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.
Chciałbym opowiedzieć o ludzkim mózgu, który to badamy na Uniwersytecie Kalifornijskim. Pomyślcie o tym przez chwilę. To około 1,5 kilogramowy kawałek ciała, który da się utrzymać w dłoni, a potrafi on rozmyślać nad ogromem wszechświata, nad znaczeniem nieskończoności, zapytać o sens własnego istnienia i o naturę Boga.
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.
I to naprawdę najbardziej zadziwiająca rzecz na świecie i największa zagadka stojąca przed ludźmi: Jak to wszystko działa? Tak więc mózg składa się z neuronów. To są neurony. W mózgu dorosłego człowieka jest 100 miliardów neuronów i każdy z nich tworzy 1-10 tysięcy połączeń z innymi neuronami. Z powyższego obliczono, że liczba permutacji i kombinacji powstających podczas działania mózgu przewyższa liczbę cząstek elementarnych znajdujących się we wszechświecie.
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.
Jak więc badać mózg? Można badać jak zmienia się zachowanie pacjentów z uszkodzeniami różnych częsci mózgu. O tym opowiadałem na ostatnim TED. Dziś opowiem o innym podejściu, gdy umieszczamy elektrody w różnych częściach mózgu i zapisujemy aktywność poszczególnych komórek nerwowych. Jakby podsłuchując aktywność neuronów w mózgu.
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.
Niedawno badacze z Parmy we Włoszech dokonali odkrycia, chodzi o Giacomo Rizzolattiego i jego współpracowników, odkryli grupę neuronów nazwanych neuronami lustrzanymi, które znajdują się z przodu mózgu, w płatach czołowych. I okazuje się, że istnieją neurony, na przodzie mózgu, nazywane motorycznymi neuronami pobudzającymi, znane od 50 lat. Aktywują się one gdy ktoś wykonuje określone działanie. Na przykład, jeśli zrobię tak i sięgnę po jabłko neuron motoryczny z przodu mojego mózgu wypali. Gdy zaś zechcę sięgnąć po jakiś przedmiot, inny neuron zareaguje każąc mi to zrobić. To są neurony motoryczne, znane od wielu lat.
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.
Ale Rizzolatti odkrył, że istnieje podgrupa tych neuronów, może 20%, które aktywują się również wtedy, gdy patrzę na kogoś, kto wykonuje tę czynność. Więc są neurony, które działają gdy sięgam po coś, ale też kiedy widzę jak Joe po coś sięga. I to jest zadziwiające. Tak jakby ten neuron przyjmował perspektywę drugiej osoby. To prawie jak symulacja wirtualna działań drugiej osoby.
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.
Na czym polega znaczenie neuronów lustrzanych? Po pierwsze, zapewne biorą udział w imitowaniu i uczeniu obserwacyjnym. Gdyż, aby naśladować złożone działanie mózg musi przyjąć cudzą perspektywę. Więc jest to ważne w imitacji i uczeniu obserwacyjnym. A czemu to jest ważne? Popatrzmy na następny slajd. Jak więc imitujemy? I czemu jest to ważne? Neurony lustrzane a imitacja i uczenie obserwacyjne.
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.
Popatrzmy na zjawisko kultury ludzkiej. Jeśli cofniemy się 75-100 tysięcy lat i przyjrzymy ewolucji, okazuje się, że 75 tysięcy lat temu zdarzyło się coś ważnego, czyli nagłe powstanie i rozprzestrzenienie się wielu umiejętności charakterystycznych dla ludzi jak stosowanie narzędzi, ognia, schronienia i oczywiście języka, zrozumienie co myśli drugi człowiek i interpretowanie jego zachowań. To wszystko stało się relatywnie szybko.
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.
Mimo, iż nasz mózg osiągnął dzisiejszy rozmiar 300-400 tysięcy lat temu, to wszystko stało się nagle, 100 tysięcy lat temu. I twierdzę, że stało się to dzięki nagłemu powstaniu wyrafinowanego systemu neuronów lustrzanych, które pozwoliły na imitowanie i obserwacyjne uczenie cudzych zachowań. Więc gdy nagle ktoś dokonał przypadkowego odkrycia na przykład ognia czy jakiegoś narzędzia, odkrycie to nie umierało razem z nim lecz rozprzestrzeniało się horyzontalnie w populacji lub wertykalnie, przekazywane następnym pokoleniom.
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.
Więc nagle ewolucja okazała się być Lamarkowska, a nie Darwińska. Ewolucja wg Darwina jest powolna, trwa setki tysięcy lat. Niedźwiedź polarny otrzymał swoje futro po upływie tysięcy pokoleń, może 100 tysięcy lat. Człowiek, dziecko, po prostu obserwuje rodziców jak zabijają niedźwiedzia i zabierają jego futro - zakładają na siebie. Dziecko uczy się za jednym razem tego, co niedźwiedziowi zajęło 100 000 lat. Dziecko uczy się tego w 5, może 10 minut. Następnie ta wiedza rozprzestrzenia się geometrycznie wśród populacji.
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.
Naśladowanie złożonych umiejętności to kultura będąca podstawą cywilizacji. Jest też inny rodzaj neuronów lustrzanych związanych z zupełnie inną kwestią. Podobnie jak neurony lustrzane związane z działaniem są też neurony lustrzane związane z dotykiem. Innymi słowy, gdy ktoś dotyka moją rękę to pobudza neuron w korze somatosensorycznej, w czuciowej części mózgu. Ale ten sam neuron czasami pobudza się gdy tylko patrzymy na osobę dotykaną. Jest to więc współodczuwanie z dotykaną osobą.
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."
Większość z nich działa gdy jestem dotykany w różnych miejscach. Różne neurony dla różnych lokalizacji. Ale niektóre działają wtedy, gdy patrzymy na kogoś kto jest dotykany w danym miejscu. Więc są to neurony odpowiedzialne za empatię. Pojawia się pytanie: dlaczego gdy patrzę na kogoś dotykanego, wiem, że to jednak nie ja jestem dotykany? Wczuwam się w tę osobę, ale nie czuję się dotykany. Jest tak dlatego, że receptory w skórze, receptory dotyku i bólu, wysyłają do mózgu komunikat: bez obaw - to nie ja jestem dotykany. Więc mogę wczuwać się w drugą osobę nie doświadczając faktycznego dotyku. Inaczej zupełnie byśmy się pogubili.
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)
Mózg dostaje więc sygnał stopujący działanie neuronu lustrzanego, uniemożliwiający świadome doświadczenie tego dotyku. Ale jeśli usuniemy rękę - znieczulimy ją. Wystarczy zastrzyk aby znieczulić splot ramienny tak, że żadne odczucia nie trafiają do mózgu, i gdy wtedy popatrzymy na kogoś dotykanego -- dosłownie czujemy ten dotyk. Innymi słowy, zostaje rozmyta granica pomiędzy mną a innymi ludźmi. Nazywam je neuronami Gandhiego lub empatii. (Śmiech)
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.
I to nie abstrakcyjnie czy metaforycznie. Jedynym co oddziela nas od siebie jest skóra. Gdy ją pominiemy, doświadczamy cudzego dotyku. Rozbijamy barierę pomiędzy nami i innymi ludźmi. A to jest podstawą większości filozofii Wschodu -- niezależne "ja" nie istnieje. "ja" zdystansowane od innych, badające świat i innych ludzi. Jesteśmy połączeni nie tylko Facebookiem czy internetem, lecz całkiem dosłownie naszymi neuronami i na tej sali są całe łańcuchy neuronów komunikujących się ze sobą. Nie ma prawdziwego rozdziału mojej świadomości od świadomości kogoś innego.
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.
To nie jest żaden filozoficzny bełkot. To wynika z podstaw neurobiologii. Gdy komuś amputowano kończynę, a on wciąż ją czuję to gdy patrzy na osobę dotykaną czuje ten dotyk w swoim fantomie. A co jest najbardziej zadziwiające, gdy czujesz ból fantomowy w ręce i masujesz rękę innej osoby, to uśmierza ból w fantomie prawie jak gdyby neuron doznawał ulgi, patrząc na to, że ktoś jest masowany.
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)
Oto mój ostatni slajd. Od niepamiętnych czasów ludzie rozdzielali nauki ścisłe i humanistyczne. C.P. Snow stwierdził, że to są dwie kultury: ścisła na jednym biegunie i humanistyczna na drugim i nigdy się nie spotkają. Więc uważam, że neurony lustrzane stanowią pole do przeanalizowania takich kwestii jak świadomość, reprezentacja własnego "ja", tego, co oddziela nas od innych ludzi, co pozwala nam współodczuwać z innymi ludźmi, a nawet takie kwestie jak powstanie kultury i cywilizacji unikalnych dla istot ludzkich. Dziękuję. (Brawa)