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.
Oggi vi parlero' del cervello umano, che è ciò che studiamo all' Università della California. Pensiamo solo un attimo alla questione. Qui c'e' un pezzo di carne, meno di un chilo e mezzo, che potete tenere nel palmo della vostra mano. Ma che può comprendere la vastità degli spazi interstellari. può indagare il significato dell'infinito, chiedersi il significato della sua stessa esistenza, riguardo alla natura di Dio.
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.
E questa è veramente la cosa più straordinaria del creato. E' il più grande mistero riguardo l'essere umano: Com'e' possibile tutto cio? Bene, come sapete, il cervello è fatto di neuroni. Qui stiamo guardando dei neuroni. Ci sono 100 miliardi di neuroni nel cervello adulto. Ogni neurone ha dalle 1.000 ai 10.000 connessioni con gli altri neuroni del cervello. E su questa base, è stato calcolato che il numero di trasformazioni e combinazioni dell' attivita' del cervello è superiore al numero di particelle elementari dell'universo.
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.
Quindi, come è possibile studiare il cervello? Un modo è di osservare chi ha avuto delle lesioni in diverse parti del cervello, e studiare i cambiamenti del comportamento. Di questo vi ho parlato nell'ultimo incontro TED. Oggi vi parlerò di un altro modo che consiste nel mettere degli elettrodi in diverse aree del cervello, ed effettivamente registrare l'attività delle singole cellule nervose nel cervello. Una specie di spionaggio dell'attività delle cellule nervose nel cervello.
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.
Ora, una scoperta fatta di recente da ricercatori italiani, a Parma, Giacomo Rizzolatti e i suoi colleghi, e' un gruppo di neuroni chiamati neuroni specchio, sono davanti sul cervello, nei lobi frontali. Ora, ci sono dei neuroni chiamati "neuroni dell'attivita' motoria" sulla parte anteriore del cervello, che conosciamo da più di 50 anni. Questi neuroni si attivano quando uno compie un'azione specifica Per esempio, se mi allungo e afferro una mela, i neuroni dell'attività motoria, si attiveranno davanti sul cervello. Se mi allungo e raccolgo un oggetto, un altro neurone si attivera', comandandomi di raccogliere l'oggetto. Questi neuroni dell'attività motoria sono conosciuti da molto tempo.
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.
Ma Rizzolatti ha scoperto un sottogruppo di questi neuroni, circa il 20%, che si attivano pure quando sto guardando qualcun altro che compie un'azione. Quindi, ci sono dei neuroni che si attivano quando mi allungo per prendere qualcosa ma si attivano anche se vedo Joe che si allunga per prendere qualcosa. E questo e' veramente sorprendente. Perchè è come se questi neuroni adottino il punto di vista di un'altra persona. Come se realizzassero una simulazione virtuale dell'azione dell'altra persona.
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.
Qual'è lo scopo di questi neuroni specchio? Certamente sono coinvolti in processi come l'imitazione e l'emulazione. Perche' imitare un'azione complessa richiede che il mio cervello si metta nel punto di vista di un'altro. Percio', questo è importante per l'imitazione e per l'emulazione. Perchè è importante? Ecco, diamo un'occhiata alla prossima diapositiva. Allora, come avviene l'imitazione? Perchè è importante? I neuroni specchio e l'imitazione.
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.
Ora, guardiamo alla cultura, al fenomeno della cultura umana. Se andiamo indietro nel tempo, 75/100.000 anni fa, e guardiamo all'evoluzione umana, vediamo che accadde una cosa molto importante 75.000 anni fa. All'improvviso sono emerse e si sono rapidamente diffuse diverse capacità esclusive dell'essere umano l'uso di attrezzi, del fuoco, di rifugi, ed ovviamente anche del linguaggio, e la capacità di "leggere" nella mente di un'altro ed interpretare il suo comportamento. Tutto ciò in modo relativamente veloce.
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.
Anche se Il cervello umano ha raggiunto l'attuale dimensione quasi 3/400.000 anni fa, 100.000 anni fa tutto ciò è accaduto molto rapidamente. E io credo che ciò che accadde sia stata l'improvvisa emersione di un sofisticato sistema di neuroni specchio, che ci hanno permesso di imitare le azioni degli altri. Così che, quando per caso avveniva un'improvvisa scoperta di un membro del gruppo, come l'uso del fuoco, o l'uso di uno strumento, invece di scomparire veniva diffusa rapidamente, orizzontalmente a tutta la popolazione o verticalmete trasmessa attraverso le generazioni.
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.
Cio' ha reso l'evoluzione, improvvisamente Lamarckiana, invece che Darwiniana. L'evoluzione Darwiniana è lenta, richiede centinaia di migliaia di anni. L'orso polare, per sviluppare la pelliccia, ci mettera' migliaia di generazioni, forse 100.000 anni. Nell'essere umano, il figlio deve solo vedere il genitore uccidere un'altro orso polare, scuoiarlo e mettere la pelliccia sul suo corpo, peli sul corpo, e lo impara subito. Ciò che all'orso polare capita in 100.000 anni, lo si puo' imparare in 5, forse 10 minuti. E poi ciò che si impara viene diffuso in proporzione geometrica attraverso la popolazione.
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.
Questo è il principio. L'imitare capacità complesse, è ciò che chiamiamo cultura, la base della civiltà. Ma c'è anche un'altro tipo di neuroni specchio, che è coinvolto in qualcosa di molto diverso. Come ci sono i neuroni specchio per l'azione ci sono i neuroni specchio per il contatto. Se qualcuno mi tocca la mano, i neuroni della corteccia somato-sensoriale nella regione sensoriale del cervello si attivano. Ma gli stessi neuroni, si attivano in certi casi semplicemente se guardo un'altra persona che viene toccata. Si prova empatia per l'altro che viene toccato.
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."
Quindi, molti si attivano se vengo toccato in zone diverse. Neuroni diversi per aree diverse. Ma alcuni di loro si attivano anche se vedo qualcun altro che viene toccato nello stesso punto. Così, di nuovo abbiamo dei neuroni sviluppati per l'empatia. E nasce la domanda: Se guardo una persona che viene toccata, perchè non mi confondo e non sento anche il contatto soltanto guardando qualcuno che viene toccato? Voglio dire, empatizzo con la persona ma non "sento" letteralmente il contatto. Beh, cio' perchè abbiamo dei recettori sulla pelle, di tatto e di dolore, che mandano dei segnali al cervello e dicono "Tranquillo non sei stato toccato". Così empatizziamo, sentiamo tutto con l'altra persona. ma non l'effettiva esperienza del contatto altrimenti saremmo confusi.
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)
Ok, cosi c'e' un segnale di ritorno che blocca il segnale dei neuroni specchio impedendo l'esperienza consapevole del contatto. Ma se elimini il braccio, se anestetizzi il braccio con un'iniezione, fai un'iniezione nel mio braccio, blocchi il plesso brachiale e il braccio è insensibile, e da li nessun segnale ti arriva, se ora vedo qualcuno toccato, io lo sento veramente. in altre parole, ho dissolto la barriera tra me e gli altri esseri umani. Io li chiamo neuroni Gandhi o neuroni dell'empatia. (risate)
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.
E questo non in modo astratto o metaforico, tutto cio che separa te da lui, dalle altre persone è la tua pelle. Togliete la pelle e la vostra mente sarà in contatto con gli altri. Dissolverete le barriera tra voi e gli altri esseri umani. Questo è alla base di molte filosofie orientali, Che non esiste nessun io indipendente separato dagli altri esseri umani, che indaga sul mondo, che indaga su gli altri. In realtà noi siamo connessi, non solo con FB e Internet, siamo connessi dai nostri neuroni. E in questa sala c'è un'intera connessione di neuroni che dialogano tra loro. E non c'e' nessuna reale distinzione tra la vostra coscienza e quella di un'altro.
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.
Questa non è filosofia del mambogiambo. Emerge dalla nostra comprensione della neuroscienza. Prendiamo un paziente con un arto fantasma. Se il braccio e' stato tolto e hai un arto fantasma, e guardi qualcun altro che viene toccato, lo senti anche se ti manca. Ma ancora più stupefacente, se hai un dolore nell'arto fantasma, e prendi la mano dell'altra persona, e massaggi la sua mano, questo attenua il dolore nella mano che tu non hai piu', come se i neuroni possano produrre un sollievo anche soltanto guardando un altro che viene massaggiato.
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)
E ora l'ultima diapositiva. Per molto tempo la gente ha guardato alla scienza e all'umanesimo come due cose distinte. C.P. Snow ha parlato di due culture: la scienza da una parte e l'umanesimo dall'altra; "mai le due s'incontreranno". Io dico che i neuroni specchio rappresentano l'interfaccia che ci consente di rivedere questioni quali la consapevolezza, la rappresentazione del se', di cio' che ci separa dagli altri esseri umani, di cio che ci permette di entrare in empatia con gli altri, ed anche altre cose come lo sviluppo della cultura e della civiltà, che è solo dell'essere umano. Grazie (Applausi)