Heute möchte ich Ihnen gern über das menschliche Gehirn erzählen, das wir an der Universität von Kalifornien untersuchen. Denken Sie einmal eine Sekunde über dieses Problem nach! Da ist ein Klumpen Fleisch von etwa 1,4 kg, den Sie auf Ihrer Handfläche halten können. Aber er kann über die Weite des interstellaren Raumes nachdenken. Er kann über die Bedeutung der Unendlichkeit nachdenken, Fragen über die Bedeutung seiner eigenen Existenz stellen und über die Natur Gottes.
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.
Und das ist wahrhaftig die verblüffendste Sache der Welt. Es ist das größte Mysterium, dem menschliche Wesen gegenüberstehen: Wie kommt das alles zustande? Gut, das Gehirn besteht, wie Sie wissen, aus Neuronen. Hier sehen wir Neuronen. Es gibt 100 Milliarden Neuronen im erwachsenen menschlichen Gehirn. Und jedes Neuron steht in Kontakt mit so etwa 1.000 bis 10.000 anderen Neuronen im Gehirn. Und auf dieser Basis hat man berechnet, dass die Anzahl von Permutationen und Kombinationen der Gehirnaktivität die Anzahl der Elementarteilchen im Universum übersteigt.
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.
Wie macht man sich also daran, das Gehirn zu erforschen? Ein Einstieg ist, Patienten mit Verletzungen in verschiedenen Gehirnpartien zu beobachten und Änderungen in ihrem Verhalten zu studieren. Darüber habe ich auf der letzten TED gesprochen. Heute werde ich über eine andere Herangehensweise sprechen, nämlich Elektroden in verschiedenen Gehirnpartien anzubringen und die Aktivität einzelner Nervenzellen im Gehirn effektiv aufzuzeichnen. Das ist wie das Belauschen von Nervenzellen im Gehirn.
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.
Nun, eine jüngere Entdeckung, die von Forschern in Italien, in Parma, von Giacomo Rizzolatti und seinen Kollegen gemacht wurde, ist eine Gruppe von Neuronen, Spiegelneuronen genannt, die sich im Vorderteil des Gehirns befinden, in den Frontallappen. Nun, es stellt sich heraus, es gibt Neuronen, die gewöhnliche motorische Befehlsneuronen genannt werden, im Vorderteil des Gehirns, die man schon seit über 50 Jahren kennt. Diese Neuronen feuern, wenn jemand eine bestimmte Handlung ausführt. Wenn ich das zum Beispiel tue und aushole und einen Apfel ergreife, wird ein motorisches Befehlsneuron in meinem Gehirn feuern. Wenn ich aushole und einen Gegenstand heranhole, wird ein anderes Neuron feuern, das mir befiehlt, den Gegenstand heranzuholen. Diese nennt man motorische Befehlsneuronen, die man schon geraume Zeit kennt.
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.
Was aber Rizzolatti fand, war, dass eine Teilmenge dieser Neuronen, vielleicht etwa 20 Prozent davon, ebenfalls feuert, wenn ich jemandem zusehe, der die gleiche Handlung ausführt. Hier ist also ein Neuron, das feuert, wenn ich aushole und etwas ergreife, aber es feuert auch, wenn ich Joe beobachte, wie er ausholt und etwas ergreift. Und das ist wahrlich verblüffend, denn es ist, als ob dieses Neuron den Gesichtspunkt der anderen Person annähme. Es ist fast, als ob es eine Simulation in virtueller Realität der Aktion der anderen Person durchführte.
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.
Nun, was ist die Bedeutung dieser Spiegelneuronen? Zumindest müssen sie an Dingen wie Imitation und Emulation beteiligt sein. Denn um einen komplexen Akt zu imitieren, muss mein Gehirn die Perspektive der anderen Person annehmen. Also ist das wichtig für Imitation und Emulation. Gut, warum ist das wichtig? Nun, sehen wir uns das nächste Dia an! Also, wie imitieren Sie? Warum ist Imitation wichtig? Spiegelneutronen und Imitation, Emulation.
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.
Nun, betrachten wir Kultur, das Phänomen der menschlichen Kultur! Wenn Sie ungefähr 75.000 bis 100.000 Jahre in der Zeit zurückgehen, in Hinblick auf die menschliche Evolution, da zeigt sich, dass etwas sehr Wichtiges geschehen ist vor ungefähr 75.000 Jahren. Und das ist ein plötzliches Auftreten und eine rasche Verbreitung einer Anzahl von Fertigkeiten, die für Menschen einzigartig sind, wie der Gebrauch von Werkzeugen, der Gebrauch des Feuers, der Gebrauch von Unterkünften und, natürlich, die Sprache und die Fähigkeit, die Absicht einer anderen Person zu lesen und das Verhalten dieser Person zu deuten. All dies geschah relativ schnell.
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.
Obwohl das menschliche Gehirn seine heutige Größe schon vor drei- oder vierhunderttausend Jahren erreicht hatte, geschah all das vor 100.000 Jahren sehr, sehr schnell. Und ich behaupte, dass das, was geschah, das plötzliche Auftreten eines hoch entwickelten Spiegelneuronensystems war, das es erlaubte, Handlungen anderer Personen zu emulieren und zu imitieren. Wenn es also zu einer plötzlichen, zufälligen Entdeckung durch ein Mitglied der Gruppe kam, etwa dem Gebrauch von Feuer oder einer bestimmten Art von Werkzeug, verfiel diese nicht dem Vergessen sondern verbreitete sich rasch horizontal über die Bevölkerung oder wurde vertikal an die nachfolgenden Generationen weitergegeben.
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.
Das machte die Evolution plötzlich Lamarckisch statt Darwinisch. Darwinische Evolution ist langsam; sie braucht hunderttausende Jahre. Ein Eisbär braucht, um einen Pelz zu entwickeln, tausende Generationen, vielleicht hunderttausend Jahre. Ein menschliches Wesen, ein Kind, kann einfach seinem Vater zusehen, wie der einen weiteren Eisbären tötet, ihn häutet und die Haut auf seinen Körper legt, das Fell auf der Körperseite, und das alles auf einmal lernen. Was den Eisbären 100.000 Jahre des Lernens gekostet hat, kann es in fünf Minuten lernen, vielleicht in zehn Minuten. Und dann, wenn es einmal gelernt ist, verbreitet es sich in geometrischer Progression über eine Bevölkerung.
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.
Das ist die Basis. Die Imitation komplexer Fertigkeiten ist, was wir Kultur nennen, und die Basis der Zivilisation. Nun gibt es noch eine Art von Spiegelneuronen, die mit etwas ganz anderem zu tun haben. Und das ist, es gibt Spiegelneuronen, ebenso wie es Spiegelneuronen für die Aktion gibt, gibt es Spiegelneuronen für die Berührung. Mit anderen Worten, wenn jemand mich berührt, meine Hand, feuert ein Neuron im sensorischen Cortex in der sensorischen Region des Gehirns. Aber dasselbe Neuron wird in einigen Fällen feuern, wenn ich einfach zusehe, wie eine andere Person berührt wird. Also ist das ein Einfühlen in die andere Person, die berührt wird.
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.
Es werden also die meisten davon feuern, wenn ich an verschiedenen Stellen berührt werde. Verschiedene Neuronen für verschiedene Stellen. Aber eine Teilmenge davon wird feuern, wenn ich zusehe, wie jemand anderer an derselben Stelle berührt wird. Wir haben also hier wiederum Neuronen, die mit dem Einfühlen zu tun haben. Nun stellt sich die Frage: Wenn ich einfach zusehe, wie eine andere Person berührt wird, warum bin ich nicht verwirrt und habe buchstäblich dieses Berührungsgefühl vom bloßen Zusehen, wie jemand berührt wird? Das heißt, ich fühle mit dieser Person, aber ich fühle nicht buchstäblich die Berührung. Nun, das ist so, weil man Rezeptoren in der Haut hat, Berührungs - und Schmerzrezeptoren, die zum Gehirn führen und sagen: „Keine Sorge, du wirst nicht berührt! Fühle also, auf alle Fälle, mit der anderen Person, aber erfahre nicht die Berührung, sonst wirst du verwirrt und durcheinandergebracht.“
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."
Also gut, es gibt ein Rückkopplungssignal, das das Signal des Spiegelneurons außer Kraft setzt und dich davor bewahrt, diese Berührung bewusst zu erfahren. Wenn man aber den Arm entfernt, einfach meinen Arm betäubt, wenn man mir eine Injektion in meinen Arm gibt, den Plexus betäubt, auf dass der Arm empfindungslos ist, und es kommt kein Gefühl herein, wenn ich nun beobachte, wie jemand berührt wird, fühle ich es buchstäblich in meiner Hand. In anderen Worten, man hat die Barriere zwischen einem selbst und anderen menschlichen Wesen aufgelöst. Daher nenne ich sie Gandhi-Neuronen oder Empathieneuronen. (Gelächter)
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)
Und das ist nicht in irgendeinem metaphorischen Sinn gemeint – alles was dich von ihm trennt, von der anderen Person, ist deine Haut. Entferne die Haut, und du fühlst die Berührung jener Person in deinem Verstand. Du hast die Barriere zwischen dir und anderen menschlichen Wesen aufgelöst. Und das ist natürlich die Basis eines großen Teils östlicher Philosophie, nämlich dass es kein wirkliches unabhängiges Selbst gibt, fern von anderen menschlichen Wesen, das die Welt beobachtet, andere Personen beobachtet. Man ist tatsächlich verbunden, nicht nur über Facebook und Internet, man ist wirklich ganz buchstäblich durch seine Neuronen verbunden. Und es gibt ganze Ketten von Neuronen in diesem Bereich, die miteinander sprechen. Und es gibt keine wirkliche Unterscheidung zwischen dem eigenen Bewusstsein und dem von jemand anderem.
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.
Und das ist keine Hokus-Pokus-Philosophie. Sie ergibt sich aus unserem Verständnis der grundlegenden Neurologie. So, wenn man einen Patienten mit einem Phantom-Glied hat – wenn der Arm entfernt wurde und du ein Phantom hast und dann siehst, wie jemand berührt wird, fühlst du es in deinem Phantom. Nun, das Verblüffende ist: Wenn du Schmerzen in deinem Phantom-Glied hast und die Hand der anderen Person drückst, die Hand der anderen Person massierst, verringert das den Schmerz in deiner Phantom-Hand, fast als ob das Neuron Erleichterung empfinge vom bloßen Beobachten der Massage von jemand anderem.
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.
So, hier haben Sie mein letztes Dia! Die längste Zeit haben die Menschen Naturwissenschaften und Geisteswissenschaften als getrennte Gebiete betrachtet. C. P. Snow sprach von den beiden Kulturen: Naturwissenschaften auf der einen, Geisteswissenschaften auf der anderen Seite, niemals würden die beiden zueinander finden. Ich sage also, das Spiegelneuronensystem ist die Basis der Schnittstelle, die uns erlaubt, über Themen nachzudenken wie Bewusstsein, Repräsentation des Selbst, darüber, was uns von anderen menschlichen Wesen trennt, was uns erlaubt, mit anderen menschlichen Wesen zu fühlen, und auch sogar Dinge wie die Entstehung der Kultur und Zivilisation, die nur der Mensch entwickelt hat. Vielen Dank! (Applaus)
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)