Тази машина, настанена в черепа на всеки от нас, ми припомня за един афоризъм от един коментар на Уди Алън да попиташ кое е най-доброто, което можеш да имаш вътре в черепа си. А това е тази машина. Тя е конструирана за промяна. Всичко в нея е свързано с промяна. Тя ни удостоява със способността да правим утре неща, които не можем да правим днес, да правим днес неща, които не сме можели да правим вчера. И, разбира се, се ражда глупава.
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.
Последния път, когато сте били в присъствието на бебе... това случайно е внучката ми Митра. Не е ли страхотна? (Смях) Но въпреки това, когато се роди, въпреки факта, че всъщност мозъкът й е напредвал в развитието си няколко месеца преди на базата на преживяванията й в утробата. Въпреки това имаше много ограничени способности, както е с всяко пеленаче по времето на нормалния термин при доносено раждане. Ако трябва да изпитваме възприятийните й способности, те биха били недодялани. Няма никаква истинска индикация, че има каквото и да било истинско мислене. Всъщност, почти няма доказателства, че има каквато и да било познавателна способност при едно много малко бебе. Бебетата не откликват на кой знае какво. Наистина, всъщност няма кой знае каква индикация, че на борда има някой. (Смях) Могат да го правят само по много примитивен начин, и по силно ограничен начин да контролират движенията си.
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.
Ще минат няколко месеца, преди това кърмаче да може да прави нещо толкова просто, като да се протяга и да сграбчва под преднамерен контрол един обект и да го взема, обикновено поднасяйки го към устата. А преди това ще минат няколко месеца, и виждаме дълъг, стабилен напредък на еволюцията от първите завъртания към обръщане, сядане, пълзене, изправяне, ходене, преди да стигнем до онзи магичен момент, в който можем да бродим по света. И все пак, когато се вглеждаме напред в мозъка, виждаме наистина забележителен напредък. До тази възраст мозъкът наистина може да съхранява. Той е съхранявал, записвал, бързо може да възстановява значенията на хиляди, десетки хиляди обекти, действия и техните връзки в света. А тези връзки всъщност могат да бъдат конструирани по стотици хиляди, потенциално милиони начини. Към тази възраст мозъкът контролира много изтънчени възприятийни способности. Той всъщност има нарастващ репертоар от познавателни умения. Този мозък до голяма степен е машина за мислене. И към тази възраст абсолютно не стои под въпрос, че при този мозък има някой на борда. Всъщност, на тази възраст той реално контролира собственото си саморазвитие. И към тази възраст виждаме забележителна еволюция в неговата способност да контролира движение.
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.
Движението е напреднало до степен, при която наистина може да контролира движение едновременно, в сложна последователност, по сложни начини, както би се изисквало, например, при участие в сложна игра като футбол. Това момче може да подхвърля футболна топка с главата си. А там, откъдето идва това момче - Сао Пауло, Бразилия, около 40% от момчета на неговата възраст имат тази способност. Можете да отидете в общността в Монтерей и ще ви е трудно да откриете момче, което има тази способност. А ако намерите, вероятно ще е от Сао Пауло. (Смях)
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)
Всичко това е друг начин да се каже, че нашите индивидуални умения и способности до голяма степен се оформят от нашата околна среда. Тази околна среда се простира до нашата съвременна култура, онова, с което е предизвикан нашият мозък. Защото онова, което сме направили в личните си еволюции, е да надграждаме голям репертоар от специфични умения и способности, които са специфични за собствените ни индивидуални истории. Всъщност резултатът от тях е една чудесна диференциация сред човечеството. Тоест, всъщност няма двама от нас, които да си приличат особено. Всеки един от нас има различен набор от придобити умения и способности - всички те се извличат от пластичността, адаптивността на тази наистина забележителна адаптивна машина. В един възрастен мозък, разбира се, сме натрупали голям репертоар от усъвършенствани умения и способности, които можем да изпълняваме повече или по-малко автоматично по памет, и това ни определя като действащи, движещи се, мислещи същества.
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.
Сега проучваме това, като досадни, базирани в университетски лаборатории учени, каквито сме, като ангажираме мозъците на животни като плъхове или маймунки, или на това особено любопитно създание, една от най-странните форми на живот на Земята, ангажираме ги в учене на нови умения и способности. Опитваме се да проследяваме проявяващите се промени с придобиването на новото умение или способност. Всъщност, правим това при индивиди на всяка възраст, от тези различни видове. Тоест, от най-ранно детство, от кърмачета до възрастни и стари. Бихме могли, например, да ангажираме един плъх да придобие ново умение или способност, при което плъхът да използва лапата си, за да усвои определени умения за ръчен захват, точно както бихме могли да преглеждаме едно дете и неговата способност да придобива под-уменията, или общото умение за постигане на нещо като усвояване на способността да чете. Или може да се разглежда един по-възрастен индивид, който е усвоил сложен набор от способности, които може да са свързани с четене на музикален нотопис или изпълнение на механичните действия, свързани с музикално изпълнение.
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.
От тези проучвания дефинирахме две големи епохи на пластичната история на мозъка. Първата голяма епоха обикновено се нарича "Критичният период". Това е периодът, през който мозъкът се развива в първоначалната си форма, основните му обработващи устройства. Това всъщност е период на драматична промяна, при който не е нужно обучение като такова, за да тласка първоначалната диференциация на мозъчните устройства. Всичко, което е нужно, например в звуковата сфера, е излагане на звук. И мозъкът всъщност е оставен на милостта на звуковата среда, в която е отгледан. Например, мога да отгледам едно животно в среда, където има безсмислен тъп звук. Репертоар от звук, който аз измислям. Който правя само чрез излагане, принудително важно за животното и младия му мозък. Онова, което виждам е, че мозъкът на животното настройва първоначалната си обработка на този звук във форма, която е идеализирана, вътре в границите на обработващите си постижения, за да го представя по организиран и подреден начин. Не е нужно звукът да е ценен за животното. Бих могъл да отгледам животното в нещо, което би могло да е хипотетично ценно, като звуците, които симулират звуците на роден език за едно дете. И виждам, че всъщност мозъкът развива процесор, който е специализиран. Специализиран за този сложен ред, един репертоар от звуци. Той всъщност преувеличава разделността на тяхното представяне, в смисъла на многомерно невронно представяне.
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.
Или мога да изложа животното на напълно безсмислен и разрушителен звук. Мога да отгледам едно животно при условия, които биха били еквивалентни на отглеждане на бебе под средно шумен таванен вентилатор, в присъствието на постоянен шум. Когато правя това, всъщност специализирам мозъка като умел процесор за този безсмислен звук. Аз възпрепятствам способността му да представлява какъвто и да било значим звук, като следствие. Такива неща в ранната история на бебетата се проявяват при истински бебета. Те са причина, например, за прекрасната еволюция на един езиково-специфичен процесор при всяко нормално развиващо се бебе. А дали са причина също и за развитие на дефектна обработка при значителна популация от деца, които като последствие са по-ограничени в езиковите си способности на по-голяма възраст.
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.
В този ранен период на пластичност мозъкът всъщност се променя извън обучителен контекст. Не е нужно да обръщам внимание на онова, което чувам. Всъщност не е нужно входната информация да е значима. Не се налага да съм в поведенчески контекст. Това се изисква, за да може мозъкът да настрои обработката си, така че да може да действа диференциално, да може да действа селективно, така че създанието, което го носи, да може да започне да действа с него по селективен начин. През следващата голяма епоха от живота, която се прилага през по-голямата част от живота, мозъкът всъщност усъвършенства устройствата си, докато усвоява широк репертоар от умения и способности. През тази епоха, която се простира от края на първата година от живота до смъртта, той всъщност извършва това под поведенчески контрол. А това е друг начин да се каже, че мозъкът има стратегии, които определят значимостта на входната информация в мозъка. Той се съсредоточава върху умение след умение, или способност след способност, под специфичен контрол с вниманието. Това е функция, от това дали една цел в дадено поведение се постига, или дали индивидът е награждаван в поведението. Това всъщност е много мощно. Продължаващата цял живот способност за пластичност, за мозъчна промяна е мощно изразявана. Това е основата на реалната ни диференциация, между един индивид и друг. Може да се разглежда снизходително мозъкът на животно, който е ангажиран в специфично умение, и можете да станете свидетели или да документирате тази промяна на ред нива.
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.
Ето един много прост експеримент. Той беше проведен преди около пет години в сътрудничество с учени от Университета в Прованс, в Марсилия. Това е един много прост експеримент, при който една маймунка е била обучена в задача, включваща това тя да борави с един инструмент, еквивалентна по трудност на това едно дете да се учи да борави с лъжица. Маймунката всъщност е усвоила задачата след около 700 опита. В началото маймунката изобщо не е могла да изпълни тази задача. Имала е ниво на успех около един при осем опита. Тези опити са били сложни. Всеки опит е бил значително различен от другия. Но маймунката постепенно е развила стратегия. И след около 700 опита маймунката го изпълнява безпогрешно, без провал. Тя успява да вземе храна с този инструмент всеки път. На този етап задачата се изпълнява по прекрасно стереотипен начин. Много красиво регулиран и високоповторяем, опит след опит.
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.
Можем да гледаме снизходително мозъка на маймунката. И виждаме, че той е изкривен. Можем да проследим тези промени, и сме проследявали тези промени при много такива поведения с времето. Тук виждаме изкривяването, отразено в картата на кожните повърхности на ръката на маймунката. Това е карта на повърхността на мозъка, в която, при много сложен експеримент, сме конструирали отклиците локация по локация, във високо детайлизиран отклик, картографиращ отклиците на нейните неврони. Тук виждаме реконструкция на начина, по който ръката е представена в мозъка. Всъщност сме изкривили картата чрез упражнението. И това е показано в розовото. Имаме две повърхности, с големина на върха на пръстите, които са по-големи. Това са повърхностите, които маймунката използва, за да манипулира инструмента. Ако разглеждаме селективността на отклиците в мозъчната кора на маймунката, виждаме, че маймунката всщъност е променила филтърните характеристики, които представляват входната информация от кожата, на върховете на пръстите, които са ангажирани. С други думи, все още има единствено, просто представяне на върховете на пръстите в тази най-организирана от областите на кората на повърхността на кожата на тялото. При маймунката тя е същата, както при вас. И все пак сега тя е представена значително по-фино. Маймунката получава по-подробна информация от тези повърхности. А това е непозната, неподозирана, може би от вас, част от придобиване на умението или способността.
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.
Всъщност разгледахме няколко различни области от кората при маймунката, учеща тази задача. Всяка от тях се променя по начини, специфични за умението или способността. Например, може да разгледаме областта от кората, представляваща входната информация, която контролира позата на маймунката. Гледаме областите на кората, които контролират специфични движения и последователности от движения, които се изискват при поведението, и така нататък. Всички те са премоделирани. Всички стават специализирани за настоящата задача. Има 15 или 20 области от кората, които се променят специфично, когато учите просто умение като това. А това представлява в мозъка ви наистина масивна промяна. То представлява промяната по сигурен начин на отклиците на десетки милиони, вероятно стотици милиони неврони във вашия мозък. То представлява промени на стотици милиони, може би милиарди синаптични връзки във вашия мозък. Това се конструира чрез физическа промяна. А нивото на изграждане, което се случва, е огромно. Помислете за промените, които се проявяват в мозъка на едно дете в курса на придобиване на неговите двигателни поведенчески способности като цяло. Или придобиване на неговите способности по роден език. Промените са огромни.
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.
Всичко това е свързано със селективните представяния на неща, които са важни за мозъка. Защотго при по-голямата част от живота на мозъка това е под контрол на поведенческия контекст. На това обръщаш внимание. Това е възнаграждаващо за теб. Това разглежда самият мозък като позитивно и важно за теб. Свързано е с обработка в кората и предмозъчна специализация. А това лежи в основата на вашата специализация. затова вие, в многото си умения и способности сте уникален специалист. Специалист, различен в огромна степен във физическия ви мозък в подробности от мозъка на един индивид преди 100 години. С огромна разлика в детайлите от мозъка на средностатистическия индивид преди 1000 години. Една от характеристиките на този процес на промяна е, че информацията винаги е свързана с друга входна информация, която се появява непосредствено, в контекст. Това е, защото мозъкът изгражда представяния на неща, които са взаимосвързани в кратки времеви моменти, и те се свързват един с друг в кратки моменти от последващо време. Мозъкът документира цялата информация и движи всяка промяна в темпорален контекст. Непреодолимо, най-мощният контекст, проявяващ се във вашия мозък, сте вие. Милиарди събития са се случили във вашата история, които са свързани във времето с вас самите като получател, или вас самите като деец, вас самите като мислител, вас самите като двигател. Милиарди пъти са влизали малки парченца усещания от повърхността на тялото ви, които винаги са свързани с вас като получателят, и резултат от това е вашето въплъщение. Вие сте изградени, вашата личност е изградена от тези милиарди събития. Тя е изградена. Създадена е в мозъка ви. И е създадена в мозъка чрез физическа промяна. Това е прекрасно конструирано нещо, което води до индивидуална форма, защото всеки един от нас има невероятно различна история. И невероятно различни преживявания, които тласкат към нас тази прекрасна диференциация на личността, или самоличността.
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.
Използвахме този подход, за да се опитаме да разберем не само как се развива една нормална личност и как усъвършенства своите умения и способности, но също и да се опитаме да разберем произходите на уврежданията и произходите на разликите или вариациите, които биха могли да ограничат способностите на едно дете или един възрастен. Ще говоря за употребата на тези стратегии, за проектиране на основан на пластичността на мозъка подход за подтикване на корекции в устройствата на едно дете, който повишава компетентността на детето като получател и потребител на език, и съответно като читател. Ще говоря за експерименти, които всъщност включват употребата на тази мозъчна наука. Първо трябва да разберем как допринася тя за загубата на функция, докато остаряваме. После, чрез използването й с целенасочен подход, ще се опитаме да диференцираме устройствата за възстановяване на функция при старша възраст.
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.
Първият пример, за който ще говоря, е свързан с деца с увреждания, свързани с обучението. Сега имаме голям обем от литература, която демонстрира, че фундаменталният проблем, който се проявява при мнозинството деца, които имат ранни езикови увреждания и които ще се борят, за да се научат да четат, е, че техният езиков процесор е създаден в дефектна форма. А причината да се развие в дефектна форма е, че рано в живота на мозъка на бебето машинният процес е шумен. Толкова е просто. Това е сигнал за шумов проблем. Нали? Има много неща, които допринасят за това. Има множество наследени проблеми, които биха могли да направят машинния процес по-шумен. Бих могъл да кажа, че шумовият проблем може също да се прояви въз основа на предоставената информация в света, през ушите.
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.
Ако някой... онези от вас, които са по-възрастни сред публиката, знаят, че когато бях дете, разбирахме, че едно дете, родено с цепнато небце, е родено с онова, което наричахме умствено изоставане. Знаехме, че те ще бъдат бавни умствено. Знаехме, че ще се борят при ученето, за да развият нормални езикови способности. И знаехме, че ще се борят, за да се научат да четат. Повечето от тях щяха да претърпят провал интелектуално и академично. Това изчезна. Това вече не се прилага. Тази наследена слабост, това наследено условие се изпари. Вече не чуваме за това. Къде е отишло? Е, било е разбрано от един холандски хирург преди около 35 години, че ако проблемът просто се реши достатъчно рано, когато мозъкът е все още в този първоначален пластичен период, така че да може да настрои тези устройства адекватно, в това първоначално време за настройка през критичния период, нищо от това не се случва. Какво се прави като операция за корекция на цепнатото небце? По същество се отварят тръбите, които източват течност от средните уши, които са ги поддържали постоянно пълни. Всеки звук, който детето чува некоригиран, е приглушен. Той е деградиран. В такъв случай родният език на детето не е английски. Не е японски. Той е приглушен английски език. Той е деградирал японски. Той е боклук. И мозъкът се специализира за него. Той създава репрезентация на езиков боклук. И тогава детето е заседнало с него.
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.
Боклукът не се случва само в ухото. Може да се случи също и в мозъка. Самият мозък може да бъде шумен. Той обикновено е шумен. Има много наследени проблеми, които могат да го направят по-шумен. И родният език за дете с такъв мозък е деградиран. Той не е английски. А шумен английски. Резултат от това са дефектни репрезентации от звуци от думи, не нормални, една различна стратегия от машина, която има различни пространствени константи. Може да разгледате мозъка на такова дете и да запишете тези времеви константи. Те са около един порядък величина по-дълги, средно около 11 пъти по-дълги по продължителност, отколкото при едно нормално дете. Пространствените константи са около три пъти по-големи. Такова дете ще има паметни и познавателни дефицити в тази област. Разбира се, че ще е така. Защото като получател на език, те го получават и представят. А в информацията той представлява боклук. И те ще имат лоши четивни умения. Защото четенето зависи от превода на звуци от думи в тази ортографична или визуална форма на представяне. Ако нямате мозъчна репрезентация на звуци от думи, този превод е безсмислен. И ще имате съответна абнормална неврология.
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.
Тогава тези деца все повече, при оценка след оценка, при дейностите им с език и при дейностите им при четене... документираме тази абнормална неврология. Смисълът е, че мозъкът може да се обучи да не прави това. Един начин да се мисли за това е, че всъщност може да се прерафинира обработвателната способност на устройствата, чрез нейната промяна. Чрез промяната й в подробности. Нужни са средно около 30 часа. Постигнали сме това днес при около 430 000 деца. Всъщност, около 15 000 деца са обучавани, докато говорим. И всъщност, когато погледнете ефектите - ефектите са значителни.
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.
Така че разглеждаме нормалното разпространение. Онова, от което най-много се интересуваме, са тези деца от лявата страна на разпределението. Това са от около 3000 деца. Виждате, че повечето от децата от лявата страна на разпределението се придвижват към средата или надясно. Това е една широка оценка на езиковите им способности. Това е като езиков тест за интелигентност. Ефектът в разпределението, ако се обучава всяко дете в Съединените щати, би бил да се премести цялото разпределение надясно и да се стесни разпределението. Това е значително голям ефект.
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.
Представете си една класна стая с деца по езикови изкуства. Помислете за децата от бавната страна на класа. Имаме потенциала да преместим повечето от тези деца към средата или към дясната страна. В добавка към прецизно езиково обучение това също поправя паметта и познавателната способност, гладкостта на речта и произвеждането на говор. Едно важно, зависимо от езика умение се развива от това обучение - тоест, четенето. То до голяма степен поправя мозъка. Мозъкът на едно дете може да се разглежда снизходително. В разнообразни задачи, които имат учените в Станфорд, Масачузетския институт по технологии, Калифорнийския университет - Сан Франциско, Калифорнийския университет - Лос Анжелис, и ред други институции. И деца, действащи в различни езикови поведения или в различни четивни поведения, виждате в най-голяма степен, за най-много деца, как невронният им отклик, сложно абнормален преди старта, се нормализира от обучението.
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.
Същият подход може да се приеме за решаване на проблеми при стареенето. При което съоръженията също се разграждат - от компетентни съоръжения вървят към разпад. Шумът в мозъка се увеличава. Обучителната модулация и контролът се разлагат. Може всъщност да погледнете мозъка на такъв индивид и да станете свидетели на промяна във времевите константи и пространствените константи, с които, например, мозъкът отново представя езика. Точно както мозъкът е произлязъл от хаос в началото, се връща в хаос накрая. Тези резултати на упадък в паметта, познавателната способност, способностите за поза и подвижност. Оказва се, че може да се обучи мозъкът на такъв индивид, това е малка популация от такива индивиди, да се обучава еднакво интензивно за около 30 часа. Това са 80- до 90-годишни.
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.
Онова, което се вижда, са значителни подобрения на непосредствената им памет, на способността им да помнят неща след забавяне, на способността им да контролират вниманието си, езиковите си способности и визуални, пространствени способности. Общият невропсихологически индекс на тези тренирани индивиди в тази популация е около две стандартни отклонения. Това означава, че ако стоите от лявата страна на разпределението и аз разглеждам вашите невропсихологични способности, средностатистическата личност се е придвижила към средата или дясната страна на разпределението. Това означава, че повечето хора, които са в риск от сенилност, повече или по-малко незабавно, сега са в защитена позиция.
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.
Смятам да се опитам да спася по-старите граждани по-пълно и в по-голям брой. Защото мисля, че това може да се извърши на тази арена в огромен мащаб. Същото е и за децата Основният ми интерес е как да се задълбочи тази наука за лечение на други болести. Особено се интересувам от неща като аутизма и церебрална парализа, тези огромни катастрофи от детството. При по-възрастни - състояния като паркинсонизма, а при други - придобити разстройства като шизофрения.
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.
Вашите въпроси, що се отнася до тази наука, са как да поддържате собствената си високофункционална обучителна машина. А, разбира се, един добре подреден живот, от който ученето е постоянна част, е от ключова важност. Но в бъдещето ви също е и мозъчната аеробика. Подгответе се за нея. Тя ще бъде част от всеки живот, в не твърде далечното бъдеще. Точно както физическите упражнения са част от всеки добре организиран живот в съвременния период. Другият начин, по който в крайна сметка ще започнем да мислим за тази литература и науката, която е важна за вас, е при мисълта как да отглеждаш самия себе си. Сега, когато знаете, когато науката ни казва, че вие ръководите, че е под ваш контрол, че вашето щастие, вашето добруване, вашите способности, вашият капацитет подлежат на постоянна промяна, постоянно подобрение, и вие сте отговорният агент и страна. Разбира се, много хора ще игнорират този съвет. Ще мине дълго време, преди наистина да го разберат. (Смях) Това е друг въпрос, и не е по моя вина. Добре. Благодаря. (Аплодисменти)
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)