Dnes bych vám chtěl říci něco o lidském mozku, což je také předmětem výzkumu Kalifornské Univerzity. Jen se na chvíli zkuste zamyslet nad tímto problémem. Tohle je kus masa, asi tak jeden a půl kilogramu, který se dá uchopit do dlaně jedné ruky. Je ovšem zároveň schopen přemýšlet o velikosti mezihvězdného prostoru. Dokáže hloubat o významu nekonečna, klást otázky o smyslu vlastní existence, o povaze Boha.
I'd like to talk to you today about the human brain, which is what we do research on at the University of California. Just think about this problem for a second. Here is a lump of flesh, about three pounds, which you can hold in the palm of your hand. But it can contemplate the vastness of interstellar space. It can contemplate the meaning of infinity, ask questions about the meaning of its own existence, about the nature of God.
A je to popravdě ta nejúžasnější věc na světě. Je to ta největší záhada, která lidstvu stále čelí: Jak je tohle všechno možné? Mozek, jak víte, se skládá z neuronů. Tady vidíme neurony. V dospělém lidském mozku je 100 miliard neuronů. A každý neuron je v kontaktu s něco okolo 1 000 až 10 000 dalšími mozkovými neurony. A na základě toho lidé spočítali, že počet permutací a kombinací mozkové aktivity přesahuje množství elementárních částic v celém vesmíru.
And this is truly the most amazing thing in the world. It's the greatest mystery confronting human beings: How does this all come about? Well, the brain, as you know, is made up of neurons. We're looking at neurons here. There are 100 billion neurons in the adult human brain. And each neuron makes something like 1,000 to 10,000 contacts with other neurons in the brain. And based on this, people have calculated that the number of permutations and combinations of brain activity exceeds the number of elementary particles in the universe.
Jak se dá potom mozek studovat? Jedna možnost je podívat se na pacienty s poruchami v různých částech mozku a studovat změny v jejich chování. O tom jsem mluvil v minulém TEDovi. Dnes budu mluvit o jiném způsobu, který spočívá v zavedení elektrod do různých částí mozku a zaznamenávání aktivity jednotlivých mozkových nervových buněk. Je to takové naslouchání aktivitě nervových buněk v mozku.
So, how do you go about studying the brain? One approach is to look at patients who had lesions in different part of the brain, and study changes in their behavior. This is what I spoke about in the last TED. Today I'll talk about a different approach, which is to put electrodes in different parts of the brain, and actually record the activity of individual nerve cells in the brain. Sort of eavesdrop on the activity of nerve cells in the brain.
No a jeden z posledních objevů učiněných vědci z Italské Parmy, Giacomem Rizzolattim a jeho kolegy, je skupina neuronů zvaných zrcadlové neurony, které jsou v přední části mozku v čelním laloku. V přední části mozku jsou neurony, které nazýváme běžné pohybové neurony, o nichž víme už více než 50 let. Tyto neurony vysílají signály pokaždé, když člověk dělá určitou činnost. Například, když udělám tohle, natáhnu se a seberu jablko, pohybový neuron v přední části mého mozku vyšle signál. Když se natáhnu a zatáhnu za něco, jiný neuron vyšle signál, a tak mi přikáže za to zatáhnout. Toto jsou pohybové neurony, které jsou známé už nějakou dobu.
Now, one recent discovery that has been made by researchers in Italy, in Parma, by Giacomo Rizzolatti and his colleagues, is a group of neurons called mirror neurons, which are on the front of the brain in the frontal lobes. Now, it turns out there are neurons which are called ordinary motor command neurons in the front of the brain, which have been known for over 50 years. These neurons will fire when a person performs a specific action. For example, if I do that, and reach and grab an apple, a motor command neuron in the front of my brain will fire. If I reach out and pull an object, another neuron will fire, commanding me to pull that object. These are called motor command neurons that have been known for a long time.
Co ale Rizolatti zjistil bylo, že určitá část těchto neuronů, asi 20 procent z nich, vyšle signál i v případě, že se jen na někoho dívám, jak dělá to samé. Takže je tady neuron, který vyšle signál, když se natáhnu a něco seberu, ale vyšle signál i v případě, když jen sleduju Pepu, jak se natahuje a něco bere. A to je vskutku úžasné. Protože je to jakoby tento neuron přejímal úhel pohledu někoho jiného. Je to skoro jakoby dělal simulaci virtuální reality činnosti někoho jiného.
But what Rizzolatti found was a subset of these neurons, maybe about 20 percent of them, will also fire when I'm looking at somebody else performing the same action. So, here is a neuron that fires when I reach and grab something, but it also fires when I watch Joe reaching and grabbing something. And this is truly astonishing. Because it's as though this neuron is adopting the other person's point of view. It's almost as though it's performing a virtual reality simulation of the other person's action.
No a jaký je tedy význam těchto zrcadlových neuronů? Především, musejí být zapojeny ve věcech jako je napodobování či následování. Protože napodobit složitou činnost vyžaduje, aby si můj mozek přisvojil úhel pohledu někoho jiného. Takže tohle je důležité při napodobování a následování. No a proč je tohle důležité? Pojďme se tedy podívat na další snímek. Takže jak se napodobuje? Proč je napodobování důležité? Zrcadlové neurony a napodobování, následování.
Now, what is the significance of these mirror neurons? For one thing they must be involved in things like imitation and emulation. Because to imitate a complex act requires my brain to adopt the other person's point of view. So, this is important for imitation and emulation. Well, why is that important? Well, let's take a look at the next slide. So, how do you do imitation? Why is imitation important? Mirror neurons and imitation, emulation.
No a teď se pojďme podívat na kulturu, fenomén lidské kultury. Když se vrátíme se asi tak o [75,000] až 100 000 let zpátky a podíváme se na lidský vývoj, vypadá to, že se před zhruba 75 000 lety stalo něco velmi důležitého. Tím myslím to, že se najednou začaly objevovat a rychle šířit různé dovednosti, které jsou jedinečné pro člověka jako používání nástrojů, využití ohně, úkrytů a samozřejmě jazyka a také schopnost číst myšlenky ostatních a interpretace jejich chování. Tohle všechno se stalo poměrně rychle.
Now, let's look at culture, the phenomenon of human culture. If you go back in time about [75,000] to 100,000 years ago, let's look at human evolution, it turns out that something very important happened around 75,000 years ago. And that is, there is a sudden emergence and rapid spread of a number of skills that are unique to human beings like tool use, the use of fire, the use of shelters, and, of course, language, and the ability to read somebody else's mind and interpret that person's behavior. All of that happened relatively quickly.
Přestože lidský mozek nabyl své současné velikosti už před téměř čtyřmi sty tisíci lety, tohle všechno se stalo velmi rychle až před 100 000 lety. A já tvrdím, že tohle všechno začalo náhlým vznikem propracované soustavy zrcadlových neuronů, která dovolovala napodobovat a následovat činnosti ostatních. Takže když se stalo, že někdo něco najednou objevil, řekněme využití ohně nebo použití určitého nástroje, tak místo aby zanikl, tento poznatek se rychle rozšířil plošně napříč celou populací, nebo byl předáván postupně z pokolení na pokolení mezi generacemi.
Even though the human brain had achieved its present size almost three or four hundred thousand years ago, 100,000 years ago all of this happened very, very quickly. And I claim that what happened was the sudden emergence of a sophisticated mirror neuron system, which allowed you to emulate and imitate other people's actions. So that when there was a sudden accidental discovery by one member of the group, say the use of fire, or a particular type of tool, instead of dying out, this spread rapidly, horizontally across the population, or was transmitted vertically, down the generations.
Tímto se náhle stala evoluce lamarckistickou, namísto darwinistické. Darwinova evoluce je pomalá; trvá stovky tisíc let. Vytvořit si kožich polárnímu medvědovi zabere tisíce generací, možná 100 000 let. Lidské bytosti, dítěti, stačí jen sledovat své rodiče, jak zabíjejí ledního medvěda, stahují ho z kůže a pak si ji obléknou, srstí na tělo, aby se to okamžitě naučilo. Co lednímu medvědovi trvalo naučit se 100 000 let, se může dítě naučit za pět minut, možná za deset minut. A ve chvíli, kdy se to naučí, šíří se tato dovednost geometrickou řadou napříč populací.
So, this made evolution suddenly Lamarckian, instead of Darwinian. Darwinian evolution is slow; it takes hundreds of thousands of years. A polar bear, to evolve a coat, will take thousands of generations, maybe 100,000 years. A human being, a child, can just watch its parent kill another polar bear, and skin it and put the skin on its body, fur on the body, and learn it in one step. What the polar bear took 100,000 years to learn, it can learn in five minutes, maybe 10 minutes. And then once it's learned this it spreads in geometric proportion across a population.
Tohle je základ. Napodobování složitých dovedností je to, co nazýváme kulturou, a také to, co je základem civilizace. Pak je zde také další druh zrcadlových neuronů, které slouží k něčemu docela jinému. A těmi jsou zrcadlové neurony, které, podobně jako zrcadlové neurony pro činnost, slouží k doteku. Jinými slovy, když se někdo jiný dotkne například mojí ruky, neuron v somatosenzorické kůře ve smyslové oblasti mého mozku vyšle signál. Ovšem ten samý neuron občas vyšle signál i když jen sleduju, jak se někdo někoho dotkne. Tím se tedy vcítím do pozice toho, jehož se někdo dotýká.
This is the basis. The imitation of complex skills is what we call culture and is the basis of civilization. Now there is another kind of mirror neuron, which is involved in something quite different. And that is, there are mirror neurons, just as there are mirror neurons for action, there are mirror neurons for touch. In other words, if somebody touches me, my hand, neuron in the somatosensory cortex in the sensory region of the brain fires. But the same neuron, in some cases, will fire when I simply watch another person being touched. So, it's empathizing the other person being touched.
Takže většina z nich vyšle signál, když se mě někdo dotkne na různých místech. Různé neurony pro různá místa. Ovšem některé z nich vyšlou signál i když jen někoho sleduju, jak se ho někdo dotýká na stejné místo. Takže zde opět máme neurony, které se dokáží "vcítit". Otázka, která se teď nabízí: Když se pouze dívám na někoho, koho se někdo dotýká, proč mě to nezmate a já sám ten dotek necítím jen pouhým sledováním někoho, koho se někdo dotýká? Tím myslím to, že se dokážu vcítit do pocitů toho člověka, ale já sám ten dotek doopravdy necítím. A to je tím, že v kůži máme receptory doteku a bolesti, které posílají podněty do mozku a říkají nám „Neboj se, nikdo se tě nedotýká. Takže vciť se, se vším všudy, do pocitů toho dalšího člověka, ale přímo nepociťuj dotek, jinak tě to zmate a poplete."
So, most of them will fire when I'm touched in different locations. Different neurons for different locations. But a subset of them will fire even when I watch somebody else being touched in the same location. So, here again you have neurons which are enrolled in empathy. Now, the question then arises: If I simply watch another person being touched, why do I not get confused and literally feel that touch sensation merely by watching somebody being touched? I mean, I empathize with that person but I don't literally feel the touch. Well, that's because you've got receptors in your skin, touch and pain receptors, going back into your brain and saying "Don't worry, you're not being touched. So, empathize, by all means, with the other person, but do not actually experience the touch, otherwise you'll get confused and muddled."
Takže je zde zpětná vazba, která vyruší podnět zrcadlového neuronu tak, abychom vědomě tento dotek nepocítili. Ale když tu ruku odstraníte, když ji jednoduše znecitlivíte, dáte do ní injekci, umrtvíte pažní nervovou pleteň tak, že ruka je necitlivá, a žádné podněty nepřicházejí zvenčí, když se na vás teď podívám, jak se vás někdo dotýká, doslova to cítím na svojí ruce. Jinými slovy, rozpustili jste bariéru mezi vámi a ostatními lidskými bytostmi. Já jim říkám Gándhího neurony, nebo empatické neurony. (Smích)
Okay, so there is a feedback signal that vetoes the signal of the mirror neuron preventing you from consciously experiencing that touch. But if you remove the arm, you simply anesthetize my arm, so you put an injection into my arm, anesthetize the brachial plexus, so the arm is numb, and there is no sensations coming in, if I now watch you being touched, I literally feel it in my hand. In other words, you have dissolved the barrier between you and other human beings. So, I call them Gandhi neurons, or empathy neurons. (Laughter)
A to není myšleno v nějakém abstraktním metaforickém smyslu, všechno, co vás od něj odděluje, od jakéhokoli jiného člověka, je vaše kůže. Odstraňte kůži a pocítíte dotek toho člověka ve vaší mysli. Rozpustili jste překážku mezi vámi a ostatními lidmi. A tohle je samozřejmě základem většiny Východní filosofie, tedy to, že doopravdy neexistuje žádné nezávislé já stranou od dalších lidských bytostí sledující okolní svět, pozorující ostatní lidi. Popravdě řečeno nejste propojení jen přes Facebook a internet, jste spíš doslova propojení skrze naše neurony. A v této místnosti jsou celé řetězce neuronů, které spolu vzájemně komunikují. A neexistuje žádné opravdové osamostatnění našeho vlastního vědomí od vědomí někoho jiného.
And this is not in some abstract metaphorical sense. All that's separating you from him, from the other person, is your skin. Remove the skin, you experience that person's touch in your mind. You've dissolved the barrier between you and other human beings. And this, of course, is the basis of much of Eastern philosophy, and that is there is no real independent self, aloof from other human beings, inspecting the world, inspecting other people. You are, in fact, connected not just via Facebook and Internet, you're actually quite literally connected by your neurons. And there is whole chains of neurons around this room, talking to each other. And there is no real distinctiveness of your consciousness from somebody else's consciousness.
A to není žádná pomatená filozofie. Tohle vyplývá z našeho chápání základní neurobiologie. Vezměte si například pacienta s fantomovou končetinou. V případě, že byla vaše končetina odstraněna a vy máte fantomovou končetinu a sledujete někoho, jak se ho někdo dotýká, cítíte to ve své fantomové končetině. To úžasné na tom je to, že když máte fantomovou končetinu, sevřete ruku někoho jiného, masírujete ruku někoho jiného, ulevuje to bolesti ve vaší fantomové ruce, téměř jakoby neuronu ulevovalo pouhé sledování, jak je masírován někdo jiný.
And this is not mumbo-jumbo philosophy. It emerges from our understanding of basic neuroscience. So, you have a patient with a phantom limb. If the arm has been removed and you have a phantom, and you watch somebody else being touched, you feel it in your phantom. Now the astonishing thing is, if you have pain in your phantom limb, you squeeze the other person's hand, massage the other person's hand, that relieves the pain in your phantom hand, almost as though the neuron were obtaining relief from merely watching somebody else being massaged.
No a tady je můj poslední snímek. Po dlouhou dobu lidé považovali přírodní a humanitní vědy za odlišné. C. P. Snow mluvil o dvou kulturách: přírodní vědy na jedné straně a humanitní vědy na straně druhé; a ty dvě se nikdy nesejdou. Proto tvrdím, že systém zrcadlových neuronů představuje základ, který nám dává podnět k přehodnocení otázky vědomí, ztvárnění našeho já, co nás odděluje od ostatních lidských bytostí, co nám umožňuje vcítit se do ostatních lidských bytostí, a dokonce i vznik věcí jako vznik kultury a civilizace, které se týkají výhradně lidských bytostí. Děkuji. (Potlesk)
So, here you have my last slide. For the longest time people have regarded science and humanities as being distinct. C.P. Snow spoke of the two cultures: science on the one hand, humanities on the other; never the twain shall meet. So, I'm saying the mirror neuron system underlies the interface allowing you to rethink about issues like consciousness, representation of self, what separates you from other human beings, what allows you to empathize with other human beings, and also even things like the emergence of culture and civilization, which is unique to human beings. Thank you. (Applause)