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,
วันนี้ ฉันอยากจะเล่า เรื่องโครงการที่กำลังดำเนินงาน โดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เพื่อวาดภาพทางประสาท ของใจมนุษย์ และแนวคิดของงานนี้ก็คือ ใจและสมองของมนุษย์ ไม่ใช่เป็นเครื่องประมวลผลทั่วไปแบบเดี่ยว แต่เป็นส่วนประกอบต่าง ๆ ที่มีหน้าที่เฉพาะเจาะจง แต่ละส่วนมีหน้าที่แก้ปัญหาเฉพาะอย่าง แต่รวมกัน ประกอบเป็นเรา ซึ่งก็คือมนุษย์ อันเป็นสัตว์ที่คิดได้ เพื่อจะเข้าใจแนวคิดนี้ได้ดีขึ้น
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.
ลองจินตนาการเรื่องนี้ คุณเดินเข้าไปในศูนย์รับเลี้ยงเด็ก ซึ่งปกติว่า จะมีเด็กประมาณโหลหนึ่ง กำลังรอให้มารับ แต่คราวนี้ หน้าเด็ก กลับดูคล้ายกันอย่างแปลก ๆ และคุณดูไม่ออกว่า เด็กคนไหนเป็นลูกคุณ คุณต้องเปลี่ยนแว่นใหม่หรือเปล่า หรือว่ากำลังเสียสติ คุณคิดหาเหตุผล ไปตามลำดับ แต่ว่า คุณดูจะมีความคิดที่ชัดเจน สายตาของคุณ ก็ชัดเจนสมบูรณ์ดี และทุกสิ่งทุกอย่างก็ดูปกติ ยกเว้น... ใบหน้าของพวกเด็ก ๆ คุณสามารถเห็นหน้าของเด็ก แต่ดูเหมือนจะไม่ต่างกัน และไม่มีหน้าไหนที่ดูคุ้นเคย และโดยการเห็น ริบบิ้นผมมีสีส้มเท่านั้น ที่คุณสามารถหาลูกสาวของคุณได้
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.
การสูญเสียอย่างฉับพลัน ของการรู้จำใบหน้านี้ เป็นเรื่องเกิดขึ้นกับบางคนจริง ๆ เป็นอาการที่เรียกว่าภาวะไม่รู้ใบหน้า (prosopagnosia) เป็นผลจากความเสียหาย ที่ส่วนหนึ่งโดยเฉพาะในสมอง ความน่าแปลกใจของอาการนี้ก็คือ เป็นเพียงการรู้จำใบหน้าเท่านั้น ที่เสียหาย แต่ความสามารถอย่างอื่น ไม่เสียหาย
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.
ภาวะไม่รู้ใบหน้าเป็นอาการที่มีลักษณะเฉพาะ อย่างน่าแปลกใจอย่างหนึ่ง ของความบกพร่องทางใจ ที่เกิดหลังสมองเสียหาย อาการเหล่านี้รวม ๆ กัน ได้บอกเป็นนัย มานานแล้วว่า ใจแบ่งออกเป็น ส่วนประกอบต่าง ๆ แต่ว่า การศึกษาเพื่อค้นคว้า ส่วนประกอบเหล่านั้น เริ่มเร็วขึ้น เหมือนความเร็วแสง เพราะการประดิษฐ์เทโนโลยีสร้างภาพสมองใหม่ ๆ โดยเฉพาะคือ MRI เพราะว่า MRI ยังให้เห็นอวัยวะภายใน ได้อย่างมีรายละเอียดสูง เดี๋ยวฉันจะแสดงให้พวกคุณเห็น รูปภาพ MRI แบบตัดขวางชุดหนึ่ง เป็นรูปตัดของวัตถุที่คุ้นเคย โดย จะดูอย่างรวดเร็ว และให้คุณคิดว่า เป็นรูปของอะไร เริ่มแต่ตอนนี้
It's not that easy. It's an artichoke.
ไม่ง่ายเท่าไรนัก เป็นรูปผักอาร์ติโชก
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.
ค่ะ มาลองอีกรูปหนึ่ง เป็นลำดับจากล่างไปบน ถูกแล้วค่ะ หัวบรอกโคลี สวยไหมค๊ะ ฉันชอบมันมาก
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.
มาลองอีกรูปหนึ่ง เป็นรูปสมองนั่นแหละ จริง ๆ ก็คือ เป็นรูปสมองฉันเอง เราผ่านลำดับภาพตัดสมองฉัน ไปทางนี้ นั่นจมูกของฉันด้านขวา และตอนนี้ เราอยู่ที่ตรงนี้ นี่แหละ
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.
รูปนี้สวย ถ้าจะพูดกันจริง ๆ (เสียงหัวเราะ) แต่เป็นรูปที่แสดง แต่กายวิภาค ความก้าวหน้าที่เจ๋งมาก เกี่ยวกับภาพการทำงาน ได้เกิดขึ้น เมื่อนักวิทยาศาสตร์ รู้จักการทำรูป ที่ไม่ใช่เพียงแค่แสดงกายวิภาค แต่แสดงการทำงาน ซึ่งก็คือ เมื่อเซลล์ประสาทกำลังส่งสัญญาณ นี่เป็นกระบวนการทำงาน คือ สมองก็คล้าย ๆ กับกล้ามเนื้อ เมื่อมีการทำงาน เลือดจะต้องไหลเวียนมากขึ้น เป็นการส่งเสบียง และโชคดีว่า การไหลเวียนจำกัดอยู่ในพื้นที่ ดังนั้น ถ้าเซลล์ประสาท เช่น ที่ตรงนี้ เริ่มทำงานและส่งสัญญาณ การไหลเวียนเลือด ก็จะเพิ่มขึ้นเฉพาะตรงนั้น และ fMRI ก็จะตรวจจับการไหลเวียนที่เพิ่มขึ้น มีผลเป็นสัญญาณ MRI ที่แรงขึ้น ตรงที่มีการทำงานของเซลล์ประสาท
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)
เพื่อที่จะให้ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม ว่าการทดลองใช้ fMRI จะเป็นไปอย่างไร และเราสามารถเรียนรู้อะไร จากการทดลอง และไม่สามารถเรียนรู้อะไร ฉันจะกล่าวถึงงานศึกษาแรก ๆ ที่ฉันได้ทำ คือเราอยากจะรู้ว่า มีส่วนเฉพาะในสมอง ที่รู้จำใบหน้าหรือไม่ ซึ่งตอนนั้น ก็มีเหตุผลที่จะคิดว่ามี อาศัยอาการแสดง ของภาวะไม่รู้ใบหน้า ที่ได้กล่าวถึงเมื่อครู่นี้ แต่ไม่มีใครเคยเห็นส่วนนั้นของสมอง ในคนปกติ เราจึงดำเนินการเพื่อค้นหา ฉันเป็นหนูทดลองคนแรก เมื่อเข้าไปในเครื่องทำภาพ ฉันนอนหงาย ฉันต้องให้ศีรษะนิ่งมากที่สุด ในขณะที่ดูภาพหน้า คล้ายกับรูปเหล่านี้ และดูวัตถุเช่นนี้ ดูทั้งใบหน้า ทั้งวัตถุ เป็นชั่วโมง ๆ ฉันน่าจะใกล้ได้สถิติโลก ในการใช้ ช.ม. มากที่สุดในเครื่อง MRI จึงสามารถบอกได้ว่า ทักษะ ที่สำคัญมากที่สุดอย่างหนึ่ง ในงานวิจัย MRI ก็คืออั้นปัสสาวะไว้ได้ (เสียงหัวเราะ)
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.
เมื่อฉันออกมาจากเครื่อง ฉันวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้อย่างคร่าว ๆ หาส่วนในสมอง ที่มีการทำงานเมื่อดูรูปใบหน้า มากกว่าเมื่อดูวัตถุ และนี่เป็นสิ่งที่ฉันเห็น ภาพนี้จริง ๆ ไม่ดี เทียบกับมาตรฐานปัจจุบัน แต่ในตอนนั้น ฉันคิดว่าสวย สิ่งที่มันแสดงก็คือ เขตตรงนี้ในสมอง คือรูปกลม ๆ ตรงนั้น ซึ่งมีขนาดเท่ากับลูกมะกอก และอยู่ที่ผิวด้านล่างของสมอง ประมาณนิ้วหนึ่งจากตรงนี้ และสิ่งที่ส่วนสมองของฉัน กำลังทำก็คือ ให้สัญญาณ MRI ในระดับที่สูงกว่า คือ มีการทำงานทางประสาทสูงกว่า เมื่อฉันกำลังดูใบหน้า เทียบกับเมื่อกำลังดูวัตถุ ฉันคิดว่านั่นแจ๋วมาก แต่เราจะรู้ได้อย่างไรว่า ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ จริงอย่างนั้น วิธีที่ง่ายที่สุด ก็คือทำการทดลองซ้ำอีก ดังนั้น ฉันจึงกลับเขาไปในเครื่องอีก แล้วดูใบหน้าและวัตถุต่าง ๆ เพิ่ม แต่ก็ยังพบสัญญาณจุดกลม ๆ เช่นกัน แล้วฉันก็ทำซ้ำอย่างนี้อีก แล้วก็ทำอีก ทำแล้วทำอีก แล้วต่อจากนั้น ฉันจึงเชื่อว่า นี้เป็นเรื่องจริง แต่ว่า นี้อาจจะเป็นเพราะสมองของฉันแปลก และไม่มีคนอื่น ที่มีลักษณะเช่นเดียวกัน ดังนั้น เพื่อที่จะรู้ เราจึงทำภาพสมองของคนอื่น ๆ แล้วพบว่า แทบทุกคน มีเขตในสมอง ที่ประมวลผลเกี่ยวกับใบหน้า ในตำแหน่งใกล้ ๆ กัน
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.
ดังนั้น คำถามต่อไปก็คือ เขตเหล่านั้นทำอะไรกันแน่ เป็นเขตเฉพาะที่รู้จำ เฉพาะใบหน้าหรือไม่ แต่อาจจะไม่ใช่ คือ มันอาจจะไม่ตอบสนองเพียงแค่ใบหน้า แต่ต่ออวัยวะอื่น ๆ อะไรก็ได้ อาจจะตอบสนองเพียงแค่อวัยวะมนุษย์ หรือของสิ่งมีชีิวิตทั้งหมด หรือต่อวัตถุกลม ๆ ทุกอย่าง จะมั่นใจได้ว่า เป็นเขต ที่รู้จำใบหน้าโดยเฉพาะ ก็จะต้องกำจัดสมมุติฐานอื่นๆ ที่ว่ามานี้ ดังนั้น เราจึงใช้เวลาต่อมาอีก 2 ปี สร้างภาพสมองเมื่อกำลังดูสิ่งต่าง ๆ คือดูรูปต่าง ๆ และแสดงว่า เขตนั้นในสมอง ตอบสนองอย่างมีกำลังเมื่อกำลังดู รูปที่เป็นใบหน้าอย่างไรก็ได้ และตอบสนองน้อยกว่ามาก ต่อรูปที่ไม่ใช่ใบหน้า เช่น รูปเหล่านี้
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.
แล้วเราสรุปได้อย่างแน่นอนหรือยังว่า เขตนี้จำเป็น เพื่อรู้จำใบหน้า ยังสรุปไม่ได้ ภาพในสมองไม่สามารถบอกเราว่า เขตในสมอง จำเป็นต่อการทำงานอย่างหนึ่ง สิ่งที่บอกได้ด้วยภาพในสมอง ก็คือดูว่า เขตไหนกำลังทำงานไม่ทำงาน เมื่อกำลังคิดถึงเรื่องต่าง ๆ ถ้าจะบอกได้ว่าส่วนไหนของสมอง จำเป็นในการทำงานทางใจ เราจะต้องเข้าไปจัดการมัน แล้วดูว่าอะไรเกิดขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ปกติทำไม่ได้ แต่โอกาสดีอย่างหนึ่ง เกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้ เมื่อเพื่อนร่วมงานของฉันคู่หนึ่ง ทดสอบคนไข้ชาย โรคลมชัก นี้ และนี่อยู่บนเตียงโรงพยาบาล และเพิ่งรับอีเลคโตรด แนบกับผิวสมอง เพื่อหาจุดกำเนิดของการชัก ดังนั้น เป็นเรื่องบังเอิญอย่างสิ้นเชิง ที่อีเลคโตรดสองตัว แนบอยู่ที่เขตใบหน้าของสมองพอดี โดยได้รับการยินยอมจากคนไข้ คุณหมอถามว่ารู้สึกอย่างไร เมื่อกระตุ้นเขตสมองนั้น ด้วยกระแสไฟฟ้า ให้สังเกตว่า คนไข้ไม่ทราบ ว่าอีเลคโตรดอยู่ที่ตรงไหน และก็ไม่เคยได้ยินเรื่องเขตใบหน้าของสมอง เรามาดูกันว่าอะไรจะเกิดขึ้น เราเริ่มที่การทดลองที่เป็นตัวควบคุม ซึ่งมีป้ายว่า "Sham" ที่เกือบมองไม่เห็น เป็นสีแดง ทางซ้ายด้านล่าง เมื่อไม่ได้กระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า และคุณจะได้ยินประสาทแพทย์ คุยกับคนไข้ก่อน เรามาดูกัน
(Video) Neurologist: Okay, just look at my face and tell me what happens when I do this. All right?
(วีดิทัศน์) แพทย์: ดูหน้าหมอนะ แล้วให้บอกว่า อะไรเกิดขึ้น เมื่อหมอทำอย่างนี้ ตกลงนะ
Patient: Okay.
คนไข้: ครับ
Neurologist: One, two, three.
แพทย์: หนึ่ง สอง สาม
Patient: Nothing. Neurologist: Nothing? Okay. I'm going to do it one more time. Look at my face. One, two, three.
คนไข้: ไม่รู้สึกอะไรเลย หมอ: โอเค หมอจะทำอีกทีหนึ่ง ดูหน้าหมอนะ หนึ่ง สอง สาม
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)
คนไข้: หมอได้กลาย ไปเป็นอีกคนหนึ่ง หน้าหมอเปลี่ยนไป จมูกหมอย้อย ลงไปทางซ้าย หมอเกือบเหมือน คนที่ผมเห็นมาก่อน แต่ไม่ใช่คนเดียวกัน นั่นแปลกดี (เสียงหัวเราะ)
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.
แนนซี่: ดังนั้น การทดลองนี้ (เสียงปรบมือ) การทดลองสรุปได้อย่างชัดเจนว่า เขตสมองนี้ ไม่ใช่เพียงแต่ มีปฏิกิริยาโดยเฉพาะ ต่อใบหน้า แต่เป็นเหตุอย่างหนึ่ง ในการรับรู้ใบหน้า ฉันเพิ่งกล่าวถึงรายละเอียดทุกอย่าง เกี่ยวกับเขตใบหน้า เพื่อแสดงว่าต้องทำอะไร ที่จะสรุปได้ว่า เขตในสมองส่วนหนึ่ง มีบทบาทโดยเฉพาะ กับกระบวนการทางจิตอย่างเฉพาะ ต่อไป ฉันจะกล่าวอย่างคร่าว ๆ ถึงเขตเฉพาะหน้าที่ ในสมองบางเขต ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ เพื่อจะทำงานนี้ ฉันต้องใช้เวลามาก ในเครื่องกราดภาพ เดือนที่แล้ว เพื่อที่จะแสดงสิ่งเหล่านี้ ในสมองของฉัน
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.
เรามาเริ่มกัน นี่เป็นซีกสมองด้านขวาของฉัน เราหันไปทางนั้น คุณกำลังมองศีรษะของฉันทางนี้ ให้สมมุติเอากะโหลกออก แล้วมองที่ผิวสมองอย่างนั้น ตอนนี้ คุณสามารถเห็น ผิวสมองทบเข้าด้วยกัน นั่นไม่ดี เพราะว่าอาจมีอะไรซ่อนอยู เราต้องการเห็นผิวทั้งหมด ดังนั้น จะเป่ามันออกเพื่อจะเห็นได้ทั้งหมด ต่อไป มาหาเขตใบหน้าที่ฉันกล่าวถึง ทีมีปฏิกิริยาต่อรูปเช่นนี้ จะเห็นได้ ก็ต้องหมุนสมอง แล้วดูผิวข้างใน ที่ด้านล่าง และนั่นก็คือ เขตใบหน้าในสมองของฉัน เขตติดกันข้างขวา เป็นอีกเขตหนึ่ง ที่ระบายสีม่วง เป็นเขตที่ทำงาน เมื่อประมวลข้อมูลสี และใกล้เขตเหล่านี้ เป็นเขตอื่น ๆ ที่มีส่วนในการรับรู้สถานที่ เช่นในขณะนี้ ที่ฉันเห็นสภาพรอบ ๆ ตัวฉัน และเขตที่มีสีเขียวตรงนั้น ก็กำลังทำงานอย่างขยันขันแข็ง มีอีกเขตหนึ่งในผิวข้างนอก ซึ่งมีเขตใบหน้าอื่น ๆ อีก และใกล้ ๆ จุดนี้ เป็นเขตที่มีบทบาทโดยเฉพาะ กับการประมวลการเคลื่อนไหวที่เห็น เช่น จุดที่วิ่งไปอยู่นี่ ซึ่งก็คือส่วนสีเหลือง ที่ด้านล่างสมอง และใกล้เขตนั้น เป็นอีกเขตหนึ่งที่มีปฏิกิริยา เมื่อดูรูปลำตัวและอวัยวะอื่น ๆ เช่นรูปเหล่านี้ เขตนั้นแสดงเป็นสีเขึยว ที่ด้านล่างของสมอง
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)
เขตที่ฉันแสดงให้เห็นแล้วทั้งหมด มีบทบาทเฉพาะอย่างในการเห็น แต่เรามีเขตสมองที่มีหน้าที่เฉพาะ ในประสาทสัมผัสอื่น ๆ เช่นการได้ยินหรือไม่ เรามี ถ้าเราหมุนสมองไปสักหน่อยหนึ่ง ก็คือเขตที่เป็นสีน้ำเงินเข้มนี่ ที่เราพึ่งพิมพ์รายงานไม่กี่เดือนนี้ และเขตนี้ตอบสนองอย่างมีกำลัง เมื่อเราได้ยินเสียงสูงเสียงต่ำ เช่น (เสียงหวอ) (เสียงไวโอลินใหญ่) (เสียงกริ่งประตู) เพื่อเปรียบเทียบ เขตเดียวกันจะไม่ตอบสนองอย่างมีกำลัง เมื่อได้ยินเสียงที่คุ้นเคยอย่างยิ่ง ที่ไม่มีเสียงสูงเสียงต่ำที่ชัดเจน เช่น (เสียง) (เสียงกลอง) (เสียงชักโครก)
Okay. Next to the pitch region is another set of regions that are selectively responsive when you hear the sounds of speech.
และต่อจากเขตเสียงสูงเสียงต่ำ เป็นเขตอีกจำนวนหนึ่ง ที่ตอบสนองโดยเฉพาะ เมื่อเราได้ยินเสียงพูด
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.
ตอนนี้ เรามาดูเขตสมองเดียวกัน ในซีกสมองด้านซ้าย ซึ่งมีการจัดที่คล้ายกัน ไม่เหมือนกัน แต่คล้ายกัน และเขตสมองโดยมากอยู่ตรงนี้ แม้ว่าจะมีขนาดที่ต่างไปบ้าง
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.
สิ่งที่ฉันแสดงมาแล้วทั้งหมด เป็นเขตที่มีบทบาท ในการเห็นและการได้ยิน แล้วเรามีเขตสมองที่มีหน้าที่เฉพาะ ในกระบวนการทางจิตที่พิศดาร ซับซ้อน หรือไม่ ค่ะ เรามี เขตที่มีสีชมพูเป็นเขตภาษา เรารู้กันมานานแล้ว ว่าเขตสมองแถว ๆ นั้น มีบทบาทในการประมวลภาษา แต่เราเพิ่งแสดงเมื่อไม่นานนี้ว่า เขตสีชมพูเหล่านี้ ตอบสนองอย่างเฉพาะเจาะจงอย่างยิ่ง คือจะตอบสนอง เมื่อเราเข้าใจประโยคในภาษา แต่จะไม่ตอบสนอง เมื่อต้องทำงานซับซ้อนทางใจอื่น ๆ เช่นการคิดเลขในใจ หรือพยายามที่จะจำข้อมูล หรือเมื่อกำลังเกิดความสุขในการฟัง เสียงดนตรีที่มีโครงสร้างซับซ้อน
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?
เขตที่น่าประหลาดที่สุดที่พบ เป็นเขตสีฟ้าอ่อนตรงนี้ เป็นเขตที่ตอบสนอง เมื่อคุณคิดถึง สิ่งที่คนอื่นกำลังคิด นั่นอาจจะฟังดูแปลก ๆ แต่ว่า มนุษย์เราทำอย่างนี้ตลอดเวลา เราจะทำอย่างนี้ เมื่อคุณรู้ว่า คู่ของคุณจะวิตกกังวล ถ้าคุณไม่โทรบอกว่า คุณจะมาสาย ฉันกำลังทำอย่างนี้ ด้วยสมองในเขตนั้นตอนนี้ เมื่อฉันรู้ว่าพวกคุณ อาจจะเริ่มพิศวง เกี่ยวกับเขตสีเทา ที่ยังไม่มีการกำหนด ในสมอง ว่าเรื่องมันเป็นอย่างไร
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."
จริง ๆ ฉันก็พิศวงเหมือนกัน และเรากำลังทำการทดลองหลายอย่าง ในแล็บของฉัน เพื่อจะหาการทำงานโดยเฉพาะอย่างอื่น ๆ ที่อาจจะมีในสมอง ที่ทำหน้าที่ทางใจเฉพาะอย่าง แต่ที่สำคัญก็คือ ฉันไม่คิดว่าเรามี เขตที่มีหน้าที่เฉพาะในสมอง สำหรับหน้าที่ทางใจทุกอย่าง แม้แต่หน้าที่ทางใจ ที่ขาดไม่ได้ในการรอดชีวิต จริงอย่างนั้น เมื่อไม่กี่ปีก่อน มีนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่ง ในแล็บของฉัน ที่เริ่มเชื่อว่า เขาได้ค้นพบเขตสมอง ที่ตรวจจับอาหารได้ เป็นเขตที่ตอบสนองอย่างมีกำลังในเครื่อง เมื่อดูภาพเช่นนี้ นอกจากนั้นแล้ว ยังพบปฏิกิริยาเช่นเดียวกัน ในเขตแทบเดียวกัน ในบุคคล 10 คนจาก 12 คน ดังนั้น เขาจึงตื่นเต้นมาก แล้วเที่ยวไปในแล็บ บอกคนนั้นคนนี้ว่า เขาจะได้ไปในรายการโชว์ของโอปราห์ เพราะการค้นพบ ที่ยิ่งใหญ่ของเขา แต่เขาได้ทำการทดสอบที่ขาดไม่ได้ก่อน คือเขาแสดงรูป ของอาหารเช่นนี้ แล้วเปรียบเทียบ กับรูปที่มีสีและรูปร่าง คล้ายกันมาก แต่ไม่ใช่อาหาร เช่นนี้ และเขตในสมองของเขา ก็ตอบสนองเช่นเดียวกัน ต่อรูปทั้งสองชุด ดังนั้น นั่นไม่ใช่เขตอาหาร เป็นเพียงเขต ที่ตอบสนองต่อสีและรูปร่าง อดเลย โชว์โอปราห์
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.
แต่คำถามต่อมา ก็คือ แล้วเราประมวลข้อมูลอื่น ๆ ที่เราไม่มีเขตสมอง ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ได้อย่างไร ฉันคิดว่า คำตอบก็คือ นอกจาก ส่วนประกอบที่มีหน้าที่เฉพาะอย่างสูง ตามที่ว่ามานี้แล้ว เราก็ยังมีส่วนประกอบ ที่ทำหน้าที่ทั่วไปในสมอง ทำให้เราสามารถเผชิญหน้า กับปัญหาต่าง ๆ ที่มีได้ และเราก็พึ่งแสดง เมื่อไม่นานนี้ว่า เขตสมองเหล่านี้ ที่มีสีขาว จะตอบสนอง เมื่อต้องคิดเรื่องที่ยาก ไม่ว่าเรื่องอะไร คืออย่างน้อยก็เรื่อง 7 อย่างที่ทดสอบ ดังนั้น เขตในสมองที่ฉันได้อธิบาย ในวันนี้ อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน โดยประมาณ ในคนปกติ ที่เราตรวจทุกคน ฉันสามารถนำพวกคุณ อาจเป็นใครก็ได้ เข้าไปในเครื่องกราดภาพ แล้วหาเขตเหล่านี้ ในสมองของคุณได้ และสมองคุณ ก็จะเหมือนกับสมองฉันมาก แม้ว่า เขตต่าง ๆ จะมีความต่างกันเล็กน้อย โดยตำแหน่งที่แน่นอน และโดยขนาด
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.
สิ่งที่สำคัญสำหรับฉัน เกี่ยวกับงานนี้ ไม่ใช่ตำแหน่งที่แน่นอน ของเขตสมองเหล่านี้ แต่เป็นเรื่องพื้นฐานที่ว่า เรามีส่วนประกอบ ที่เฉพาะเจาะจง เกี่ยวกับจิตและสมอง ตั้งแต่แรก คือ มันเหมือนจะเป็นไปได้ ในนัยตรงกันข้าม ที่สมองจะเป็น เครื่องประมวลผลทั่วไป เดี่ยว ๆ เหมือนกับมีดในครัว มากกว่ามีดพับสวิส แต่ว่า ภาพในสมองกลับแสดง รูปแบบสมองที่ต่าง ๆ และน่าสนใจ สรุปคือว่า เรามีเครื่องกลทั่วไป ในศีรษะของเรา นอกเหนือไปจากกลุ่มส่วนประกอบ ที่น่าประหลาดใจ และมีหน้าที่เฉพาะเจาะจงยิ่ง
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.
เรายังอยู่ในยุคเบื้องต้น ในการค้นหาเช่นนี้ เราเพียงแต่เริ่มต้น ระบายสี ภาพทางประสาท ของจิตใจมนุษย์ คำถามที่พื้นฐานที่สุด ก็ยังไม่มีคำตอบ ยกตัวอย่างเช่น เขตแต่ละเขตทำหน้าที่อะไรกันแน่ ทำไมเราจึงมีเขตใบหน้า ตั้งสามเขต และเขตสถานที่ อีกสามเขต พวกมัน แยกงานกันทำอย่างไร อย่างที่สองคือ ส่วนเหล่านี้ เชื่อมต่อกันในสมองอย่างไร แต่ด้วยการสร้างภาพแบบ diffusion เราสามารถจะติดตาม ใยของเซลล์ประสาท ที่เชื่อมกับส่วนต่าง ๆ ของสมอง และโดยวิธีที่แสดงนี้ เราสามารถติดตามการเชื่อมต่อ ของเซลล์แต่ละเซลล์ในสมอง ซึ่งในอนาคต อาจจะแสดงแผนภาพการเชื่อมต่อ ของทั้งสมองมนุษย์ เรื่องที่สามก็คือ โครงสร้างที่เป็นระบบเช่นนี้ มีพัฒนาการอย่างไรในวัยเด็ก และอย่างไรตามลำดับวิวัฒนาการมนุษย์ เพื่อที่จะตอบคำถามเช่นนั้น นักวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน กำลังกราดภาพ สมองสัตว์สปีชีส์อื่น และสมองของทารกมนุษย์
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.
หลายคนแก้ค่าใช้จ่ายสูง ของงานวิจัย ทางประสาทวิทยาศาสตร์ ว่า วันหนึ่ง อาจจะช่วยเรา รักษาโรคทางสมอง เช่น อัลไซม์เมอร์ และออทิซึม นั่นเป็นจุดหมายที่สำคัญอย่างยิ่ง และฉันจะดีใจมาก ถ้างานของฉันมีส่วนร่วม แต่ว่า การแก้ไขปัญหาในโลก ไม่ใช่เรื่องเดียวที่มีคุณค่า เพื่อจะทำ การสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับใจ และสมองมนุษย์ มีคุณค่า แม้ถ้าไม่นำไปสู่การรักษา แม้แต่โรคเดียว อะไรเล่า จะน่าตื่นเต้น กว่าการเข้าใจกลไกหลัก ที่เป็นมูลฐาน ของประสบการณ์มนุษย์ มากกว่าการเข้าใจโดยหลักว่า เราเป็นใคร ฉันคิดว่า นี่เป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ ที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ที่เคยมีมา
(Applause)
(เสียงปรบมือ)