در مورد اینکه آیا این مکانیسم می‌تواند به طیف وسیعی از شرایطی که در آن تمایز بین تخیل و ادراک از بین می‌رود، مرتبط باشد باز می‌کند. برای مثال، دایکسترا حدس می‌زند که وقتی مردم شروع به خوابیدن می‌کنند و واقعیت با دنیای رویا ترکیب می‌شود، آستانه واقعیت آن‌ها ممکن است کاهش یابد. دایکسترا گفت، در شرایطی مانند اسکیزوفرنی، که در آن "تجزیه کلی واقعیت" وجود دارد، ممکن است یک مشکل کالیبراسیون وجود داشته باشد.

می‌گوید: «در روان پریشی، ممکن است تصویر آنها آنقدر خوب باشد که فقط به آن آستانه می‌رسد، یا ممکن است آستانه آن‌ها پایین باشد.» کارولینا لمپرتاستادیار روانشناسی در دانشگاه آدلفی که در این مطالعه شرکت نداشت. برخی مطالعات نشان داده اند که در افرادی که توهم دارند، نوعی بیش فعالی حسی وجود دارد. که نشان می دهد که سیگنال تصویر افزایش یافته است. او افزود، اما تحقیقات بیشتری برای ایجاد مکانیسمی که توسط آن توهم ظاهر می شود مورد نیاز است. به هر حال، اکثر افرادی که تصاویر واضح را تجربه می کنند، توهم ندارند.

نانای فکر می‌کند که مطالعه آستانه‌های واقعیت در افرادی که دارای هیپرفانتازی هستند، جالب خواهد بود، تخیلی بسیار واضح که اغلب با واقعیت اشتباه می‌گیرند. به طور مشابه، موقعیت‌هایی وجود دارد که در آن افراد از تجربیات تخیلی بسیار قوی رنج می‌برند که می‌دانند واقعی نیستند، مانند هنگام توهم زدن به مواد مخدر یا در رویاهای شفاف. دایکسترا گفت: در شرایطی مانند اختلال استرس پس از سانحه، افراد اغلب «شروع به دیدن چیزهایی می‌کنند که نمی‌خواستند» و این احساس واقعی‌تر از آنچه باید است، می‌شود.

برخی از این مشکلات ممکن است شامل نارسایی در مکانیسم های مغزی باشد که به طور معمول به ایجاد این تمایزها کمک می کند. دایکسترا فکر می‌کند که نگاه کردن به آستانه‌های واقعیت افرادی که آفانتازیا، ناتوانی در تصور آگاهانه تصاویر ذهنی دارند، می‌تواند مثمر ثمر باشد.

مکانیسم هایی که مغز از طریق آنها آنچه را که واقعی است از تخیلی تشخیص می دهد نیز می تواند به نحوه تمایز بین تصاویر واقعی و جعلی (غیر معتبر) مرتبط باشد. لمپرت گفت: در دنیایی که شبیه‌سازی‌ها به واقعیت نزدیک‌تر می‌شوند، تمایز بین تصاویر واقعی و جعلی به طور فزاینده‌ای چالش برانگیز می‌شود. "من فکر می کنم که شاید این سوال مهم تر از همیشه باشد."

Dijkstra و تیم او اکنون در حال کار برای تطبیق آزمایش خود با اسکنر مغز هستند. او گفت: "اکنون که قرنطینه به پایان رسیده است، من می خواهم دوباره به مغزها نگاه کنم."

او در نهایت امیدوار است که بفهمد آیا آنها می توانند این سیستم را دستکاری کنند تا تخیل واقعی تر شود. برای مثال، واقعیت مجازی و ایمپلنت‌های عصبی اکنون برای درمان‌های پزشکی، مانند کمک به افراد نابینا، در حال بررسی هستند. او گفت که توانایی ایجاد تجربیات کم و بیش واقعی می تواند برای چنین برنامه هایی بسیار مهم باشد.

با توجه به اینکه واقعیت ساختاری از مغز است، عجیب نیست.

موکلی گفت: «زیر جمجمه ما همه چیز ساخته شده است. ما به طور کامل جهان را با غنا و جزئیات و رنگ و صدا و محتوا و هیجانش می سازیم. ... توسط نورون های ما ایجاد می شود.

دایکسترا گفت که این بدان معناست که واقعیت یک فرد با واقعیت شخص دیگر متفاوت خواهد بود: "خط بین تخیل و واقعیت چندان محکم نیست."