Today I want to tell you about a project being carried out by scientists all over the world to paint a neural portrait of the human mind. And the central idea of this work is that the human mind and brain is not a single, general-purpose processor, but a collection of highly specialized components, each solving a different specific problem, and yet collectively making up who we are as human beings and thinkers. To give you a feel for this idea,
امروز می خوام به شما راجع به پروژه ای بگم که توسط دانشمندانی در سراسر دنیا در حال انجام است، برای ترسیم تصویر عصبی از مغز انسان. و ایده اصلی این کار اینه که مغز و ذهن انسان یک پردازنده واحد همه کاره نیست، بلکه مجموعه ای از اجزا بسیار تخصصی است، که هر کدام یک مسئله خاص متفاوت را حل می کنند، و در نهایت این را می سازند که ما به عنوان نوع بشر و متفکر کی هستیم. برای درک این ایده،
imagine the following scenario: You walk into your child's day care center. As usual, there's a dozen kids there waiting to get picked up, but this time, the children's faces look weirdly similar, and you can't figure out which child is yours. Do you need new glasses? Are you losing your mind? You run through a quick mental checklist. No, you seem to be thinking clearly, and your vision is perfectly sharp. And everything looks normal except the children's faces. You can see the faces, but they don't look distinctive, and none of them looks familiar, and it's only by spotting an orange hair ribbon that you find your daughter.
این سناریو را تصور کنید: شما وارد مرکز نگهداری کودکتان میشین، طبق معمول، یه دوجین بچه اونجاست که منتظرند بیایند دنبالشون، ولی این بار، چهره بچه ها به طرز غریبی شبیه به نظر می رسه، و شما نمی تونید تشخیص بدین که کدوم یکی بچه شماست. آیا باید عینکتان را عوض کنید؟ آیا عقلتان را از دست دادین؟ شروع به یک چک لیست مغزی سریع می کنید. نه، انگار میشه شفاف فکر کنید، و بینایی تون هم کاملاً دقیق است. و همه چی نرمال به نظر می رسه غیر از چهره بچه ها. می تونید چهره هاشون را ببینید، ولی متمایز نیستند. و هیچ کدومشون آشنا به نظر نمیان، و فقط به کمک روبان نارنجی موهایش هست که دخترتون را پیدا می کنید.
This sudden loss of the ability to recognize faces actually happens to people. It's called prosopagnosia, and it results from damage to a particular part of the brain. The striking thing about it is that only face recognition is impaired; everything else is just fine.
این از دست دادن ناگهانی قدرت تشخیص چهره واقعاً برای بعضیا اتفاق می افته. اسمش prosopagnosia ادراکپریشی چهرهای است. و ناشی از آسیب به منطقه خاصی از مغز است. نکته قابل توجه درباره اون اینه که فقط قدرت تشخیص چهره، آسیب دیده؛ و چیزهای دیگه مشکلی ندارند.
Prosopagnosia is one of many surprisingly specific mental deficits that can happen after brain damage. These syndromes collectively have suggested for a long time that the mind is divvied up into distinct components, but the effort to discover those components has jumped to warp speed with the invention of brain imaging technology, especially MRI. So MRI enables you to see internal anatomy at high resolution, so I'm going to show you in a second a set of MRI cross-sectional images through a familiar object, and we're going to fly through them and you're going to try to figure out what the object is. Here we go.
بیماری ادراکپریشی چهرهای یکی از چندین نقص عجیب خاص مغزیه که بعد از آسیب مغزی اتفاق می افته. این علائم در مجموع برای مدت زمان زیادی نشان دهنده این بوده که مغز به بخش های مجزایی قابل تقسیم است، ولی سرعت تحقیقات برای کشف اون بخش ها افزایش قابل توجهی یافته با اختراع فناوری تصویربرداری مغز، مخصوصاً MRI. برای این که MRI شما را قادر می کنه که آناتومی داخلی را با وضوح بالا ببینید. برای همین میخواهم تا چند لحظه دیگه، مجموعه ای از تصاویر مقطعی MRI از یه شی آشنا را نشونتون بدم و از بینشون پرواز کنیم و شما قراره سعی کنید تشخیص بدین که شی چی هست. شروع کنیم.
It's not that easy. It's an artichoke.
اونقدر هم آسون نیست. این کنگر فرنگیه.
Okay, let's try another one, starting from the bottom and going through the top. Broccoli! It's a head of broccoli. Isn't it beautiful? I love that.
خب، یکی دیگه را امتحان کنیم، از پایین شروع میشه و میره بالا. بروکلی! اون سر بروکلیه. زیبا نیست؟ من عاشقشم.
Okay, here's another one. It's a brain, of course. In fact, it's my brain. We're going through slices through my head like that. That's my nose over on the right, and now we're going over here, right there.
خب، اینجا یکی دیگه است. مغز است، البته. در واقع، مغز من است. یه سری برش از مغز من داریم مثل اون. اون دماغمه در راست، و حالا می خواهیم بریم اینجا، درست اونجا.
So this picture's nice, if I do say so myself, but it shows only anatomy. The really cool advance with functional imaging happened when scientists figured out how to make pictures that show not just anatomy but activity, that is, where neurons are firing. So here's how this works. Brains are like muscles. When they get active, they need increased blood flow to supply that activity, and lucky for us, blood flow control to the brain is local, so if a bunch of neurons, say, right there get active and start firing, then blood flow increases just right there. So functional MRI picks up on that blood flow increase, producing a higher MRI response where neural activity goes up.
خب این تصویر خوب است، اگه بخواهم خودم بگم، ولی فقط آناتومی را نشون میده. پیشرفت واقعاً جالب در زمینه تصویربرداری کاربردی وقتی اتفاق افتاد که دانشمندان فهمیدن چگونه تصویربرداری کنند که نه تنها آناتومی که شامل فعالیت هم بشه، یعنی، کجا سلولهای عصبی شروع می کنند. خب حالا، این طوری کار می کنند. مغز شبیه ماهیچه است. وقتی مغز فعال میشه، نیاز داره که جریان خون برای تامین اون فعالیت افزایش پیدا کنه. و از شانس ما، کنترل جریان خون مغز، محلی است، برا همین اگه یک دسته نورون، مثلاً، درست اینجا فعال بشن و شروع کنند، اونوقت جریان خون درست اینجا زیاد میشه. برا همین MRI کاربردی، افزایش جریان خون اونجا را میگیره، یه پاسخ MRI سریعتر تولید میکنه در جایی که فعالیت سلولهای عصبی میره بالا.
So to give you a concrete feel for how a functional MRI experiment goes and what you can learn from it and what you can't, let me describe one of the first studies I ever did. We wanted to know if there was a special part of the brain for recognizing faces, and there was already reason to think there might be such a thing based on this phenomenon of prosopagnosia that I described a moment ago, but nobody had ever seen that part of the brain in a normal person, so we set out to look for it. So I was the first subject. I went into the scanner, I lay on my back, I held my head as still as I could while staring at pictures of faces like these and objects like these and faces and objects for hours. So as somebody who has pretty close to the world record of total number of hours spent inside an MRI scanner, I can tell you that one of the skills that's really important for MRI research is bladder control. (Laughter)
پس برای این که بهتون یه حس دقیق بدم که آزمایش MRI کاربردی چطور کار میکنه و میتونید چی ازش یاد بگیرید و چی رو نمیشه ازش یاد گرفت، اجازه بدهید که یکی از اولین مطالعاتی که انجام دادم رو شرح بدهم. می خواستیم بفهمیم که آیا بخش خاصی از مغز وظیفه تشخیص چهره رو به عهده داره، و از قبل دلیل داشتیم که فکر کنیم چنین چیزی ممکنه وجود داشته باشه به خاطر عوارض بیماری prosopagnosia که چند لحظه قبل توضیح دادم، ولی کسی تا به حال اون بخش مغز را ندیده بود در یه آدم عادی، پس ما تصمیم گرفتیم که دنبالش بگردیم. پس من اولین سوژه بودم. من درون اسکنر رفتم، و به پشت دراز کشیدم، سرم را تا جایی که می تونستم ساکن نگه داشتم در حالی که به عکس چهره هایی شبیه اینها خیره شده بودم و اشیایی شبیه اینا و چهره ها و اشیاء برای ساعت ها. پس به عنوان کسی که بسیار نزدیک به رکورد جهانی تعداد ساعات گذرانده درون اسکنر MRI، می تونم بهتون بگم که یکی از مهارتهایی که واقعاً در تحقیق MRI مهم است نگه داشتن ادرار است. (خنده حضار)
When I got out of the scanner, I did a quick analysis of the data, looking for any parts of my brain that produced a higher response when I was looking at faces than when I was looking at objects, and here's what I saw. Now this image looks just awful by today's standards, but at the time I thought it was beautiful. What it shows is that region right there, that little blob, it's about the size of an olive and it's on the bottom surface of my brain about an inch straight in from right there. And what that part of my brain is doing is producing a higher MRI response, that is, higher neural activity, when I was looking at faces than when I was looking at objects. So that's pretty cool, but how do we know this isn't a fluke? Well, the easiest way is to just do the experiment again. So I got back in the scanner, I looked at more faces and I looked at more objects and I got a similar blob, and then I did it again and I did it again and again and again, and around about then I decided to believe it was for real. But still, maybe this is something weird about my brain and no one else has one of these things in there, so to find out, we scanned a bunch of other people and found that pretty much everyone has that little face-processing region in a similar neighborhood of the brain.
وقتی از اسکنر خارج شدم، تحلیل سریعی از داده ها انجام دادم، به دنبال بخشهایی از مغزم که هنگام نگاه کردن به چهره ها، پاسخ قویتری تولید کرده بودن به نسبت نگاه کردن به اشیاء، و این اون چیزیه که دیدم. حالا با استانداردهای امروزی، این عکس افتضاح به نظر میاد، ولی اون موقع فکر کردم که زیباست. چیزیکه نشون میداد، ناحیه ای در اونجاست اون حباب کوچک، تقریباً به اندازه یک زیتون و اون در سطح پایینی مغز من است در حدود یک اینچ درست از اونجا. و کاری که اون بخش از مغز من میکنه تولیده پاسخ MRI قویتره، یعنی، فعالیت عصبی بالاتر، هنگامیکه به چهره ها نگاه میکردم نسبت به وقتی که به اشیاء نگاه می کردم. خب این خیلی جالبه، ولی چطور بفهمیم که تصادفی نبوده؟ خب، آسون ترین راه تکرار آزمایشه. پس من به درون اسکنر برگشتم، و به چهره ها و اشیاء بیشتری نگاه کردم و دوباره شبیه همون حباب رو گرفتم، و دوباره تکرار کردم و دوباره همون را گرفتم و دوباره و دوباره، واون موقع بود که تصمیم گرفتم باور کنم حقیقت داره. ولی هنوز، شاید این چیز عجیبی درباره مغز بوده باشه و هیچ کس دیگه ای شبیه اون رو در اونجا نداشته باشه، پس برای اطمینان، ما افراد دیگه ای روهم اسکن کردیم و فهمیدیم که تقریباً همه اون ناحیه پردازش-چهره رو دارند در یک ناحیه مشابه در مغز.
So the next question was, what does this thing really do? Is it really specialized just for face recognition? Well, maybe not, right? Maybe it responds not only to faces but to any body part. Maybe it responds to anything human or anything alive or anything round. The only way to be really sure that that region is specialized for face recognition is to rule out all of those hypotheses. So we spent much of the next couple of years scanning subjects while they looked at lots of different kinds of images, and we showed that that part of the brain responds strongly when you look at any images that are faces of any kind, and it responds much less strongly to any image you show that isn't a face, like some of these.
پس سئوال بعدی این بود که، این ناحیه دقیقاً چی کار می کنه؟ آیا واقعاً فقط مخصوص تشخیص چهره است؟ خب، شاید نه، درسته؟ شاید نه تنها به چهره پاسخ میده بلکه به همه بخش های بدن. شاید به همه اجزاء نوع بشر یا به هر چیز زنده یا هر چیز گرد واکنش نشون میده. تنها راهیکه میشه واقعاً مطمئن شد که اون ناحیه مخصوص تشخیص چهره است اینه که همه اون فرضیه ها را باطل کنیم. بنابراین ما چندین سال دیگه وقت گذاشتیم تا مغز افرادی رو اسکن کنیم که به انواع مختلفی تصویر نگاه می کردند، و ما نشان دادیم که اون بخش از مغز به شدت واکنش نشون میده، وقتی شما به تصویر هر نوع چهره ای نگاه می کنید، و خیلی کم واکنش نشون میده به هر تصویری که نشونتون میدن و چهره نیست، شبیه اینا.
So have we finally nailed the case that this region is necessary for face recognition? No, we haven't. Brain imaging can never tell you if a region is necessary for anything. All you can do with brain imaging is watch regions turn on and off as people think different thoughts. To tell if a part of the brain is necessary for a mental function, you need to mess with it and see what happens, and normally we don't get to do that. But an amazing opportunity came about very recently when a couple of colleagues of mine tested this man who has epilepsy and who is shown here in his hospital bed where he's just had electrodes placed on the surface of his brain to identify the source of his seizures. So it turned out by total chance that two of the electrodes happened to be right on top of his face area. So with the patient's consent, the doctors asked him what happened when they electrically stimulated that part of his brain. Now, the patient doesn't know where those electrodes are, and he's never heard of the face area. So let's watch what happens. It's going to start with a control condition that will say "Sham" nearly invisibly in red in the lower left, when no current is delivered, and you'll hear the neurologist speaking to the patient first. So let's watch.
خب پس بالاخره ما بر این مسئله پیروز شدیم که این ناحیه برای تشخیص چهره است؟ نه، هنوز نه. تصویربرداری مغز هیچوقت نمیتونه به شما بگه که آیا یه ناحیه لزوماً برای یه چیزه. با تصویربرداری مغزی فقط میشه روشن و خاموش شدن نواحی رو دید در حالیکه مردم فکرهای مختلف می کنند. برای اثبات اینکه یه بخش از مغز لزوماً برای عملکرد ذهنی خاصیه، باید حسابی باهاش درگیر بشین و ببینید چی میشه، و معمولاً ما عادت نداریم این کار رو بکنیم. ولی یه موقعیت استثنایی پیش اومد اخیراً وقتی چندتا از همکارای من این مرد رو آزمایش کردند که مبتلا به بیماری صرع است و اینجا در تخت بیمارستانش نشون داده شده جایی که الکترودها روی سطح مغزش قرارد داده شدند برای تشخیص منشا حمله های بیماری. بعد خیلی شانسی معلوم شد که دو تا از الکترودها خیلی اتفاقی درست بالای ناحیه صورتش قرار گرفته. پس با رضایت بیمار، دکترها ازش پرسیدند که چه اتفاقی افتاد وقتی اونها اون قسمت از مغز رو تحریک الکترونیکی می کنند. حالا، بیمار نمی دونه اون الکترودها کجا قرار دارن، و هرگز چیزی راجع به ناحیه تشخیص چهره نشنیده. خب ببینیم چه اتفاقی می افته. قراره با شرایط کنترلی شروع بشه که به طور نامحسوسی میگه "Sham" قرمز رنگ در ناحیه پایین چپ، وقتی هیچ جریانی دریافت نمیشه، و اول صحبت متخصصین اعصاب با بیمار رو میشنوید. خب با هم ببینیم. (ویدئو)
(Video) Neurologist: Okay, just look at my face and tell me what happens when I do this. All right?
متخصص اعصاب: خب، فقط به چهره من نگاه کن و بهم بگو چه اتفاقی می افته وقتی من این کارو می کنم. خب؟
Patient: Okay.
بیمار: باشه.
Neurologist: One, two, three.
متخصص اعصاب: یک، دو، سه.
Patient: Nothing. Neurologist: Nothing? Okay. I'm going to do it one more time. Look at my face. One, two, three.
بیمار: هیچی. متخصص اعصاب: هیچی؟ باشه. می خواهم اینو یه بار دیگه انجام بدم. به صورت من نگاه کن. یک، دو، سه.
Patient: You just turned into somebody else. Your face metamorphosed. Your nose got saggy, it went to the left. You almost looked like somebody I'd seen before, but somebody different. That was a trip. (Laughter)
بیمار: شما الان شکل یه نفر دیگه شدین. چهره تون تغییر شکل داد. دماغتون عوض شده، رفته به سمت چپ. تقریباً شکل کسی شدین که من قبلاً دیدمش، ولی یه نفر دیگه. اون یه سفر بود. (خنده حضار)
Nancy Kanwisher: So this experiment — (Applause) — this experiment finally nails the case that this region of the brain is not only selectively responsive to faces but causally involved in face perception. So I went through all of these details about the face region to show you what it takes to really establish that a part of the brain is selectively involved in a specific mental process. Next, I'll go through much more quickly some of the other specialized regions of the brain that we and others have found. So to do this, I've spent a lot of time in the scanner over the last month so I can show you these things in my brain.
نانسی کانویشر: خب این آزمایش-- (خنده حضار)-- این آزمایش بالاخره مسئله رو حل کرد که این ناحیه مغز نه تنها به طور انتخابی به چهره ها پاسخ می دهد بلکه اتفاقاً درگیر تشخیص چهره نیز هست. پس من همه جزییات رو بررسی کردم درباره ناحیه صورت که به شما نشون بدم چقدر طول کشید که واقعاً ثابت بشه که یه بخشی از مغز به طور انتخابی درگیر فرآیند خاص مغزی است. در ادامه، می خوام با سرعت بیشتری درباره بقیه بخش های خاص مغز صحبت کنم که من و بقیه فهمیدیم. برای این کار، من زمان زیادی را طی ماه گذشته درون اسکنر صرف کردم تا بتونم این چیزها را در مغزم به شما نشون بدم.
So let's get started. Here's my right hemisphere. So we're oriented like that. You're looking at my head this way. Imagine taking the skull off and looking at the surface of the brain like that. Okay, now as you can see, the surface of the brain is all folded up. So that's not good. Stuff could be hidden in there. We want to see the whole thing, so let's inflate it so we can see the whole thing. Next, let's find that face area I've been talking about that responds to images like these. To see that, let's turn the brain around and look on the inside surface on the bottom, and there it is, that's my face area. Just to the right of that is another region that is shown in purple that responds when you process color information, and near those regions are other regions that are involved in perceiving places, like right now, I'm seeing this layout of space around me and these regions in green right there are really active. There's another one out on the outside surface again where there's a couple more face regions as well. Also in this vicinity is a region that's selectively involved in processing visual motion, like these moving dots here, and that's in yellow at the bottom of the brain, and near that is a region that responds when you look at images of bodies and body parts like these, and that region is shown in lime green at the bottom of the brain.
پس بیایید شروع کنیم. این نیمکره راست مغز من است. پس اینجوری جهت یابی شد. شما اینطوری به مغزمن نگاه میکنید. فرض کنید اسکلت نیست و به سطح مغزاین گونه نگاه می کنید. خب، حالا همون طور که می بینید، همه سطح مغز پیچیده شده است. خب خوب نیست، شاید چیزی اونجا پنهان باشه ما میخواهیم همه چیز را ببینیم. پس بذارید بادش کنیم تا بشه همه چیز را دید. بعد، بذارید دنبال ناحیه چهره بگردیم که درباره اش صحبت کردم که به تصویرهایی شکل این پاسخ میدن. پس بذارین مغز را برگردونیم و به درون سطح از پایین نگاه کنیم، و اون اونجاست، اون ناحیه چهره منه. درست سمت راست اون یه ناحیه دیگه است که به رنگ ارغوانی نشون داده شده که وقتی داده های رنگ را پردازش می کنید پاسخ میده، و نزدیک اون ناحیه ها، ناحیه های دیگری است که درگیر تشخیص مکان ها هستند، مثلاً همین الان، من دارم چیدمان فضای اطرافم را می بینم و این ناحیه های سبزرنگ اونجا واقعاً فعال هستند. یکی دیگه بیرون، روی سطح بیرونی دوباره که چندتا ناحیه چهره دیگه هست. هم چنین در این نزدیکی ناحیه ایه هستش که به طور انتخابی درگیر پردازش حرکت تصویری است، مثل اون نقاط متحرک اینجا، و اون زردرنگه در پایین مغز، و نزدیک ناحیه ای که پاسخ میده وقتی شما به تصاویر بدن و اعضا بدن نگاه می کنید مثل اینا، و اون ناحیه به رنگ سبز لیمویی در پایین مغزه.
Now all these regions I've shown you so far are involved in specific aspects of visual perception. Do we also have specialized brain regions for other senses, like hearing? Yes, we do. So if we turn the brain around a little bit, here's a region in dark blue that we reported just a couple of months ago, and this region responds strongly when you hear sounds with pitch, like these. (Sirens) (Cello music) (Doorbell) In contrast, that same region does not respond strongly when you hear perfectly familiar sounds that don't have a clear pitch, like these. (Chomping) (Drum roll) (Toilet flushing)
حالا همه این نواحی که تا حالا به شما نشون دادم درگیر ویژگی های خاصی از درک تصویری هستند. آیا ما هم چنین بخش های خاص مغزی برای حس های دیگه، مثل شنوایی داریم؟ بله، داریم. پس اگه یه کم مغز را بگردونیم، اینجا ناحیه ای به رنگ سورمه ای است که ما همین چند ماه پیش گزارش دادیم، و این ناحیه قویاً پاسخ میده وقتی شما صداهای تک فرکانس می شنوید، مثل اینا. (صدای آژیر) (صدای ویولن سل) (صدای زنگ در) در مقابل، اون ناحیه قویاً پاسخ نمیده وقتی شما صداهای کاملاً آشنایی می شنوید که یک فرکانس واضح ندارند، مثل اینا. (جویدن) (طبل) (سیفون دستشویی)
Okay. Next to the pitch region is another set of regions that are selectively responsive when you hear the sounds of speech.
خب، بعد از ناحیه فرکانس یک مجموعه ناحیه دیگه هست که به طور انتخابی پاسخ میدن وقتی صدای صحبت را می شنوید.
Okay, now let's look at these same regions. In my left hemisphere, there's a similar arrangement — not identical, but similar — and most of the same regions are in here, albeit sometimes different in size.
خب، حالا به این ناحیه ها نگاه کنید. در نیمکره چپ من، ساختار مشابهی وجود داره-- نه یکسان، ولی شبیه-- و بیشتر ناحیه های شبیه اینجا هستند، گرچه گاهی اندازه شون فرق می کنه.
Now, everything I've shown you so far are regions that are involved in different aspects of perception, vision and hearing. Do we also have specialized brain regions for really fancy, complicated mental processes? Yes, we do. So here in pink are my language regions. So it's been known for a very long time that that general vicinity of the brain is involved in processing language, but we showed very recently that these pink regions respond extremely selectively. They respond when you understand the meaning of a sentence, but not when you do other complex mental things, like mental arithmetic or holding information in memory or appreciating the complex structure in a piece of music.
حالا،هر چیزی که تا حالا بهتون نشون دادم ناحیه هایی هستند که درگیر ویژگی های متفاوت ادراک، دیدار و شنیدار هستند. آیا ما بخش های خاص ذهنی برای خیال داریم، فرآیندهای ذهنی پیچیده؟ بله، داریم. اینجا به رنگ صورتی ناحیه های زبان من هستند. خب برای مدت طولانی می دونستیم که عموم ناحیه های مغز درگیر پردازش زبان هست، ولی ما اخیراً نشون دادیم که این ناحیه های صورتی بهش خیلی انتخابی پاسخ میدن. اونا پاسخ میدن وقتی که معنای یه جمله را می فهمید، ولی نه وقتی که بقیه کارهای ذهنی پیچیده را انجام میدین، مثل محاسبات ذهنی یا نگه داشتن اطلاعات در حافظه یا تحسین یک ساختار پیچیده در یک قطعه موسیقی.
The most amazing region that's been found yet is this one right here in turquoise. This region responds when you think about what another person is thinking. So that may seem crazy, but actually, we humans do this all the time. You're doing this when you realize that your partner is going to be worried if you don't call home to say you're running late. I'm doing this with that region of my brain right now when I realize that you guys are probably now wondering about all that gray, uncharted territory in the brain, and what's up with that?
پیچیده ترین بخشی که اخیراً یافتیم اینجا، این ناحیه فیروزه ای رنگ است. این ناحیه پاسخ میده وقتی شما راجع به این که یه نفر دیگه به چی فکر می کنه، فکر می کنید. خب اون دیوانه کننده به نظر میاد، ولی واقعاً، ما آدما همیشه این کار را می کنیم. شما وقتی این کار را می کنید که بفهمید شریک زندگیتون قراره نگران بشه اگه به خونه زنگ نزدید که بگین دیر می رسین. من الان با ناحیه مغزم همین کار را می کنم وقتی حس می کنم که شماها احتمالاً الان ذهنتون درگیر اون ناحیه خاکستری مغز، ناحیه جدول بندی نشده در مغزه، و چه اتفاقی برای اون افتاده؟
Well, I'm wondering about that too, and we're running a bunch of experiments in my lab right now to try to find a number of other possible specializations in the brain for other very specific mental functions. But importantly, I don't think we have specializations in the brain for every important mental function, even mental functions that may be critical for survival. In fact, a few years ago, there was a scientist in my lab who became quite convinced that he'd found a brain region for detecting food, and it responded really strongly in the scanner when people looked at images like this. And further, he found a similar response in more or less the same location in 10 out of 12 subjects. So he was pretty stoked, and he was running around the lab telling everyone that he was going to go on "Oprah" with his big discovery. But then he devised the critical test: He showed subjects images of food like this and compared them to images with very similar color and shape, but that weren't food, like these. And his region responded the same to both sets of images. So it wasn't a food area, it was just a region that liked colors and shapes. So much for "Oprah."
خب، من هم ذهنم درگیر اون بوده، و الان درحال انجام آزمایشاتی در آزمایشگاهم هستیم، و تلاش برای یافتن یه تعدادی از بقیه ناحیه های اختصاصی ممکن مغز برای عملکردهای خاص مغزی. ولی مهمه که فکر نمی کنم ما بخش های اختصاصی در مغزمون برای هر عملکرد ذهنی مهم نداریم، حتی عملکردهای ذهنی که برای زندگی حیاتی اند. در واقع، چند سال قبل، دانشمندی در آزمایشگاهم بود که متقاعد شده بود که یک ناحیه مغزی پیدا کرده برای تشخیص غذا، و اون قویاً در اسکنر پاسخ میداد وقتی مردم به تصویرهایی مثل این نگاه می کردن. و بعد، اون پاسخ مشابهی پیدا کرد در تقریباً همون مکان در هر ۱۰ تا از ۱۲ سوژه. اون حسابی هیجان زده شده بود، و تو آزمایشگاه قدم می زد و به هر کی که میدید، میگفت میخواد بره "اپرا" با این کشف بزرگش. ولی بعد آزمایش بحرانی را انجام داد: اون به سوژه ها تصاویری از غذا شبیه این نشون داد و اونها را با تصاویری خیلی شبیه مقایسه کرد از نظر رنگ و شکل، ولی اونا غذا نبودند، مثل اینا. و اون ناحیه همون طوری پاسخ داد به هر دو مجموعه تصاویر. پس اون یه ناحیه غذا نبود، اون ناحیه ای بود که رنگ ها و شکل ها رو دوست داشت. خیلی زیاد بود برای "اپرا".
But then the question, of course, is, how do we process all this other stuff that we don't have specialized brain regions for? Well, I think the answer is that in addition to these highly specialized components that I've been describing, we also have a lot of very general- purpose machinery in our heads that enables us to tackle whatever problem comes along. In fact, we've shown recently that these regions here in white respond whenever you do any difficult mental task at all — well, of the seven that we've tested. So each of the brain regions that I've described to you today is present in approximately the same location in every normal subject. I could take any of you, pop you in the scanner, and find each of those regions in your brain, and it would look a lot like my brain, although the regions would be slightly different in their exact location and in their size.
ولی در نهایت سئوال اینه، ما چطوری همه این چیزهایی را پردازش می کنیم که ناحیه مغزی اختصاصی براش نداریم؟ خب، فکر میکنم پاسخ اینه که علاوه بر این ناحیه های به شدت اختصاصی که شرح دادم، ما همچنین یه عالمه بخش همه کاره در سرهامون داریم که ما را قادر می سازد که عهده دار هر مسئله ای شویم که پیش میاد. در واقع، ما اخیراً نشون دادیم که این ناحیه های سفیدرنگ اینجا هر زمانی که یک فعالیت ذهنی دشوار انجام می دهید پاسخ میده-- خب، از بین هفت تایی که ما تست کردیم. پس هر کدوم از ناحیه های مغز که توضیح دادمشون امروز برای شما تقریباً در همون مکان در هر سوژه نرمال حضور داره. می تونم هر کدوم از شما رو بردارم، بگذارمتون در اسکنر، و همه اون ناحیه ها را در مغزتون پیدا کنم، و اون شبیه مغز من خواهد بود، اگرچه ناحیه ها کمی متفاوت خواهند بود در مکان دقیق و اندازه شون.
What's important to me about this work is not the particular locations of these brain regions, but the simple fact that we have selective, specific components of mind and brain in the first place. I mean, it could have been otherwise. The brain could have been a single, general-purpose processor, more like a kitchen knife than a Swiss Army knife. Instead, what brain imaging has delivered is this rich and interesting picture of the human mind. So we have this picture of very general-purpose machinery in our heads in addition to this surprising array of very specialized components.
چیزی که درباره این کار برای من مهمه مکان خاص این نواحی مغز نیست، بلکه واقعیت ساده ای است که ما اجزا خاص انتخابی در مغز و ذهنمون داریم در نگاه اول. منظورم اینه که، می تونست جور دیگه ای باشه. مغز می تونست یک واحد پردازشگر همه منظوره باشه، بیشتر شبیه چاقوی آشپزخانه تا چاقوی ارتشی سوئیسی. در عوض، اونچه که تصویربرداری مغزی به ما داد این تصویر جالب و گرانبها از مغز انسان است. پس ما این تصویر ساختار همه کاره را توی کله هامون داریم علاوه بر این آرایه شگفت انگیز از بخش های خیلی اختصاصی.
It's early days in this enterprise. We've painted only the first brushstrokes in our neural portrait of the human mind. The most fundamental questions remain unanswered. So for example, what does each of these regions do exactly? Why do we need three face areas and three place areas, and what's the division of labor between them? Second, how are all these things connected in the brain? With diffusion imaging, you can trace bundles of neurons that connect to different parts of the brain, and with this method shown here, you can trace the connections of individual neurons in the brain, potentially someday giving us a wiring diagram of the entire human brain. Third, how does all of this very systematic structure get built, both over development in childhood and over the evolution of our species? To address questions like that, scientists are now scanning other species of animals, and they're also scanning human infants.
روزهای اول این امر خطیره. ما تازه اولین ضربه های قلمو را نقاشی کرده ایم از پرتره عصبی مان از مغز انسان. بنیادی ترین سئوالات بی پاسخ مانده اند. مثلاً، هر کدوم از این ناحیه ها دقیقاً چی کار می کنند؟ چرا به سه ناحیه تشخیص چهره نیاز داریم و سه ناحیه مکان، و نسبت تقسیم وظایف بین اون ها چطوریه؟ ثانیاً، چطوری همه این چیزها در مغز به هم متصل شده اند؟ با تصویربرداری شکافت، شما می تونید دسته های عصبی را تعقیب کنید که به بخش های مختلف مغز متصل هستند، و با این روش که اینجا نشون داده شده، می تونید اتصالات نورون های جدا در مغز را تعقیب کنید، بطور بالقوه روزی به ما یک دیاگرام سیم کشی از همه مغز انسان میده. ثالثاً، چطور همه این ساختار سیستماتیک ساخته میشن، هم در رشد و توسعه دوران کودکی و هم در تکامل انواع ما؟ برای پاسخ دادن به این سئوالات، دانشمندان در حال اسکن کردن انواع دیگر موجودات هستند، و هم چنین در حال اسکن کردن نوزادان انسان.
Many people justify the high cost of neuroscience research by pointing out that it may help us someday to treat brain disorders like Alzheimer's and autism. That's a hugely important goal, and I'd be thrilled if any of my work contributed to it, but fixing things that are broken in the world is not the only thing that's worth doing. The effort to understand the human mind and brain is worthwhile even if it never led to the treatment of a single disease. What could be more thrilling than to understand the fundamental mechanisms that underlie human experience, to understand, in essence, who we are? This is, I think, the greatest scientific quest of all time.
بسیاری از مردم هزینه بالای تحقیقات دانش عصب شناختی را تصدیق می کنند با اشاره به اینکه ممکنه روزی به ما برای درمان اختلالات مغزی مثل آلزایمر و اوتیسم کمک کنه. این یک هدف مهم بزرگ است، و من خوشحال میشم اگر هر بخشی از کار من به اون تخصیص یابد، ولی تعمیر چیزهای خراب در دنیا تنها چیزی نیست که ارزش انجام دادن داره. تلاش برای فهم مغز و ذهن انسان ارزشمنده، حتی اگر هرگز به درمان حتی یک بیماری منجر نشه. چه چیزی می تونه شعف انگیزتر از این باشه که مکانیسم بنیادین مغز را بفهمیم که زیربنای تجربه بشر، برای فهم، در اصل، این باشه که ما کی هستیم؟ این، من فکر می کنم، بزرگترین پرسش علمی در همه اعصار بوده.
(Applause)
(تشویق)