I have a doppelganger. (Laughter) Dr. Gero is a brilliant but slightly mad scientist in the "Dragonball Z: Android Saga." If you look very carefully, you see that his skull has been replaced with a transparent Plexiglas dome so that the workings of his brain can be observed and also controlled with light. That's exactly what I do -- optical mind control.
Saya memiliki seorang kembaran. (Tawa) Dr. Gero sangat pintar tetapi seorang peneliti yang rada gila dalam cerita Dragonball Z "Android Saga." Jika Anda melihat dengan teliti, Anda melihat tengkoraknya telah digantikan dengan mangkuk Plexiglas transparan sehingga cara kerja otaknya dapat diamati dan dikendalikan dengan cahaya. Itulah apa yang saya lakukan -- pengendalian otak secara optis.
(Laughter)
(Tawa)
But in contrast to my evil twin who lusts after world domination, my motives are not sinister. I control the brain in order to understand how it works. Now wait a minute, you may say, how can you go straight to controlling the brain without understanding it first? Isn't that putting the cart before the horse? Many neuroscientists agree with this view and think that understanding will come from more detailed observation and analysis. They say, "If we could record the activity of our neurons, we would understand the brain." But think for a moment what that means. Even if we could measure what every cell is doing at all times, we would still have to make sense of the recorded activity patterns, and that's so difficult, chances are we'll understand these patterns just as little as the brains that produce them.
Tapi berbeda dengan kembaran jahat saya, yang ingin menguasai dunia, motivasi saya tidaklah jahat. Saya mengendalikan otak agar mengerti cara kerjanya. Tunggu sebentar, Anda mungkin berkata, bagaimana Anda bisa langsung mengendalikan otak tanpa mengerti tentang otak dulu? Bukankah itu seperti meletakkan gerobak di depan kudanya? Banyak peneliti saraf setuju dengan pandangan ini dan berpikir bahwa pemahaman akan datang berkat observasi dan analisis yang lebih detail. Kata mereka, "Jika kita dapat merekam aktivitas sel saraf kita, kita akan mengerti otak kita." Tapi pikirkan sejenak arti hal itu. Bahkan jika kita dapat mengukur apa yang setiap sel lakukan setiap waktu, kita tetap harus berusaha memahami pola-pola aktivitas yang terekam, dan itu sangat sulit, kemungkinannya adalah kita akan hanya mengerti sedikit sama sedikitnya seperti otak yang memproduksi mereka.
Take a look at what brain activity might look like. In this simulation, each black dot is one nerve cell. The dot is visible whenever a cell fires an electrical impulse. There's 10,000 neurons here. So you're looking at roughly one percent of the brain of a cockroach. Your brains are about 100 million times more complicated. Somewhere, in a pattern like this, is you, your perceptions, your emotions, your memories, your plans for the future. But we don't know where, since we don't know how to read the pattern. We don't understand the code used by the brain. To make progress, we need to break the code. But how? An experienced code-breaker will tell you that in order to figure out what the symbols in a code mean, it's essential to be able to play with them, to rearrange them at will. So in this situation too, to decode the information contained in patterns like this, watching alone won't do. We need to rearrange the pattern. In other words, instead of recording the activity of neurons, we need to control it. It's not essential that we can control the activity of all neurons in the brain, just some. The more targeted our interventions, the better. And I'll show you in a moment how we can achieve the necessary precision.
Lihat seperti apa aktivitas otak itu terlihat. Dalam simulasi ini, setiap titik hitam adalah satu sel saraf. Titik ini terlihat kapan saja sebuah sel mengeluarkan impuls listrik. Ada 10.000 sel saraf di sini. Jadi Anda melihat sekitar 1 persen dari otak kecoak. Otak Anda sekitar 100 juta kali lebih rumit. Di suatu tempat, polanya seperti ini, Anda, persepsi Anda, emosi Anda, memori Anda, rencana masa depan Anda. Tapi kita tidak tahu di mana, karena tidak tahu cara membaca polanya. Kita tidak mengerti kode yang digunakan otak. Untuk maju, kita perlu memecahkan kodenya. Tapi bagaimana? Pemecah kode berpengalaman akan menyuruh Anda mencari tahu apa yang dimaksud oleh sebuah simbol dalam sebuah kode, itu penting untuk bisa bermain dengan mereka, untuk menyusun ulang sesuka hati. Jadi dalam situasi ini juga, untuk membaca informasi yang terkandung dalam pola-pola seperti ini, hanya dengan melihat tidak akan berhasil; kita perlu menyusun ulang polanya. Dengan kata lain, daripada merekam aktivitas dari sel-sel saraf, kita perlu mengendalikannya. Tidak penting untuk mengendalikan aktivitas semua sel-sel saraf di otak, hanya beberapa. Semakin fokus intervensi kita, semakin baik. Saya akan menunjukkan Anda sebentar lagi bagaimana kita dapat mencapai ketelitian yang diperlukan.
And since I'm realistic, rather than grandiose, I don't claim that the ability to control the function of the nervous system will at once unravel all its mysteries. But we'll certainly learn a lot. Now, I'm by no means the first person to realize how powerful a tool intervention is. The history of attempts to tinker with the function of the nervous system is long and illustrious. It dates back at least 200 years, to Galvani's famous experiments in the late 18th century and beyond. Galvani showed that a frog's legs twitched when he connected the lumbar nerve to a source of electrical current. This experiment revealed the first, and perhaps most fundamental, nugget of the neural code: that information is written in the form of electrical impulses. Galvani's approach of probing the nervous system with electrodes has remained state-of-the-art until today, despite a number of drawbacks. Sticking wires into the brain is obviously rather crude. It's hard to do in animals that run around, and there is a physical limit to the number of wires that can be inserted simultaneously.
Karena saya seorang realis, bukan seorang yang muluk, saya tidak mengklaim bahwa kemampuan mengendalikan fungsi sistem saraf akan langsung dapat membongkar semua misteri. Tapi kita tentunya akan belajar banyak. Sekarang, saya secara tidak sengaja adalah orang pertama yang sadar betapa kuatnya intervensi itu. Sejarah percobaan-percobaan yang bermain dengan fungsi sistem saraf itu panjang dan terkenal. Ini dimulai paling tidak sejak 200 tahun yang lalu. percobaan terkenalnya Galvani pada akhir abad ke 18 dan seterusnya. Galvani menunjukkan bahwa kaki seekor katak berdenyut ketika dia menghubungkan saraf lumbar ke sumber aliran listrik. Percobaan ini menggambarkan bagian kode saraf yang pertama, dan mungkin yang paling mendasar: bahwa informasi itu ditulis dalam bentuk impuls listrik. Pendekatan Galvani dengan cara menghubungkan sistem saraf dengan elektroda tetap merupakan yang tercanggih sampai sekarang, walaupun memiliki banyak kekurangan. Menusukkan kabel ke dalam otak tentu saja sedikit kasar. Sangat sulit dilakukan dengan binatang yang berlarian, dan ada batas fisik akan banyaknya kabel yang dapat dimasukkan sekaligus.
So around the turn of the last century, I started to think, "Wouldn't it be wonderful if one could take this logic and turn it upside down?" So instead of inserting a wire into one spot of the brain, re-engineer the brain itself so that some of its neural elements become responsive to diffusely broadcast signals such as a flash of light. Such an approach would literally, in a flash of light, overcome many of the obstacles to discovery. First, it's clearly a non-invasive, wireless form of communication. And second, just as in a radio broadcast, you can communicate with many receivers at once. You don't need to know where these receivers are, and it doesn't matter if these receivers move -- just think of the stereo in your car. It gets even better, for it turns out that we can fabricate the receivers out of materials that are encoded in DNA. So each nerve cell with the right genetic makeup will spontaneously produce a receiver that allows us to control its function. I hope you'll appreciate the beautiful simplicity of this concept. There's no high-tech gizmos here, just biology revealed through biology.
Jadi sekitar pergantian abad yang lalu, saya mulai berpikir, bukankah menakjubkan jika seseorang bisa mengambil logika ini dan menjungkirbalikkannya. Jadi daripada memasukkan sebuah kabel ke satu tempat di otak, bangun kembali otak itu sendiri sehingga beberapa dari bagian-bagian sarafnya menjadi peka terhadap sinyal yang dipancarkan secara difusi, seperti pancaran cahaya. Pendekatan seperti ini akan, dalam hal pancaran cahaya, mengatasi banyak masalah. Pertama, ini jelas tidak invasif, bentuk komunikasi nirkabel. Kedua, seperti siaran radio, Anda dapat berkomunikasi dengan banyak penerima sekaligus. Anda tidak perlu tahu di mana penerima itu berada. Tidak penting jika penerima ini bergerak lihat saja pengeras suara di mobil Anda. Itu akan menjadi semakin baik, jika ternyata kita dapat membuat penerimanya dari material yang terkode dalam DNA. Jadi setiap sel saraf dengan susunan gen yang tepat akan dengan spontan menghasilkan penerima yang memungkinkan kita mengendalikan fungsinya. Saya harap Anda akan menghargai indahnya kesederhanaan konsep ini. Tidak ada teknologi canggih dipakai di sini, hanya biologi yang terungkap oleh biologi.
Now let's take a look at these miraculous receivers up close. As we zoom in on one of these purple neurons, we see that its outer membrane is studded with microscopic pores. Pores like these conduct electrical current and are responsible for all the communication in the nervous system. But these pores here are special. They are coupled to light receptors similar to the ones in your eyes. Whenever a flash of light hits the receptor, the pore opens, an electrical current is switched on, and the neuron fires electrical impulses. Because the light-activated pore is encoded in DNA, we can achieve incredible precision. This is because, although each cell in our bodies contains the same set of genes, different mixes of genes get turned on and off in different cells. You can exploit this to make sure that only some neurons contain our light-activated pore and others don't. So in this cartoon, the bluish white cell in the upper-left corner does not respond to light because it lacks the light-activated pore. The approach works so well that we can write purely artificial messages directly to the brain. In this example, each electrical impulse, each deflection on the trace, is caused by a brief pulse of light. And the approach, of course, also works in moving, behaving animals.
Sekarang mari kita lihat penerima yang hebat ini dari dekat. Ketika kita lihat dari dekat salah satu sel saraf ungu ini, kita lihat pada membran bagian luarnya dipenuhi oleh pori-pori kecil. Pori-pori seperti ini menghantarkan aliran listrik dan bertanggung jawab atas segala komunikasi di sistem saraf. Tetapi pori-pori ini spesial. Mereka telah digabungkan dengan penerima cahaya mirip dengan yang ada di mata Anda. Kapanpun pancaran cahaya jatuh menimpa receptor, pori-pori terbuka dan aliran listrik dinyalakan, dan sel saraf itu menembakkan impuls listrik. Karena cahaya mengaktifkan pori-pori yang terkode dalam DNA, kita dapat mencapai ketelitian yang sangat baik. Ini karena, walaupun setiap sel di tubuh kita mengandung sekumpulan gen yang sama, kumpulan kumpulan gen berbeda dinyalakan dan dimatikan pada sel yang berbeda. Anda dapat memanfaatkan ini untuk memastikan bahwa hanya beberapa sel saraf yang mengandung pori-pori yang diaktifkan cahaya dan yang lain tidak. Jadi dalam gambar ini, sel putih kebiruan di ujung kiri atas tidak bereaksi terhadap cahaya karena tidak memiliki pori-pori yang diaktifkan cahaya. Pendekatan ini bekerja sangat baik sehingga kita dapat menulis pesan buatan langsung ke otak. Pada contoh ini, setiap impuls listrik, setiap defleksi pada deteksi disebabkan oleh cahaya yang berdetak singkat. Dan pendekatan ini juga bekerja pada binatang yang bergerak.
This is the first ever such experiment, sort of the optical equivalent of Galvani's. It was done six or seven years ago by my then graduate student, Susana Lima. Susana had engineered the fruit fly on the left so that just two out of the 200,000 cells in its brain expressed the light-activated pore. You're familiar with these cells because they are the ones that frustrate you when you try to swat the fly. They trained the escape reflex that makes the fly jump into the air and fly away whenever you move your hand in position. And you can see here that the flash of light has exactly the same effect. The animal jumps, it spreads its wings, it vibrates them, but it can't actually take off because the fly is sandwiched between two glass plates. Now to make sure that this was no reaction of the fly to a flash it could see, Susana did a simple but brutally effective experiment. She cut the heads off of her flies. These headless bodies can live for about a day, but they don't do much. They just stand around and groom excessively. So it seems that the only trait that survives decapitation is vanity. (Laughter) Anyway, as you'll see in a moment, Susana was able to turn on the flight motor of what's the equivalent of the spinal cord of these flies and get some of the headless bodies to actually take off and fly away. They didn't get very far, obviously. Since we took these first steps, the field of optogenetics has exploded. And there are now hundreds of labs using these approaches.
Ini adalah kali pertama percobaan seperti ini, seperti percobaan Galvani, hanya dengan cahaya. Ini dilakukan 6 atau 7 tahun lalu oleh murid pasca sarjana saya, Susana Lima. Susana merekayasa lalat buah di sebelah kiri sehingga hanya dua dari 200.000 sel di otaknya menghasilkan pori-pori yang diaktifkan cahaya. Anda sudah akrab dengan sel-sel ini karena mereka menyebabkan Anda stres ketika Anda berusaha memukul lalat. Mereka melatih refleks menghindar yang membuat lalat terbang dan menjauh kapan saja Anda menggerakkan tangan anda. Anda dapat lihat di sini bahwa pancaran cahaya punya efek yang sama. Lalat itu melompat, melebarkan sayapnya, menggetarkannya, tapi tidak terbang, karena lalat itu dijepit di antara dua potong kaca. Sekarang untuk memastikan bahwa ini bukanlah reaksi lalat terhadap pancaran cahaya yang dapat dilihatnya, Susana melakukan percobaan yang sederhana tapi sangat efektif. Dia memotong kepala lalatnya. Badan tanpa kepala ini dapat hidup sekitar sehari, tapi mereka tidak melakukan banyak hal. Mereka hanya diam dan dengan berlebihan membersihkan tubuh. Jadi sepertinya yang bertahan setelah kehilangan kepala adalah kesombongan. (Tawa) Jadi, seperti yang akan Anda lihat sebentar lagi, Susana dapat menyalakan motor penerbangan yang sama dengan saraf tulang belakang dari lalat ini dan membuat beberapa badan tanpa kepala terbang. Mereka tidak terbang terlalu jauh. Sejak kami mengambil langkah pertama ini, bidang optogenetik telah berkembang pesat. Sekarang ada ratusan laboratorium yang menggunakan pendekatan ini.
And we've come a long way since Galvani's and Susana's first successes in making animals twitch or jump. We can now actually interfere with their psychology in rather profound ways, as I'll show you in my last example, which is directed at a familiar question. Life is a string of choices creating a constant pressure to decide what to do next. We cope with this pressure by having brains, and within our brains, decision-making centers that I've called here the "Actor." The Actor implements a policy that takes into account the state of the environment and the context in which we operate. Our actions change the environment, or context, and these changes are then fed back into the decision loop.
Kita telah beranjak jauh sejak keberhasilan pertama Susana dan Galvani dalam membuat binatang bergetar atau melompat. Kita sebenarnya dapat ikut campur dalam psikologi mereka dalam cara yang lebih umum seperti yang akan saya tunjukkan di contoh terakhir saya, yang ditujukan pada pertanyaan yang umum. Hidup adalah sekumpulan dari pilihan menciptakan tekanan konstan untuk memutuskan apa yang harus dilakukan. Kita mengatasinya dengan memiliki otak, dan dalam otak kita, pusat pengambilan keputusan yang saya sebut sebagai sang Aktor. Sang Aktor menerapkan kebijakan yang memperhitungkan keadaan lingkungan dan konteks di mana kita beroperasi. Tindakan kita mengganti lingkungan kita, atau konteksnya, dan perubahan itu kemudian dimasukkan kembali dalam mengambil keputusan.
Now to put some neurobiological meat on this abstract model, we constructed a simple one-dimensional world for our favorite subject, fruit flies. Each chamber in these two vertical stacks contains one fly. The left and the right halves of the chamber are filled with two different odors, and a security camera watches as the flies pace up and down between them. Here's some such CCTV footage. Whenever a fly reaches the midpoint of the chamber where the two odor streams meet, it has to make a decision. It has to decide whether to turn around and stay in the same odor, or whether to cross the midline and try something new. These decisions are clearly a reflection of the Actor's policy. Now for an intelligent being like our fly, this policy is not written in stone but rather changes as the animal learns from experience. We can incorporate such an element of adaptive intelligence into our model by assuming that the fly's brain contains not only an Actor, but a different group of cells, a "Critic," that provides a running commentary on the Actor's choices. You can think of this nagging inner voice as sort of the brain's equivalent of the Catholic Church, if you're an Austrian like me, or the super-ego, if you're Freudian, or your mother, if you're Jewish.
Sekarang untuk mengikutsertakan neurobiologi dalam model abstrak ini, kita membangun sebuah dunia satu dimensi sederhana untuk subjek favorit kita, lalat buah. Setiap ruangan di dalam dua tumpukan vertikal ini punya satu lalat. Bagian kanan dan kiri dari ruangan ini diisi oleh dua bebauan berbeda dan sebuah kamera keamanan memantau saat lalat terbang turun naik di antara ruangan ini. Ini adalah beberapa rekaman CCTV-nya. Kapan saja seekor lalat mencapai pertengahan ruangan di mana dua bebauan bertemu, dia harus membuat keputusan. Dia harus memutuskan apakah harus berbalik dan tetap pada bebauan yang sama, atau melintasi garis pemisahnya dan mencoba sesuatu yang baru. Keputusan ini tentu merupakan cermin dari kebijakan sang Aktor. Untuk makhluk pintar seperti lalat kita, kebijakan ini tidaklah tertulis di batu, tetapi berubah seiring dengan pengalaman. Kita dapat memasukkan elemen kepintaran adaptif seperti itu ke dalam model kita dengan beranggapan bahwa otak lalat mengandung tidak hanya sebuah Aktor, tapi sekumpulan sel yang berbeda, Kritikus, yang memberikan komentar komentar pada pilihan sang Aktor. Anda dapat berpikir ini sebagai suara hati yang ekuivalen dengan otak dari gereja Katolik, Jika Anda orang Austria seperti saya, atau kepribadian yang lain, jika Anda Freudian, atau ibu Anda, jika Anda seorang Yahudi.
(Laughter)
(Tawa)
Now obviously, the Critic is a key ingredient in what makes us intelligent. So we set out to identify the cells in the fly's brain that played the role of the Critic. And the logic of our experiment was simple. We thought if we could use our optical remote control to activate the cells of the Critic, we should be able, artificially, to nag the Actor into changing its policy. In other words, the fly should learn from mistakes that it thought it had made but, in reality, it had not made. So we bred flies whose brains were more or less randomly peppered with cells that were light addressable. And then we took these flies and allowed them to make choices. And whenever they made one of the two choices, chose one odor, in this case the blue one over the orange one, we switched on the lights. If the Critic was among the optically activated cells, the result of this intervention should be a change in policy. The fly should learn to avoid the optically reinforced odor.
Sekarang jelas, kritikus adalah salah satu bahan utama yang membuat kita pintar. Jadi kita mengidentifikasi sel-sel di otak lalat yang berperan sebagai Kritikus. Logika dari percobaan kami itu sederhana. Kami pikir jika kita dapat menggunakan pengendali optis kita untuk mengaktifkan sel-sel Kritikus, kita seharusnya dapat ribut dan mengganggu Aktor untuk mengganti kebijakannya. Dengan kata lain, lalat seharusnya belajar dari kesalahan yang dia pikir telah diperbuat, tapi kenyataannya itu belum dibuat. Jadi kita mengembangbiakkan lalat yang otaknya kurang lebih secara acak dibuat untuk mengandung sel-sel yang dapat diperintah oleh cahaya. Kemudian kami mengambil lalat lalat ini dan mengizinkan mereka mengambil keputusan. Setiap kali mereka mengambil keputusan, memilih salah satu bebauan, dalam kasus ini yang biru daripada yang oranye, kami menyalakan cahayanya. Jika kritikus ada di antara sel-sel yang bisa diaktifkan oleh cahaya hasil dari intervensi ini seharusnya adalah perubahan dalam kebijakannya. Lalat seharusnya belajar untuk menghindari bebauan yang diperkuat oleh cahaya.
Here's what happened in two instances: We're comparing two strains of flies, each of them having about 100 light-addressable cells in their brains, shown here in green on the left and on the right. What's common among these groups of cells is that they all produce the neurotransmitter dopamine. But the identities of the individual dopamine-producing neurons are clearly largely different on the left and on the right. Optically activating these hundred or so cells into two strains of flies has dramatically different consequences. If you look first at the behavior of the fly on the right, you can see that whenever it reaches the midpoint of the chamber where the two odors meet, it marches straight through, as it did before. Its behavior is completely unchanged. But the behavior of the fly on the left is very different. Whenever it comes up to the midpoint, it pauses, it carefully scans the odor interface as if it was sniffing out its environment, and then it turns around. This means that the policy that the Actor implements now includes an instruction to avoid the odor that's in the right half of the chamber. This means that the Critic must have spoken in that animal, and that the Critic must be contained among the dopamine-producing neurons on the left, but not among the dopamine producing neurons on the right.
Ini adalah apa yang terjadi pada dua kejadian. Kami membandingkan dua jenis lalat, masing-masing memiliki sekitar 100 sel yang dapat dikendalikan cahaya di otak mereka, yang hijau di sebelah kiri dan kanan. Yang umum di antara sekumpulan sel ini adalah mereka semua menghasilkan neurotransmiter dopamin. Tetapi identitas dari setiap sel saraf pemproduksi dopamin antara yang kanan dan kiri jelas berbeda. Mengaktifkan sekitar ratusan sel dengan cahaya dan memisahkannya menjadi dua jenis lalat, memiliki dua akibat yang dramatis. Jika Anda melihat kelakuan lalat di sebelah kanan, Anda dapat melihat kapan saja dia menjangkau garis tengah ruangan di mana dua bebauan bertemu, dia terbang maju seperti sebelumnya. Kelakuannya tidak berubah sama sekali. Tapi kelakuan lalat di sebelah kiri sangat berbeda. Kapan saja dia mencapai garis tengah, Dia berhenti, dia dengan hati hati mengamati pertemuan dari dua bebauan, seperti dia mencium lingkungannya, dan dia kemudian berbalik. Ini berarti kebijakan yang diterapkan sang Aktor sekarang mengandung perintah untuk menghindari bebauan yang ada di sebelah kanan. Ini berarti sang Kritik telah berbicara dalam binatang itu, dan sang Kritikus pasti ada dalam sel-sel saraf pemproduksi dopamin di lalat sebelah kiri, tapi tidak di antara sel saraf pemproduksi dopamin di sebelah kanan.
Through many such experiments, we were able to narrow down the identity of the Critic to just 12 cells. These 12 cells, as shown here in green, send the output to a brain structure called the "mushroom body," which is shown here in gray. We know from our formal model that the brain structure at the receiving end of the Critic's commentary is the Actor. So this anatomy suggests that the mushroom bodies have something to do with action choice. Based on everything we know about the mushroom bodies, this makes perfect sense. In fact, it makes so much sense that we can construct an electronic toy circuit that simulates the behavior of the fly. In this electronic toy circuit, the mushroom body neurons are symbolized by the vertical bank of blue LEDs in the center of the board. These LED's are wired to sensors that detect the presence of odorous molecules in the air. Each odor activates a different combination of sensors, which in turn activates a different odor detector in the mushroom body. So the pilot in the cockpit of the fly, the Actor, can tell which odor is present simply by looking at which of the blue LEDs lights up.
Melalui banyak percobaan seperti itu, kita dapat memperjelas identitas sang Kritikus hanya pada 12 sel. 12 sel ini, yang berwarna hijau, mereka mengirimkan sinyal ke otak, yang disebut badan jamur, berwarna abu-abu di sini. Kita tahu dalam model resmi kita bahwa struktur otak pada ujung penerima komentar sang Kritikus adalah sang Aktor. Jadi anatomi ini menyarankan bahwa badan jamur memiliki sesuatu yang berhubungan dengan pilihan perbuatan. Berdasarkan semua yang kita tahu tentang badan jamur, ini sangat masuk akal. Sebenarnya, ini sangat masuk akal, kita dapat membangun sirkuit elektronik mainan yang mensimulasikan sifat-sifat lalat. Dalam sirkuit elektronik mainan ini, sel-sel saraf badan jamur dilambangkan oleh jajaran LED biru vertikal di tengah papan. LED ini terhubung ke sensor yang mendeteksi adanya molekul bebauan di udara. Setiap bebauan mengaktifkan kombinasi sensor yang berbeda, yang kemudian mengaktifkan pendeteksi bebauan yang berbeda di badan jamur. Jadi pilot lalat itu, sang Aktor, dapat tahu bebauan apa yang ada hanya dengan melihat LED biru mana yang menyala.
What the Actor does with this information depends on its policy, which is stored in the strengths of the connection, between the odor detectors and the motors that power the fly's evasive actions. If the connection is weak, the motors will stay off and the fly will continue straight on its course. If the connection is strong, the motors will turn on and the fly will initiate a turn. Now consider a situation in which the motors stay off, the fly continues on its path and it suffers some painful consequence such as getting zapped. In a situation like this, we would expect the Critic to speak up and to tell the Actor to change its policy. We have created such a situation, artificially, by turning on the critic with a flash of light. That caused a strengthening of the connections between the currently active odor detector and the motors. So the next time the fly finds itself facing the same odor again, the connection is strong enough to turn on the motors and to trigger an evasive maneuver.
Apa yang sang Aktor lakukan terhadap informasi ini tergantung pada kebijakannya, yang disimpan pada kuatnya hubungan, antara pendeteksi bebauan dan motor yang mendorong aksi menghindarnya lalat. Jika hubungannya lemah, motor itu akan tidak bergerak dan lalat itu akan terus pada jalurnya. Jika hubungannya kuat, motor itu akan hidup dan lalat akan berbalik. Sekarang pertimbangkan situasi di mana motor itu tetap diam, dan lalat terus terbang dalam jalurnya dan dia mengalami pengalaman yang buruk seperti tersengat listrik. Dalam situasi seperti ini kami berharap sang Kritikus akan berbicara kepada sang Aktor untuk mengganti kebijakannya. Kami telah menciptakan situasi buatan seperti itu dengan cara menyalakan Kritikus dengan pancaran cahaya. Itu mengakibatkan penguatan hubungan antara pendeteksi bebauan yang sedang aktif dan motornya. Jadi ketika lalat itu mencium bebauan yang sama lagi, hubungannya cukup kuat untuk menghidupkan motornya dan memicu gerakan menghindar.
I don't know about you, but I find it exhilarating to see how vague psychological notions evaporate and give rise to a physical, mechanistic understanding of the mind, even if it's the mind of the fly. This is one piece of good news. The other piece of good news, for a scientist at least, is that much remains to be discovered. In the experiments I told you about, we have lifted the identity of the Critic, but we still have no idea how the Critic does its job. Come to think of it, knowing when you're wrong without a teacher, or your mother, telling you, is a very hard problem. There are some ideas in computer science and in artificial intelligence as to how this might be done, but we still haven't solved a single example of how intelligent behavior springs from the physical interactions in living matter. I think we'll get there in the not too distant future.
Saya tidak tahu tentang Anda, tapi saya pikir itu sangat menggembirakan melihat betapa pendapat psikologis yang samar hilang dan melahirkan pemahaman tentang otak yang fisik dan mekanis, bahkan jika itu otak lalat. Ini adalah sebuah berita bagus. Berita bagus lainnya, bagi seorang peneliti paling tidak, masih banyak hal yang bisa dijelajahi. Dalam percobaan yang saya bilang, kita telah mengangkat identitas sang Kritik, tapi kita masih tidak tahu bagaimana sang Kritikus bekerja. Tentang hal itu, untuk tahu ketika Anda itu salah, tanpa seorang guru, atau ibu yang memberitahu Anda, adalah masalah yang sangat sulit. Ada beberapa ide di ilmu komputer dan kecerdasan buatan tentang bagaimana ini seharusnya dilakukan, tapi kita belum memecahkan sebuah contoh sederhana tentang bagaimana kelakuan pintar muncul dari interaksi fisik pada benda hidup. Saya pikir kita akan sampai di sana tidak terlalu lama lagi.
Thank you.
Terima kasih.
(Applause)
(Tepuk tangan)