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)
(Musique) Quand vous pensez au cerveau, c'est une chose difficile à comprendre, parce que si je devais vous demander maintenant, comment le cœur fonctionne, vous me diriez instantanément que c'est une pompe. Il pompe le sang. Et si je devais vous demander comment fonctionnent vos poumons, vous diriez qu'ils échanges de l'oxygène contre du dioxyde de carbone. C'est facile. Maintenant, si je devais vous demander comment le cerveau fonctionne, c'est difficile à comprendre parce que vous ne pouvez pas juste regarder un cerveau et comprendre ce que c'est. Ce n'est pas un objet mécanique, ni une pompe, ni un coussin d'air. Si vous le teniez dans la main quand il est mort, c'est juste un morceau de graisse. Et donc pour comprendre comment le cerveau fonctionne, vous devez aller à l'intérieur d'un cerveau vivant. Parce que le cerveau n'est pas mécanique, le cerveau est électrique et chimique. Votre cerveau est fait de 100 milliards de cellules, et ces cellules sont appelées neurones. Ces neurones communiquent entre eux grâce à l'électricité. Nous allons écouter une conversation entre deux cellules, et nous allons écouter ce qu'on appelle un pic. Mais nous n'allons pas enregistrer mon cerveau ou votre cerveau ou celui de votre professeur, nous allons utiliser notre bon ami le cafard. Non seulement parce que je les trouve sympas, mais parce qu'ils ont des cerveaux très semblables aux nôtres. Et donc, si vous en apprenez un peu plus sur le fonctionnement de leur cerveau, nous allons apprendre beaucoup de choses sur le fonctionnement du nôtre. Je vais les mettre dans l'eau glacée ici et puis... (Public : beurk !) ... Oui... Ce qui se passe en ce moment, c'est qu'ils sont anesthésiés, parce qu'ils ont le sang froid, ils prennent la température de l'eau et ils ne peuvent pas la contrôler donc en gros ils sont cools et relax. Ils ne pourront pas sentir quoi que ce soit, et ça peut vous en dire un peu plus sur ce que nous allons faire. Nous allons faire une expérience scientifique pour comprendre le cerveau. Alors... C'est la patte d'un cafard et un cafard a tous ces beaux poils et ces piquants partout. Sous chacun d'entre eux il y a une cellule, cette cellule est un neurone et ce neurone va envoyer des informations sur le vent ou les vibrations. Attraper un cafard, c'est difficile parce qu'ils peuvent vous sentir arriver, il commencent à courir avant que vous ne soyez là. Ces cellules sont envoient toutes ces informations au cerveau à l'aide de ces petits axones avec des messages électroniques là-dedans. Nous allons enregistrer en plantant une épingle ici. Il faut donc enlever la patte d'un cafard-- ne vous inquiétez pas, elles vont repousser -- ensuite, nous allons y planter deux épingles. Une des épingles, ce sont des épingles en métal, capte ce message électronique, et ce message électrique circule.. Nous allons maintenant opérer, j'espère que pouvez le voir. Oui, c'est dégoûtant... Bon... alors là nous allons... Vous pouvez voir sa jambe droite là. Je prends cette patte, je la mets dans cette invention que nous avons faite qui s'appelle le Spikerbox-- et ça remplace beaucoup de matériel coûteux dans un laboratoire de recherche alors vous pouvez ça faire vous-même dans vos collèges, ou dans votre cave, si c'est moi qui le fait -- Donc voilà. (Rires) Vous voyez ça ? Très bien, donc je vais l'activer. Je vais le brancher (Bruit de neurones qui déchargent) Pour moi, c'est le plus beau son du monde. C'est ce que votre cerveau est en train de faire en ce moment. Vous avez 100 milliards de cellules qui font ces bruits qui ressemblent à des gouttes de pluie. Alors, allons-y et regardez à quoi ça ressemble, visionnons-le sur l'écran de l'iPad. J'ai branché mon iPad aussi. N'oubliez pas ce que nous avons dit au sujet de l'axone, que ça ressemble à un pic. Nous allons donc examiner à quoi l'un d'eux ressemble. Nous allons taper ici, pour pouvoir avoir une moyenne. Là nous le voyons. C'est un potentiel d'action. Vous avez 100 milliards de cellules dans votre cerveau qui font ça en ce moment, qui envoient des informations sur ce que vous percevez. Nous avons dit aussi qu'il s'agit d'une cellule qui va prendre des renseignements sur les vibrations dans le vent. Alors que se passe-t-il si nous faisons une expérience ? Nous pouvons en fait souffler dessus et entendre si nous voyons un changement. Vous êtes prêts pour ça ? Si je souffle dessus vous me dites si vous entendez quelque chose. (Bruit de pointes de réaction au vent) Permettez-moi juste de toucher ça avec un petit stylet ici. (Bruit) C'est effectivement le tir neuronal. Il a en fait fallu un certain temps en neurosciences pour comprendre ça. On appelle ça le codage de débit, c'est-à-dire que plus vous appuyez sur quelque chose, plus il y a de pointes, et toutes ces informations montent à votre cerveau. Voilà comment vous percevez les choses. C'est une façon de faire une expérience avec l'électricité. La deuxième possibilité est que votre cerveau reçoit non seulement des impulsions électriques, vous en envoyez également. Voilà comment vous bougez vos muscles. Voyons ce qui se passe si je branche quelque chose d'électrique dans la patte de ce cafard. Je prends deux épingles, je les branche sur le cafard. Je prends l'autre extrémité, je branche sur mon iPod. C'est en fait mon iPhone. Savez-vous comment vos écouteurs fonctionnent dans vos oreilles ? Vous avez une batterie dans votre téléphone, votre iPod. Elle envoie du courant dans ces aimants dans vos écouteurs, qui bougent d'avant en arrière et vous permettent d'entendre des choses. Mais le courant électrique est aussi ce que notre cerveau utilise, nous pouvons donc l'envoyer directement à nos pattes de cafard et si ça fonctionne, nous pouvons voir ce qui se passe quand on joue la musique dans le cafard. Jetons un coup de œil. (Battement de musique) On peut monter le son ? Voilà. (Battements de la musique) (Le public réagit et s'exclame) Donc qu'est-ce qui se passe ? (Battements de musique) Vous voyez ce qui est en mouvement. Ça se bouge avec la basse. Tous ces fichiers audio là-bas. Si vous avez des autoradios qui dépotent, les haut-parleurs de graves sont les plus grands haut-parleurs. Ils ont les ondes les plus longues, et donc ils ont le plus de courant, et le courant est ce qui fait bouger ces choses. Ce n'est donc pas seulement les haut-parleurs qui sont à l'origine de l'électricité. Les microphones aussi génèrent de l'électricité. (Battement) Je vais inviter une autre personne sur la scène ici pour m'aider avec ça. Voilà. (Boite à rythme) C'est la première fois que ça arrive dans l'histoire de l'humanité. Une boite à rythme humaine sur une patte de cafard. Lorsque vous rentrerez, pensez à la neuroscience et comment vous pouvez commencer la neuro-révolution. Merci beaucoup. (Applaudissements)