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.
Cỗ máy nằm trong đầu tất cả chúng ta, làm tôi nhớ đến một câu cách ngôn, nhận xét của đạo diễn Woody Allen về điều tuyệt vời nhất trong hộp sọ của ta. Đó chính là cỗ máy này. Nó được thiết kế để thay đổi. liên tục thay đổi. Nó giúp ta ngày mai có thể làm điều mà ta chưa thể làm hôm nay, hoặc điều hôm qua ta chưa làm nổi. Và tất nhiên lúc ra đời não còn đần lắm.
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.
Trước đây, khi bạn còn là một đứa trẻ... như cháu gái tôi, Mitra. Trông nó dễ thương nhỉ? (Cười) Khi con bé ra đời, não của bé dù đã đang trên đà phát triển được vài tháng trước đó dựa trên cảm nhận trong bụng mẹ... tuy nhiên nó chưa làm gì được nhiều, cũng giống như mọi đứa trẻ sơ sinh bình thường, đủ tháng khác. Nếu kiểm tra thì khả năng nhận thức của bé còn đơn giản lắm. Không có dấu hiệu nào cho thấy có những suy nghĩ đang diễn ra. Thực ra là có rất ít bằng chứng cho thấy một đứa bé sơ sinh có khả năng nhận thức. Các trẻ sơ sinh không phản ứng nhiều. Không có nhiều chứng cứ để nói rằng một người vừa "nhập hội". Nhỉ? (Cười) Chúng chỉ có thể kiểm soát các cử động một cách rất bao sơ.
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.
Sẽ mất vài tháng để đứa bé này có thể đưa tay ra và nắm lấy một vật và chủ động và kéo nó lại, thường là cho vào mồm. Rồi cũng cần vài tháng, để ta thấy sự tiến bộ chậm và chắc chắn từ các động tác vặn vẹo người, đến lật úp, ngồi dậy, bò trườn, và đứng, rồi đi, trước khi đến thời điểm kỳ diệu khi đứa bé bước vào thế giới. Khi nhìn bên trong bộ não, ta thấy có một tiến bộ rõ ràng. Ở tuổi này, não có khả năng lưu trữ. Nó lưu trữ, ghi lại, có thể nhanh chóng nhớ được hàng nghìn, hàng vạn đồ vật, động tác, và mối quan hệ của chúng. Thực ra, những mối quan hệ có thể được tạo từ hàng trăm nghìn hay có thể hàng triệu cách. Ở tuổi này, não có khả năng nhận thức rất tinh tế. Thực sự, nó đang hình thành một chùm những kĩ năng nhận thức. Bộ não rất giống một cỗ máy biết suy nghĩ. Ở tuổi này, ta có thể chắc chắn rằng liệu trong bộ não này, có một con người đang tồn tại. Ở tuổi này, con người đó đang thiết kế sự phát triển của chính mình. Và ở tuổi này, ta thấy sự phát triển mạnh trong khả năng kiểm soát chuyển động.
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)
Giờ đây, các động tác phát triển đến mức đứa bé có thể điều khiển nhiều động tác cùng lúc, theo trình tự và cách thức phức tạp, ví dụ, các động tác cần thiết để chơi một trò chơi phức tạp, như bóng đá. Cậu bé này có thể dùng đầu tâng một quả bóng. Tại quê hương của cậu, Sao Paulo, Brazil, khoảng 40% bé trai ở tuổi này có khả năng này. Còn ở Mỹ, ví dụ bạn tới Monterey, và bạn khó mà tìm được một cậu bé có khả năng tâng bóng. Và nếu bạn có tìm thấy thì chắc là cậu cũng đến từ Sao Paulo. (Cười)
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.
Và nói như vậy cũng có nghĩa những khả năng và kĩ năng của bản thân được hình thành nhờ môi trường sống. Môi trường sống mở rộng ra nền văn hóa phổ quát, nó thách thức não ta hàng ngày. Vì trong quá trình phát triển bản thân, ta xây dựng một tập hợp những khả năng và kỹ năng chuyên biệt tương thích với tiểu sử của cá nhân. Và điều này tạo ra sự cá biệt tuyệt vời của mỗi con người, vậy không có hai con người nào giống nhau cả. Mỗi chúng ta có những khả năng và kĩ năng khác nhau được tạo ra từ sự linh động, đó là khả năng thích ứng của cỗ máy biết thích nghi tuyệt vời này. Trong bộ não trưởng thành dĩ nhiên ta xây dựng được nhiều năng lực và kĩ năng thuần thục mà chúng ta có thể thể hiện một cách tự động từ trí nhớ, điều đó xác định chúng ta như tạo vật biết hành động, di chuyển và suy nghĩ.
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.
Hiên tại, chúng tôi, những nhà khoa học ở đại học, suốt ngày trong phòng thí nghiệm, đang nghiên cứu trên não của những động vật như chuột hay khỉ, hay của sinh vật hay tò mò này... một trong những cá thể kỳ cục nhất trên mặt đất... Chúng tôi cho các đối tượng này học kỹ năng và năng lực mới. Chúng tôi tìm hiểu xem những hoạt động mới khi nào thì trở thành năng lực hay kĩ năng. Trên thực tế chúng tôi làm điều này với từng cá thể ở tuổi khác nhau, trên loài khác nhau -- từ sơ sinh, cho tới trưởng thành và tuổi già. Ví dụ, chúng tôi cho một con chuột học một kỹ năng hay năng lực mới là phải dùng bàn chân nắm giữ một vật thành thạo giống như khi ta nghiên cứu một đứa trẻ học những kỹ năng đơn giản, hay kỷ năng phức tạp để làm trọn một việc như học đọc. Hay bạn có thể quan sát cá thể lớn tuổi hơn đã có được nhiều khả năng phức tạp ví dụ khả năng đọc nốt nhạc hay hoàn thiện những kỹ thuật âm nhạc cho phép ứng dụng trong một tác phẩm.
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.
Từ những nghiên cứu này chúng tôi phân biệt 2 gian đoạn chính của quá trình thích nghi của não bộ. Giai đoạn đầu tiên thường được gọi là "Giai đoạn Then chốt." Đó là giai đoạn não bắt đầu hình thành những dạng đầu tiên của bộ máy xử lí thông tin cơ bản. Đây là một giai đoạn có những biến đổi thật sự mạnh mẽ mà nó không tự dùng việc học để thúc đẩy sự phân hoá sơ khai của bộ máy não bộ. Ví dụ, ở vùng thính giác, tất cả những gì não bộ tiếp nhận là những tín hiệu âm thanh. Và thực ra não cần đến môi trường âm thanh nơi nó được nuôi dưỡng. Ví dụ, tôi nuôi một con vật trong một môi trường với những âm vô nghĩa, một tập hợp âm mà tôi tự bịa, làm cho nó quan trọng một cách giả tạo đối với con vật và bộ não non nớt của nó. Tôi thấy rằng não của con vật hình thành quá trình xử lí những âm thanh ban đầu là dưới dạng hình mẫu lý tưởng, trong giới hạn xử lí của nó để đặt tên âm thanh đó theo một cách quy củ và trình tự. Âm thanh không nhất thiết phải có giá trị đối với con vật: tôi có thể nuôi nó ở môi trường âm thanh có giá trị giả định, ví như những âm thanh mô phỏng ngôn ngữ tự nhiên của một đứa trẻ. Và tôi thấy não của nó phát triển một bộ xử lí đặc biệt -- dành riêng cho tập hợp âm thanh phức tạp mà tôi tạo ra. Não kéo giãn các điểm cách biệt của tập hợp tín hiệu âm thanh, bằng những kết nối thần kinh đa chiều.
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.
Hoặc tôi có thể cho con vật đó nghe một âm thanh lạ và chói tai. Tôi có thể nuôi một con vật trong điều kiện giống như nuôi một đứa trẻ dưới một cái quạt trần ồn ở mức trung bình, và liên tục phát tiếng động. Khi tạo ra môi trường đó, tôi làm cho não trở thành bộ xử lý âm thanh vô nghĩa đó. Vậy là tôi đã làm mất khả năng hình dung lại chuỗi âm thanh có ý nghĩa. Trong những ngày đầu của trẻ nhỏ, những điều đó là có thực. Chúng giải thích cho sự phát triển tuyệt vời của một bộ xử lý ngôn ngữ ở trẻ em phát triển bình thường. Điều này cũng giải thích quá trình xử lý thiếu chuẩn xác ở một số trẻ nhỏ do bị hạn chế khả năng ngôn ngữ về sau.
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.
Ở giai đoạn đầu của việc thích nghi, não có thể biến đổi vỏ ngoài môi trường tiếp thu. Tôi không cần chú ý đến tất cả những gì tôi nghe thấy. Âm thanh đầu vào không nhất thiết phải có ý nghĩa. Tôi không cần hành động ở môi trường đó. Điều này cần thiết để não thiết lập việc xử lý thông tin để nó có những hành động khác nhau, để nó có những hành động chọn lọc, giúp cho tạo vật có não có thể bắt đầu tác động lên não một cách chọn lọc. Ở giai đoạn quan trọng tiếp theo, đúng với hầu hết mọi người, não thực chất đang hoàn thiện dần cơ chế của nó khi nó mở rộng bộ kĩ năng và năng lực. Và trong giai đoạn này, từ cuối năm đầu tiên của cuộc đời cho đến lúc chết, não tự hoàn thiện với sự kiểm soát hành vi. Hay nói cách khác, não có những chiến lược để xác định ý nghĩa của những âm thanh đi vào não bộ. Nó tập trung học lần lượt từng kĩ năng, hay luyện năng lực này rồi đến năng lực khác, với sự kiểm soát đặc biệt. Đó là cách để một mục tiêu hành động được hoàn thành hoặc qua hành động đó chủ thể được hưởng lợi. Việc rèn luyện tập trung này rất hiệu quả. Khả năng thích nghi của não, được thể hiện rất rõ trong suốt cuộc đời. Đó là cơ sở tạo sự khác biệt của chúng ta, giữa người này với người khác. Bạn có thể quan sát não của một con vật khi được học một kỹ năng nào đó, bạn có thể thấy hay ghi lại sự thay đổi ở cấp độ khác nhau.
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.
Và đây là một thí nghiệm rất đơn giản. Nó được thực hiện khoảng 5 năm trước với sự hợp tác của các nhà khoa học trường Đại học Provence ở Marseilles. Thí nghiệm rất đơn giản, con khỉ được luyện điều khiển một công cụ việc này có độ khó tương đương với một đứa trẻ học cầm và dùng một cái thìa. Con khỉ đạt được kĩ năng đó sau 700 lần thử. Khi mới bắt đầu con khỉ không làm được gì cả. Tỉ lệ thành công là khoảng 1 trong 8 lần thử. Các lần thử này rất công phu. Mỗi lần thử đều khác nhau, Nhưng con khỉ dần nghĩ ra một chiến lược. Sau 700 lần thử con khỉ đã hoàn thiện kỹ năng - không làm rơi nữa. Nó đã thành công trong việc lấy thức ăn với dụng cụ này. Lúc này, kỹ năng đã được hình thành theo cách lập lại chính xác: việc thử được lặp lại rất nhiều lần và đều đặn.
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.
Chúng tôi có thể quan sát não khỉ. Và chúng tôi thấy nó có biến dạng. Chúng tôi có thể và đã theo dõi thay đổi của con vật trong suốt quá trình nghiên cứu. Ở đây chúng tôi thấy có sự biến dạng được phản ảnh trong bản đồ vùng da tay của khỉ. Đây là một bản đồ dưới mặt ngoài vỏ não, với thí nghiệm chi tiết, chúng tôi xây dựng lại các biểu hiện, ở từng vùng một, để vẽ nên bản đồ chi tiết các biểu hiện của nơ ron. Ở đó, chúng tôi thấy được cách thức bàn tay liên lạc với não. Chúng tôi làm biến dạng bản đồ này bằng cách tác động và thấy nó ở vùng màu hồng. Ta có vài phần bề mặt của đầu ngón tay rộng hơn. Đó là vùng da mà khỉ dùng để điều khiển dụng cụ. Nếu quan sát các biểu hiện trên vỏ não của khỉ, ta sẽ thấy khỉ có những thay đổi biểu hiện đầu vào từ da các đầu ngón tay được dùng. Nói cách khác, vẫn có biểu hiện đơn giản của các đầu ngón tay trong vùng tổ chức cao nhất của vỏ não trên bề mặt da của cơ thể. Khỉ cũng như ta. Ở người, điều đó thể hiện trong trạng thái tinh tế hơn. Khỉ đang lấy thông tin chi tiết từ các vùng bề mặt đó. Vấn đề này chưa được biết đến -- có thể bạn chẳng nghi ngờ gì -- liên quan đến việc học kỹ năng hay năng lực.
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.
Chúng tôi quan sát các vùng vỏ não khác nhau lúc khỉ học làm thao tác này. Mỗi thay đổi đều chuyên biệt cho việc đạt được kỹ năng hay năng lực đó. Ví dụ, ta có thể thấy ở vùng vỏ não đại diện cho tín hiệu đầu vào liên quan đến dáng điệu của khỉ. Các vùng vỏ não điều khiển các vận động cụ thể, và các chuỗi vận động cần thiết cho hành vi, và cứ thể tiếp tục. Chúng luôn được điều chỉnh. Chúng được chuyên biệt để thực hiện việc đang làm. Có từ 15 đến 20 vùng vỏ não thay đổi theo sự điều chỉnh khi bạn học một kỹ năng như thế này. Việc học đó thể hiện nhiều thay đổi lớn trong não của bạn. Nó thể hiện thay đổi theo một cách rất đáng tin cậy ở các phản ứng của hàng chục triệu, có thể đến hàng trăm triệu nơ ron trong não của bạn. Nó thể hiện những thay đổi của hàng trăm triệu, có thể đến hàng tỷ kết nối trong não của bạn. Điều đó được xây dựng bởi thay đổi vật lý. Mức độ các kết cấu xuất hiện rất lớn. Cũng giống các thay đổi xuất hiện trong não của một đứa bé trong quá trình học các năng lực thao tác nói chung. Hay khi chúng học ngôn ngữ mẹ đẻ. Các thay đổi này rất phong phú.
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.
Các biểu hiện được chọn lọc để thể hiện các sự việc quan trọng đối với não. Vì trong phần lớn thời gian sống của não, nó bị ảnh hưởng bởi môi trường hành vi. Đó là cái bạn quan tâm tới. Nó làm cho bạn được thỏa mãn các nhu cầu. Nó là đối tượng quan sát của não, nhiều nhất và quan trọng nhất. Nó liên quan đến quy trình của vỏ não và sự chuyên biệt của não trước. Nó là căn bản của quá trình chuyên biệt. Nó giải thích, đối với các kỹ năng cá nhân, bạn là duy nhất: khác biệt đến tận chi tiết trong bộ não vật chất so với bộ não của một cá nhân cách đây 100 năm; lại vô cùng khác biệt trong từng chi tiết so với não của một người cách đây 1.000 năm. Một trong những đặc tính của quá trình thay đổi này là thông tin luôn liên quan đến các tín hiệu vào hay các thông tin xuất hiện tức thời, trong môi trường hành vi. Đó là lý do tại sao não xây dựng các biểu hiện của đối tượng tương quan trong từng thời điểm và liên quan đến một thời điểm khác trong chuỗi thời gian. Não lưu lại mọi thông tin và thực hiện biến đổi trong môi trường hành vi tạm thời. Môi trường ảnh hưởng mạnh nhất xuất hiện trong não bạn chính là bạn. Hàng tỷ sự kiện xuất hiện trong lịch sử của bạn liên quan đến chính bạn với tư cách là người nhận, hoặc như là tác nhân, hoặc người suy nghĩ, hoặc như người vận động. Hàng tỷ lần những cảm xúc xuất hiện từ mặt ngoài của cơ thể đến với bạn, bạn là người nhận, và điều đó nói lên sự hiện hữu của bạn. Bạn được xây dựng, bản thân của bạn được tạo ra từ hàng tỷ sự kiện này. Nó được xây dựng. Nó được tạo ra trong não bạn. Và nó được tạo ra thông qua những thay đổi vật lý của não. Đây là một thực thể được xây dựng một cách tuyệt vời dẫn đến hình dạng cá nhân riêng biệt vì mỗi chúng ta có lịch sử rất khác biệt, và những kinh nghiệm rất khác biệt, để làm cho ta có được khác biệt tuyệt vời này ở mỗi cá nhân.
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.
Giờ ta dùng kết quả này để hiểu không chỉ cách một người bình thường phát triển, và tạo ra kỹ năng và năng lực của mình, nhưng còn để hiểu những nguồn gốc của rối loạn, và nguồn gốc của dị biệt hay biến thể có thể hạn chế khả năng của một đứa trẻ, hay của người lớn. Tôi đang nói về việc dùng những chiến lược tạo sự tiếp cận dựa trên việc thích nghi để có thể điều chỉnh trong bộ máy của một đứa trẻ, điều đó làm phát triển kỹ năng của trẻ lúc đó, trẻ là người nhận, người sử dụng và sau đó là người kiểm duyệt. Tôi sẽ nói về những thí nghiêm có liên quan đến khoa học não-thần kinh, trước hết để hiểu cơ chế não và bệnh mất chức năng do tuổi. Rồi bằng cách dùng cơ chế đó trong phương pháp tiếp cận chúng ta sẽ cố gắng làm thay đổi bộ máy để lấy lại chức năng ở tuổi già.
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.
Ví dụ đầu tiên mà tôi sắp nói liên quan đến những trẻ em yếu kém trong học tập. Hiện nay, ta có một nền văn học phong phú cho thấy rằng những vấn đề căn bản xuất hiện phần lơn ở trẻ em có khó khăn về ngôn ngữ, và cụ thể trong việc học đọc, vấn đề này liên quan quy trình ngôn ngữ được tạo ra trong môi trường nhiều bất cập. Lý do có bất cập, thiếu sót là vì trong não của trẻ quy trình hoạt động rất lộn xộn. Điều đó rất dễ hiểu. Đó là vấn đề tỷ lệ tín hiệu - tiếng ồn. Đúng không? Có quá nhiều thứ tham gia vào đó. Có nhiều sai lệch lưu truyền lại có thể làm cho quy trình hoạt động thêm rối loạn hơn. Tôi có thể nói vấn đề tiếng ồn cũng xuất hiện trong đường truyền của thông tin được cung cấp từ thính giác.
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.
Nếu có-- đó là trường hợp khi tai ta già hơn, trường hợp đứa trẻ bị hở hàm ếch, trường hợp trẻ khi sinh ra bị chứng gọi là thiểu năng trí tuệ. Ta biết chúng sẽ chậm về nhận thức, sẽ khó khăn trong việc học và phát triển các khả năng ngôn ngữ; và ta biết chúng sẽ gặp khó khăn khi học đọc. Phần lớn chúng bị thất bại về học tập hay phát triển trí tuệ. Rồi, khó khăn đó biến mất. Nó không còn kéo dài nữa. Khi các lỗi trong sự dẫn truyền tín hiệu âm không còn. Ta không nghe nói về khó khăn đó nữa. Vậy nó đi đâu? Một bác sĩ phẫu thuật người Hà Lan làm rõ cách đây khoảng 35 năm, rằng nếu bạn điều chỉnh vấn đề đủ sớm, khi não còn ở giai đoạn thích nghi ban đầu, tức là não còn kịp xếp đặt một quy trình thích hợp, ở giai đoạn thiết lập quan trọng ban đầu, thì sẽ không còn gì khó khăn cả. Vậy, giải phẫu hàm ếch để điều chỉnh cái gì? Căn bản là giải phẫu để mở những ống dẫn thoát chất lỏng từ tai giữa đang chứa đầy dịch. Tiếng động chưa điều chỉnh đứa bé nghe bị bít, Nó bị biến dạng. Tiếng mẹ đẻ của đứa trẻ là không còn là tiếng Anh nữa. Nó không còn là tiếng Nhật. Nó là tiếng Anh bị bóp méo. Nó là tiếng Nhật bị biến dạng. Nó là cái tầm bậy tầm bạ. Não phải xử lý nó. Nó tạo ra các hình ảnh ngôn ngữ sai lệch. Rồi đứa trẻ bị cái đó bám dính vào.
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.
Các điều tào lao đó không chỉ xảy ra trong tai. Nó còn có thể xảy ra trong não. Não có thể bị rối loạn. Nó giống như tiếng ồn ào. Có nhiều sai lệch truyền lại có thể làm cho não bị rối loạn. Ngôn ngữ mẹ đẻ của đứa trẻ với cái não bị rối nhiễu như vậy sẽ bị thiểu năng. Nó không phải là tiếng Anh. Nó là tiếng Anh bị biến dạng. Kết quả của các hình ảnh âm thanh của các từ... không bình thường..., một chiến lược khác, với một bộ máy có định dạng thời gian và không gian khác. Bạn có thể thấy ở não của trẻ và ghi lại độ lệch thời gian này. Các độ lệch này tạo một trật tự khác biệt quan trọng, khoảng 11 lần dài hơn độ dài thời gian trung bình, so với một trẻ binh thường. Độ lệch không gian gấp 3 lần. Vậy đứa trẻ sẽ kém về nhận thức và trí nhớ trong phạm trù này. Đương nhiên trẻ sẽ bị như vậy. Vì như là một người nhận, chúng nhận hình ảnh ngôn ngữ và lưu giữ nó, và trong tổng thể, hình ảnh đó lại là thứ tào lao. Chúng sẽ có kỹ năng đọc nghèo nàn. Vì việc đọc phụ thuộc vào việc chuyển âm thanh của từ vào mặt chữ hoặc hình ảnh âm thanh được lưu giữ. Nếu não không có hình ảnh âm thanh của từ thì việc chuyển âm đó không cho nghĩa. Và sự kết nối nơ-ron lúc này là không bình thường.
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.
Rồi những đứa trẻ này lớn lên với sự thay đổi này đến thay đổi khác, với việc dùng ngôn ngữ, và việc đọc -- ta đang tìm hiểu về thần kinh dị tật này. Bài học là bạn có thể luyện tập não để tránh điều này. Để làm điều đó, bạn có thể lọc lại khả năng thực hiện của bộ máy bằng cách thay đổi nó. Thay đổi nó trong từng chi tiết. Cần trung bình 30 giờ. Và đến hôm nay, chúng ta đã trị liệu cho khoảng 430.000 trẻ em. Có thể lúc này, khoảng 15.000 trẻ đang được luyện tập như thế. Khi mà bạn thấy được hệ lụy, thì tình trạng đã quá trầm trọng.
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.
Ta quan sát đồ thị phân bổ bình thường. Ta chú ý những trẻ ở phía trái đồ thị. Tổng số khoảng 3.000 trẻ em. Bạn có thể thấy rằng phần lớn trẻ bên trái đồ thị đang chuyển vào giữa hay bên phải. Đây là ước định tổng quát về khả năng ngôn ngữ. Nó như là một chỉ số IQ cho ngôn ngữ. Nếu bạn luyện tập cho mỗi đứa trẻ ở Mỹ, thì điểm tác động sẽ đổi sang toàn bộ bên phải đồ thị và hình đồ thị hẹp hơn. Đây là một tác động rộng lớn và căn bản.
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.
Hãy nghĩ về lớp học của trẻ trong nghệ thuật ngôn ngữ. Hãy nghĩ về những trẻ yếu kém trong lớp. Ta có khả năng chuyển phần lớn các em đến vùng giữa hay bên phải. Cùng với luyện tập ngôn ngữ chuẩn, trí nhớ và nhận thức cũng được cải thiện, lời nói sẽ được hình thành nhanh hơn trẻ sẽ lưu loát hơn. Một số lớn kỹ năng ngôn ngữ được hình thành nhờ luyện tập này-- đó là đọc nói. Nói rộng ra là, nó điều chỉnh não. Bạn có thể nhìn não của đứa trẻ, thấy được sự đa dạng chức năng mà các nhà khoa học tại Stanford, và MIT, và UCSF, và một số cơ sở khác đang nghiên cứu. Trẻ em thực hiện hành vi ngôn ngữ phức tạp, hay hành vi đọc đa dạng, nói rộng ra, bạn sẽ thấy đối với hầu hết trẻ em, phản ứng của nơ ron không thuận lợi trước khi bạn can thiệp, các hành vi này được điều chỉnh nhờ luyện tập.
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.
Vậy bạn cũng có thể dùng cách tiếp cận này để xem xét vấn đề lão hóa. Ở đó bộ máy đang thoái hóa từ trạng thái đầy năng lực, nó bắt đầu xuống dốc. Tiếng ồn tăng dần trong não. Rồi việc điều chỉnh và điều khiển bị xuống cấp. Bạn có thể quan sát não như là một cá thể và chứng kiến độ chậm trễ về không-thời gian trong vận hành của não khi dùng ngôn ngữ. Giống như khi thoát ra khỏi sự lộn xộn vào lúc bắt đầu, não đang quay lại sự hỗn độn ở đoạn kết. Kết quả này do sự đi xuống của trí nhớ, của nhận thức, của vận động và sự thích nghi. Hóa ra có thể luyện não như một cá thể -- đây là một cộng đồng nhiều cá thể -- luyện tập đều đặn trong khoảng 30 giờ. Có người 80 đến 90 tuổi.
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.
Cái mà bạn thấy là sự phát triển đều của trí nhớ tạm thời, của khả năng nhớ lại có độ trễ, của khả năng điều khiển sự chú ý, khả năng ngôn ngữ và không gian-thị giác. Chỉ số tổng quát về nơ ron thần kinh của những cá nhân được luyện trong cộng đồng này về 2 thay đổi tiêu chuẩn. Có nghĩa là nếu bạn ở bên trái đồ thị, và tôi đang quan sát các năng lực nơ ron của bạn, thì người bình thường sẽ đến vùng giữa hay về phía bên phải của đồ thị. Nghĩa là phần đông có nguy cơ suy yếu, sớm hay muộn, họ cần được bảo vệ.
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.
Mục tiêu của tôi là cố trợ giúp những người lớn tuổi với số lượng lớn hơn, vì tôi nghĩ đó có thể là một cuộc chiến trên một quy mô rộng- giống như cho trẻ em. Quan tâm của tôi là áp dụng khoa học này cho những bệnh khác . Tôi rất quan tâm đến loại bệnh như tự kỷ, và bại não, những tai họa ở tuổi thơ. Ở tuổi già có chứng Parkinson, và những bệnh mắc phải khác như tâm thần phân liệt.
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)
Quan tâm của bạn, liên quan đến khoa học này, là cách duy trì bộ máy học tập có chức năng cao của riêng bạn. Đương nhiên, một cuộc sống được sếp đặt hợp lý là bí kíp, ở đó việc học được liên tục. Nhưng tương lai của bạn là luyện tập trí não. Hãy sẵn sàng khổ luyện. Nó là một phần cuộc đời người trong tương lai gần, như bài tập thể dục, là một phần của mỗi cuộc sống được tổ chức trong thời đại hiện nay. Vấn đề khác mà chúng tôi muốn nói đến sau cùng để xem xét nền văn học này và nền khoa học quan trọng đối với bạn đó là quan tâm đến việc tự giáo dục. Bây giờ, điều bạn biết là, khoa học này đang nói cho chúng ta rằng bạn phải chịu trách nhiệm, rằng não chịu sự kiểm soát của bạn, rằng hạnh phúc và sự thoải mái của bạn, những khả năng và năng lực của bạn, luôn có thể tiếp tục biến đổi, tiến bộ không ngừng, và bạn là tác nhân và là người tham gia. Đúng, có nhiều người bác bỏ điều này. Cần có thời gian để não họ thích nghi chứ. (Cười) Bây giờ đã quá giờ, không phải lỗi tại tôi. Thôi được rồi, Cám ơn. (Vỗ tay)