عندما تفكر في الدماغ، تجده صعب الفهم، لأنني اذا سألتكم الآن، كيف يعمل القلب، ستقولون على الفور أنه مضخة. يضخ الدم. واذا سألتكم ماذا عن الرئة، ستقولون أنها تستبدل الأكسجين مقابل ثاني أكسيد الكربون. إنه سهل. اذا سألتكم كيف يعمل الدماغ، إنه شيء صعب الفهم لأنه لايمكنك فقط النظر إلى الدماغ وفهمه. إنه ليس اداة ميكانيكية، ليس مضخة ولا كيس هوائي، إنه فقط، اذا امسكته بين يديك وهو ميت، إنه مجرد قطعة من الدهون. حتى تفهم كيف يعمل الدماغ، يجب أن تذهب إلى داخل دماغ حي. لأن الدماغ ليس ميكانيكي، الدماغ كهربائي وكيميائي. دماغك مكون من 100 مليار خلية، تسمى الخلايا العصبية. وهذه الخلايا العصبية تتواصل مع بعضها البعض عن طريق الكهرباء. ونحن سنقوم بالتنصت على محادثة بين خليتين، وسنسمع شيئًا يسمى بجهد السفاة. ولكننا لن نقوم بتسجيل دماغي أو دماغك أو دماغ معلمك، سنقوم باستخدام صديقنا الطيب الصرصور. ليس فقط لأنني اعتقد أنهم رائعين، ولكن لأن دماغهم يشبه دماغنا بشكل كبير. لهذا إذا تعلمنا قليلا عن كيفية عمل دماغهم، سنتعلم الكثير عن كيفية عمل دماغنا. سأقوم بوضعهم في ماء مثلج هنا وبعدها -- الجمهور: يع! غريغ غايج: بالفعل ... في الوقت الحالي إنهم يصبحون تحت التخدير. لأنهم من ذوات الدم البارد، يكتسبون حرارة الماء ولا يمكنهم السيطرة على ذلك لهذا إنهم ببساطة "يسترخون،" صحيح؟ لن يتمكنوا من الشعور بأي شيء، والذي من الممكن أن يخبركم عما سنفعله، سنقوم بعمل تجربة علمية لفهم الدماغ. إذًأ ... هذه قدم الصرصور. والصرصور لديه كل هذا الشعرالجميل وأشواك في كل مكان. تحت كل واحدة منها يوجد هناك خلية، وهذه الخلية هي خلية عصبية والتي ستقوم بإرسال معلومات عن الريح أو الذبذبات. إذا سبق وأن حاولت إمساك صرصور، إنه صعب لأنه يستطيع الإحساس بقدومك من قبل أن تقترب حتى، ويبدأ بالجري. هذه الخلايا تنقل المعلومات سريعًا إلى الدماغ باسخدام هذه الألياف العصبية مع رسائل الكترونية بداخلها. سنقوم بالتسجيل عن طريق الصاق دبوس هناك. نحتاج لسحب قدم الصرصور -- لا تقلقوا، ستنمو مجددًأ -- وبعدها سنقوم بوضع دبوسين هناك. هذه دبابيس معدنية. واحدة ستقوم بالتقاط الرسائل الالكترونية، هذه الرسائل الاكترونية ستمر. حسنًا، سنقوم الآن بالعملية الجراحية، لنرى اذا يمكنكم رؤية ذلك. فعلًأ، إنه مقزز ... حسنًا. ها نحن ذا. يمكنكم رؤية قدمه هناك. الآن سأقوم بأخذ هذه القدم، وسأضعها في هذا الإختراع الذي جئنا به يسمى صندوق جهد السفاة وهذا يستبدل الكثير من الأدوات المكلفة في المختبرات، يمكنكم فعل هذا في مدارسكم، أو في قبوكم الخاص اذا كنت مكانكم. (الجمهور: ضحك) حسنًأ. هل يمكنكم رؤية ذلك؟ حسنًا، سأقوم الآن بتشغيله. سأوصله بالكهرباء. (صوت ضبط) بالنسبة لي، هذا أجمل صوت في العالم. هذا مايفعله دماغك في الوقت الحالي. لديك 100 مليار خلية تصدر هذه الأصوات. لنأخذ نظرة على شكلها، لنضعها في شاشة الحاسوب اللوحي. أوصلت الحاسوب اللوحي هنا أيضًا. لقد قلنا أن الألياف العصبية تشبه جهد السفاة. إذًا سنقوم بأخذ نظرة على واحدة منهم خلال ثواني معدودة. سنقوم بالضغط هنا، حتى نستطيع نوعًا ما توسيط هذا الشيء إذًا ها نحن نراها. هذا هو جهد الفعل. لديكم 100 مليار خلية في دماغك تقوم بهذا الآن، إعادة إرسال كل هذه المعلومات عن كل ما تراه وتسمعه. لقد قلنا أيضًا أن هذه خلية ستقوم بأخذ المعلومات عن الإهتزازات في الرياح. حسنًأ ماذا لو فعلنا تجربة؟ يمكننا النفخ عليه وسماع إذا كان هناك صوت. هل أنتم مستعدون؟ إذا نفخت على هذا أخبروني إذا أمكنكم سماع أي شيء. (نفخ) (الصوت يتغير) دعوني ألمسه بهذا القلم. (ضوضاء) هذا كان معدل الحرق العصبي. هذا فعليًا أخذ وقتًا طويلا لفهمه في علم الأعصاب. هذا يسمى معدل الترميز كل ماتضغط بقوة أكثر، يزداد أعداد جهد السفاة، وكل المعلومات تصعد إلى الدماغ. هكذا كيف تدرك الأشياء. إذًا هذه طريقة لعمل تجربة بالكهرباء. الطريقة الأخرى هي أن دماغك لا يأخذ فقط النبضات الكهربائية. أنت أيضًا ترسلها خارجًأ. هكذا تحرك عضلاتك. لنرى ماذا سيحدث إذا أوصلت شيئًا كهربائيًأ إلى قدم الصرصور هنا. سأقوم بأخذ دبوسين، وسأوصلهم بالصرصور. وسأقوم بأخذ النهاية الأخرى، وسأوصلها بالحاسوب اللوحي. في الحقيقة إنه جوال. هل تعلمون كيف تعمل سماعات الأذن؟ لديك بطارية في جوالك، صحيح؟ إنها ترسل تيارات كهربائية إلى المغناطيس في سماعات الأذن التي تهتز ذهابًا وأيابًا وتسمح لك بسماع الصوت. هذا التيار هو نفسه التيار الذي يستعمله دماغنا، إذًا يمكننا إرسال هذا إلى قدم الصرصور ولنأمل إن عمل هذا، يمكننا فعليًا رؤية مايحدث إذا عزفنا موسيقى للصرصور لنأخذ نظرة. (إيقاع موسيقى) هل يمكننا تشغيله؟ ها نحن ذا (صيحات الجمهور) غريغ غايج: إذًا مالذي يحدث؟ الجمهور: مذهل! (ضحك) ترون مالذي يتحرك. إنه يتحرك على الإيقاع. كل عشاق الموسيقى هناك، إذا كان لديكم ستريو سيارة مذهل، هل تعلمون، مكبرات باس الصوتية هي أكبر مكبرات صوتية. والمكبرات الكبيرة لديها موجات طويلة، والتي لديها أقوى تيار، والتيار هو مايجعل هذه الأشياء تتحرك. إذًا ليس فقط المكبرات التي تسبب الكهرباء. الميكرفون أيضًا يسبب الكهرباء. (إيقاع) سأقوم بدعوة شخص آخر إلى المسرح هنا ليساعدني في هذا الشيء. ها نحن ذا. (إيقاع صوتي من الفم) هذه اول مرة يحصل فيها مثل هذا الشيء في تاريخ البشرية. إيقاع بشري إلى قدم صرصور، عندما تعودون إلى مدارسكم، فكرو في علم الأعصاب وكيف يمكنكم بدءالثورة العصبية. شكرًا جزيلًا لكم. إلى اللقاء. (تصفيق)
When you think about the brain, it's difficult to understand, because if I were to ask you right now, how does the heart work, you would instantly tell me it's a pump. It pumps blood. If I were to ask about your lungs, you would say it exchanges oxygen for carbon dioxide. That's easy. If I were to ask you how the brain works, it's hard to understand because you can't just look at a brain and understand what it is. It's not a mechanical object, not a pump, not an airbag. It's just like, if you held it in your hand when it was dead, it's just a piece of fat. To understand how the brain works, you have to go inside a living brain. Because the brain's not mechanical, the brain is electrical and it's chemical. Your brain is made out of 100 billion cells, called neurons. And these neurons communicate with each other with electricity. And we're going to eavesdrop in on a conversation between two cells, and we're going to listen to something called a spike. But we're not going to record my brain or your brain or your teachers' brains, we're going to use our good friend the cockroach. Not just because I think they're cool, but because they have brains very similar to ours. So if you learn a little bit about how their brains work, we're going to learn a lot about how our brains work. I'm going to put them in some ice water here And then -- Audience: Ew! Greg Gabe: Yeah ... Right now they're becoming anesthetized. Because they're cold blooded, they become the temperature of the water and they can't control it so they just basically "chillax," right? They're not going to feel anything, which may tell you a little about what we're going to do, a scientific experiment to understand the brain. So ... This is the leg of a cockroach. And a cockroach has all these beautiful hairs and pricklies all over it. Underneath each one of those is a cell, and this cell's a neuron that is going to send information about wind or vibration. If you ever try to catch a cockroach, it's hard because they can feel you coming before you're even there, they start running. These cells are zipping up this information up to the brain using those little axons with electronic messages in there. We're going to record by sticking a pin right in there. We need to take off the leg of a cockroach -- don't worry, they'll grow back -- then we're going to put two pins in there. These are metal pins. One will pick up this electronic message, this electric message is going by. So, we're now going to do the surgery, let's see if you guys can see this. Yeah, it's gross ... All right. So there we go. You guys can see his leg right there. Now I'm going to take this leg, I'm going to put it in this invention that we came up with called the Spikerbox -- and this replaces lots of expensive equipment in a research lab, so you guys can do this in your own high schools, or in your own basements if it's me. (Audience: Laughter) So, there. Can you guys see that? Alright, so I'm going to go ahead and turn this on. I'm going to plug it in. (Tuning sound) To me, this is the most beautiful sound in the world. This is what your brain is doing right now. You have 100 billion cells making these raindrop-type noises. Let's take a look at what it looks like, let's pull it up on the iPad screen. I plugged my iPad into here as well. So remember we said the axon looks like a spike. So we're going to take a look at what one of them looks like in just a brief second. We're going to tap here, so we can sort of average this guy. So there we see it. That's an action potential. You've got 100 billion cells in your brain doing this right now, sending all this information back about what you're seeing, hearing. We also said this is a cell that's going to be taking up information about vibrations in the wind. So what if we do an experiment? We can actually blow on this and hear if we see a change. Are you guys going to be ready? If I blow on it you tell me if you hear anything. (Blowing) (Sound changes) Let me just touch this with a little pen here. (Noise) That was the neural firing rate. That actually took a while in neuroscience to understand this. This is called rate coding: the harder you press on something, the more spikes there are, and all that information is coming up to your brain. That's how you perceive things. So that's one way of doing an experiment with electricity. The other way is that your brain is not only taking in electrical impulses, you're also sending out. That's how you move your muscles around. Let's see what happens if I've plugged in something that's electric into the cockroach leg here. I'm going to take two pins, I'm going to plug them onto the cockroach. I'm going to take the other end, I'm going to plug in into my iPod. It's my iPhone actually. Do you guys know how your earbuds work in your ears? You have a battery in your phone, or iPod, right? It's sending electrical current into these magnets in your earbuds which shake back and forth and allow you to hear things. But that current's the same currency that our brain uses, so we can send that to our cockroach leg and hopefully if this works, we can actually see what happens when we play music into the cockroach. Let's take a look. (Music beat) Can we turn it up? There we go. (Audience reacts and gasps) GG: So what's happening? Audience: Wow! (Laughter) So you see what's moving. It's moving on the bass. All those audiophiles out there, if you have awesome, kicking car stereos, you know, the bass speakers are the biggest speakers. The biggest speakers have the longest waves, which have the most current, and the current is what's causing these things to move. So it's not just speakers that are causing electricity. Microphones also cause electricity. (Beat) So I'm going to go ahead and invite another person out on the stage here to help me out with this. So there we go. (Beatboxing) This is the first time this has ever happened in the history of mankind. Human beatbox to a cockroach leg. When you guys go back to your high school, think about neuroscience and how you guys can begin the neuro-revolution. Thank you very much. Bye bye. (Applause)