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 temos dentro do crânio, me lembra de um aforismo de Woody Allen que pergunta sobre qual a melhor coisa pra se ter na cabeça É esta máquina É construída para mudar. É totalmente feita para mudar Nos confere a habilidade de fazer coisas amanhã que não podemos fazer hoje e hoje o que não podíamos fazer ontem E é claro que nasce 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.
A última vez que você esteve com um bebê -- Esta é minha neta Mitra Não é fabulosa? (risos) Mas quando ela nasceu apesar do fato de que seu cérebro vinha progredindo em seu desenvolvimento por meses antes, com base nas experinências dentro do útero Apesar disso, ela tinha poucas habilidades assim como qualquer recém-nascido no nascimento após um período de gestação normal. Se nós avaliássemos suas habilidades perceptuais, veríamos que são rudimentares Não há indicação clara de haja algum pensamento acontecendo Na realidade há pouca evidência de que haja qualquer habilidade cognitiva num bebê rescém-nascido Eles não respondem a muita coisa Na verdade não há muita indicação de que de fato haja alguém a bordo (risos) e eles podem controlar seus movimentos apenas de maneira primitiva, muito limitada
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.
São necessários muitos meses antes que esse bebê possa fazer algo simples como se esticar e pegar algo de maneira voluntária e levar geralmente, à boca E mais alguns meses e vemos uma progressão contínua da evolução dos primeiros movimentos Pra se virar, sentar e engatinhar levantar e andar antes de chegarmos neste momento mágico no qual podemos nos mover no mundo Mas quando olhamos pro cérebro Vemos um avanço considerável Nesta idade o cérebro pode realmente armazenar Ele armazena, registra, e pode facilmente evocar o significado de milhares dezenas de milhares de objetos ações e suas relações no mundo E estas relações podem ser construídas de centenas de milhares, potencialmente milhões de maneiras Nesta idade o cérebro controla habilidades perceptuais refinadíssimas E tem de fato um repertório crescente de habilidades cognitivas O cérebro é uma máquina de pensar E a esta idade não há dúvidas de que neste cérebro há alguém a bordo E na verdade nesta idade está substancialmente controlando seu próprio desenvolvimento E nesta idade vemos uma evolução marcante na capacidade de controlar movimento
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)
O movimento avançou a tal ponto que é possível realizar sequências simultâneas, de maneiras complexas como é necessário para, por exemplo jogar algo complicado como futebol Este garoto pode manter a bola na cabeça E de onde ele vem, São Paulo, Brasil, cerca de 40% dos garotos desta idade conseguem fazer isso Você poderia ir nas comunidades de Monterey, e você teria dificuldades de encontrar um garoto que faça isso E se você encontrar, provavelmente ele é de São Paulo (risos)
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.
Isto é outra maneira de dizer que nossas capacidades e habilidades são na maior parte moldadas pelo ambiente O ambiente também inclúi nossa cultura contemporânea que desafia nosso cérebro Porque o que fizemos em nossa evolução pessoal é construir um largo repertório de habilidades específicas que são particulares de nossas histórias individuais E de fato resultam numa maravilhosa diferenciação do ser humano De modo que não há dois de nós que sejam iguais Cada um de nós tem uma série diferente de capacidades e habilidades adquiridas que derivam da plasticidade, a adaptabilidade dessa máquina realmente adaptativa No cérebro adulto, é claro que construímos um largo repertório de habilidades e destrezas aperfeiçoadas que podemos desempenhar mais ou menos automaticamente de memória e isso nos define como criaturas agentes, pensantes e em movimento
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.
É isto que estudamos Sendo cientistas nerds de laboratórios universitários examinando o cérebro de animais como ratos ou macacos ou desta criatura particularmente curiosa uma das mais bizarras formas de vida na Terra para ajudá-los a aprender novas capacidades e habilidades E tentamos rastrear as mudanças que ocorrem conforme a nova habilidade é desempenhada Na verdade fazemos isso em indivíduos de qualquer idade, em todas estas espécies diferentes Isto é, da infância até o adulto e a velhice Então poderíamos pegar um rato, por exemplo para aprender uma nova habilidade que poderia envolver o uso da pata para dominar certa tarefa particular de pegar algo Assim como poderíamos examinar uma criança e sua capacidade de adquirir certas destrezas ou a habilidade mais geral de conseguir realizar algo como a leitura Ou pode-se observar um indivíduo mais velho que dominou um conjunto completo de habilidades relacionadas a ler partituras musicais ou desempenhar os atos mecânicos que se aplicam ao desempenho 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.
Destes estudos definimos duas grandes épocas da história plástica do cérebro A primeira época é comumente chamada de "Período Crítico" E é o período no qual o cérebro está definindo sua forma inicial, sua maquinaria básica de processamento É na verdade um período de mudanças radicais no qual não se requer o aprendizado, per se, para direcionar a diferenciação inicial da maquinaria do cérebro Tudo que se necessita, por exemplo na audição, é exposição ao som E o cérebro está na verdade à mercê do ambiente sonoro no qual se desenvolve Então posso criar um animal em um ambiente no qual há ruído sem significado Um repertório sonoro que eu inventei Que faço apenas por exposição, de maneira artificialmente importante para aquele animal e seu cérebro juvenil E o que vejo é que o cérebro desse animal organiza o processamento inicial daquele som de maneira idealizada, dentro dos limites de sua capacidade de processamento para representá-lo de maneira organizada O som não precisa ser significativo pro animal Poderia criar o animal com algo hipoteticamente valioso como sons que simulam os sons da língua nativa de uma criança E vemos que o cérebro desenvolve um processamento especializado para aquele padrão complexo, um repertório de sons Na verdade há um exagero na separação da representação em termos neurais multi-dimensionais
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.
Ou posso expor o animal a um som completamente sem significado e destrutivo Posso criar o animal sob certas condições que seriam equivalentes a criar um bebê sob um ventilador de teto moderadamente barulhento na presença contínua de barulho E quando faço isso, na verdade o cérebro se especializa em ser um mega processador daquele som sem sentido E então frustrei sua habilidade de representar sons significativos, como consequência Tais coisas realmente ocorrem na história incial de bebês E podem explicar, por exemplo, a linda evolução do processamento específico de uma língua que ocorre normalmente nos bebês E isto também mostra o desenvolvimento de processamento deficiente em uma parcela substancial de crianças que, por consequência, são mais limitadas em suas habilidades linguísticas na vida adulta
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.
Mas nesse período inicial da plasticidade o cérebro na verdade muda independente de um contexto de aprendizagem Não preciso prestar atenção ao que escuto As informações que chegam não precisam ser relevantes Não preciso estar num contexto comportamental Isto é necessário para que o cérebro defina seu processamento para poder agir diferencialmente, para poder ser seletivo para que a criatura que o usa, que o carrega, possa começar a operar de maneira seletiva Na próxima grande época da vida, que é a maioria da vida O cérebro está na verdade redefinindo a maquinaria enquanto domina um vasto repertório de habilidades e destrezas E nesta época que se estende do final do primeiro ano até a morte Está na verdade fazendo isso sob controle comportamental Isto é, o cérebro tem estratégias que definem o quão significativo é um estímulo que chega a ele E está focado, habilidade após habilidade, destreza após destreza, sob controle atencional específico É uma função que depende de um objetivo em um comportamento ser atingido ou se o indivíduo é recompensado no comportamento Isto é na verdade muito poderoso Esta capacidade de plasticidade por toda a vida, para mudar o cérebro é expressa poderosamente É a base de nossa real diferenciação de um indivíduo para outro Você pode olhar no cérebro de um animal que está envolvido em uma tarefa específica e testemunhar ou documentar esta mudança em vários níveis
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.
Então este é um experimento muito simples Foi na verdade feito há 5 anos em colaboração com cientistas da Universidade de Provence em Marseilles Um experimento muito simples no qual um macaco foi treinado em uma tarefa que envolve manipular uma ferramenta que é quivalente em dificuldade a uma criança aprendendo a manipular uma colher O macaco realmente domina a tarefa em mais ou menos 700 tentativas Então no começo o macaco não podia fazer isto de maneira alguma Acertava uma a cada oito tentativas, mais ou menos Eram tentativas elaboradas Cada uma diferente da outra Mas o macaco gradualmente desenvolveu uma estratégia E cerca de 700 tentativas depois o desempenho do macaco é infalível, nunca erra Ele consegue pegar comida com essa ferramenta todas as vezes Neste ponto a tarefa é desempenhada de maneira incrivelmente estereotipada Regulada de maneira linda, e repetidamente, tentativa após tentativa
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 olhar pro cérebro do animal E vemos que está distorcido Podemos rastrear essas mudanças, e o fizemos em muitos comportamentos ao longo do tempo E é assim que vemos esta distroção representada no mapa da pele da mão do macaco Este é um mapa, mais abaixo da superfície do cérebro, no qual, em um experimento muito elaborado, reconstruímos as respostas localização por localização num mapeamento detalhado das respostas dos neurônios Aqui vemos uma reconstrução de como a mão é representada no cérebro Na verdade distorcemos o mapa, pelo exercício E isto está indicado em rosa. Temos um par de superfícies das pontas dos dedos que é maior São justamente esses que o macaco usou para manipular a ferramenta Se olharmos para a seletividade de respostas no córtex do macaco vemos que o macaco na verdade mudou as características de filtragem que representam os estímulos vindos da pele das pontas dos dedos que estão envolvidos na tarefa Em outras palavras, ainda há uma única representação, muito organizada, da superfície da pele das pontas dos dedos nestas áreas corticais Nós temos igual ao macaco Mas agora está representado de maneira mais fina O macaco está recebendo mais informação detalhada destas superfícies E isto é desconhecido, sequer suspeitado, talvez por você, como parte da aquisição desta habilidade
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.
Na verdade olhamos em várias áreas corticais diferentes enquanto o macaco aprendia a tarefa e para cada uma ocorrem mudanças específicas para aquela habilidade Então podemos olhar para a área cortical que representa estímulos que controlam a postura do macaco Olhamos para áreas específicas que controlam movimentos e as sequências de movimentos que são necessárias ao comportamento, e por aí vai. São todas remodeladas. Todas se tornam especializadas para a tarefa em questão Há 15 ou 20 áreas que mudam especificamente quando você aprende algo simples como isso E isto representa para o seu cérebro mudanças maciças Representa a mudança de maneira confiável através da mudança de dezenas de milhões possivelmente centenas de milhões de neurônios no cérebro Representa mudanças de centenas de milhões, talvez bilhões de conexões sinápticas no seu cérebro Isto é construído por mudanças físicas E o nível de construção que ocorre é maciço Pense sobre as mudanças que ocorrem no cérebro de uma criança através de sua aprendizagem de sequências de movimentos genéricos Ou adquirindo habilidades de suas línguas nativas As mudanças são 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.
É tudo sobre representações seletivas de coisas que são importantes para o cérebro Porque na maior parte da vida do cérebro isto está sobre controle do contexto comportamental É o que você presta atenção É isto que é recompensador para você É o que o cérebro interpreta como positivo e importante pra você Está tudo no processamento cortical e na especialização do prosencéfalo É isto que está por trás da sua especialização É por isto que você, nas suas muitas habilidades e destrezas é um especialista único Um especialista que é vastamente diferente nos detalhes físicos do seu cérebro do cérebro de um indivíduo 100 anos atrás Enormemente diferente nos detalhes do cérebro de um indivíduo médio a 1000 anos atrás Agora, uma das características deste processo de mudança é que a informação está sempre relacionada a outros estímulos que estão ocorrendo ao mesmo tempo, no mesmo contexto E isto porque o cérebro está construindo representações de coisas que estão correlacionadas em pequenos momentos no tempo e que se relacionam em pequenos momentos de tempo sucessivo O cérebro está registrando toda informação e dirigindo toda a mudança num contexto temporal O contexto absolutamente mais poderoso que já ocorreu no seu cérebro, é você Bilhões de eventos ocorreram na sua história que estão relacionados no tempo a você mesmo como recebedor ou você como o ator, como o pensador você que se move Bilhões de vezes pequenas sensações chegam da superfície do seu corpo que estão sempre associadas a você como o recebedor e isto resulta na sua incorporação. Você é construído destes bilhões de eventos É construído, criado no cérebro E é criado no cérebro por mudanças físicas É uma coisa maravilhosamente bem construída que resulta em formas individuais porque cada um de nós tem histórias muito diferentes E experiências variadas que impulsionam esta incrível diferenciação do ser, da personalidade
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.
Então usamos esta pesquisa não apenas para tentar entender como uma pessoa normal se desenvolve e elabora suas habilidades e destrezas mas também para entender as origens da deficiência, e as origens das diferenças e variações que podem limitar as capacidades de uma criança ou adulto Vou falar sobre o uso destas estratégias para na verdade projetar abordagens baseadas na plasticidade cerebral, para corrigir a maquinaria de uma criança incrementando a competência da criança como usuário da linguagem e portanto, como leitor. E vou falar de experimentos que envolvem a ciência do cérebro de verdade Em primeiro lugar, para entender como isso contribui para a perda de função durante o envelhecimento Depois usando uma abordagem dirigida vamos tentar diferenciar a maquinaria para restaurar funções na velhice
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.
Então o primeiro exemplo que vou mostrar se relaciona com crianças com deficiências de aprendizagem Agora temos muitas evidências na literatura que demonstram que o problema fundamental que ocorre na maioria das crianças que têm deficiencias de linguagem logo ao início e que vão sofrer para aprender a ler é que o processador de linguagem foi criado de maneira defeituosa E a razão para isso é que no início da vida desse bebê o processo é ruidoso É simples assim É um problema de proporção do sinal para o ruído, OK? E há muitas coisas que contribuem para isso Há muitas deficiências herdadas que poderiam fazer o processo ruidoso Mas eu poderia dizer também que o processo ruidoso ocorre com base na informação fornecida pelo mundo, pelos ouvidos
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.
Se -- aqueles mais velhos na platéia sabem que quando eu era criança nós pensávamos que bebês nascidos com lábio leporino eram diagnosticadas com retardo mental. Nós sabíamos que eles seriam cognitivamente lentos Sabíamos que eles teriam dificuldades para desenvolver as habilidades linguísticas normais E sabíamos que eles teriam dificuldades para aprender a ler A maioria fracassaria na vida intelectual e acadêmica Isso desapareceu. Não existe mais esta fraqueza herdada, esta condição hereditária evaporou. Não ouvimos mais falar disto. O que aconteceu? Bem, foi um cirurgião Holandês que entendeu, há 35 anos, que se você consertar o problema suficientemente cedo quando o cérebro ainda está no período inicial de plasticidade podendo adequar sua maquinaria apropriadamente durante este período inicial de plasticidade, nada daquilo acontece O que você está modificando ao operar o lábio leporino para corrigí-lo? Basicamente você está abrindo os tubos que drenam flúido do ouvido médio que estavam completamente cheios Todos os sons que a criança ouve estão abafados Estão degradados Neste caso a língua materna da criança não é Inglês Nem japonês É inglês abafado, japonês degradado É lixo E o cérebro se especializa para isto Cria uma representação de línguagem lixo E a criança emperra nisto
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.
Portanto o lixo não ocorre somente no ouvido também ocorre no cérebro O cérebro pode ser ruidoso. É comum ser ruidoso Há muitos problemas hereditários que podem torná-lo ruidoso E a língua materna para uma criança com um cérebro assim está degradada Não é inglês, é inglês ruidoso E isto resulta na representação deficiente dos sons das palavras, anormais, uma estratégia diferente, por uma máquina que tem constantes espaciais diferentes E você pode olhar para o cérebro de uma criança assim e registrar estas constantes de tempo Elas são uma ordem de magnitude maior quase 11 vezes mais longas, na média do que as crianças normais Constantes de espaço são cerca de 3 vezes maiores Tal criança irá ter prejuízos de memória e cognição neste domínio Claro que terão. Porque como receptores de linguagem, elas estão recebendo e representando o que recebem E esta representação é ruim E então terão deficiências de leitura Porque leitura depende da tradução dos sons das palavras¼ para esta representação ortográfica ou visual Se você não tem uma representação cerebral dos sons das palavras esta tradução não faz sentido E você terá uma neurologia correspondentemente anormal
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.
Então estas crianças irão, avaliação após avaliação, de suas capacidades de linguagem, de leitura -- documentamos esta neurologia anormal O ponto é que você pode tirar o cérebro desta situação Uma maneira de pensar sobre isto é que você pode re-refinar a capacidade de precessamento da maquinaria mudando-a Mudando os detalhes. Leva na média 30 horas E já fizemos isso com quase 430.000 crianças Na verdade, cerca de 15.000 crianças estão sendo treinadas enquanto conversamos E quando você vê os impactos, são substanciais
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.
Então aqui temos a distribuição normal Estamos mais interessados nestas crianças aqui, do lado esquerdo da distribuição Isto é de cerca de 3.000 crianças Você pode ver que a maioria das crianças do lado esquerdo da distribuição estão indo para o meio ou para a direita Isto é numa avaliação de suas capacidades gerais è como um teste de QI para linguagem O impacto na distribuição, se treinarmos todas as crianças nos EUA, seria mover toda a distribuição para a direita e deixá-la mais estreita Isto é um impacto considerável
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.
Pense numa turma de crianças na aula de linguagem pense nas crianças do lado lento da turma temos o potencial de ajudar a maioria delas a chegar ao meio ou ao lado direito Adicionalmente ao treinamento linguístico correto, também há melhoras de memória e cognição fluência do discurso e na produção do discurso, E uma habilidade importante dependente da linguagem é alcançada -- a leitura. E isto, em larga escala, conserta o cérebro Você pode olhar para o cérebro de uma criança em uma variedade de testes que os cientistas tem em Stanford no MIT, na UCSF, na UCLA etc E crianças desempenhando vários comportamentos de linguagem ou de leitura você vê, na maioria, para a maioria deles, as respostas neurais, completamente anormais no inicio, sendo normalizadas pelo treinamento
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.
Também podemos pegar a mesma abordagem para corrigir problemas do envelhecimento Quando novamente a maquinaria está deteriorando esta perdendo competência O ruído está aumentando no cérebro E a modulação e controle da aprendizagem estão deteriorando E você pode analisar o cérebro deste indivíduo e testemunhar uma mudança nas constantes de espaço e tempo com as quais, por exemplo, o cérebro está representando a linguagem Assim como o cérebro saiu do caos no início, está retornando ao caos no fim Isto resulta em declínio da memória cognição e habilidades posturais e agilidade Acontece que você pode treinar o cérebro de um indivíduo, é uma população pequena de indivíduos, que treina intensamente por cerca de 30 horas Estão entre 80 e 90 anos
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.
E o que se vê é uma melhora substancial na memória imediata ou sua habilidade de lembrar coisas após um intervalo ou sua habilidade de controlar a atenção suas habilidades de linguagem, visuais e espaciais O índice neuropsicológico geral destes indivíduos desta população que foram treinados é cerca de dois desvio-padrão Isto significa que se você está do lado esquerdo da distribuição, e estou analisando sua habilidades neuropsicológicas, a pessoa média foi para o meio ou para o lado direito da distribuição Significa que para a maioria das pessoas com risco de senilidade estarão protegidas mais ou menos imediatamente
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.
Minhas preocupações são tentar resgatar cidadãos idosos de maneira mais completa, e em maiores números Porque acredito que isso pode ser feito nesta área em larga escala E o mesmo para crianças meu maior interesse é como elaborar esta ciência para corrigir outras mazelas Estou especificamente interessado em coisas como autismo, paralisia cerebral, estas grandes catástrofes da infância e na velhice condições como Parkinsonismo e em outras debilitações como 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)
Suas preocupações com relação a esta ciência, é como manter sua maquinaria de aprendizagem funcionando bem E é claro, uma vida boa na qual aprendizagem é uma parte constante, importante Mas também no seu futuro está a aeróbica cerebral Se prepare para isso. Será parte da vida de todos, em um futuro não distante Assim como exercício físico é parte de qualquer vida organizada no período contemprâneo A outra maneira pela qual consideraremos esta literatura e ciência que é importante para você é uma consideração de como se educar Agora que você sabe, agora que a ciência mostrou que você está no comando, que está sob seu comando, sua felicidade, seu bem estar, suas habilidades e capacidades são capazes de modificação, melhoramento contínuo e você é o agente responsável Claro que muitas pessoas ignoram este conselho Passará muito tempo até que elas realmente entendam (risos) Mas isto é outra questão e não tenho culpa OK, obrigado. (aplausos)