Apakah Itu Nyata atau Bayangkan? Bagaimana Otak Anda Menceritakan Perbedaannya. | Majalah Quanta

Apakah ini kehidupan nyata? Apakah ini hanya fantasi?

Itu bukan hanya lirik dari lagu Queen “Bohemian Rhapsody.” Itu juga pertanyaan yang harus terus-menerus dijawab oleh otak saat memproses aliran sinyal visual dari mata dan gambaran mental murni yang keluar dari imajinasi. Studi pemindaian otak telah berulang kali menemukan bahwa melihat sesuatu dan membayangkannya membangkitkan pola aktivitas saraf yang sangat mirip. Namun bagi kebanyakan dari kita, pengalaman subyektif yang mereka hasilkan sangat berbeda.

“Saya bisa melihat ke luar jendela saya sekarang, dan jika saya mau, saya bisa membayangkan seekor unicorn berjalan di jalan,” katanya Thomas Naselaris, seorang profesor di University of Minnesota. Jalanan akan tampak nyata dan unicorn tidak. "Ini sangat jelas bagi saya," katanya. Pengetahuan bahwa unicorn adalah mitos hampir tidak berperan dalam hal itu: Seekor kuda putih imajiner sederhana akan tampak sama tidak nyatanya.

Jadi "mengapa kita tidak terus-menerus berhalusinasi?" diminta Nadine Dijkstra, seorang postdoctoral fellow di University College London. Sebuah studi yang dia pimpin, baru-baru ini diterbitkan di Alam Komunikasi, memberikan jawaban yang menarik: Otak mengevaluasi gambar yang diprosesnya terhadap "ambang realitas". Jika sinyal melewati ambang batas, otak menganggapnya nyata; jika tidak, otak menganggap itu khayalan.

Sistem seperti itu sebagian besar bekerja dengan baik karena sinyal yang dibayangkan biasanya lemah. Tetapi jika sinyal yang dibayangkan cukup kuat untuk melewati ambang batas, otak menganggapnya sebagai kenyataan.

Meskipun otak sangat kompeten dalam menilai gambar-gambar dalam pikiran kita, tampaknya "pemeriksaan realitas semacam ini merupakan perjuangan yang serius", kata Lars Muckli, seorang profesor ilmu saraf visual dan kognitif di University of Glasgow. Temuan baru menimbulkan pertanyaan tentang apakah variasi atau perubahan dalam sistem ini dapat menyebabkan halusinasi, pikiran invasif, atau bahkan mimpi.

“Menurut pendapat saya, mereka telah melakukan pekerjaan yang luar biasa dalam menangani masalah yang telah diperdebatkan oleh para filsuf selama berabad-abad dan menentukan model dengan hasil yang dapat diprediksi dan mengujinya,” kata Naselaris.

Ketika Persepsi dan Imajinasi Bercampur

Studi Dijkstra tentang gambar imajiner lahir di masa-masa awal pandemi Covid-19, ketika karantina dan lockdown mengganggu jadwal pekerjaannya. Bosan, dia mulai membaca literatur ilmiah tentang imajinasi - dan kemudian menghabiskan waktu berjam-jam menyisir kertas untuk catatan sejarah tentang bagaimana para ilmuwan menguji konsep abstrak semacam itu. Begitulah cara dia menemukan studi tahun 1910 yang dilakukan oleh psikolog Mary Cheves West Perky.

Perky meminta peserta untuk membayangkan buah sambil menatap dinding kosong. Saat mereka melakukannya, dia diam-diam memproyeksikan gambar yang sangat samar dari buah-buahan itu - sangat samar hingga hampir tidak terlihat - di dinding dan bertanya kepada para peserta apakah mereka melihat sesuatu. Tak satu pun dari mereka berpikir bahwa mereka melihat sesuatu yang nyata, meskipun mereka berkomentar tentang seberapa jelas gambaran bayangan mereka. "Jika saya tidak tahu saya sedang membayangkan, saya akan berpikir itu nyata," kata salah satu peserta.

Kesimpulan Perky adalah ketika persepsi kita tentang sesuatu cocok dengan apa yang kita bayangkan, kita akan menganggapnya imajiner. Ini akhirnya dikenal dalam psikologi sebagai efek Perky. "Ini klasik besar," kata Bence Nanay, seorang profesor psikologi filosofis di Universitas Antwerp. Itu menjadi semacam "hal wajib ketika Anda menulis tentang citra untuk mengatakan dua sen Anda tentang eksperimen Perky."

Pada tahun 1970-an, peneliti psikologi Sydney Joelson Segal menghidupkan kembali minat pada karya Perky dengan memperbarui dan memodifikasi eksperimen tersebut. Dalam satu studi lanjutan, Segal meminta peserta untuk membayangkan sesuatu, seperti cakrawala Kota New York, sementara dia memproyeksikan sesuatu yang lain secara samar ke dinding - seperti tomat. Apa yang dilihat para peserta adalah campuran dari gambar yang dibayangkan dan yang nyata, seperti cakrawala Kota New York saat matahari terbenam. Temuan Segal menunjukkan bahwa persepsi dan imajinasi kadang-kadang dapat "bercampur secara harfiah," kata Nanay.

Tidak semua penelitian yang bertujuan mereplikasi temuan Perky berhasil. Beberapa dari mereka melibatkan uji coba berulang untuk para peserta, yang memperkeruh hasilnya: Begitu orang tahu apa yang Anda coba uji, mereka cenderung mengubah jawaban mereka menjadi apa yang menurut mereka benar, kata Naselaris.

Jadi Dijkstra, di bawah arahan Steve Fleming, seorang ahli metakognisi di University College London, menyiapkan versi modern dari percobaan yang menghindari masalah tersebut. Dalam studi mereka, peserta tidak pernah memiliki kesempatan untuk mengedit jawaban mereka karena mereka diuji hanya sekali. Karya tersebut mencontohkan dan memeriksa efek Perky dan dua hipotesis bersaing lainnya tentang bagaimana otak memisahkan realitas dan imajinasi.

Jaringan Evaluasi

Salah satu hipotesis alternatif mengatakan bahwa otak menggunakan jaringan yang sama untuk realitas dan imajinasi, tetapi pemindaian otak fungsional magnetic resonance imaging (fMRI) tidak memiliki resolusi yang cukup tinggi bagi ahli saraf untuk membedakan perbedaan dalam cara jaringan digunakan. Salah satu penelitian Muckli, misalnya, menunjukkan bahwa di korteks visual otak, yang memproses gambar, pengalaman imajiner dikodekan dalam lapisan yang lebih dangkal daripada pengalaman nyata.

Dengan pencitraan otak fungsional, "kita menyipitkan mata," kata Muckli. Dalam setiap piksel yang setara dalam pemindaian otak, ada sekitar 1,000 neuron, dan kami tidak dapat melihat apa yang dilakukan masing-masing neuron.

Hipotesis lainnya, disarankan oleh studi dipimpin oleh Joel Pearson di University of New South Wales, apakah jalur yang sama dalam kode otak untuk imajinasi dan persepsi, tetapi imajinasi hanyalah bentuk persepsi yang lebih lemah.

Selama penguncian pandemi, Dijkstra dan Fleming merekrut untuk studi online. Empat ratus peserta disuruh melihat serangkaian gambar berisi statis dan membayangkan garis-garis diagonal yang miring ke kanan atau kiri melaluinya. Di antara setiap percobaan, mereka diminta untuk menilai seberapa jelas citra tersebut pada skala 1 sampai 5. Apa yang tidak diketahui oleh para peserta adalah bahwa dalam percobaan terakhir, para peneliti perlahan-lahan menaikkan intensitas gambar garis diagonal yang diproyeksikan samar — dimiringkan baik ke arah yang diminta untuk dibayangkan oleh peserta atau ke arah yang berlawanan. Para peneliti kemudian bertanya kepada para peserta apakah yang mereka lihat itu nyata atau khayalan.

Dijkstra berharap dia akan menemukan efek Perky - bahwa ketika gambar yang dibayangkan cocok dengan yang diproyeksikan, para peserta akan melihat proyeksi sebagai produk imajinasi mereka. Sebaliknya, para peserta lebih cenderung berpikir bahwa gambar itu benar-benar ada.

Namun setidaknya ada gema dari efek Perky dalam hasil tersebut: Peserta yang mengira gambar itu ada di sana melihatnya lebih jelas daripada peserta yang mengira itu semua hanya imajinasi mereka.

Dalam percobaan kedua, Dijkstra dan timnya tidak menghadirkan gambar selama percobaan terakhir. Tapi hasilnya sama: Orang-orang yang menilai apa yang mereka lihat lebih jelas juga cenderung menilai itu nyata.

Pengamatan menunjukkan bahwa citra di mata pikiran kita dan gambaran nyata yang dirasakan di dunia bercampur menjadi satu, kata Dijkstra. "Ketika sinyal campuran ini cukup kuat atau jelas, kami pikir itu mencerminkan kenyataan." Sepertinya ada beberapa ambang batas di mana sinyal visual terasa nyata bagi otak dan di bawahnya mereka merasa dibayangkan, pikirnya. Tapi bisa juga ada kontinum yang lebih bertahap.

Untuk mempelajari apa yang terjadi di dalam otak yang mencoba membedakan kenyataan dari imajinasi, para peneliti menganalisis kembali pemindaian otak dari penelitian sebelumnya di mana 35 peserta dengan jelas membayangkan dan merasakan berbagai gambar, dari kaleng penyiram hingga ayam jantan.

Sesuai dengan penelitian lain, mereka menemukan bahwa pola aktivitas di korteks visual dalam dua skenario sangat mirip. “Citra yang jelas lebih seperti persepsi, tapi apakah persepsi yang redup lebih seperti citra itu kurang jelas,” kata Dijkstra. Ada petunjuk bahwa melihat gambar yang samar dapat menghasilkan pola yang mirip dengan imajinasi, tetapi perbedaannya tidak signifikan dan perlu diperiksa lebih lanjut.

Yang jelas otak harus bisa mengatur secara akurat seberapa kuat mental image untuk menghindari kerancuan antara fantasi dan kenyataan. "Otak memiliki tindakan penyeimbangan yang sangat hati-hati yang harus dilakukannya," kata Naselaris. "Dalam beberapa hal itu akan menafsirkan citra mental secara harfiah seperti halnya citra visual."

Mereka menemukan bahwa kekuatan sinyal dapat dibaca atau diatur di korteks frontal, yang menganalisis emosi dan ingatan (di antara tugas lainnya). Namun belum jelas apa yang menentukan kejernihan citra mental atau perbedaan antara kekuatan sinyal citra dan ambang realitas. Itu bisa menjadi neurotransmitter, perubahan koneksi saraf atau sesuatu yang sama sekali berbeda, kata Naselaris.

Itu bahkan bisa menjadi subset neuron yang berbeda dan tidak dikenal yang menetapkan ambang realitas dan menentukan apakah suatu sinyal harus dialihkan ke jalur untuk gambar yang dibayangkan atau jalur untuk yang benar-benar dirasakan - sebuah temuan yang akan mengikat hipotesis pertama dan ketiga dengan rapi. , kata Muckli.

Meskipun temuannya berbeda dari hasil-hasilnya sendiri, yang mendukung hipotesis pertama, Muckli menyukai alur penalaran mereka. Ini adalah "makalah yang menarik," katanya. Ini adalah "kesimpulan yang menarik".

Tetapi imajinasi adalah proses yang melibatkan lebih dari sekadar melihat beberapa baris pada latar belakang yang bising, kata Peter Tse, seorang profesor ilmu saraf kognitif di Dartmouth College. Imajinasi, katanya, adalah kemampuan untuk melihat apa yang ada di lemari Anda dan memutuskan apa yang akan dibuat untuk makan malam, atau (jika Anda adalah Wright bersaudara) untuk mengambil baling-baling, menempelkannya pada sayap dan membayangkannya terbang.

Perbedaan antara temuan Perky dan Dijkstra bisa jadi sepenuhnya karena perbedaan prosedurnya. Tapi mereka juga mengisyaratkan kemungkinan lain: bahwa kita bisa memandang dunia secara berbeda dari nenek moyang kita.

Kajiannya tidak terfokus pada keyakinan terhadap realitas citra, tetapi lebih pada “rasa” realitas, kata Dijkstra. Para penulis berspekulasi bahwa karena gambar yang diproyeksikan, video, dan representasi realitas lainnya adalah hal biasa di abad ke-21, otak kita mungkin telah belajar mengevaluasi realitas sedikit berbeda dari yang dilakukan orang seabad yang lalu.

Meskipun peserta dalam percobaan ini “tidak mengharapkan untuk melihat sesuatu, itu masih lebih diharapkan daripada jika Anda berada di tahun 1910 dan Anda belum pernah melihat proyektor seumur hidup Anda,” kata Dijkstra. Oleh karena itu, ambang realitas saat ini mungkin jauh lebih rendah daripada di masa lalu, sehingga mungkin diperlukan gambaran imajiner yang jauh lebih jelas untuk melewati ambang tersebut dan membingungkan otak.

Dasar untuk Halusinasi

Temuan ini membuka pertanyaan tentang apakah mekanisme tersebut dapat relevan dengan berbagai kondisi di mana perbedaan antara imajinasi dan persepsi menghilang. Dijkstra berspekulasi, misalnya, bahwa ketika orang mulai tertidur dan kenyataan mulai menyatu dengan dunia mimpi, ambang realitas mereka mungkin menurun. Dalam kondisi seperti skizofrenia, di mana ada “kerusakan realitas secara umum”, mungkin ada masalah kalibrasi, kata Dijkstra.

"Dalam psikosis, bisa jadi citra mereka sangat bagus sehingga hanya mencapai ambang itu, atau bisa jadi ambang mereka tidak aktif," kata Karolina Lempert, asisten profesor psikologi di Universitas Adelphi yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Beberapa studi telah menemukan bahwa pada orang yang berhalusinasi, ada semacam hiperaktivitas sensorik, yang menyarankan bahwa sinyal gambar meningkat. Tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menetapkan mekanisme munculnya halusinasi, tambahnya. "Lagipula, kebanyakan orang yang mengalami citra yang jelas tidak berhalusinasi."

Nanay berpikir akan menarik untuk mempelajari ambang realitas orang-orang yang memiliki hyperphantasia, sebuah imajinasi yang sangat jelas yang sering mereka bingungkan dengan kenyataan. Demikian pula, ada situasi di mana orang menderita pengalaman khayalan yang sangat kuat yang mereka tahu tidak nyata, seperti ketika berhalusinasi tentang obat-obatan atau dalam mimpi jernih. Dalam kondisi seperti gangguan stres pasca-trauma, orang sering "mulai melihat hal-hal yang tidak mereka inginkan", dan itu terasa lebih nyata dari yang seharusnya, kata Dijkstra.

Beberapa dari masalah ini mungkin melibatkan kegagalan dalam mekanisme otak yang biasanya membantu membuat perbedaan ini. Dijkstra berpikir mungkin ada gunanya melihat ambang realitas orang yang memiliki aphantasia, ketidakmampuan untuk membayangkan gambaran mental secara sadar.

Mekanisme di mana otak membedakan apa yang nyata dari apa yang imajiner juga dapat dikaitkan dengan cara membedakan antara gambar nyata dan palsu (tidak autentik). Di dunia di mana simulasi semakin mendekati kenyataan, membedakan antara gambar asli dan palsu akan semakin menantang, kata Lempert. "Saya pikir mungkin itu pertanyaan yang lebih penting dari sebelumnya."

Dijkstra dan timnya sekarang bekerja untuk mengadaptasi eksperimen mereka untuk bekerja di pemindai otak. “Sekarang penguncian sudah berakhir, saya ingin melihat otak lagi,” katanya.

Dia akhirnya berharap untuk mengetahui apakah mereka dapat memanipulasi sistem ini untuk membuat imajinasi terasa lebih nyata. Misalnya, realitas virtual dan implan saraf kini sedang diselidiki untuk perawatan medis, seperti untuk membantu orang buta melihat kembali. Kemampuan untuk membuat pengalaman terasa lebih atau kurang nyata, katanya, bisa menjadi sangat penting untuk aplikasi semacam itu.

Ini tidak aneh, mengingat realitas adalah konstruksi otak.

“Di bawah tengkorak kita, semuanya dibuat-buat,” kata Muckli. “Kami sepenuhnya membangun dunia, dalam kekayaan, detail, warna, suara, konten, dan kegembiraannya. … Ini diciptakan oleh neuron kita.”

Artinya, realitas seseorang akan berbeda dengan realitas orang lain, kata Dijkstra: “Garis antara imajinasi dan realitas tidak begitu kokoh.”