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.
Hepimizin kafatasında bulunan bu makine, bana Woody Allen'ın kafatasınızın içindeki en iyi şey nedir diye sorduğu bir yorumdaki aforizmasını hatırlatıyor. Ve o, bu makinedir. Ve bu makine, değişmek için yapılanmıştır. Bu tamamen değişimle ilgili. Bu bize, bugün yapamadığımız şeyleri yarın yapma, dün yapamadığımız şeyleri bugün yapma becerisini bahşeder. Ve elbette bebek doğduğunda aptaldır.
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.
En son bir bebekle aynı ortamda olduğunuzda -- bu benim torunum Mitra için de geçerli. Muhteşem değil mi? (Gülüşmeler) Fakat yine de, yuvasından çıktığında aylar boyunca beyninin ana rahmindeki deneyimlerine dayalı gelişimi içinde ilerliyordu. Yine de çok sınırlı becerileri vardı, aynen doğal doğum dönemindeki her bebeğin olduğu gibi. Eğer algısal becerilerini tahlil etmek isteseydik, bunlar ham olurlardı. Gerçek anlamda sürmekte olan bir düşüncenin varlığına dair bir gösterge yok. Aslında, çok küçük bir bebekte, herhangi bir bilişsel becerinin varlığına dair çok az kanıt vardır. Bebekler çok fazla tepki vermezler. Aslında araçta biri olduğuna dair pek de fazla belirti yoktur. (Gülüşmeler) Ve hareketlerini, sadece çok ilkel bir biçimde ve çok sınırlı bir biçimde kontrol edebilirler.
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.
Bu bebeğin, istemli bir kontrol dahilinde, bir objeye ulaşmak ve yakalamak kadar basit bir şeyi yapmasından ve bunu, genellikle ağzına, götürebilmesinden önce aylar geçecektir. Ve bir kaç ay öncesinden itibaren, dünyada dönüşebileceğimiz o büyülü noktaya varmadan önce, ilk kıpırdanmalardan yuvarlanmaya, oturmaya, emeklemeye, ayakta durmaya, yürümeye kadar evrimin istikrarlı gelişimini görürüz. Hal böyleyken, beyinde ileri doğru baktığımızda gerçekten dikkat çekici bir ilerleme görürüz. Bu yaşa kadar beyin, gerçekten depolayabilir. Beyin, dünyadaki binlerce, on binlerce obje, eylem ve bunlar arasındaki ilişkinin anlamını depolar, kaydeder, ve bunları hızla geri getirir. Bu ilişkiler, aslında yüz binlerce, milyonlarca potansiyel biçimde kurulabilir. Bu yaşa kadar beyin, son derece işlenmiş kavramsal becerileri kontrol eder. Ve gerçekte, bilişsel becerilerin büyüyen repertuvarına sahiptir. Bu beyin, aynen düşünen bir makine gibidir. Ve bu yaşa kadar, kesinlikle şüphe yok ki, araçta biri var. Ve aslında bu yaşta, önemli ölçüde kendi gelişimini kontrol ediyor. Ve bu yaşa kadar, hareketleri kontrol etme kapasitesinde dikkat çekici bir evrim görüyoruz.
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)
Şimdi hareket, hareketlerin gerçekten eş zamanlı biçimde, karmaşık bir sıralamada, karmaşık yollarla kontrol edildiği bir noktaya ilerlemekte, örneğin; futbol gibi karmaşık bir oyun oynamanın gerektirdiğine benzer biçimde. Şimdi bu çocuk bir futbol topunu başının üstünde zıplatabilir. Ve bu çocuğun geldiği, Sao Paulo, Brazilya'da onun yaşındaki çocukların yaklaşık %40'ı bu beceriye sahip. Çıkıp Monterey'deki topluluğa gidebilirdiniz ve bu beceriye sahip bir çocuk bulmakta zorlanırdınız. Ve eğer bulsaydınız da, o muhtemelen Sao Paulo'lu olurdu. (Gülüşmeler)
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.
Tüm bunlar, bireysel beceri ve yeteneklerimiz büyük ölçüde çevremiz tarafından şekillendirilir demenin bir başka yoludur. Bu çevre, beynimizin başa çıktığı şeye çağdaş kültürümüze doğru uzanır. Çünkü kişisel evrimimizde yaptığımız, kendi bireysel tarihimize özel, geniş bir belirli beceriler ve yetenekler repertuvarı oluşturmaktır. Ve aslında onlar, insanoğlunda mükemmel bir farklılaşmayla sonuçlanırlar. Aslında ikimizin hiç de aynı olmaması gibi. Her birimiz, plastisiteden, bu gerçekten fevkalade uyarlanabilir makineden gelen, farklı bir takım edinilmiş beceri ve yeteneklere sahibiz. Bir yetişkin beyninde elbette, bizleri eylemde bulunan, hareket eden, düşünen yaratıklar olarak tanımlayan ve hafızamızdan az çok otomatik olarak yürütebildiğimiz geniş bir ustalıklı beceri ve yetenekler repertuvarı oluşturuyoruz.
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.
Şimdi biz, inek öğrenciler, üniversite laboratuvarında çalışan bilim adamları olarak bunu, sıçan ya da maymun gibi hayvan beyinleriyle veya yeryüzündeki en tuhaf formlardan biri olan, özellikle bu meraklı yaratıkla, onları yeni beceri ve yetenekler öğrenmeyle bir araya getirerek çalışıyoruz. Ve yeni beceri ve yetenekler edinilirken ortaya çıkan değişiklikleri izlemeye çalışıyoruz. Aslında bunu, bu farklı türlerde her yaştaki bireylerle yapıyoruz. Yani bebeklikten yetişkinliğe ve yaşlılığa kadar. Böylece yeni bir beceri ya da yeteneği edinen bir sıçanla çalışabiliriz -ki bu örneğin; ön ayağını belirli tutma davranışlarında ustalık kazanmak için kullanan sıçanı da içerir. Aynen bir çocuğu ve çocukların yeni alt beceriler edinme yeteneklerini ya da okuma becerisinde ustalaşmak gibi genel bir beceriyi inceleyebileceğimiz gibi. Ya da müzikal performansa uygulanan performansın mekanik yasalarını uygulamayla veya müzik notalarını okumayla ilgili olabilen bir takım karmaşık becerilerde ustalaşmış daha yaşlı bireylere bakabilirsiniz.
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.
Bu çalışmalardan beynin elastik tarihinin iki büyük dönemini tanımladık. İlk dönem yaygın olarak "Kritik Periyot" olarak adlandırılır. Ve bu, beynin başlangıç biçiminde, temel işleme mekanizmasında kurulduğu periyottur. Bu aslında öğrenmenin kendiliğinden olmadığı, beynin mekanizmasının başlangıçtaki farklılaşmasını güdüleyen önemli değişikliklerin periyodudur. Örneğin; ses alanında bu, sese maruz kalmaktır. Ve aslında beyin, içinde büyüdüğü ses çevresinin eline kalmıştır. Yani örneğin; ben anlamsız, sözsüz seslerin olduğu bir çevrede bir hayvan büyütebilirim. Benim oluşturduğum bir ses repertuvarı. Sadece maruz bırakmak suretiyle yaptığım, hayvan ve genç beyni için yapay olarak önemli. Ve gördüğüm, hayvanın beyninin proses etme becerisinin sınırları içinde sesi düzenli bir biçimde temsil etmek için ideal formda bu sesin ilk prosesini kurduğudur. Bu ses, hayvan için değerli olmak zorunda değil. Bu hayvanı, bir çocuğun anadilinin seslerini taklit eden sesler gibi varsayımsal olarak değerli bir şeyin içinde büyütebilirim. Ve aslında beynin özelleşmiş bir işlemci geliştirdiğini görebilirim. Bu karmaşık dizi için, bir sesler repertuvarı için özelleşmiş. Bu aslında çok boyutlu nöronal temsil şartlarında onların temsilinin ayrılığını büyütür.
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.
Ya da hayvanı tamamen anlamsız ve tahrip edici seslere maruz bırakabilirim. Bir hayvanı, bir bebeği sürekli bir gürültünün varlığıyla, gürültülü bir tavan vantilatörünün altında büyütmeye eşdeğer koşullarda yetiştirebilirim. Ve bunu yaptığımda, aslında beyni bu anlamsız sesin usta bir işlemcisi olmak üzere özelleştiririm. Ve sonuç olarak, bunun herhangi bir anlamlı sesi temsil etme becerisi karşısında hayal kırıklığına uğrarım. Bebekliğin erken dönemlerindeki böyle şeyler gerçek bebeklerde olur. Ve bunlar, örneğin; her normal gelişen bebekte dile özel bir işlemcinin güzel evrimine bir açıklama getirirler. Ve ayrıca ilerleyen yaşlarında, sonuç olarak dil becerilerinde daha sınırlı olan, önemli miktarda bir çocuk nüfusundaki kusurlu prosesin gelişimi için de açıklama getirirler.
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.
Şimdi esnekliğin bu erken döneminde, beyin, aslında bir öğrenme bağlamının dışında değişir. Ne duyduğuma dikkat etmek zorunda değilim. Girdi gerçekten anlamlı olmak zorunda değil. Davranışsal bir bağlamda olmak zorunda değilim. Böyle olması gereklidir çünkü beyin prosesini; farklılık göstererek davranabilsin diye, seçici olarak davranabilsin diye, bunu giyen, bunu taşıyan yaratık bunun üzerinde seçici bir biçimde işlem yürütebilsin, diye kurar. Yaşamın bir sonraki büyük döneminde -ki yaşamın çoğunda sürer, beyin, geniş bir beceri ve yetenekler repertuvarına hükmederken, aslında mekanizmasını geliştirir. Ve yaşamın ilk yılının sonlarından ölüme kadar genişleyen bu dönemde aslında bunu davranışsal kontrol altında yapar. Ve bu, beynin beyne gelen girdinin önemini tanımlamak için stratejileri olduğunu söylemenin bir başka biçimidir. Ve belirli bir dikkat kontrolü altında bir beceriden bir diğer beceriye, bir yetenekten bir diğerine odaklanır. Bu, davranıştaki amacın başarılıp başarılmadığının, ya da davranışın bir ödül alıp almadığının fonksiyonudur. Aslında çok güçlüdür. Esneklik için, beyindeki değişiklikler için bu yaşam boyu kapasite güçlü bir şekilde ifade edilir. Bu, bizim bir bireyden diğerine gerçek faklılaşmamızın temelidir. Belirli bir beceriyle meşgul bir hayvanın beynine yukarıdan bakabilir ve çeşitli düzeylerde bu değişikliğe tanık olabilir ya da belgeleyebilirsiniz.
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.
Öyleyse, işte çok basit bir deney. Bu aslında yaklaşık beş yıl önce Marsilya'daki Provence Üniversitesi'nden bilim adamlarıyla işbirliği içinde yapıldı. Bu, bir çocuğun bir kaşığı tutmayı ya da kullanmayı öğrenmesine eşdeğer zorlukta, bir maymunun bir aleti kullanmasını içeren bir görevde eğitildiği çok basit bir deney. Aslında maymun, yaklaşık 700 uygulama denemesinde görevde ustalaştı. Maymun başlangıçta görevde hiç bir performans sergileyemedi. Başarı oranı yaklaşık sekiz denemede birdi. Bu denemeler özenle yapılmıştı. Her bir girişim diğerinden önemli derecede farklıydı. Ama maymun yavaş yavaş bir strateji geliştirdi. Ve yaklaşık 700 deneme sonra maymun bunu kusursuz bir biçimde yapıyor ve asla başarısız olmuyor. Bu aletle yiyeceği geri getirmede her defasında başarılı oluyor. Bu noktada, görev gayet güzel kalıplaşmış bir biçimde sergilenir. Denemeden denemeye, çok güzel düzenlenmiş ve çokça tekrarlanmış.
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.
Yukarıdan maymunun beynini izleyebiliriz. Ve biçiminin bozulduğunu görürüz. Bu değişiklikleri, zaman içinde böyle pek çok davranışta izleyebiliriz ve izledik. Ve işte burada, maymunun elindeki deri yüzeyinin haritasına yansıyan bozulmayı görüyoruz. Şimdi bu beyin yüzeyinden aşağı doğru inen bir harita. Çok incelikli hazırlanmış bir deneyde, yanıtları bir konumdan diğerine, nöronların yanıtlarının çok detaylı bir yanıt haritasında yeniden yapılandırdık. Burada elin beyinde nasıl temsil edildiğini görüyoruz. Aslında bu haritayı egzersizle bozduk. Ve bu pembeyle gösteriliyor. Burada daha geniş olan bir çift parmak ucu yüzeyimiz var. Bunlar, maymunun aletle oynamak için kullandığı yüzeyler. Maymunun korteksindeki yanıtların seçiciliğine bakarsak maymunun aslında kullanılan parmak uçlarının deriden gelen girdiyi temsil eden filtre özelliklerinin değiştiğini görürüz. Bir başka deyişle, vücut derisi yüzeyinin bu en düzenli kortikal bölgelerinde parmak uçlarının hala tek, basit bir temsili var. Maymununkiler de aynen sizinkiler gibi. Hal böyleyken, bu şimdi ciddi anlamda ince noktacıklar olarak temsil edilir. Maymun bu yüzeylerden daha detaylı bilgi alıyor. Ve bu, belki sizin tarafınızdan bilinmeksizin, beklenmeksizin, bir beceri ya da yeteneğin edinilmesinin parçası.
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.
Şimdi aslında bu görevi öğrenen maymunun beyninde çok sayıda farklı kortikal bölgeye bakıyoruz. Ve bunların her biri beceri ve yeteneğe özel yollarla değişir. Yani örneğin; maymunun duruşunu kontrol eden girdiyi temsil eden kortikal bölgeye bakabiliriz. Davranış ve benzeri şeyler için gerekli hareket dizileri ve belirli hareketleri kontrol eden kortikal bölgelere bakıyoruz. Bunların tümü yeniden modelleniyor. Hepsi eldeki görev için özelleşiyor. Bunun gibi basit bir beceriyi öğrendiğinizde spesifik olarak değişen 15 ya da 20 kortikal bölge vardır. Ve bu beyninizde gerçekten devasa bir değişikliği temsil eder. Bu, beyninizde on milyonlarca, belki yüz milyonlarca nöronun yanıtlarının düzenli biçimde değişmesini temsil eder. Bu beyninizdeki yüz milyonlarca, belki milyarlarca sinaptik bağlantının değişimini temsil eder. Bu, fiziksel değişiklik ile yapılandırılır. Ve oluşan yapılanmanın düzeyi devasadır. Bir çocuğun beyninde, genel anlamda hareket davranış becerilerinin edinimi yoluyla oluşan değişiklikleri düşünün. Ya da ana dil becerilerini edinirken. Değişiklikler çok büyüktür.
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.
Bunların tümü beyin için önemli olan şeylerin seçici temsilleri ile ilgilidir. Çünkü beynin yaşamının çoğunda bu, davranışsal bağlamın kontrolü altındadır. Bu, neye dikkat ettiğinizdir. Bu, sizin için neyin ödüllendirici olduğudur. Bu, beynin kendisinin sizin için neyi pozitif ve önemli saydığıdır. Bunların tümü kortikal proses ve önbeyin özelleşmesi ile ilgilidir. Ve bu, sizin özelleşmenizin altında yatandır. Bu yüzden siz, pek çok beceri ve yetenekte eşsiz bir uzmansınız. Beyni, detay bazında fiziksel olarak, 100 yıl önceki bir bireyin beyninden çok daha farklı olan bir uzmansınız. 1,000 yıl önceki ortalama bir bireyin beyninden detay bazında muazzam biçimde farklı. Şimdi, bu değişiklik sürecinin özelliklerinden biri, bilginin daima zaman ve bağlamla eşzamanlı oluşan diğer girdi ve bilgilerle ilişkili olmasıdır. Çünkü beyin, küçük anlarla ilintili ve süregiden zamanın kısa anlarında birbirleriyle ilişkili şeylerin temsillerini oluşturur. Beyin temporal kortekste tüm bilgileri kaydeder ve tüm değişiklikleri yürütür. Şimdi, beyninizde oluşan en güçlü koşul, karşı konulmaz biçimde sizsiniz. Geçmişinizde, zaman içinde alıcısı, aktörü, düşüneni, harekete geçireni olarak kendinizle ilgili milyarlarca olay olur. Milyarlarca kez sizi daima alıcı olarak ilişkilendiren vücudunuzun yüzeyinden minik duyusal parçacıklar gelir ve bu sizin ta kendiniz olarak sonuçlanır. Siz yapılandırıldınız; benliğiniz, bu milyarlarca olaydan yapılandırıldı. Bu yapılandırılmıştır. Bu, sizin beyninizde yaratıldı. Ve bu beyinde fiziksel bir değişiklik aracılığıyla yaratıldı. Bireysel formda sonuçlanan müthiş biçimde yapılandırılmış bir şeydir çünkü her birimiz çok farklı geçmişlere sahibiz. Ve bizleri benliğin ve kişiliğin muazzam farklılaşmasına yönlendiren çok farklı deneyimlere.
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.
Bu araştırmayı sadece normal bir kişinin nasıl geliştiğini ve beceri ve yeteneklerini nasıl hazırladığını anlamak için değil, aynı zamanda bir çocuğun ya da yetişkinin kapasitesini sınırlandırabilecek bozuklukların, farklılık ya da varyasyonların kökenlerini anlamayı denemek için kullanıyoruz. Bir çocuğun dilin alıcısı, kullanıcısı ve sonrasında okuyucusu olarak ustalığını artıran mekanizmadaki düzeltmeleri yürütmek üzere beynin plastisitesine dayalı bir yaklaşımı tasarlamak için bu stratejilerin kullanılması hakkında konuşacağım. Ve aslında bu beyin biliminin kullanımını içeren deneyler hakkında konuşacağım. İlk olarak, bizler yaşlandıkça fonksiyon kaybına nasıl yardım ettiğini anlamak üzere. Ardından bunu hedefe yönelik bir yaklaşımla kullanarak ilerleyen yaşta fonksiyonları iyileştirmek için mekanizmayı ayırt etmeye çalışacağız.
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.
Evet, hakkında konuşacağım ilk örnek, öğrenme bozuklukları olan çocuklarla ilgili. Şu anda, erken dil bozuklukları olan ve okumayı öğrenmeye uğraşan çocukların çoğunluğunda ortaya çıkan temel problemin, kusurlu biçimde yaratılan dil işlemcileri olduğunu gösteren geniş bir literatüre sahibiz. Ve kusurlu biçimde büyümesinin sebebi, bebek beyninin yaşamının erken döneminde makine prosesinin gürültülü olmasıdır. Bu kadar basit. Bu, gürültü problemine işaret eder. Tamam mı? Ve buna yardımcı olan pek çok şey vardır. makine prosesini daha gürültülü yapabilen doğuştan gelen sayısız kusur vardır. Gürültü probleminin kulaklar aracılığıyla sağlanan dünyadaki bilgiye de dayalı olabileceğini söyleyebilirim.
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.
Eğer varsa, izleyiciler arasında daha yaşlı olanlar bilirler ki, ben çocukken, yarık damaklı doğan çocukların zeka geriliği ile doğduğunu anlardık. Bilişsel olarak yavaş olacaklarını bilirdik. Normal dil becerilerini geliştirmeyi öğrenmek için uğraşacaklarını bilirdik. Ve okumayı öğrenmek için uğraşacaklarını bilirdik. Çoğu entelektüel ve akademik olarak başarısız olacaktı. Bu yok oldu. Artık geçerli değil. Bu kalıtımsal güçsüzlük, bu kalıtımsal koşul buharlaşıp yok oldu. Artık bunun hakkında bir şey duymuyoruz. Bu nereye gitti? Evet, 35 yıl önce Hollandalı bir cerrah tarafından anlaşıldı ki; eğer problemi yeterince erken düzeltirseniz, yani hala başlangıçtaki elastik periyottayken beyin mekanizmayı yeterince kurabilir, bu başlangıç kurulum zamanındaki kritik periyotta bunların hiçbiri olmaz. Bunu düzeltmek için yarık damak üzerinde çalışarak ne yapıyorsunuz? Temel olarak, orta kulakları tamamen dolduran sıvıyı süzen tüpleri açıyorsunuz. Çocuğun duyduğu düzeltilmemiş her ses boğuktur. Bozulmuştur. Böyle bir durumda çocuğun ana dili İngilizce değildir. Japonca değildir. Boğuk bir İngilizcedir. Bozulmuş bir Japoncadır. Çöplüktür. Ve beyin bunun için özelleşir. Bu, dil çöplüğünün bir temsilini yaratır. Ve çocuk buna takılıp kalır.
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.
Artık çöplük sadece kulakta olmaz. Beyinde de olur. Beynin kendisi gürültülü olabilir. Çoğunlukla gürültülüdür. Bunu daha gürültülü yapabilen pek çok kalıtımsal kusur vardır. Ve böyle bir beyni olan bir çocuk için anadil bozulmuştur. Bu İngilizce değildir. Gürültülü İngilizcedir. Ve bu, sözcüklerdeki seslerin kusurlu bir temsiliyle sonuçlanır. Farklı boşluk sabiti olan bir mekanizma ile normal olmayan farklı bir strateji. Ve böyle bir çocuğun beynine bakabilir ve bu zaman sabitlerini kaydedebilirsiniz. Bunlar yaklaşık 10 kat daha uzundur normal bir çocuktan ortalama 11 kat daha uzun sürededir. Boşluk sabitleri üç kat daha büyüktür. Böyle bir çocuğun bu alanda hafıza ve bilişsel kusurları olacaktır. Elbette olacak. Çünkü bir dilin alıcısı olarak, bunu alıyorlar ve bunu temsil ediyorlar. Ve bilgi bazında çöplüğü temsil ediyor. Ve okuma becerileri az oluyor. Çünkü okuma, sözcük seslerinin yazımsal veya görsel temsili biçimlere çevrilmesine bağlıdır. Eğer sözcük seslerinin beyindeki temsili yoksa, çeviri anlamsız olur. Ve buna ilişkin anormal bir nörolojiniz olur.
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.
Sonra bu çocuklarda gitgide bir değerlendirmeden diğerine, dildeki işlemlerinde ve yazıdaki işlemlerinde anormal bir nöroloji kaydettik. Mesele şu ki; beyni bunun dışında eğitebilirsiniz. Bunu düşünmenin bir yolu, aslında mekanizmanın proses etme kapasitesini bunu değiştirerek yeniden düzenleyebilirsiniz. Bunu ayrıntılarıyla değiştirerek. Bu, ortalama 30 saat alır. Ve biz bugün bunu yaklaşık 430.000 çocukta başardık. Aslında yaklaşık 15.000 çocuk, biz konuşurken eğitiliyordu. Ve aslında etkilere baktığınızda, etkiler önemli düzeydeydi.
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.
Evet, işte normal dağılıma bakıyoruz. En fazla ilgilendiklerimiz dağılımın sol tarafındaki çocuklar. Bu yaklaşık 3.000 çocuktan. Dağılımın sol tarafındaki çocukların çoğunun sağa ya da ortaya doğru hareket ettiğini görebilirsiniz. Bu onların dil becerilerinin geniş bir incelemesidir. Bu, dil için yapılmış bir IQ testi gibidir. Dağılımdaki etki, eğer Amerika'daki her çocuğu eğitirseniz, tüm dağılımı sağa doğru kaydıracak ve dağılımı daraltacaktır. Bu ciddi anlamda büyük bir etki.
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.
Dil sanatlarında bir sınıf dolusu çocuk düşünün. Sınıfın yavaş tarafındaki çocukları düşünün. Bu çocukların çoğunu orta ya da sağ tarafa taşıyacak potansiyelimiz var. Doğru bir dil eğitimine ek olarak, bu, hafıza, biliş, konuşma akıcılığı ve konuşma üretimini de onarır. Ve bu eğitim ile dile bağlı önemli bir beceriye olanak sağlanır. Yani okuma. Ve bu, büyük ölçüde beyni onarır. Stanford ve MIT'de, UCSF'de, UCLA'da ve diğer pek çok enstitüde bilim adamlarının kullandığı çeşitli görevlerde, bir çocuğun beynine bakabilirsiniz. Ve çocuklar çeşitli dil davranışlarını ya da okuma davranışlarını yürütürken, büyük ölçüde ve çoğu çocukta nöronal tepkilerin siz başlamadan önce karmaşa içinde anormal olduğunu, alıştırmalarla normale döndüğünü görürsünüz.
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.
Şimdi aynı yaklaşımı yaşlanmadaki problemleri ele almak için de kullanabilirsiniz. Bu kez mekanizma, becerikli bir mekanizmadan bozulmaya doğru gidiyor, düşüş gösteriyor. Beyinde gürültü artıyor. Öğrenme modülasyonu ve kontrol bozuluyor. Ve aslında böyle bir bireyin beynine bakabilirsiniz ve zaman sabiti ve uzay sabitinde, örneğin; beyin dili yeniden temsil ettiğinde, değişikliklere tanıklık edebilirsiniz. Aynen başlangıçta bir kaosun içinden gelen beyin gibi sonunda kaosa doğru geri dönüyor. Bu, hafızada, bilişte, vücudun duruş biçimine bağlı becerilerde, çeviklikte azalmalarla sonuçlanıyor. Bu, böyle bir bireyin beynini eğitebileceğinizi ortaya koyuyor. Bu, ortalama 30 saat eşit yoğunlukta eğitilen böyle bireylerin küçük bir grubu. 80 ile 90 yaşları arasındalar.
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.
Ve gördüğünüz, kısa süreli hafızalarında, bir gecikmeden sonra bir şeyi hatırlama becerilerinde, dikkatlerini kontrol etme becerilerinde, dil becerilerinde ve görsel - uzamsal becerilerinde önemli gelişmelerdir. Bu gruptaki eğitilmiş bu bireylerin genel nöropsikolojik göstergeleri yaklaşık iki standart sapmadır. Bu, eğer dağılımın sol tarafında oturuyorsanız ve ben nöropsikolojik becerilerinize bakıyorsam, ortalama bir insanın dağılımın ortasına veya sağ tarafına doğru hareket ettiği anlamına gelir. Bu, yaşlanma riski altındaki pek çok insanın, hemen ya da daha yavaşça, artık koruma altında olduğu anlamına gelir.
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.
Benim işim, daha büyük sayılarda yaşlı vatandaşların daha eksiksiz biçimde yardımına yetişmeye çalışmak. Çünkü bunun bu alanda, geniş bir ölçekte yapılabileceğini düşünüyorum. Aynısı çocuklar için de geçerli. İlgi alanım, bu bilimin diğer hastalıkları ele almak için nasıl irdeleneceği. Özellikle otizm ve Serebral Palsi gibi büyük çocukluk felaketleriyle ilgileniyorum. Ve ileri yaşlarda Parkinson hastalığı gibi koşullar ve şizofreni gibi diğer edinilmiş hastalıklarla.
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)
Sizin işiniz, bu bilimle ilişkili olarak, kendi iyi işleyen öğrenme makinenizi nasıl devam ettireceğiniz. Ve elbette, öğrenmenin sürekli bir parçası olduğu, düzenli bir yaşam anahtardır. Ama geleceğinizde beyin aerobiği de öyle. Buna hazır olun. Bu, çok uzak olmayan bir gelecekte, her yaşamın bir parçası olacak. Aynen çağdaş dönemde, fiziksel egzersizin her düzenli yaşamın bir parçası olması gibi. Sizler için önemli olan bu literatürü ve bilimi eninde sonunda dikkate alacağımız bir diğer yön, kendinizi nasıl yetiştireceğiniz. Şimdi biliyorsunuz ki, bilim bize sorumluluğun sizde olduğunu; bunun sizin kontrolünüz altında olduğunu; mutluluğunuzun, sağlığınızın, becerilerinizin, kapasitenizin değişim, sürekli bir gelişme kapasitesi olduğunu ve sizin sorumlu özne ve taraf olduğunuzu söyler. Elbette pek çok insan bu öneriyi göz ardı edecektir. Bunu gerçekten anlamaları uzun zaman alacaktır. (Gülüşmeler) Evet, o başka mesele ve benim hatam değil. Tamam. Teşekkürler. (Alkışlar)