Como a imaginação realmente funciona no cérebro? Nova teoria derruba o que sabíamos
How does imagination really work in the brain? New theory upends what we knew
There’s a lot going on in your brain all the time. To power your imagination, the neurons need some silence.
Há muita coisa acontecendo no seu cérebro o tempo todo. Para alimentar sua imaginação, os neurônios precisam de algum silêncio.
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%.
Seu cérebro está gastando atualmente cerca de um quinto da energia do seu corpo, e quase nada disso está sendo usado para o que você está fazendo agora. Ler estas palavras, sentir o peso do seu corpo em uma cadeira – tudo isso, em conjunto, mal altera a taxa na qual seu cérebro consome energia, talvez em apenas 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.
Os outros 99% são usados na atividade que o cérebro gera por conta própria: neurônios (células nervosas) disparando e sinalizando uns para os outros, independentemente de você estar pensando intensamente, assistindo televisão, sonhando ou simplesmente fechando os olhos.
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.
Mesmo nas áreas cerebrais dedicadas à visão, os visuais que chegam pelos seus olhos moldam a atividade dos seus neurônios menos do que esta ação interna e contínua.
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.
Em um artigo publicado recentemente no Psychological Review, argumentamos que nossa imaginação esculpe as imagens que vemos em nossa mente ao incisar essa atividade cerebral de fundo. Na verdade, a imaginação pode ter mais a ver com a atividade cerebral que ela silencia do que com a atividade que ela cria.
Imagining as seeing in reverse
Imaginando como ver ao contrário
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.
Considere como a “visão” é entendida para funcionar. A luz entra nos olhos e desencadeia sinais neurais. Estes viajam por uma sequência de regiões cerebrais dedicadas à visão, cada uma construindo sobre o trabalho da 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.
As regiões mais antigas identificam características simples, como bordas e linhas. As seguintes combinam essas características em formas. As que vêm depois reconhecem objetos, e aquelas no topo da sequência montam rostos e cenas inteiras.
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.
Neurocientistas chamam isso de “atividade feedforward” – a transformação gradual da luz bruta em algo que você pode nomear, seja um cachorro, um amigo, ou 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.
Na ciência cerebral, a visão padrão é que a imaginação visual é este processo de visão original rodado em reversa, vindo de dentro da sua mente em vez de da luz entrando nos seus olhos.
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.
Assim, quando você tem o rosto de um amigo em mente, você começa com uma ideia abstrata dele – uma memória ou um nome, puxado do arquivo de regiões que ficam além do próprio 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 ”.
Essa ideia viaja de volta pela sequência visual até as áreas visuais iniciais, que servem como a oficina do seu cérebro onde um rosto seria normalmente reconstruído a partir de suas partes – a curva de um maxilar, o tom específico de um olho. Esses sinais descendentes são chamados de “atividade feedback”.
A signal through the static
Um sinal através do estático
However, prior research shows this feedback activity doesn’t drive visual neurons to fire in the same way as when you actually see something.
No entanto, pesquisas anteriores mostram que essa atividade de feedback não faz os neurônios visuais dispararem da mesma forma que quando você realmente vê 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.
Pelo menos nas regiões cerebrais no início do processo de visão, o feedback modula a atividade cerebral. Isso significa que ele aumenta ou diminui a atividade das células cerebrais, remodelando o que esses neurônios já estão fazendo.
Even behind closed eyes, early visual brain areas keep producing shifting patterns of neural activity resembling those the brain uses to process real vision.
Mesmo com os olhos fechados, as áreas visuais cerebrais iniciais continuam produzindo padrões mutáveis de atividade neural que se assemelham àqueles que o cérebro usa para processar a visão 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.
A imaginação não precisa construir um rosto do zero. A matéria-prima já está lá. Nos murmúrios internos das suas áreas visuais, fragmentos de todos os rostos que você conhece estão flutuando em baixo volume. O rosto do seu amigo, mesmo agora, está passando em pedaços, espalhados e não reconhecidos. O que a imaginação faz é manter paradas as correntes que, de outra forma, levariam esses pedaços embora.
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.
Tudo o que é necessário é uma pequena supressão direcionada de neurônios que são puxados pela atividade cerebral em uma direção diferente, e o rosto do seu amigo se estabelece fora do ruído, como um sinal abrindo caminho através do estático.
Steering the brain
Direcionando o cérebro
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.
Em camundongos, ligar artificialmente apenas 14 neurônios em uma região cerebral sensorial é suficiente para que o animal perceba e lambe um bico de água e açúcar em resposta. Isso mostra quão pequena pode ser uma intervenção no cérebro, ainda assim direcionando o comportamento.
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.
Embora não saibamos quantos neurônios são necessários para direcionar a atividade interna para uma experiência consciente de imaginação em humanos, evidências crescentes mostram a importância de atenuar a atividade neural.
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.
Em nossos experimentos anteriores, quando as pessoas imaginavam algo, a “impressão digital” que isso deixava em seu comportamento correspondia à supressão da atividade neuronal – e não ao disparo. Outros pesquisadores desde então encontraram o mesmo padrão.
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.
Outras linhas de evidência também fortalecem nossa teoria. Cerca de um em cada 100 pessoas tem afantasia, o que significa que não consegue formar imagens mentais de jeito nenhum. Um em 30 forma essas imagens tão vividamente que se aproximam da intensidade das imagens que realmente vemos, conhecida 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.
Pesquisas descobriram que pessoas com imaginação mental mais fraca têm áreas visuais iniciais mais excitáveis, onde os neurônios disparam mais facilmente por conta própria. Isso é consistente com um sistema visual cujos padrões espontâneos são mais difíceis de manter em 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.
Juntando tudo isso, a hipótese de remodelação da atividade espontânea – nossa nova teoria de que a imaginação esculpe imagens a partir do fluxo constante da atividade cerebral – explica por que a imaginação geralmente parece mais fraca que a visão. Também explica por que raramente perdemos o controle de qual é qual.
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.
A percepção visual chega com uma força e regularidade que os próprios padrões internos do cérebro não correspondem. A imaginação trabalha com esses padrões em vez de contra eles, remodelando o que já está lá em algo que quase 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.
Os autores não trabalham, consultam, possuem ações ou recebem financiamento de nenhuma empresa ou organização que se beneficiaria deste artigo, e não divulgaram afiliações relevantes além de seu cargo acadêmico.
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