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.
Esta máquina, que todos tenemos viviendo en nuestros cráneos me recuerda un aforismo de un comentario de Woody Allen preguntar acerca de qué es lo mejor para tener dentro de su cráneo Y es esta máquina. Y está construido para cambiar. Se trata de cambio. Nos confiere la habilidad de hacer cosas mañana que no podemos hacer hoy, hacer cosas hoy que no pudimos hacer ayer y por supuesto nace estúpido.
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.
La última vez que estuve en presencia de un bebé quien resulta ser mi nieta Mitra no es ella fabulosa? (risas) sin embargo, cuando ella salió a pesar del hecho que su cerebro estaba progresando en su desarrollo varios meses antes con base en experiencias en el vientre. Sin embargo, ella tiene habilidades muy limitadas como todos los niños el el momento de un nacimiento normal y natural completo. Si fuéramos a ensayar sus habilidades perceptuales, estarían crudas. No hay una indicación real de que esté ocurriendo algún pensamiento real. De hecho hay poca evidencia de que hay alguna habilidad cognitiva en un niño muy joven. Los niños no responden a muchas cosas. No hay mucha indicación en realidad de que haya una persona allí. (risas) y ellos pueden sólo de una forma muy primitiva, y de forma muy limitada, controlar sus movimientos.
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.
Pasarán varios meses antes de que este niño pueda hacer algo tan simple como alcanzar y agarrar. por control voluntario, un objeto, y llevarlo, usualmente a la boca. Y pasarán varios meses antes de esto, y veremos una progresión estacionaria larga de la evolución, desde los primeros movimientos, hasta rodar, y sentarse, y gatear, pararse, caminar, antes de que lleguemos a ese punto mágico en el que podemos movernos en el mundo. y aún, cuando miramos en el cerebro vemos un avance realmente resaltable. Para esta época el cerebro puede de hecho, almacenar. Ha almacenado, grabado, puede recuperar fácilmente los significados de miles, decenas de miles de objetos, acciones, y sus relaciones en el mundo. Y aquellas relaciones pueden, de hecho, construirse, en cientos de miles, potencialmente millones de maneras. Para esta época el cerebro controla habilidades perceptuales muy refinadas. y en realidad tiene un repertorio creciente de habilidades cognitivas. este cerebro es por mucho una máquina pensante. y para esta época no hay duda en absoluto de que este cerebro, tiene a una persona. Y de hecho, en esta época controla sustancialmente su propio auto desarrollo. Y para esta época vemos una evolución notable en su capacidad de controlar el movimiento.
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)
Ahora el movimiento ha avanzado al punto donde puede controlar en realidad el movimiento simultáneamente, en una secuencia compleja, en formas complejas, como se requiriría por ejemplo para jugar un juego complicado, como el fútbol. Ahora este chico puede rebotar una pelota de fútbol en su cabeza. Y de donde viene este chico, Sao Paulo, Brasil cerca del 40 por ciento de los chicos de su edad tienen esta habilidad. Usted podría ir a la comunidad en Monterrey y tendría problemas para encontrar a un chico que tenga esta habilidad. Y si lo hiciera, probablemente él sería de Sao Paulo. (risas)
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.
Es otra forma de decir que nuestras destrezas y habilidades individuales son moldeadas en gran medida por nuestros ambientes. Este ambiente se extiende dentro de nuestra cultura contemporánea, con la que se reta a nuestro cerebro. Porque lo que hemos hecho en nuestras evoluciones personales está construido a partir de un gran repertorio de destrezas y habilidades específicas que son específicas para nuestras historias individuales. Y de hecho resultan en una maravillosa diferenciación entre la humanidad. En un modo en que, de hecho, no hay dos de nosotros muy similares. Cada uno de nosotros tiene un conjunto diferente de destrezas y habilidades adquiridas que se derivan todas de la plasticidad, la adaptabilidad de esta máquina excepcionalmente adaptable. En un cerebro adulto por supuesto, hemos construido un gran repertorio de destrezas y habilidades dominadas que podemos realizar más o menos automáticamente de memoria, y que nos definen, como criaturas que actúan, se mueven, piensan.
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.
Ahora estudiamos esto, como los científicos de un laboratorio universitario, nerds, que somos, estimulando los cerebros de animales como ratas, o monos, o de esta criatura particularmente curiosa, una de las formas más bizarras de vida en la tierra, para estimularla en el aprendizaje de nuevas destrezas y habilidades. Y tratamos de monitorear los cambios que ocurren mientras adquiere la nueva destreza o habilidad. De hecho hacemos esto en individuos de cualquier edad, en estas especies diferentes. Es decir desde la infancia, después de la infancia hasta la edad adulta y la tercera edad. Así que podríamos estimular una rata, por ejemplo, para que adquiera una nueva destreza o habilidad que involucraría que la rata use su pata para dominar comportamientos particulares de agarre manual así como podríamos examinar a un niño y su habilidad para adquirir las sub-destrezas o el nivel general global de lograr algo como dominar la habilidad de leer. O podría mirar un individuo mayor que ha dominado un conjunto complejo de habilidades que se podrían relacionar con leer notación musical o realizar actos mecánicos de desempeño que aplican al desempeño musical.
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.
A partir de estos estudios definimos dos grandes épocas de la historia plástica del cerebro. La primera gran época es comúnmente llamada el "Período Crítico". y es el período en el que el cerebro está ajustándose en su forma inicial, su maquinaria básica de procesamiento. Éste es en realidad un período de cambio dramático en el que no se necesita aprender, de por sí, para dirigir la diferenciación inicial de la maquinaria del cerebro. Todo lo que necesita por ejemplo en el dominio del sonido, es exposición al sonido. Y el cerebro en realidad está a la merced del ambiente de sonido en el que se cría. Así que por ejemplo puedo criar un animal en un ambiente en el que hay un sonido tonto sin significado. Un repertorio de sonido que me invento. Esto lo hago sólo para exposición, importante artificialmente del animal y su joven cerebro. Y lo que veo es que el cerebro del animal ajusta su procesamiento inicial de ese sonido de modo que está idealizado, dentro de los límites de sus logros de procesamiento para representarlo de una forma organizada y metódica. El sonido no tiene que ser valioso pare el animal. Puedo criar al animal en algo que sea hipotéticamente valioso, como los sonidos que estimulan los sonidos del idioma nativo de un niño. Y veo que el cerebro en verdad desarrolla un procesador que es especializado. especializado para ese arreglo complejo, un repertorio de sonidos. En realidad exagera su separación de representación, en términos de representación neuronal multi-dimensional.
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.
O puedo exponer al animal a un sonido completamente sin sentido y destructivo. Puedo criar un animal bajo condiciones que serían equivalentes a criar a un bebé bajo un ventilador de techo moderadamente ruidoso en presencia de un ruido continuo. Y cuando hago eso en realidad especializo al cerebro para que sea un procesador que domine ese sonido sin sentido. y frustro su habilidad para representar cualquier sonido significativo, en consecuencia. Dichas cosas en la historia temprana de los bebés ocurren en bebés reales. Y explican, por ejemplo, la hermosa evolución de un procesador específico para el lenguaje en cada bebé desarrollándose normalmente. Y también explican el desarrollo del procesamiento defectivo en una población sustancial de niños que están más limitados como consecuencia, en sus habilidades lingüísticas, a una edad mayor.
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.
Ahora en este período temprano de plasticidad el cerebro en verdad cambia fuera de un contexto de aprendizaje. No tengo que estar atendiendo a lo que escucho. La entrada en realidad no tiene que ser significativa. No tengo que estar en un contexto conductual. Esto se requiere para que el cerebro monte su procesamiento de modo que pueda actuar diferencialmente, de modo que pueda actuar selectivamente, de modo que la criatura que lo lleva, que lo carga, pueda empezar a operar en él de forma selectiva. En la próxima gran época de la vida, que aplica para la mayoría de la vida, el cerebro está en efecto refinando su maquinaria mientras domina un amplio repertorio de destrezas y habilidades. Y en esta época, que se extiende desde el final del primer año de vida hasta la muerte. Está en verdad haciendo este sub control conductual. Y es otra forma de decir que el cerebro tiene estrategias que definen el significado de la entrada al cerebro. Y se enfoca en destreza tras destreza, o habilidad tras habilidad, bajo control específico de la atención. Es función de si una meta en el comportamiento se logra o si el individuo se premia en el comportamiento. Esto es en efecto muy poderoso. Esta capacidad de larga vida para la plasticidad, para el cambio cerebral, se expresa poderosamente. Es la base de nuestra diferenciación real, de un individuo de otro. Usted puede ver el cerebro del animal que se estimula en una destreza específica, y puede ver o documentar este cambio en una diversidad de niveles.
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.
Así que aquí tenemos un experimento muy sencillo. En efecto fue realizado hace como cinco años en colaboración con científicos de la Universidad de Provenza en Marsella. Es un experimento muy simple en donde se ha entrenado un mono en una tarea que involucra que manipule una herramienta que es equivalente en dificultad a un niño aprendiendo como manipular o manejar una cuchara. El mono en realidad dominó la tarea en aproximadamente 700 intentos de práctica. Entonces, al principio el mono no pudo desempeñar esta tarea en absoluto. Tuvo una tasa de éxito de aproximadamente uno de ocho intentos. Estos intentos eran elaborados. Cada intento era sustancialmente diferente del otro. Pero el mono gradualmente desarrolló una estrategia. Y después de 700 intentos o algo así el mono la desempeña perfectamente, nunca falla. Tiene éxito en su recuperación de comida con esta herramienta cada vez. En este punto la tarea se está realizando de un modo fantásticamente estereotipado. Muy fantásticamente regulado, y altamente repetido, ensayo por ensayo.
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.
Podemos ver el cerebro del mono. Y vemos que está distorsionado. Podemos monitorear estos cambios, y hemos monitoreado estos cambios. en muchos comportamientos en el tiempo. Y vemos la distorsión reflejada en el mapa de las superficies cutáneas de la mano del mono. Ahora éste es un mapa, en la superficie del cerebro, en el que, en un experimento muy elaborado, hemos reconstruido las respuestas locación tras locación, en una respuesta altamente detallada de las respuestas de sus neuronas. Vemos aquí una reconstrucción de cómo está representada la mano en el cerebro. En realidad hemos distorsionado el map, para el ejercicio. Y esto se ve en el meñique. Tenemos un par de superficies en las yemas de los dedos que son más grandes. Son las superficies que el mono utiliza para manipular la herramienta. Si miramos la selectividad de las respuestas en la corteza del mono, vemos que el mono en efecto ha cambiado las características de filtro que representan entrada desde la piel, de las yemas de los dedos que están comprometidas. En otras palabras todavía hay una representación sencilla, simple, de las yemas de los dedos en esta área cortical de las más organizadas de la superficie de la piel del cuerpo. El mono lo tiene así como usted. Y entonces ahora está representada en un grano sustancialmente más fino. El mono está adquiriendo información más detallada de estas superficies. Y esto es desconocido, insospechado, quizás para usted, parte de adquirir la destreza o habilidad.
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.
Ahora en realidad hemos visto en varias áreas corticales diferentes del mono aprendiendo esta tarea. Y cada una de ellas cambia de formas que son específicas para la destreza o habilidad. Así que por ejemplo podemos ver el área cortical que representa la entrada que está controlando la postura del mono. Vemos las áreas corticales que controlan movimientos específicos, y las secuencias de movimientos que se requieren en el comportamiento, y así sucesivamente. Están todas remodeladas. Se han vuelto especializadas para la tarea a la mano. Hay 15 ó 20 áreas corticales que cambiaron específicamente cuando se aprende una destreza simple como ésta Y eso representa en su cerebro, cambio masivo, realmente. Representa el cambio en una forma confiable de las respuestas de decenas de millones posiblemente cientos de millones de neuronas en su cerebro. Representa cambios de cientos de millones, posiblemente billones de conexiones sinápticas en su cerebro. Esto es construido por el cambio físico. Y el nivel de construcción que se da es masivo. Piense sobre los cambios que pasan en el cerebro de un niño a través del curso de adquirir sus habilidades de comportamiento del movimiento en general. o adquirir sus habilidades lingüísticas nativas. Los cambios son enormes.
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.
Se trata de las representaciones selectivas de las cosas que son importantes para el cerebro. Porque en la mayoría de la vida del cerebro está bajo control del contexto conductual. Es a lo que usted atiende. Es lo que te recompensa. Es lo que el cebrero mismo ve como positivo e importante para usted. Se trata del procesamiento cortical y la especialización del prosencéfalo. Y en esto subyace su especialización. Esta es la razón por la que usted, en muchas destrezas y habilidades es un especialista único. Un especialista que es ampliamente diferente en su cerebro físico en detalle del cerebro de un individuo hace 100 años. Supremamente diferente en los detalles del cerebro de un individuo promedio hace 1000 años. Ahora, una de las características de este proceso de cambio es que la información siempre está relacionada con otras entradas de información que están pasando en el momento inmediato, en contexto. Y esto es porque el cerebro está construyendo representaciones de las cosas que están correlacionadas en pequeños espacios de tiempo y que se relacionan una con la otra en pequeños espacios de tiempo sucesivo. El cerebro está grabando toda la información y llevando todo el cambio en contexto temporal. Ahora, de forma abrumadora, el contexto más poderoso que ha pasado en su cerebro, es usted. Billones de eventos han ocurrido en su historia relacionados en el tiempo con usted como el receptor, o usted como el actor, ustes como el pensador, usted como el ponente. Billones de veces pedacitos de sensación han llegado desde la superficie de su cuerpo que está asociado siempre con usted como el receptor, y que resultan en su realización. Usted está construido, su ser está construido a partir de esos billones de eventos. Está construido. Está creado en su cerebro. y está creado en el cerebro vía cambio físico. Es una cosa construida de forma maravillosa que resulta en una forma individual porque cada uno de nosotros tiene historias infinitamente diferentes. Y experiencias infinitamente diferentes. que nos llevan a nosotros a esta maravillosa diferenciación del ser, de personalidad.
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.
Ahora hemos usado esta investigación para tratar de entender no sólo como se desarrolla una persona normal, y elabora sus destrezas y habilidades, sino tratar de entender también los orígenes de los deterioros, y los orígenes de las diferencias o variaciones que podrían limitar las capacidades de un niño, o un adulto. Voy a hablar acerca de usar estas estrategias para diseñar en realidad una aproximación basada en la plasticidad del cerebro para hacer correcciones en la maquinaria de un niño que incrementan la competencia del niño como receptor y usuario del lenguaje, y a partir de entonces, como lector. Voy a hablar acerca de experimentos que involucran de hecho, usar esta ciencia cerebral. Primero que todo, para entender como contribuye a la pérdida de las funciones con la edad. Luego utilizándolo en una aproximación dirigida vamos a tratar de diferenciar la maquinaria para recuperar las funciones en la tercera edad.
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.
Entonces el primer ejemplo del que voy a hablar se relaciona con niños con deterioro en el aprendizaje. Ahora tenemos una gran cantidad de literatura que demuestra que el problema fundamental que sucede en la mayoría de niños que tienen deterioros tempranos de lenguaje, y que van a luchar para aprender a leer, es que su procesador de lenguaje se crea de forma defectuosa Y la razón que surge en forma defectuosa es porque temprano en la vida del cerebro del bebé el proceso de la máquina es ruidoso. Así de simple. Es un problema señal ruido, ok? y hay muchas cosas que contribuyen a ello. Hay numerosas fallas heredadas que pueden hacer el proceso de la máquina más ruidoso. Ahora podría decir que el problema de ruido también puede ocurrir con base en la información proveída en el mundo, desde los oídos.
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.
Si alguien, alguno de los que son mayores en la audiencia, sabe que cuando era niño entendíamos que un niño que nace con paladar hendido nacía con lo que llamamos retardo mental. Sabemos que iban a ser lentos cognitivamente. Sabíamos que iban a luchar para aprender a desarrollar habilidades lingüísticas normales. Y sabíamos que iban a luchar para aprender a leer. La mayoría de ellos sería falla intelectual y académica. Eso desapareció. Ya no aplica más. Esa debilidad heredada, esa enfermedad heredada se ha evaporado. Ya no oímos más de eso. A dónde se fue? Bueno, un cirujano Holandés entendió hace aproximadamente 35 años, que si simplemente arregla el problema lo suficientemente temprano, cuando el cerebro todavía está en su período plástico inicial de modo que pueda ajustar esta maquinaria apropiadamente, en este tiempo inicial de montaje en el período crítico, no pasa nada de eso. Qué hace uno cuando trabaja sobre el paladar hendido para corregirlo? Lo que hace básicamente es abrir los tubos que drenan fluido desde los oídos medios que han tenido confiablemente llenos. Cada sonido que el niño escucha sin corrección está silenciado. Está degradado. El lenguaje nativo de un niño es tal que no es Inglés. No es japonés. Es Inglés apagado. Es Japonés degradado. Es basura. Y el cerebro se especializa para ello. Crea una representación de lenguaje basura. Y entonces el niño se queda con eso.
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.
Ahora, la basura no ocurre sólo en el oído. también puede ocurrir en el cerebro. El cerebro mismo puede ser ruidoso. Es ruidoso comúnnmente. Hay muchas fallas heredadas que lo pueden hacer más ruidoso. Y el lenguaje nativo para un niño con un cerebro degradado no es Inglés. Es Inglés ruidoso. y eso resulta en representaciones defectuosas de los sonidos de las palabras, anormal, una estrategia diferente por una máquina que tiene constantes espaciales diferentes. Y usted puede mirar en el cerebro de un niño así y grabar esas constantes de tiempo. Son aproximadamente un orden de magnitud mayores. aproximadamente 11 veces mayor en duración en promedio, que las de un niño normal. Las constantes espaciales son aproximadamente tres veces mayores. Ese niño tendrá deficiencias de memoria y cognitivas en este dominio. Por supuesto las tendrá. Porque como receptor de lenguaje, lo está recibiendo y representando. Y como información representa basura. Y van a tener destrezas de lectura pobres. Ya que la lectura depende de la traducción de los sonidos de las palabras a su forma representativa ortográfica o visual. Si usted no tiene una representación cerebral de los sonidos de las palabras entonces la traducción no tiene sentido. Y usted va a tener la neurología anormal respectiva.
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.
Entonces estos niños cada vez más, en evaluación tras evaluación, en sus operaciones en lenguaje, y sus operaciones en lectura documentamos esa neurología anormal. El punto es que se puede entrenar al cerebro fuera de esto. Una forma de pensarlo es que de hecho usted puede redefinir la capacidad de procesamiento de la maquinaria cambiándola. Cambiándola en detalle. Toma aproximadamente 30 horas en promedio. Y hemos logrado eso en aproximadamente 430,000 niños hoy. En realidad aproximadamente 15,000 niños se entrenan mientras hablamos. Y en realidad cuando usted ve el impacto, el impacto es sustancial.
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.
entonces aquí estamos viendo la distribución normal. En lo que estamos más interesados es en esos niños al lado izquierdo de la distribución. Esto es de aproximadamente 3,000 niños. Usted puede ver que la mayoría de los niños del lado izquierdo de la distribución se están moviendo hacia la mitad o la derecha. Esta es una evaluación amplia de sus habilidades lingüísticas. Es como un test de CI para el lenguaje. El impacto en la distribución, si entrenó a cada niño en Estados Unidos, cambiaría la distribución completa a la derecha y reducir la distribución. Esto es sustancialmente un gran impacto.
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.
Piense en un salón de clase de niños en artes del lenguaje. Piense en los niños en el lado lento de la clase. Tenemos el potencial para mover la mayoría de esos niños a la mitad o al lado derecho. Además del entrenamiento lingüístico exacto también arregla la memoria y la cognición la fluidez del habla y la producción del habla, y una destreza importante dependiente del lenguaje que este entrenamiento permite o sea leer. Y a un grado mayor repara el cerebro. Usted puede mirar el cerebro de un niño. en una variedad de tareas que los científicos tienen en Stanford, y MIT, y UCSF, y UCLA, y un grupo de otras instituciones. Y los niños operando en varios comportamientos lingüísticos, o en varios comportamientos de lectura, usted ve en la mayor extensión, para la mayoría de los niños, sus respuestas neuronales, complejamente anormales antes del inicio, normalizadas mediante el entrenamiento.
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.
Ahora, también puede tomar la misma aproximación para tratar problemas en el envejecimiento. En donde otra vez la maquinaria se está deteriorando a partir de maquinaria competente, está yendo al sur. El ruido se incrementa en el cerebro. y aprender modulación y control es deteriorante. Y de hecho usted puede ver el cerebro de un individuo y presenciar un cambio en las constantes temporales y espaciales con las que, por ejemplo, el cerebro representa lenguaje otra vez. Así como el cerebro salió del caos al principio, vuelve al caos al final. Esto resulta en deterioros en la memoria en la cognición, y en la habilidad y agilidad postural. Resulta que usted puede entrenar el cerebro de dicho individuo, o sea una pequeña población de dichos individuos, entrenar equitativamente intensivamente por aproximadamente 30 horas. Ellos son de 80 a 90 años.
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.
Y lo que usted ve son mejoras sustanciales de su memoria inmediata, de su habilidad para recordar cosas después de un retraso, de su habilidad para controlar su atención sus habilidades lingüísticas y habilidades visuales, espaciales. El índice neurofisiológico general de estos individuos entrenados en esta población es aproximadamente dos desviaciones estándar. Esto significa que si usted se sienta al lado izquierdo de la distribución, y estoy viendo sus habilidades neurofisiológicas, la persona promedio se ha movido a la mitad o al lado derecho de la distribución. Significa que la mayoría de la gente que está en riesgo por senilidad, más o menos inmediatamente, está ahora en una posición protegida.
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.
Mis problemas son tratar de rescatar los ciudadanos mayores más completamente, y en mayor número. Porque creo que se puede hacer, es este ruedo a gran escala. lo mismo para los niños. Mi interés principal es cómo elaborar esta ciencia para tratar otras enfermedades. Estoy interesado específicametne en cosas como el autismo, y la parálisis cerebral, estas grandes catástrofes de la niñez. Y en enfermedades de la tercera edad como Parkinson, y en otros deterioros adquiridos como la esquizofrenia
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)
Sus problemas en relación con esta ciencia, son cómo mantener su propia máquina de aprendizaje de alto funcionamiento. y por supuesto, una vida ordenada en la que el aprendizaje es parte continua, es clave. Pero también en su futuro están los aeróbicos cerebrales. Prepárese para ello. Va a ser parte de la vida diaria, no muy lejos en el futuro. Así como los ejercicios físicos es una parte de cada vida bien organizada en el período contemporáneo. La otra forma en la que finalmente consideraremos esta literatura y la ciencia que es importante para usted es considerando cómo lo puede nutrir a usted. Ahora que lo sabe, ahora que la ciencia nos está diciendo que usted está a cargo, que está bajo su control. que su felicidad, su bienestar, sus habilidades, sus capacidades, son capaces de modificación continua, mejora continua, y usted es el agente y parte responsable. Por supuesto mucha gente ignorará esta advertencia. Pasará un largo tiempo antes de que realmente lo entiendan. (risas) Bien, eso es otro problema, y no es mi culpa. (Ok, gracias) (aplausos)