Choose your language to read side by side with English.

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

Bagaimana imajinasi benar-benar bekerja di otak? Teori baru menggulingkan apa yang kita ketahui

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
Show
Hide
EN – ID
ID – EN

There’s a lot going on in your brain all the time. To power your imagination, the neurons need some silence.

Ada banyak hal yang terjadi di otak Anda sepanjang waktu. Untuk menggerakkan imajinasi Anda, neuron membutuhkan sedikit keheningan.

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%.

Otak Anda saat ini mengeluarkan sekitar seperlima energi tubuh Anda, dan hampir tidak ada yang digunakan untuk apa yang Anda lakukan saat ini. Membaca kata-kata ini, merasakan berat badan Anda di kursi – semua ini bersama-sama hampir tidak mengubah laju konsumsi energi otak Anda, mungkin hanya sebesar 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.

99% sisanya digunakan untuk aktivitas yang dihasilkan otak sendiri: neuron (sel saraf) yang menembak dan memberi sinyal satu sama lain terlepas dari apakah Anda sedang berpikir keras, menonton televisi, bermimpi, atau hanya menutup mata.

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.

Bahkan di area otak yang didedikasikan untuk penglihatan, visual yang masuk melalui mata Anda membentuk aktivitas neuron Anda kurang dari tindakan internal yang berkelanjutan ini.

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.

Dalam makalah yang baru diterbitkan di Psychological Review, kami berpendapat bahwa imajinasi kita memahat gambar yang kita lihat di mata pikiran kita dengan mengukir ke dalam aktivitas otak latar belakang ini. Faktanya, imajinasi mungkin lebih berkaitan dengan aktivitas otak yang dibisukannya daripada aktivitas yang diciptakannya.

Imagining as seeing in reverse

Mengimajinasikan sebagai melihat secara terbalik

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.

Pertimbangkan bagaimana “melihat” dipahami bekerja. Cahaya memasuki mata dan memicu sinyal saraf. Sinyal-sinyal ini bergerak melalui serangkaian wilayah otak yang didedikasikan untuk penglihatan, di mana setiap wilayah membangun dari kerja wilayah sebelumnya.

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.

Wilayah paling awal mendeteksi fitur sederhana seperti tepi dan garis. Wilayah berikutnya menggabungkan fitur-fitur tersebut menjadi bentuk. Wilayah setelahnya mengenali objek, dan yang berada di puncak urutan merakit seluruh wajah dan pemandangan.

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.

Para ilmuwan saraf menyebut ini sebagai “aktivitas maju” (feedforward activity) – transformasi bertahap cahaya mentah menjadi sesuatu yang dapat Anda namai, apakah itu anjing, teman, atau keduanya.

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.

Dalam ilmu otak, pandangan standar adalah bahwa imajinasi visual adalah proses melihat asli ini yang dijalankan secara terbalik, dari dalam pikiran Anda daripada dari cahaya yang memasuki mata Anda.

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.

Jadi, ketika Anda membayangkan wajah seorang teman, Anda mulai dengan ide abstrak tentang mereka – sebuah ingatan atau nama, yang diambil dari lemari arsip wilayah yang berada di luar sistem visual itu sendiri.

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 ”.

Ide itu bergerak kembali melalui urutan visual ke area visual awal, yang berfungsi sebagai bengkel otak Anda di mana wajah biasanya direkonstruksi dari bagian-bagiannya – lengkungan garis rahang, corak spesifik mata. Sinyal ke bawah ini disebut “aktivitas umpan balik” (feedback activity).

A signal through the static

Sebuah sinyal menembus statis

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

Namun, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa aktivitas umpan balik ini tidak mendorong neuron visual untuk menembak dengan cara yang sama seperti saat Anda benar-benar melihat sesuatu.

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.

Setidaknya di daerah otak pada tahap awal proses penglihatan, umpan balik malah memodulasi aktivitas otak. Ini berarti ia meningkatkan atau menurunkan aktivitas sel-sel otak, membentuk ulang apa yang sudah dilakukan oleh neuron-neuron tersebut.

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

Bahkan di balik mata tertutup, area otak visual awal terus menghasilkan pola aktivitas saraf yang berubah-ubah menyerupai yang digunakan otak untuk memproses penglihatan nyata.

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.

Imajinasi tidak perlu membangun wajah dari awal. Bahan mentahnya sudah ada di sana. Dalam gemuruh internal area visual Anda, fragmen dari setiap wajah yang Anda kenal mengalir dengan volume rendah. Wajah teman Anda, bahkan sekarang, sedang melewati dalam potongan-potongan, tersebar dan tidak dikenali. Yang dilakukan imajinasi adalah menahan arus yang jika tidak akan membawa potongan-potongan itu menjauh.

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.

Yang dibutuhkan hanyalah penekanan kecil dan terarah pada neuron-neuron yang ditarik oleh aktivitas otak ke arah yang berbeda, dan wajah teman Anda muncul dari kebisingan, seperti sinyal yang menembus statis.

Steering the brain

Mengarahkan otak

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.

Pada tikus, secara artifisial menyalakan hanya 14 neuron di suatu area otak sensorik sudah cukup bagi hewan itu untuk menyadarinya dan menjilat lubang air gula sebagai respons. Ini menunjukkan betapa kecilnya intervensi di otak yang masih dapat mengarahkan perilaku.

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.

Meskipun kami tidak tahu berapa banyak neuron yang dibutuhkan untuk mengarahkan aktivitas internal menjadi pengalaman sadar imajinasi pada manusia, bukti yang berkembang menunjukkan pentingnya meredam aktivitas saraf.

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.

Dalam eksperimen kami sebelumnya, ketika orang membayangkan sesuatu, jejak yang ditinggalkannya pada perilaku mereka sesuai dengan penekanan aktivitas neuron – bukan penembakan (firing). Peneliti lain sejak itu telah menemukan pola yang sama.

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.

Garis bukti lain juga memperkuat teori kami. Sekitar satu dari 100 orang mengalami aphantasia, yang berarti mereka tidak dapat membentuk gambar mental sama sekali. Satu dari 30 orang membentuk gambar-gambar ini dengan sangat jelas sehingga mendekati intensitas gambar yang benar-benar kita lihat, yang dikenal sebagai 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.

Penelitian telah menemukan bahwa orang dengan imajinasi mental yang lebih lemah memiliki area visual awal yang lebih mudah tereksitasi, di mana neuron menembak lebih mudah dengan sendirinya. Hal ini konsisten dengan sistem visual yang pola spontananya lebih sulit dipertahankan bentuknya.

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.

Menggabungkan semua ini, hipotesis pembentukan ulang aktivitas spontan – teori baru kami bahwa imajinasi mengukir gambar dari aliran aktivitas otak yang berkelanjutan – menjelaskan mengapa imajinasi biasanya terasa lebih lemah daripada penglihatan. Ini juga menjelaskan mengapa kita jarang kehilangan jejak mana yang mana.

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.

Persepsi visual datang dengan kekuatan dan keteraturan yang tidak cocok dengan pola internal otak itu sendiri. Imajinasi bekerja dengan pola-pola tersebut daripada melawannya, membentuk ulang apa yang sudah ada menjadi sesuatu yang hampir dapat kita lihat.

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.

Para penulis tidak bekerja untuk, berkonsultasi, memiliki saham di, atau menerima pendanaan dari perusahaan atau organisasi mana pun yang akan mendapat manfaat dari artikel ini, dan tidak mengungkapkan afiliasi relevan selain jabatan akademik mereka.

Read more