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How does imagination really work in the brain? New theory upends what we knew
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¿Cómo funciona realmente la imaginación en el cerebro? Nueva teoría trastoca lo que creíamos saber

How does imagination really work in the brain? New theory upends what we knew

Thomas Pace, Researcher and Lecturer at the Thompson Institute, University of the Sunshine Coast Roger Koenig-Robert, Senior Research Fellow, Graduate School of Health, University of Technology Sydney; UNSW Sydney
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There’s a lot going on in your brain all the time. To power your imagination, the neurons need some silence.

Hay muchas cosas sucediendo en tu cerebro todo el tiempo. Para alimentar tu imaginación, las neuronas necesitan algo de silencio.

Your brain is currently expending about a fifth of your body’s energy, and almost none of that is being used for what you’re doing right now. Reading these words, feeling the weight of your body in a chair – all of this together barely changes the rate at which your brain consumes energy, perhaps by as little as 1%.

Tu cerebro está gastando actualmente aproximadamente una quinta parte de la energía de tu cuerpo, y casi nada de eso se está utilizando para lo que estás haciendo ahora mismo. Leer estas palabras, sentir el peso de tu cuerpo en una silla, todo esto en conjunto apenas cambia la tasa a la que tu cerebro consume energía, quizás en tan poco como un 1%.

The other 99% is used on the activity the brain generates on its own : neurons (nerve cells) firing and signalling to each other regardless of whether you’re thinking hard, watching television, dreaming, or simply closing your eyes.

El otro 99% se utiliza en la actividad que el cerebro genera por sí mismo: las neuronas (células nerviosas) que se disparan y se comunican entre sí, independientemente de si estás pensando intensamente, viendo televisión, soñando o simplemente cerrando los ojos.

Even in the brain areas dedicated to vision, the visuals coming in through your eyes shape the activity of your neurons less than this internal ongoing action.

Incluso en las áreas cerebrales dedicadas a la visión, los estímulos visuales que llegan a través de tus ojos moldean la actividad de tus neuronas menos que esta acción interna continua.

In a paper just published in Psychological Review, we argue that our imagination sculpts the images we see in our mind’s eye by carving into this background brain activity. In fact, imagination may have more to do with the brain activity it silences than with the activity it creates.

En un artículo publicado recientemente en Psychological Review, argumentamos que nuestra imaginación esculpe las imágenes que vemos en nuestro ojo mental al tallar esta actividad cerebral de fondo. De hecho, la imaginación puede tener más que ver con la actividad cerebral que silencia que con la actividad que crea.

Imagining as seeing in reverse

Imaginar como ver al revés

Consider how “seeing” is understood to work. Light enters the eyes and sparks neural signals. These travel through a sequence of brain regions dedicated to vision, each building on the work of the last.

Considerar cómo se entiende que funciona la «visión.» La luz entra en los ojos y provoca señales neuronales. Estas viajan a través de una secuencia de regiones cerebrales dedicadas a la visión, cada una construyendo sobre el trabajo de la anterior.

The earliest regions pick out simple features such as edges and lines. The next combine those into shapes. The ones after that recognise objects, and those at the top of the sequence assemble whole faces and scenes.

Las regiones más tempranas detectan características simples como bordes y líneas. Las siguientes combinan estas en formas. Las posteriores reconocen objetos, y las que están en la cima de la secuencia ensamblan caras y escenas completas.

Neuroscientists call this “ feedforward activity ” – the gradual transformation of raw light into something you can name, whether it’s a dog, a friend, or both.

Los neurocientíficos llaman a esto «actividad de avance» (feedforward activity) – la transformación gradual de la luz cruda en algo que puedes nombrar, ya sea un perro, un amigo, o ambos.

In brain science, the standard view is that visual imagination is this original seeing process run in reverse, from within your mind rather than from light entering your eyes.

En la ciencia cerebral, la visión estándar es que la imaginación visual es este proceso de visión original ejecutado al revés, desde dentro de tu mente en lugar de desde la luz que entra en tus ojos.

So, when you hold the face of a friend in mind, you start with an abstract idea of them – a memory or a name, pulled from the filing cabinet of regions that sit beyond the visual system itself.

Así, cuando tienes la cara de un amigo en mente, comienzas con una idea abstracta de esa persona – un recuerdo o un nombre, extraído del archivador de regiones que se encuentran más allá del propio sistema visual.

That idea travels back down through the visual sequence into the early visual areas, which serve as your brain’s workshop where a face would normally be reconstructed from its parts – the curve of a jawline, the specific shade of an eye. These downward signals are called “ feedback activity ”.

Esa idea viaja de vuelta a través de la secuencia visual hasta las áreas visuales tempranas, que sirven como el taller de tu cerebro donde una cara se reconstruiría normalmente a partir de sus partes – la curva de la mandíbula, el tono específico de un ojo. Estas señales descendentes se llaman «actividad de retroalimentación» (feedback activity).

A signal through the static

Una señal a través de la estática

However, prior research shows this feedback activity doesn’t drive visual neurons to fire in the same way as when you actually see something.

Sin embargo, investigaciones previas muestran que esta actividad de retroalimentación no impulsa a las neuronas visuales a disparar de la misma manera que cuando realmente ves algo.

At least in the brain regions early in the vision process, feedback instead modulates brain activity. This means it increases or decreases the activity of the brain cells, reshaping what those neurons are already doing.

Al menos en las regiones cerebrales tempranas del proceso de visión, la retroalimentación modula la actividad cerebral. Esto significa que aumenta o disminuye la actividad de las células cerebrales, remodelando lo que esas neuronas ya están haciendo.

Even behind closed eyes, early visual brain areas keep producing shifting patterns of neural activity resembling those the brain uses to process real vision.

Incluso con los ojos cerrados, las áreas visuales tempranas del cerebro siguen produciendo patrones cambiantes de actividad neuronal que se asemejan a los que el cerebro utiliza para procesar la visión real.

Imagination doesn’t need to build a face from scratch. The raw material is already there. In the internal rumblings of your visual areas, fragments of every face you know are drifting through at low volume. Your friend’s face, even now, is passing through in pieces, scattered and unrecognised. What imagining does is hold still the currents that would otherwise carry those pieces away.

La imaginación no necesita construir un rostro desde cero. La materia prima ya está ahí. En los murmullos internos de tus áreas visuales, fragmentos de cada rostro que conoces flotan a bajo volumen. El rostro de tu amigo, incluso ahora, pasa en pedazos, disperso e irreconocible. Lo que hace la imaginación es detener las corrientes que de otro modo se llevarían esos pedazos.

All that’s needed is a small, targeted suppression of neurons that are pulled by brain activity in a different direction, and your friend’s face settles out of the noise, like a signal carving its way through static.

Todo lo que se necesita es una pequeña supresión dirigida de las neuronas que son arrastradas por la actividad cerebral en una dirección diferente, y el rostro de tu amigo emerge del ruido, como una señal que se abre paso a través de la estática.

Steering the brain

Dirigiendo el cerebro

In mice, artificially switching on as few as 14 neurons in a sensory brain region is enough for the animal to notice it and lick a sugar-water spout in response. This shows how small an intervention in the brain can be while still steering behaviour.

En ratones, activar artificialmente tan solo 14 neuronas en una región cerebral sensorial es suficiente para que el animal lo note y lame un chorro de agua azucarada en respuesta. Esto demuestra cuán pequeña puede ser una intervención en el cerebro y aun así dirigir el comportamiento.

While we don’t know how many neurons are needed to steer internal activity into a conscious experience of imagination in humans, growing evidence shows the importance of dampening neural activity.

Aunque no sabemos cuántas neuronas se necesitan para dirigir la actividad interna hacia una experiencia consciente de la imaginación en humanos, la creciente evidencia muestra la importancia de amortiguar la actividad neuronal.

In our earlier experiments, when people imagined something, the fingerprint it left on their behaviour matched suppression of neuronal activity – not firing. Other researchers have since found the same pattern.

En nuestros experimentos anteriores, cuando las personas imaginaban algo, la huella que dejaba en su comportamiento coincidía con la supresión de la actividad neuronal, no con la descarga. Otros investigadores han encontrado desde entonces el mismo patrón.

Other lines of evidence strengthen our theory, too. About one in 100 people have aphantasia, which means they can’t form mental images at all. One in 30 form these images so vividly they approach the intensity of images we actually see, known as hyperphantasia.

Otras líneas de evidencia también refuerzan nuestra teoría. Aproximadamente una de cada 100 personas tiene afantasia, lo que significa que no puede formar imágenes mentales en absoluto. Una de cada 30 forma estas imágenes con tal viveza que se acercan a la intensidad de las imágenes que realmente vemos, lo que se conoce como hiperfantasia.

Research has found that people with weaker mental imagery have more excitable early visual areas, where neurons fire more readily on their own. This is consistent with a visual system whose spontaneous patterns are harder to hold in shape.

La investigación ha descubierto que las personas con una imaginería mental más débil tienen áreas visuales tempranas más excitables, donde las neuronas se disparan más fácilmente por sí solas. Esto es coherente con un sistema visual cuyos patrones espontáneos son más difíciles de mantener en forma.

Taking all this together, the spontaneous activity reshaping hypothesis – our new theory that imagination carves images out of the steady stream of ongoing brain activity – explains why imagination usually feels weaker than sight. It also explains why we rarely lose track of which is which.

Considerando todo esto, la hipótesis de remodelación de la actividad espontánea – nuestra nueva teoría de que la imaginación talla imágenes a partir del flujo constante de actividad cerebral – explica por qué la imaginación suele sentirse más débil que la vista. También explica por qué rara vez perdemos la noción de cuál es cuál.

Visual perception arrives with a strength and regularity the brain’s own internal patterns don’t match. Imagination works with those patterns rather than against them, reshaping what is already there into something we can almost see.

La percepción visual llega con una fuerza y regularidad que los propios patrones internos del cerebro no igualan. La imaginación trabaja con esos patrones en lugar de contra ellos, remodelando lo que ya está allí en algo que casi podemos ver.

The authors do not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and have disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.

Los autores no trabajan para, consultan, poseen acciones de, ni reciben financiación de ninguna empresa u organización que se beneficiaría de este artículo, y no han revelado afiliaciones relevantes más allá de su nombramiento académico.

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