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)
Als je het brein bekijkt, is het moeilijk te begrijpen, want als ik je zou vragen hoe het hart werkt, zou je meteen zeggen dat het een pomp is. Het pompt bloed. Als ik naar je longen zou vragen, zou je zeggen: ze zetten zuurstof om in koolstofdioxide. Makkelijk. Met het brein ligt het moeilijk, want je kan het brein niet gewoon bekijken om het te begrijpen. Het is geen mechanisch object, geen pomp, geen airbag. Als je het in je hand zou houden als het dood was, dan was het een stuk vet. Om de werking van het brein te snappen, moet je een levend brein ingaan. Het brein is niet mechanisch, het is elektrisch en chemisch. Het bestaat uit 100 miljard cellen, zogenaamde neuronen. Die communiceren met elkaar via elektriciteit. Wij gaan een gesprek tussen twee cellen afluisteren. We luisteren naar een 'spike'. Maar we gaan niet mijn brein, het jouwe of dat van je leraar opnemen, we werken met onze goede vriend de kakkerlak. Niet gewoon omdat ik ze cool vind, maar omdat hun brein erg op het onze lijkt. Als je een klein beetje leert over hoe hun brein werkt, leer je veel over hoe ons brein werkt. Ik stop ze even in ijswater. En dan -- Publiek: Bah! Greg Gage: Ja ... Ze worden nu verdoofd. Omdat ze koudbloedig zijn, nemen ze de watertemperatuur aan. Ze kunnen die niet controleren en 'chillaxen' dus. Ze voelen niets, wat iets zegt over wat we gaan doen, een wetenschappelijk experiment om het brein te begrijpen. Dus... Dit is de poot van een kakkerlak. Kakkerlakkenpoten staan vol mooie haartjes en prikkertjes. Onder elk daarvan zit een cel, een neuron, die informatie stuurt over wind of trilling. Kakkerlakken zijn moeilijk te pakken want ze voelen je komen en gaan er vandoor voor je er bent. Deze cellen zippen de informatie door naar het brein, via kleine axonen met elektrische boodschappen. Wij gaan een opname maken door hier een naald in te prikken. We moeten de poot van een kakkerlak uittrekken -- maak je geen zorgen, ze groeien terug -- en we steken daar twee naalden in. Ze zijn van metaal. Een ervan pikt de elektronische boodschap op die voorbij komt. We gaan nu opereren. Even checken of jullie dit zien. Ja, het ziet er niet uit ... Oké, daar gaan we. Je ziet de rechterpoot hier. Ik neem deze poot en leg hem in deze uitvinding van ons, de Spikerbox -- dit vervangt een hoop dure toestellen in een lab. Jullie kunnen dit ook doen op school, of in je kelder, wat mij betreft. (Gelach) Daar zo. Zien jullie dat? Ik ga dit aanzetten. Ik maak contact. (Geruis) Dit vind ik het mooiste geluid dat er is. Dat doet je brein op dit moment. Je hebt 100 miljard cellen die regendruppel-geluidjes maken. Laten we bekijken hoe dat eruit ziet. Laten we het op de iPad bekijken. Die heb ik hier ook op aangesloten. We zeiden al dat de axon er als een 'piek' uitziet. We bekijken dus hoe één ervan eruit ziet, over een seconde. We tikken hier om dit uit te middelen. Daar zie je het. Dat is een actiepotentiaal. Je hebt 100 miljard cellen in je brein die dit nu doen: ze sturen informatie over wat je ziet en hoort. We zeiden dat deze cel informatie zal opnemen over trillingen in de wind. Als we nu eens experimenteerden? We kunnen hierop blazen en horen of er een verandering is. Zijn jullie er klaar voor? Ik blaas, en jullie zeggen me of jullie iets horen. (Geblaas) (Geluid verandert) Ik raak dit even aan met deze pen. (Geluid) Dat was de neurale vuursnelheid. De neurowetenschap heeft er even over gedaan om dit te snappen. Dit heet 'ratio-codering': hoe harder je ergens op drukt, hoe meer pieken je krijgt. Al die informatie gaat naar je brein. Zo ervaar je dingen. Dat is één manier van experimenteren met elektriciteit. De andere manier is dat je brein niet alleen elektrische impulsen ontvangt, je zendt er ook uit. Zo beweeg je je spieren. Laten we kijken wat er gebeurt als ik iets elektrisch inschakel in de poot van de kakkerlak hier. Ik neem twee naalden en steek ze in de kakkerlak. Ik neem het andere eind en steek dat in mijn iPod, eigenlijk mijn iPhone. Weten jullie hoe oortjes werken in je oren? In je telefoon of iPod zit een batterij. Die zendt elektrische stroom naar de magneten in je oortjes die heen en weer trillen, waardoor je dingen kan horen. Maar die stroom is dezelfde als de stroom die ons brein gebruikt. We kunnen die naar onze kakkerlakpoot sturen. Hopelijk werkt dit. We zien wat er gebeurt als we muziek de kakkerlak insturen. Even kijken. (Muziekbeat) Kan dat luider? Daar gaan we. (Publiek reageert en snakt naar adem) GG: Wat gebeurt er dus? Publiek: Wow! (Gelach) Je ziet wat er beweegt. Hij beweegt op de bas. Alle audiofielen in de zaal, als jullie geweldige, dreunende autostereo's hebben, weten jullie dat de basluidsprekers de grootste zijn, de grootste luidsprekers met de grootste golven en het meeste stroom. De stroom doet deze dingen bewegen. Het zijn dus niet alleen de luidsprekers die voor elektriciteit zorgen, maar ook de microfoons. (Beat) Ik ga nog iemand op het podium uitnodigen om me hierbij te helpen. Daar gaan we. (Beatboxing) Dit is de eerste keer dat dit gebeurt in de geschiedenis van de mensheid. Menselijke beatbox op een kakkerlakpoot. Als je terug naar school gaat, denk dan aan neurowetenschappen en hoe jullie de neurorevolutie kunnen ontketenen. Hartelijk dank. Daag. (Applaus)