هذه الآلة، التي تستقر في جمجة كل منا، تذكرني بقول مأثور ملاحظة من وودي ألين لسؤال عن أي أفضل شيء تمتلكه داخل جمجمتك. وهي هذه الآلة. وهي مصممة لتتغير. يتعلّق الأمر كلّه بالتغير. تهبنا غدا القدرة على فعل أشياء لا نستطيع أن نقوم بها اليوم. واليوم أشياء لم نكن قادرين على القيام بها بالأمس. وبالطبع هي تولد جاهلة.
This machine, which we all have residing in our skulls, reminds me of an aphorism, of a comment of Woody Allen to ask about what is the very best thing to have within your skull. And it's this machine. And it's constructed for change. It's all about change. It confers on us the ability to do things tomorrow that we can't do today, things today that we couldn't do yesterday. And of course it's born stupid.
آخر مرة كنت في حضرة طفل -- هذه حفيدتي ميترا. أليست هي رائعة؟ (ضحك) ولكنها مع ذلك حين ولدت بالرغم من أن دماغها أصبح الآن متقدما في تطوره خلال عدة أشهر مضت على أساس تجربتها في الرحم. على الرغم من ذلك كانت قدراتها محدودة جدا، مثل كل الأطفال الرضع في وقت الولادة الطبيعية بعد فترة حمل كاملة. إذا فحصنا قدراتها الحسية، ستكون بدائية. ليس هناك أي إشارة إلى أن هناك أي تقكير حقيقي يجري. في الواقع هناك القليل من الأدلة أن هناك أي قدرة معرفية عند الرضيع الصغير جدا. الرضع لا يستجيبون كثيرا. لا توجد هناك في الواقع دلالة أن هناك شخص على متنه. (ضحك) ويستطيعون بطريقة بدائية فقط، وبطريقة محدودة جدا أن يتحكموا في حركاتهم.
The last time you were in the presence of a baby -- this happens to be my granddaughter, Mitra. Isn't she fabulous? (Laughter) But nonetheless when she popped out despite the fact that her brain had actually been progressing in its development for several months before on the basis of her experiences in the womb -- nonetheless she had very limited abilities, as does every infant at the time of normal, natural full-term birth. If we were to assay her perceptual abilities, they would be crude. There is no real indication that there is any real thinking going on. In fact there is little evidence that there is any cognitive ability in a very young infant. Infants don't respond to much. There is not really much of an indication in fact that there is a person on board. (Laughter) And they can only in a very primitive way, and in a very limited way control their movements.
ستمر عدة أشهر قبل أن يستطيع هذا الرضيع أن يفعل شيئا بسيطا مثل أن يمد (يده) ويمسك شيئا بطريقة إراديّة ويسحبه، عادة إلى الفم. وستمرّ بعض الأشهر وسنرى تقدما مطردا طويلا للتطور من الإهتزازات الأولى، إلى التدحرج، والجلوس، والزحف، الوقوف، المشي، قبل أن نصل إلى تلك النقطة الساحرة والّتي نتمكّن فيها من التنزّه في أرجاء العالم. والآن، عندما نتطلع إلى الدماغ نرى تقدما ملحوظا حقا. في هذا العمر يمكن للدماغ التخزين. لقد قام بتخزين، وتسجيل، بامكانه وبسرعة استرجاع معاني آلاف، عشرات الآلاف من الأشياء، والحركات، والعلاقات التي تربطها في هذا العالم. ويمكن في واقع الأمر بناء تلك العلاقات في مئات الآلاف ، وربّما الملايين من الطرق المحتملة. في هذا العمر يسيطر الدّماغ على قدرات الإدراك الحسي. ولديه ذخيرة من المهارات المعرفية المتنامية. يمثّل الدماغ وإلى حد كبير آلة تفكير. وفي هذا العمر ليس هنالك أدنى شكّ أن هذا الدماغ ، لديه شخص على متنه. في واقع الأمر فإنه في هذا العمر يسيطر تماما على عملية نموّه وفي هذا العمر نلحظ تطوّرا رائعا في قدرته على التحكّم في الحركة.
It would be several months before this infant could do something as simple as reach out and grasp under voluntary control an object and retrieve it, usually to the mouth. And it will be some months beforeward, and we see a long steady progression of the evolution from the first wiggles, to rolling over, and sitting up, and crawling, standing, walking, before we get to that magical point in which we can motate in the world. And yet, when we look forward in the brain we see really remarkable advance. By this age the brain can actually store. It has stored, recorded, can fastly retrieve the meanings of thousands, tens of thousands of objects, actions, and their relationships in the world. And those relationships can in fact be constructed in hundreds of thousands, potentially millions of ways. By this age the brain controls very refined perceptual abilities. And it actually has a growing repertoire of cognitive skills. This brain is very much a thinking machine. And by this age there is absolutely no question that this brain, it has a person on board. And in fact at this age it is substantially controlling its own self-development. And by this age we see a remarkable evolution in its capacity to control movement.
الآن تطوّرت الحركة إلى الدرجة التي يمكنه فيها القيام بعدّة حركات في وقت واحد، في تسلسل معقد، و طُرُقٍ معقّدة كالتي يتطلّبها مثلا ممارسة لعبة معقّدة مثل كرة القدم. بإمكان هذا الطفل ضرب الكرة برأسه مرّات عدّة دون ان تسقط. هذا الطّفل من "ساو باولو"، "برازيل"، يملك زهاء 40 في المئة من الأطفال في سنّه هذه المقدرة. يمكن أن تخرج إلى المجتمع في "مونتيري"، وستجد صعوبة في العثور على طفل بهذه المقدرة. وحتّى إن حصلت عليه سيكون على الأرجح من "ساو باولو" (ضحك)
Now movement has advanced to the point where it can actually control movement simultaneously, in a complex sequence, in complex ways as would be required for example for playing a complicated game, like soccer. Now this boy can bounce a soccer ball on his head. And where this boy comes from, Sao Paulo, Brazil, about 40 percent of boys of his age have this ability. You could go out into the community in Monterey, and you'd have difficulty finding a boy that has this ability. And if you did he'd probably be from Sao Paulo. (Laughter)
كل ذلك طريقة أخرى لقول أن مهاراتنا وقدراتنا الفردية تكون ببيئاتنا مسؤولة إلى حد كبير عن تشكيلها. تلك البيئة تمتد إلى ثقافتنا المعاصرة، وهذا هو التحدي الذي يواجه دماغنا. لأن ما نقوم به أثناء تطوّرنا الشّخصي يمكّننا من بناء مخزون كبير من المهارات والقدرات المعينة والتي هي خاصة بتاريخنا الفردي. وفي الواقع فإنّها تَنْتُجُ في تمايز رائع للبشرية. بمعنى أنه لن تجد بيننا اثنان مساويان لبعضهما البعض. كل واحد منا له مجموعة مختلفة من المهارات والقدرات المكتسبة مشتقة كلّها من المرونة، وقدرة هذا الجهاز الرائع على التكيف. في دماغ الشخص البالغ لدينا بالطبع تراكم لمخزون كبير للمهارات والقدرات المتقنة التي نستطيع القيام بها بشكل أو بآخر تلقائيا من الذاكرة ، وهذا يُعَرِّفُنا ككائنات عاملة، متحركة، مفكرة.
That's all another way of saying that our individual skills and abilities are very much shaped by our environments. That environment extends into our contemporary culture, the thing our brain is challenged with. Because what we've done in our personal evolutions is build up a large repertoire of specific skills and abilities that are specific to our own individual histories. And in fact they result in a wonderful differentiation in humankind, in the way that, in fact, no two of us are quite alike. Every one of us has a different set of acquired skills and abilities that all derive out of the plasticity, the adaptability of this really remarkable adaptive machine. In an adult brain of course we've built up a large repertoire of mastered skills and abilities that we can perform more or less automatically from memory, and that define us as acting, moving, thinking creatures.
نحن الآن بصدد دراسة هذا، كعلماء مختبر الجامعة المجتهدون، عن طريق إشراك عقول حيوانات مثل الفئران، أو القرود، أو هذا المخلوق الغريب خاصة، واحد من أغرب أشكال الحياة على الأرض، لإشراكهم في تعلم مهارات وقدرات جديدة. ونحن نحاول تتابع التغيرات التي تحدث عند اكتساب المهارة أو القدرة الجديدة. في الواقع نحن نجرّب هذا على أفراد من أي عمر، في هذه الأنواع المختلفة. وهذا يعني منذ الطفولة، من الطفولة إلى الكبر وحتّى الهرم. لذلك قد نستعمل فأرا، على سبيل المثال، لاكتساب مهارة أو قدرة جديدة قد تستدعي الفأر أن يستخدم مخلبه ليكون خبيرا في بعض قدرات القبض المحددة مثل ما يمكن لنا أن نلاحظ طفلا وقدرته على اكتساب المهارات الفرعية أو المهارة العامة للنجاح في شيء مثل اكتساب الخبرة للقدرة على القراءة. أو يمكن لك أن تنظر إلى شخص أكبر قد اكتسب الخبرة في تشكيلة معقدة من القدرات التي قد تكون متعلّقة بقراءة نوتة موسيقية أو تنفيذ الحركات الميكانيكية التي تنطبق على الأداء الموسيقي.
Now we study this, as the nerdy, laboratory, university-based scientists that we are, by engaging the brains of animals like rats, or monkeys, or of this particularly curious creature -- one of the more bizarre forms of life on earth -- to engage them in learning new skills and abilities. And we try to track the changes that occur as the new skill or ability is acquired. In fact we do this in individuals of any age, in these different species -- that is to say from infancies, infancy up to adulthood and old age. So we might engage a rat, for example, to acquire a new skill or ability that might involve the rat using its paw to master particular manual grasp behaviors just like we might examine a child and their ability to acquire the sub-skills, or the general overall skill of accomplishing something like mastering the ability to read. Or you might look in an older individual who has mastered a complex set of abilities that might relate to reading musical notation or performing the mechanical acts of performance that apply to musical performance.
حدّدنا بالإستناد إلى هذه الدّراسات حِقْبَتَيْنِ أساسيّتين للتّاريخ المرن للدّماغ. وتسمى الحقبة الكبيرة الأولى عادة "الفترة الحرجة". وهذه هي الفترة التي يكون فيها الدماغ في وضع صيغته الأولية وآليته الأساسية للمعالجة . هذه فترة تغيير جذري الذي لا يقوم فيها بالتعلم ، في حد ذاته ، ليبدأ التفريق الأولي لجهاز الدّماغ. كل ما يتطلبه الأمر على سبيل المثال في مجال الصوت ، هو التعرض للصوت. و يكون العقل تحت رحمة البيئة التي تربى فيها. هكذا على سبيل المثال يمكنني تربية حيوان في بيئة يوجد فيها صوت مبهم لا معنى له. مجموعة من الأصوات أقوم ببثّها. فقط عن طريق عرضها، وهو أمر اصطناعيّ مهمّ للحيوان و لدماغه الصّغير. وما نلاحظه هو أن دماغ الحيوان يقوم بالمعالجة الأولية لهذا الصوت في شكل مثالي وهذا ، في حدود إنجازاته العمليّة ليعرضه بطريقة منظمة ومنتظمة. ليس من الضروري بالنسبة لهذا الحيوان أن تكون للصوت قيمة. ويمكنني أن أطوّر الحيوان في شيء يمكن أن يكون مفيدا من الناحية النظرية ، مثل الأصوات التي تحاكي أصوات اللغة الأم لطفل. وألاحظ أنّ الدماغ يطور معالجا متخصصا. متخصصا في تلك المجموعة المعقدة ، مرجع من الأصوات. انها حاليّا توسّع درجة تمثيلها، بشكل من الخلايا العصبية متعددة الأبعاد .
From these studies we defined two great epochs of the plastic history of the brain. The first great epoch is commonly called the "Critical Period." And that is the period in which the brain is setting up in its initial form its basic processing machinery. This is actually a period of dramatic change in which it doesn't take learning, per se, to drive the initial differentiation of the machinery of the brain. All it takes for example in the sound domain, is exposure to sound. And the brain actually is at the mercy of the sound environment in which it is reared. So for example I can rear an animal in an environment in which there is meaningless dumb sound, a repertoire of sound that I make up, that I make, just by exposure, artificially important to the animal and its young brain. And what I see is that the animal's brain sets up its initial processing of that sound in a form that's idealized, within the limits of its processing achievements to represent it in an organized and orderly way. The sound doesn't have to be valuable to the animal: I could raise the animal in something that could be hypothetically valuable, like the sounds that simulate the sounds of a native language of a child. And I see the brain actually develop a processor that is specialized -- specialized for that complex array, a repertoire of sounds. It actually exaggerates their separateness of representation, in multi-dimensional neuronal representational terms.
أو أستطيع أن أُعَرِّضَ الحيوان لصوت لا معنى له تماما ومدمّر. بإمكاني أن أربي حيوانا تحت ظروف تكون معادلة لتربية طفل تحت مروحة في السقف عالية الصوت نسبيا، في وجود ضجيج مستمر. وعندما أفعل ذلك في الواقع أخصص الدّماغ ليكون محللا بارعا لذلك الصوت الذي لا معنى له. وأحبط قدرته نتيجة لذلك عن تمثيل أي صوت ذا مغزى. أشياء مثل هذه في البداية المبكرة للرضع تحدث مع الرضع الحقيقيون. وتفسر، على سبيل المثال التطور الجميل للمحلل الخاص باللغة في كل رضيع ينمو طبيعيا. وأيضا تفسر خلل في النمو لهذا المحلل في عدد كبير من الأطفال الذين يعانون بالنتيجة قصورا، في قدراتهم اللغوية، في سن أكبر.
Or I can expose the animal to a completely meaningless and destructive sound. I can raise an animal under conditions that would be equivalent to raising a baby under a moderately loud ceiling fan, in the presence of continuous noise. And when I do that I actually specialize the brain to be a master processor for that meaningless sound. And I frustrate its ability to represent any meaningful sound as a consequence. Such things in the early history of babies occur in real babies. And they account for, for example the beautiful evolution of a language-specific processor in every normally developing baby. And so they also account for development of defective processing in a substantial population of children who are more limited, as a consequence, in their language abilities at an older age.
في هذه المرحلة المبكرة للمرونة يتغير الدّماغ خارج سياق التعلم. لست بحاجة لأن أكون منتبها لما أسمع. الصوت ليس بحاجة أن يكون ذات مغزى. لست بحاجة أن أكون في سياق سلوكي. هذا ضروري ليجهز الدّماغ معالجه لكي يستطيع أن يعمل بطريقة تفاضلية، لكي يستطيع أن يعمل بانتقائية، لكي يستطيع الكائن الذي يحمله، أن يبدأ التصرف بطريقة انتقائية. في الحقبة التالية من الحياة، والتي تنطبق على معظم الحياة، يقوم الدّماغ بتنقية آليّته وهو بصدد اتقان جملة واسعة من المهارات والقدرات. وفي هذه الحقبة، التي تمتد من آخر السنة الأولى للحياة إلى الموت. في الواقع يفعل ذلك تحت مبدأ السيطرة السلوكية. وهذه طريقة أخرى لقول أن الدّماغ له استراتيجيات تحدد أهمية الإشارات المتلقاة من الدّماغ. ويركز على مهارة بعد الأخرى، أو قدرة بعد الأخرى، تحت رقابة انتباه محددة. إنها وظيفة ما إذا كان الهدف لسلوك ما قد تحقق أو ما إذا كان الفرد قد كوفئ في هذا السلوك. هذا أمر شديد القوّة. هذه المرونة الممتدّة طوال الحياة ، لتغييرات الدّماغ، هي ظاهرة بقوة. إنها القاعدة لاختلافنا الحقيقي، بين فرد وآخر. باستطاعتك النظر إلى دماغ حيوان منخرط في مهارة محددة، وتستطيع أن تشاهد أو تسجل هذا التغير على طبقات مختلفة.
Now in this early period of plasticity the brain actually changes outside of a learning context. I don't have to be paying attention to what I hear. The input doesn't really have to be meaningful. I don't have to be in a behavioral context. This is required so the brain sets up it's processing so that it can act differentially, so that it can act selectively, so that the creature that wears it, that carries it, can begin to operate on it in a selective way. In the next great epoch of life, which applies for most of life, the brain is actually refining its machinery as it masters a wide repertoire of skills and abilities. And in this epoch, which extends from late in the first year of life to death; it's actually doing this under behavioral control. And that's another way of saying the brain has strategies that define the significance of the input to the brain. And it's focusing on skill after skill, or ability after ability, under specific attentional control. It's a function of whether a goal in a behavior is achieved or whether the individual is rewarded in the behavior. This is actually very powerful. This lifelong capacity for plasticity, for brain change, is powerfully expressed. It is the basis of our real differentiation, one individual from another. You can look down in the brain of an animal that's engaged in a specific skill, and you can witness or document this change on a variety of levels.
هذه تجربة في غاية البساطة. أجريت بالفعل قبل حوالي خمس سنوات بالاشتراك مع علماء من جامعة "بروفانس" في "مرسيليا". إنها تجربة بسيطة جدا حيث تم تدريب قرد في مهمة تتطلب التلاعب بأداة وتتساوى في صعوبتها مع طفل يتعلم أن يتلاعب أو يستعمل ملعقة. القرد أتقن المهمة بالفعل في خلال حوالي 700 محاولة. في البداية لم يستطع القرد أن يقوم بهذه الوظيفة على الإطلاق. كانت نسبة نجاحه حوالي واحدة من كل ثمانية محاولات. وقد أثمرت تلك المحاولات. كل محاولة كانت مختلفة للغاية عن الأخرى. ولكن القرد تمكّن تدريجيا من تطوير استراتيجيّة. وبعد 700 محاولة أو نحو ذلك تمكّن القرد من أن ينجزها بدون أية أخطاء، لم يفشل أبدا. نجح في استرجاع الطعام بهذه الأداة كل مرة. ثم عند هذه النّقطة اتمام المهمّة بطريقة نمطية الجميلة. منظمة بشكل جميل جدا، ومكررة للغاية، محاولة بعد الأخرى.
So here is a very simple experiment. It was actually conducted about five years ago in collaboration with scientists from the University of Provence in Marseilles. It's a very simple experiment where a monkey has been trained in a task that involves it manipulating a tool that's equivalent in its difficulty to a child learning to manipulate or handle a spoon. The monkey actually mastered the task in about 700 practice tries. So in the beginning the monkey could not perform this task at all. It had a success rate of about one in eight tries. Those tries were elaborate. Each attempt was substantially different from the other. But the monkey gradually developed a strategy. And 700 or so tries later the monkey is performing it flawlessly -- never fails. He's successful in his retrieval of food with this tool every time. At this point the task is being performed in a beautifully stereotyped way: very beautifully regulated and highly repeated, trial to trial.
بإمكاننا النظر في دماغ القرد. انّ شكله تغيّر. يمكننا تتبّع هذه التغييرات، ولقد قمنا بتتبّعها مع العديد من السّلوكيات عبر الزّمن. هنا نرى التغيير في الشّكل معكوسا على خريطة ترمز لمساحة جلد يد القرد هذه هي الخريطة، في أسفل دماغ القرد، وقمنا، في تجربة دقيقة جدّا بإعادة بناء الإستجابات منطقة بعد منطقة، في رسم مفصّل للغاية لخرائط الاستجابات لردود خلاياه العصبية. ونحن نرى هنا إعادة بناء لكيفيّة تصوير اليد في الدماغ. لقد قمنا بتغيير شكل الخريطة بفعل التّمارين. وهذا ما نراه باللّون الورديّ. لدينا مساحات أكبر لبعض الأصابع. نلاحظ المساحات الّتي يستعملها القرد للتّعامل مع الآلة. إذا نظرنا إلى الانتقائية في الإستجابات في دماغ القرد، نلاحظ أنّ القرد غيّر خصائص المصفاة التي ترمز للمعلومة المرسلة من الجلد، من الأصابع التي تقوم بالحركة. وبعبارة أخرى لا يزال هناك تمثيل وحيد وبسيط للأصابع في هذه المنطقة الأكثر تنظيما من الدّماغ الّتي ترمز إلى مساحة الجلد للجسم. لدينا نحن نفس ما لدى القرد. ترمز إليه بصورة دقيقة هذه الحبات الصغيرة. يحصل القرد على معلومات أكثر تفصيلا من هذه السطوح. وهذا يمثّل جزءا غير معروف وغير متوقّع، ربما من قِبَلِكَ، من اكتساب مهارة أو مقدرة.
We can look down in the brain of the monkey. And we see that it's distorted. We can track these changes, and have tracked these changes in many such behaviors across time. And here we see the distortion reflected in the map of the skin surfaces of the hand of the monkey. Now this is a map, down in the surface of the brain, in which, in a very elaborate experiment we've reconstructed the responses, location by location, in a highly detailed response mapping of the responses of its neurons. We see here a reconstruction of how the hand is represented in the brain. We've actually distorted the map by the exercise. And that is indicated in the pink. We have a couple fingertip surfaces that are larger. These are the surfaces the monkey is using to manipulate the tool. If we look at the selectivity of responses in the cortex of the monkey, we see that the monkey has actually changed the filter characteristics which represents input from the skin of the fingertips that are engaged. In other words there is still a single, simple representation of the fingertips in this most organized of cortical areas of the surface of the skin of the body. Monkey has like you have. And yet now it's represented in substantially finer grain. The monkey is getting more detailed information from these surfaces. And that is an unknown -- unsuspected, maybe, by you -- part of acquiring the skill or ability.
ولقد بحثنا في العديد من المساحات المختلفة للدّماغ لدى القرد لدى تعلمه هذه المهمة. وكان لكل جزء منه تغييرات محدّدة مرتبطة بالمهارة أو المقدرة. هكذا على سبيل المثال يمكننا أن ننظر إلى منطقة الدّماغ الذي يمثل السيطرة على وضعيّة الجسم لدى القرد. ونحن نتطلّع إلى مناطق الدّماغ التي تتحكم في حركات معينة، وتسلسل الحركات وذلك أمر لازم في السلوك ، وهكذا دواليك. لقد تمّ تشكيلها بالكامل. لقد أصبحت جميعها متخصصة للقيام بهذه المهمة المنوطة باليد. هناك على وجه التحديد 15 أو 20 منطقة دماغيّة تتغيّير عند تعلم مهارة بسيطة مثل هذه. وهذا يمثل تغييرا هائلا بالنّسبة للدّماغ . إنّه يمثل تغييرا بطريقة موثوقة لردود عشرات الملايين، ربما مئات الملايين من الخلايا العصبية في الدماغ. وهو يمثل التغييرات لمئات الملايين ، وربما المليارات للاتصالات العصبيّة في الدّماغ. وقد تمّ البناء هذا عن طريق التغيير المادي. ومستوى البناء الذي يحدث واسع النطاق. فكّروا في التغييرات التي تحدث في دماغ طفل خلال فترة الحصول على قدرات الحركة بشكل عام. أو الحصول على قدرات تعلّم لغتهم الأم. هذه التغييرات واسعة النطاق.
Now actually we've looked in several different cortical areas in the monkey learning this task. And each one of them changes in ways that are specific to the skill or ability. So for example we can look to the cortical area that represents input that's controlling the posture of the monkey. We look in cortical areas that control specific movements, and the sequences of movements that are required in the behavior, and so forth. They are all remodeled. They all become specialized for the task at hand. There are 15 or 20 cortical areas that are changed specifically when you learn a simple skill like this. And that represents in your brain, really massive change. It represents the change in a reliable way of the responses of tens of millions, possibly hundreds of millions of neurons in your brain. It represents changes of hundreds of millions, possibly billions of synaptic connections in your brain. This is constructed by physical change. And the level of construction that occurs is massive. Think about the changes that occur in the brain of a child through the course of acquiring their movement behavior abilities in general. Or acquiring their native language abilities. The changes are massive.
الكل يتعلّق بالتمثيل الانتقائي للأمور التي تعتبر مهمة للدماغ. لأنه في معظم فترات حياة الدماغ يتمّ هذا تحت سيطرة السياق السلوكي. إنّه ما توليه اهتماما أكثر. إّنه ما يكون في منفعتك. إنّه فيما يتعلق بالدماغ ، في حد ذاته ، بأنه إيجابي ومهم بالنسبة لك. يتعلّق الأمر كله حول بمعالجات الدّماغ وتخصص الجزء العلويّ من الدّماغ. وهذا يعزّز تخصصك. لماذا تُمَثّل، بمهاراتك والقدراتك متخصّصا فريدا. متختصّص مختلف إلى حد كبير و تحديدا في الجزء المادي من دماغك مقارنة بدماغ شخص منذ 100 سنة. مختلف بشكل كبير في التفاصيل مقارنة بدماغ من متوسط السنوات الألف الماضية. الآن ، أحد سمات عملية التغييرهذه هو أن المعلومات تكون مرتبطة دائما إلى المعلومات الآتية للدماغ والتي تحدث في وقت قريب، في السياق. وذلك لأن الدماغ يقوم ببناء تمثيل الأشياء التي ترتبط في لحظات قليلة من الزمن والتي تتصل مع بعضها البعض في لحظات قليلة ومتعاقبة من الزمن. يقوم الدماغ بتسجيل جميع المعلومات والتحكم في كامل التغيير في سياق زمني. الآن و بدون منازع فإن أقوى سياق يحدث في الدماغ ، هو أنت. وقعت في ماضيك مليارات الأحداث التي ترتبط بك في الزمن كمتلقي ، أو بك كفاعل، أو بك كمفكر، بك كمحرك. بلايين الأحاسيس الصغيرة أتت من سطح جسمك وترتبط دائما معك كمُتلقي ، والتي تؤدي إلى تجسيدك. أنت في طور البناء، نفسك في طور البناء عن طريق هذه البلايين من الأحداث. إنها في طور التشييد. يتم خلقها في الدماغ. ويتم خلقها في الدماغ عن طريق تغيير مادي. هذا أمر رائع تم تشيده ينتج في شكل فريد لأن كل واحد منا لديه تاريخ مختلف إلى حد كبير. وتجارب مختلفة إلى حد كبير التي تجعل لنا هذا التمييز الرائع في النفس، في الشخصية.
What it's all about is the selective representations of things that are important to the brain. Because in most of the life of the brain this is under control of behavioral context. It's what you pay attention to. It's what's rewarding to you. It's what the brain regards, itself, as positive and important to you. It's all about cortical processing and forebrain specialization. And that underlies your specialization. That is why you, in your many skills and abilities, are a unique specialist: a specialist that's vastly different in your physical brain in detail than the brain of an individual 100 years ago; enormously different in the details from the brain of the average individual 1,000 years ago. Now, one of the characteristics of this change process is that information is always related to other inputs or information that is occurring in immediate time, in context. And that's because the brain is constructing representations of things that are correlated in little moments of time and that relate to one another in little moments of successive time. The brain is recording all information and driving all change in temporal context. Now overwhelmingly the most powerful context that's occurred in your brain is you. Billions of events have occurred in your history that are related in time to yourself as the receiver, or yourself as the actor, yourself as the thinker, yourself as the mover. Billions of times little pieces of sensation have come in from the surface of your body that are always associated with you as the receiver, and that result in the embodiment of you. You are constructed, your self is constructed from these billions of events. It's constructed. It's created in your brain. And it's created in the brain via physical change. This is a marvelously constructed thing that results in individual form because each one of us has vastly different histories, and vastly different experiences, that drive in to us this marvelous differentiation of self, of personhood.
الآن استخدمنا هذا البحث ليس فقط لمحاولة فهم كيف يتمكن شخص عادي من التطور، ويطوروا مهاراتهم وقدراتهم ، ولكن أيضا لمحاولة فهم أصول ضعف ، وجذور الإختلافات أو التغيرات التي قد تحد من قدرات الطفل ، أو الراشد. سأتحدث عن استخدام هذه الاستراتيجيات للقيام بتصميم مقاربة للدماغ مستندة على المرونة تقود إلى تصحيحات في آلية الطفل والتي تزيد من كفاءة الطفل كمستقبل ومستخدم للغة، وبعد ذلك ، كقارئ. سأتحدث عن التجارب التي استدعت استخدام علم الدماغ هذا. بادئ ذي بدء كي نفهم كيف يساهم في فقدان الوظائف مع تقدمنا في العمر. ثم استخدامه في المقاربة المرجوة أين سنقوم بمحاولة تمييز الآلية لاسترداد وظيفة في سن الشيخوخة.
Now we've used this research to try to understand not just how a normal person develops, and elaborates their skills and abilities, but also try to understand the origins of impairment, and the origins of differences or variations that might limit the capacities of a child, or an adult. I'm going to talk about using these strategies to actually design brain plasticity-based approach to drive corrections in the machinery of a child that increases the competence of the child as a language receiver and user and, thereafter, as a reader. And I'm going to talk about experiments that involve actually using this brain science, first of all to understand how it contributes to the loss of function as we age. And then, by using it in a targeted approach we're going to try to differentiate the machinery to recover function in old age.
المثال الأول الذي سأتحدث عنه يتعلق بالأطفال الذين لديهم مشاكل في التعلم. لدينا الآن مجموعة كبيرة من الأوراق العلمية التي تبين أن المشكل الأساسي الذي يحدث لدى غالبية الأطفال الذين لديهم مشاكل مبكرة في اللغة، والتي ستجعلهم يواجهون مشاكل في تعلم القراءة، هو أن معالج اللغة لديهم نمى بشكل سيء. والسبب في أنه نمى بشكل سيء هو أنه مبكرا في حياة دماغ الطفل كانت آلة المعالجة مشوشة. الامر بهذه البساطة. انها مشكلة تشويش . أليس كذلك؟ وهناك الكثير من الأمور التي تساهم في ذلك. وهناك العديد من العيوب الموروثة التي يمكن أن تجعل الآلة المعالجة مشوشة. الآن يمكن أن أقول أن مشكلة التشويش يمكن أن تحدث أيضا على أساس المعلومات المقدمة في العالم ، من خلال الأذنين.
So the first example I'm going to talk about relates to children with learning impairments. We now have a large body of literature that demonstrates that the fundamental problem that occurs in the majority of children that have early language impairments, and that are going to struggle to learn to read, is that their language processor is created in a defective form. And the reason that it rises in a defective form is because early in the baby's brain's life the machine process is noisy. It's that simple. It's a signal-to-noise problem. Okay? And there are a lot of things that contribute to that. There are numerous inherited faults that could make the machine process noisier. Now I might say the noise problem could also occur on the basis of information provided in the world from the ears.
لو أن -- أولئك الكبار في السن في الجمهور يعلمون هذا أنه عندما كنت طفلا فهمنا أن الطفل الذي يولد مع الشق الحلقي يولد مع ما يسمى التخلف العقلي. كنا نعرف أنهم سيكونون بطيئي الإدراك. وكنا نعلم انهم كانوا سيواجهون مشاكل للتعلم في تطوير قدرات لغوية طبيعية. وكنا نعرف ان كانوا سيواجهون مشاكل في تعلم القراءة. وإن معظمهم سيكونون فاشلين فكريا وأكاديميا . لم يعد لذلك وجود. ذلك لم يعد قائما. ذلك الضعف الموروث، تلك الحالة الموروثة قد تبخرت. لم نعد نسمع عن ذلك بعد الآن. أين ذهب كل ذلك؟ حسنا ، تمكن طبيب جراح هولندي من فهم ذلك، منذ حوالي 35 عاما، أنه إذا قمت ببساطة بإصلاح المشكلة في وقت مبكر ، عندما يكون الدماغ لا يزال في هذه الفترة المرنة الأولية يمكن إصلاح هذه الآلة على نحو كاف، في هذه الفترة المرنة الأولية في الفترة الحرجة، لن يحدث شيء من هذا . مالذي تفعله الجراحة لتصحيح شق الحنك؟ في الأساس نقوم بفتح الأنابيب التي تنزل السوائل من الأذن الوسطى ، والتي كانت مرتبطة بشكل صحيح. كل صوت غير صحيح يسمعه الطفل. يتدهور. اللغة الأم للطفل في مثل هذه الحالة ليست الإنجليزية. انها ليست اليابانية. إنها انجليزية مشوشة. انها اليابانية مشوشة. انها حماقة. ويتخصص الدماغ فيه. ويخلق تمثيلا للغة مشوشة. ومن ثم يعلق الطفل في هذا.
If any -- those of you who are older in the audience know that when I was a child we understood that a child born with a cleft palate was born with what we called mental retardation. We knew that they were going to be slow cognitively; we knew they were going to struggle to learn to develop normal language abilities; and we knew that they were going to struggle to learn to read. Most of them would be intellectual and academic failures. That's disappeared. That no longer applies. That inherited weakness, that inherited condition has evaporated. We don't hear about that anymore. Where did it go? Well, it was understood by a Dutch surgeon, about 35 years ago, that if you simply fix the problem early enough, when the brain is still in this initial plastic period so it can set up this machinery adequately, in this initial set up time in the critical period, none of that happens. What are you doing by operating on the cleft palate to correct it? You're basically opening up the tubes that drain fluid from the middle ears, which have had them reliably full. Every sound the child hears uncorrected is muffled. It's degraded. The child's native language is such a case is not English. It's not Japanese. It's muffled English. It's degraded Japanese. It's crap. And the brain specializes for it. It creates a representation of language crap. And then the child is stuck with it.
الآن التشويش لا يحدث فقط في الأذن. يمكن أن يحدث أيضا في الدماغ. يمكن أن يكون الدماغ نفسه مشوشا. انه عادة مشوش. وهناك العديد من العيوب الموروثة التي يمكن أن تجعل منه أكثر تشويشا. وتصبح اللغة الأم للطفل في دماغ مثل هذا متدهورة. انها ليست الانجليزية. انها لغة إنجليزية مشوشة. وهذا يؤدي إلى خلل في تمثيل أصوات الكلمات ، غير طبيعي ، استراتيجية مختلفة، من قبل جهاز يحتوي على مساحات مختلفة ثابتة. ويمكنك أن تبحث في دماغ مثل هذا الطفل ، وتسجل كم تستغرق هذه الثوابت من الوقت. إنها تتكون من حجم أطول، حوالي 11 مرة أطول من حيث المدة في المتوسط ، مما نجده عند الطفل العادي. والثوابت المكانية أكثر بنحو ثلاثة أضعاف. مثل هذا الطفل سيواجه عجزا في الذاكرة والادراك في هذا المجال. وبطبيعة الحال سيواجهون ذلك. لأنه كمستقبلين للغة ، فانهم يستقبلونها ويمثلونها. وفي المعلومات فانهم يمثلون بصورة خاطئة. وسيواجهون ضعفا في مهارات القراءة. لأن القراءة تعتمد على ترجمة أصوات الكلمة إلى شكل هجائي أو بصري للتمثيل. إذا لم يكن لديك تمثيل دماغي لأصوات الكلمة فلن يكون للترجمة معنى. وسيكون لديك تناظر عصبي غير طبيعي.
Now the crap doesn't just happen in the ear. It can also happen in the brain. The brain itself can be noisy. It's commonly noisy. There are many inherited faults that can make it noisier. And the native language for a child with such a brain is degraded. It's not English. It's noisy English. And that results in defective representations of sounds of words -- not normal -- a different strategy, by a machine that has different time constants and different space constants. And you can look in the brain of such a child and record those time constants. They are about an order of magnitude longer, about 11 times longer in duration on average, than in a normal child. Space constants are about three times greater. Such a child will have memory and cognitive deficits in this domain. Of course they will. Because as a receiver of language, they are receiving it and representing it, and in information it's representing crap. And they are going to have poor reading skills. Because reading is dependent upon the translation of word sounds into this orthographic or visual representational form. If you don't have a brain representation of word sounds that translation makes no sense. And you are going to have corresponding abnormal neurology.
ثم هؤلاء الأطفال وعلى نحو متزايد تقييما بعد تقييم ، في عملياتهم في اللغة ، وعملياتهم في القراءة -- نسجل ذلك الإختلال الطبيعي. والنقطة المهمة هي أنه من الممكن تدريب الدماغ خارج هذا. وهناك طريقة للتفكير في هذا هو أنه يمكنك في الواقع إعادة صقل قدرة المعالجة الآلية عن طريق تغييرها. تغيير تفاصيلها. يستغرق هذا الأمر في المتوسط نحو 30 ساعة. ولقد حققنا ذلك حتى اليوم مع حوالي 430.000 طفل. في الواقع يجري تدريب حوالي 15.000 طفلا ونحن نتكلم. وفعلا عندما ننظر الى التأثيرات، فالتأثيرات كبيرة.
Then these children increasingly in evaluation after evaluation, in their operations in language, and their operations in reading -- we document that abnormal neurology. The point is is that you can train the brain out of this. A way to think about this is you can actually re-refine the processing capacity of the machinery by changing it. Changing it in detail. It takes about 30 hours on the average. And we've accomplished that in about 430,000 kids today. Actually, probably about 15,000 children are being trained as we speak. And actually when you look at the impacts, the impacts are substantial.
ونحن نتحدث عن التوزيع العادي. ما نحن مهتمون به أكثر لدى هؤلاء الأطفال هو ما على الجانب الأيسر للتوزيع. يمثّل هؤلاء حوالي 3000 طفل. يمكنك أن ترى أن معظم الأطفال على الجانب الأيسر للتوزيع يتحركون نحو المنتصف أو إلى اليمين. هذا تقدير واسع لقدراتهم اللغوية. إنّه بمثابة اختبار الذكاء الخاصّ باللغة. أثر ذلك في التوزيع ، إذا قمت يتدريب كل طفل سيكون في الولايات المتحدة ، تحوّل كل التوزيع إلى اليمين وجعل التوزيع أضيق. وهذا تأثير كبير جدّا.
So here we're looking at the normal distribution. What we're most interested in is these kids on the left side of the distribution. This is from about 3,000 children. You can see that most of the children on the left side of the distribution are moving into the middle or the right. This is in a broad assessment of their language abilities. This is like an IQ test for language. The impact in the distribution, if you trained every child in the United States, would be to shift the whole distribution to the right and narrow the distribution. This is a substantially large impact.
فَكِّر في فصل دراسي للأطفال في مجال اللغة. فكّر في الأطفال على الجانب البطيء من الفصل. لدينا القدرة على نقل معظم هؤلاء الأطفال إلى المنتصف أو إلى الجانب الأيمن. وبالإضافة إلى أنّه يحسّن التدريب على اللغة فإنه أيضا يقوم بإصلاح الذاكرة والإدراك طلاقة التعبير وإنتاج الكلام ، ويتم بفضل هذا التدريب تفعيل مهارة هامة تعتمد على اللغة -- أي القراءة. وهو يقوم أيضا وإلى حد كبير بإصلاح الدماغ. يمكنك أن تبحث في دماغ الطفل. عن مجموعة متنوعة من المهام التي يملكها العلماء في جامعة ستانفورد ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، وجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس، وعدد من المؤسسات الأخرى. والأطفال الذين يعملون في سلوكيات مختلفة للغة، أو في السلوكيات المختلفة للقراءة، تشاهد عند معظمهم ، بالنسبة لمعظم الأطفال ، أنّ ردودهم العصبية ، التي تكون معقّدة بشكل غير طبيعي قبل أن البدء، تصبح مع التدريب طبيعيّة
Think of a classroom of children in the language arts. Think of the children on the slow side of the class. We have the potential to move most of those children to the middle or to the right side. In addition to accurate language training it also fixes memory and cognition speech fluency and speech production. And an important language dependent skill is enabled by this training -- that is to say reading. And to a large extent it fixes the brain. You can look down in the brain of a child in a variety of tasks that scientists have at Stanford, and MIT, and UCSF, and UCLA, and a number of other institutions. And children operating in various language behaviors, or in various reading behaviors, you see for the most extent, for most children, their neuronal responses, complexly abnormal before you start, are normalized by the training.
الآن يمكنك أيضا أن تتخذ نفس النهج لمعالجة المشاكل في الشيخوخة. حيث تكون الآلة معرّضة مرة أخرى للتدهور الآلات المختصة ، موجودة نحو الجنوب. يزداد التشويش في الدماغ. وتأخذ قدرات التعلم والتّحكّم في التدهور. ويمكنك أن تبحث في أسفل دماغ مثل هذا الشخص وستشهد تغييرا في الثوابت الزّمنيّة والثوابت المكانيّة والتي تسمح ، على سبيل المثال، للدماغ بتمثيل اللغة من جديد. وكما أن الدماغ جاء في البداية من الفوضى، فهو يعود الى هذه الحالة من الفوضى في نهاية المطاف. وهذا يؤدي إلى انخفاض في الذاكرة في الإدراك ، والتحكّم في وضعيّة الجسم وخفة الحركة. وتبين أنّه بالإمكان تدريب دماغ مثل هذا الشخص، لدينا عدد صغير من السكان من هؤلاء الأفراد، يتمّ اخضاعهم لتدريب مكثف على قدم المساواة لنحو 30 ساعة. هذه هي الفئة العمرية من 80 إلى 90 سنة.
Now you can also take the same approach to address problems in aging. Where again the machinery is deteriorating now from competent machinery, it's going south. Noise is increasing in the brain. And learning modulation and control is deteriorating. And you can actually look down on the brain of such an individual and witness a change in the time constants and space constants with which, for example, the brain is representing language again. Just as the brain came out of chaos at the beginning, it's going back into chaos in the end. This results in declines in memory in cognition, and in postural ability and agility. It turns out you can train the brain of such an individual -- this is a small population of such individuals -- train equally intensively for about 30 hours. These are 80- to 90-year-olds.
وما نراه هي تحسينات كبيرة و فورية في قدرة الذاكرة، من قدرتهم على تذكر الأشياء بعد فترة، من قدرتهم على التحكّم في انتباههم قدرات اللغوية والبصرية وقدراتهم المكانيّة. المؤشر العصبيّ العام لهؤلاء الأفراد الذين تدربوا قام بتغييرين اساسيين اثنين وهذا يعني أنه إذا كنت في الجانب الأيسر من التوزيع ، وكنت بصدد التركيز على قدراتك العصبية و النفسية، فإنّ الشخص العادي سيتحرّك نحو الوسط أو الجانب الأيمن من التوزيع. وهذا يعني أن معظم الناس الذين هم في خطر بسبب الشيخوخة ، سواء أكان الخطر اكثر او اقل استعجالا، هم الآن في وضع مَحْمِيّ.
And what you see are substantial improvements of their immediate memory, of their ability to remember things after a delay, of their ability to control their attention, their language abilities and visual-spatial abilities. The overall neuropsychological index of these trained individuals in this population is about two standard deviations. That means that if you sit at the left side of the distribution, and I'm looking at your neuropyschological abilities, the average person has moved to the middle or the right side of the distribution. It means that most people who are at risk for senility, more or less immediately, are now in a protected position.
ما اريده هو محاولة الوصول الى انقاذ المسنين بشكل تام، وبأعداد أكبر. لأنني أعتقد أن هذا أمر ممكن، في هذا المجال على نطاق واسع. والشيء نفسه بالنسبة للأطفال. اهتمامي الرئيسي هو كيفية تطوير هذا العلم لمعالجة أمراض أخرى. أنا مهتم على وجه التحديد بأمراض مثل مرض التّوحّد ، والشلل الدماغي ، هذه الكوارث الكبيرة في مرحلة الطفولة. وفي ظروف كبار السن مثل الباركنسونية، وغيرها من العاهات المكتسبة مثل انفصام الشخصية.
My issues are to try to get to rescuing older citizens more completely and in larger numbers, because I think this can be done in this arena on a vast scale -- and the same for kids. My main interest is how to elaborate this science to address other maladies. I'm specifically interested in things like autism, and cerebral palsy, these great childhood catastrophes. And in older age conditions like Parkinsonism, and in other acquired impairments like schizophrenia.
أما القضايا التي تخصّكم و لها صلة بهذا العِلم ، هو كيفية الحفاظ على أداء آلة التعلم لديك. وبطبيعة الحال ، حياة منظّمة بشكل جيد حيث التعلم هو جزء مستمر منها ، هو مفتاح الحل. ولكن أيضا في مستقبلكم سنجد التمارين الرياضية للدّماغ. استعدّوا لذلك. ستكون جزءا من حياة كلّ شخص ، ليس بعيدا جدا في المستقبل. تماما مثل ممارسة الرياضة البدنية هو جزء من كل حياة منظمة بطريقة جيدة في الفترة المعاصرة. والطريقة الأخرى التي ستوصلنا في نهاية المطاف إلى اعتبار هذا الكلام والعلم الذي هو مهم بالنسبة لك هو بالنظر في كيفية رعاية نفسك. الآن بما أنّك تعرف ، والآن و بما أن العلم أخبرنا أنّك في موقع المسؤولية ، وانها تحت سيطرك ، وأن سعادك وصلاحك، وكفاءاتك وقدراتك ، قادرة على التعديل المستمر ، التحسين المستمر ، وأنت تمثّل الوكيل والطرف المسؤول. وبطبيعة الحال الكثير من الناس يتجاهل هذه النصيحة. وسيمرّ وقت طويل قبل أن يفهموا ذلك. (ضحك) الآن هذا موضوع آخر وليس بخطأي. حسنا. شكرا لكم. (تصفيق)
Your issues as it relates to this science, is how to maintain your own high-functioning learning machine. And of course, a well-ordered life in which learning is a continuous part of it, is key. But also in your future is brain aerobics. Get ready for it. It's going to be a part of every life not too far in the future, just like physical exercise is a part of every well organized life in the contemporary period. The other way that we will ultimately come to consider this literature and the science that is important to you is in a consideration of how to nurture yourself. Now that you know, now that science is telling us that you are in charge, that it's under your control, that your happiness, your well-being, your abilities, your capacities, are capable of continuous modification, continuous improvement, and you're the responsible agent and party. Of course a lot of people will ignore this advice. It will be a long time before they really understand it. (Laughter) Now that's another issue and not my fault. Okay. Thank you. (Applause)