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)
(Muzika) Smegenis yra gana sudėtinga suvokti, nes jeigu dabar jūsų paklausčiau, kaip veikia širdis, iš karto atsakytumėte, jog tai pompa, kuri pumpuoja kraują. Ir jeigu paklausčiau, kaip veikia jūsų plaučiai, atsakytumėte, kad jie deguonį verčia anglies dioksidu. Tai paprasta. O jeigu jūsų paklausčiau, kaip veikia smegenys, į tai sunku atsakyti, nes neįmanoma tik apžiūrėjus nustatyti, kas tai yra. Tai ne mechaninis objektas, ne pompa, ne oro pagalvė. Jei paimtumėte negyvas smegenis į rankas,tai būtų panašu į riebalus Taigi norėdami suprasti, kaip veikia smegenys, turite tyrinėti gyvus smegenis iš vidaus. Nes smegenys nėra mechaninės, smegenys yra elektrinės ir cheminės. Jūsų smegenys yra sudarytos iš 100 milijardų ląstelių, ir tos ląstelės yra vadinamos neuronais. Ir jie bendrauja vieni su kitais elektros energijos pagalba. Pasiklausysime poros ląstelių pokalbio ir dar kai ko, vadinamo šoktelėjimo. Tačiau nemėginsime to užfiksuoti naudodami mano, ar jūsų, ar jūsų mokytojo smegenis- pasinaudosime savo senais gerais draugais... tarakonais. Ne tik todėl, kad aš manau, kad jos jie yra šaunūs, bet ir todėl, kad jų smegenys labai panašūs į mūsiškius. Taigi, jei ištirtume šiek tiek apie tai, kaip dirba jų smegenys, daug sužinotume daug apie tai, kaip veikia mūsų pačių. Taigi aš juos čia įdėsiu į truputį ledinio vandens... ir tada... (Publika: fe!) ... taip... Taigi kas vyksta dabar? Jie pamažu anestezuojami, ir kadangi yra šaltakraujai, jų temperatūra susivienodina su vandens, ir jie to negali kontroliuoti, taigi paprasčiausiai atsipalaiduoja, tiesa? Jie nieko nejaus. Ir tai gali jau šiek tiek jums numesti užuominų apie tai, ką mes darysime. Vykdysime mokslinį eksperimentą, kad suvoktume, kas yra smegenys. Taigi... Čia yra tarakono koja. Tarakonai ant kojų turi štai tokių visokiausių dailių plaukų ir spygliukų. Po kiekvienu jų yra ląstelė ir štai ląstelės neuronas, kuris siunčia informaciją apie vėją ar vibracijas. Jei kada tektų gaudyti tarakoną, tai nelengva, nes jie gali jus ateinant dar prieš jums čia esant, ir ima bėgti. Taigi šios ląstelės žaibišku greičiu perduoda šią informaciją į smegenis naudodamos šiuos mažutėlius aksonus su elektroniniais signalais juose. Taigi, imsime registruoti įsegdami smeigtuką štai ten. Dėl to mums reikia nutraukti tarakono koją - nesijaudinkite, jos ataugs - ir tuomet ten įkišime du smeigtukus. Vienas iš jų (tai yra metaliniai smeigtukai) gaudys jo elektroninį signalą - šis elektinis signalas keliauja. Taigi, dabar darysime operaciją. Tikiuosi, jog visi galite matyti. Taip, tai bjauru... Gerai... pradedame... Galite matyti jo koją štai čia. Štai paimu šitą koją ir įstatysiu tą mūsų sugalvotą išradimą pavadinta Spikerbox- ir tai pakeičia daug brangios įrangos tyrimų laboratorijoje užtat ir jūs galite tai atlikti savo pačių mokyklose, arba, kaip aš, rūsyje- Tai štai. (Juokas) Matote tai? Kitas žingsnis- dabar įjungsiu. Dabar jį prijungiu (girdisi neuronų poškėjimas) Man tai pats nuostabiausias garsas pasaulyje. Tai, ką jūsų smegenys daro dabar. Jūs turite 100 milijardus ląstelių, kurios kuria šiuos garsus, primenančius lietaus barbenimą. Dabar pažvelkime kaip tai atrodo, iPad ekrane štai prijungtas mano iPad. Taigi atminkite, ką kalbėjome apie aksonus, ir apie tai, kas, kaip minėjau, panašu į šoktelėjimą? Štai mes už akimirkos pamatysime, kaip vienas jų atrodo. Bakstelėsime čia, kad išlygintume... ...na štai. Tai vadinamasis veiksmų potencialas. Jūs turite 100 milijardų ląstelių savo smegenyse, dabar atliekančias tą patį, kurios siunčia informaciją apie tai, ką matote ir girdite. Ir ši ląstelė taip pat turėtų priimti informaciją apie vibracijos ir vėją. O kas, jei išmėgintume tą eksperimentuodami? Galime čia papūsti ir pasiklausyti, ar girdime skirtumą. Ar jūs pasirengę? Kai pūstelsiu, pasakykite man, ar ką nors išgirdote. (Garsas, šoktelėjimai reaguoja į oro srautą) Aš tik priliesiu čia mažyčiu rašikliu. (Triukšmas) Tai yra neuronų poligonas. Iš tiesų gan ilgai užtruko, kol neuromokslas tai išsiaiškino.Tai vadinama norma kodavimu, kuris reiškia, kad kuo stipriau paspausite, tuo daugiau atsiras šoktelėjimų, ir visa ta informacija keliauja į jūsų smegenis. Štai tokiu būdu atsiranda realybės suvokimas. Taigi tai yra vienas būdų eksperimentuoti su elektra. Kitas dalykas yra tai, kad jūsų smegenys ne tik priima, bet ir siunčia elektros impulsus. Ir tokiu būdų galime judinti raumenis, Pažvelkime, kas nutiktų, jei pajungčiau elektrinį daiktą prie tarakono kojos. Paimsiu du smeigtukus ir pajungsiu juos į tarakoną. Kitą pusę sujungsiu su savo iPod'u. Iš tikrųjų tai mano iPhone. Ar žinote, kaip ausyse veikia jūsų ausinių kištukai? Jūsų telefonas ar iPodas naudoja bateriją, tiesa? Jis siunčia elektros srovę į magnetus, esančius jūsų ausinių kištukuose kurie nuo srovės virpa ir to pagalba jūs galite girdėti. Bet toji elektros srovė yra tokia pat, kaip ir toji, kurią naudoja mūsų smegenys, todėl galime ją nukreipti tiesiogiai į mūsų tarakono koją- ir, tikiuosi, jei pavyks- galėsime pamatyti, kas būna, kai leidžiame muziką į tarakono koją. Pažvelkime. (Muzikos ritmas) Ar galime pagarsinti? Štai. (Muzikos ritmas) (Publika reaguoja) Taigi kas vyksta? (Muzikos ritmas) Patys matote, kas juda. Ir juda pagal boso ritmą. Ei jūs, muzikos mylėtojai. Jei turite šaunią, tiesiog fantastišką automobilio stereo aparatūrą, žinote, kad boso kolonėlės būna pačios didžiausios. O didžiausios kolonėlės siunčia ilgiausias garso bangas. Ir ilgiausios garso bangos neša stipriausią srovę, kuri ir šokdina šiuos daiktus. Ir elektrą gamina ne tik garso kolonėles, bet ir mikrofonai. (Ritmas) Dabar aš pakviesiu ant scenos dar vieną žmogų kuris man pagelbės. Pirmyn. (Beatbox) Tai vyksta pirmąkart žmonijos istorijoje: žmogaus beatbox'as tarakono kojai. Kai grįšite į savo mokyklą, pagalvokite apie neuromokslą ir tai, kaip jūs galėtumėte pradėti neuro-revoliuciją. Ačiū labai. iki pasimatymo. (Plojimai)