Jak už se zmínil Chris, zabývám se studiem lidského mozku - funkcemi a strukturou lidského mozku. Rád bych, abyste se na chvíli zamysleli nad tím, co to obnáší. Tady je rosolovitá hmota -- jeden a půl kilogramu rosolu, vejde se vám do dlaně, a může filozofovat nad rozsáhlostí mezihvězdného prostoru. Umí přemýšlet o významu nekonečna a rozjímat nad sebou samým při přemýšlení o významu nekonečna. A tuto zvláštní vlastnost, které říkáme sebeuvědomění, kterou považuji za svatý grál neurovědy, neurologie, někdy, doufám, pochopíme.
Well, as Chris pointed out, I study the human brain, the functions and structure of the human brain. And I just want you to think for a minute about what this entails. Here is this mass of jelly, three-pound mass of jelly you can hold in the palm of your hand, and it can contemplate the vastness of interstellar space. It can contemplate the meaning of infinity and it can contemplate itself contemplating on the meaning of infinity. And this peculiar recursive quality that we call self-awareness, which I think is the holy grail of neuroscience, of neurology, and hopefully, someday, we'll understand how that happens.
Takže jak se studuje tento záhadný orgán? Máte 100 miliard nervových buněk, malé chuchvalce protoplasmy, které se vzájemně ovlivňují, a z této aktivity vyplývá celá škála schopností, kterým říkáme lidská přirozenost a lidské vědomí. Jak se to může stát? Je mnoho způsobů, jak zkoumat funkce lidského mozku. Jedním z nich, který používáme nejčastěji, je pozorovat pacienty s trvalým poškozením malé oblasti mozku, kde došlo ke genetické změně. Co se stane poté, není všeobecné snížení vaší duševní kapacity, jakési otupění vašich poznávacích schopností. To, co se stane, je vysoce výběrová ztráta jedné funkce, kdy zároveň ty ostatní zůstanou nedotčeny a to vás může ujistit o tom, že tato část mozku je nějakým způsobem zapojena do zprostředkování té funkce. Takže vy potom můžete přiřadit funkci ke struktuře a následně zjistit, co tato soustava dělá, aby vytvořila tu danou funkci. Takže toto se snažíme dělat.
OK, so how do you study this mysterious organ? I mean, you have 100 billion nerve cells, little wisps of protoplasm, interacting with each other, and from this activity emerges the whole spectrum of abilities that we call human nature and human consciousness. How does this happen? Well, there are many ways of approaching the functions of the human brain. One approach, the one we use mainly, is to look at patients with sustained damage to a small region of the brain, where there's been a genetic change in a small region of the brain. What then happens is not an across-the-board reduction in all your mental capacities, a sort of blunting of your cognitive ability. What you get is a highly selective loss of one function, with other functions being preserved intact, and this gives you some confidence in asserting that that part of the brain is somehow involved in mediating that function. So you can then map function onto structure, and then find out what the circuitry's doing to generate that particular function. So that's what we're trying to do.
Dejte mi teď možnost předvést vám několik neobyčejných příkladů. Vlastně vám během prezentace ukážu tři příklady, šest minut každý. Prvním z nich je výjimečný syndrom zvaný Capgrasův syndrom. Když se podíváte tady na ten první snímek, toto jsou spánkové laloky, čelní laloky, temenní laloky, ty laloky, ze kterých se skládá mozek. A když se podíváte, tady je schovaná ve vnitřní straně spánkového laloku -- nemůžete ji vidět -- malá struktura jménem fusiformní závit. Říká se jí obličejová oblast mozku, protože když je poškozena, nemůžete rozeznávat obličeje lidí. Pořád je poznáte podle jejich hlasu a řeknete si, no ano, to je Joe, ale nemůžete se jim podívat do tváře a poznat, kdo to je, rozumíte? Dokonce nepoznáte ani sami sebe v zrcadle. Samozřejmě, že vy víte, že jste to vy, protože když mrknete, obraz také mrkne a vy víte, že je to zrcadlo, ale vlastně nepoznáte sebe jako sebe.
So let me give you a few striking examples of this. In fact, I'm giving you three examples, six minutes each, during this talk. The first example is an extraordinary syndrome called Capgras syndrome. If you look at the first slide there, that's the temporal lobes, frontal lobes, parietal lobes, OK -- the lobes that constitute the brain. And if you look, tucked away inside the inner surface of the temporal lobes -- you can't see it there -- is a little structure called the fusiform gyrus. And that's been called the face area in the brain, because when it's damaged, you can no longer recognize people's faces. You can still recognize them from their voice and say, "Oh yeah, that's Joe," but you can't look at their face and know who it is, right? You can't even recognize yourself in the mirror. I mean, you know it's you because you wink and it winks, and you know it's a mirror, but you don't really recognize yourself as yourself.
Dnes už je tento syndrom velmi známý jako příznak poškození fusiformního závitu. Ale existuje další vzácný syndrom, dokonce tak vzácný, že o něm slyšelo jen velmi málo lékařů, dokonce i neurologů. Jmenuje se to Capgrasův fenomén a jde o to, že pacient, který je jinak naprosto normální, utrpěl zranění hlavy, probere se z kómatu, je jinak naprosto v pořádku, podívá se na svou matku a řekne: „Tato žena vypadá přesně jako moje matka, ale je to podvodnice -- je to nějaká jiná žena, která předstírá, že je má matka." Proč se toto děje? Proč by někdo -- a tato osoba je velmi bystrá a inteligentní ve všech jiných ohledech, ale když vidí svou matku, objeví se jeho falešná představa a on říká, že to není jeho matka.
OK. Now that syndrome is well known as caused by damage to the fusiform gyrus. But there's another rare syndrome, so rare, in fact, that very few physicians have heard about it, not even neurologists. This is called the Capgras delusion, and that is a patient, who's otherwise completely normal, has had a head injury, comes out of coma, otherwise completely normal, he looks at his mother and says, "This looks exactly like my mother, this woman, but she's an impostor. She's some other woman pretending to be my mother." Now, why does this happen? Why would somebody -- and this person is perfectly lucid and intelligent in all other respects, but when he sees his mother, his delusion kicks in and says, it's not mother.
Nejběžnější vysvětlení tohoto jevu, které najdete ve všech učebnicích psychiatrie, je Freudovo vysvětlení, které říká, že tenhle mladík -- a to samé odůvodnění platí mimochodem i pro ženy, ale já budu mluvit jen o mužích -- když jste dítě, malé dítě, jste silně sexuálně přitahováni ke své matce. A tohle Freud nazval oidipovským komplexem. Neříkám, že tomu věřím, ale tohle je standardní freudovský pohled. A potom, jak rostete, vaše mozková kůra se vyvíjí a potlačí tyto skryté sexuální potřeby týkající se vaší matky. Díky Bohu, protože jinak byste všichni byli sexuálně vzrušení, když byste viděli svou matku. A to, co se poté stane, je úder do hlavy, který poškodí mozkovou kůru a dovolí projevit se těmto skrytým sexuálním potřebám, vybublat na povrch a najednou, nepochopitelně, zjistíte, že vás sexuálně vzrušuje vaše matka. A vy si řeknete: „Proboha, jestli je toto moje máma, jak je možné, že mě sexuálně přitahuje? Je to nějaká jiná žena. Podvodnice." To je jediné vysvětlení, které dává smysl vašemu poškozenému mozku.
Now, the most common interpretation of this, which you find in all the psychiatry textbooks, is a Freudian view, and that is that this chap -- and the same argument applies to women, by the way, but I'll just talk about guys. When you're a little baby, a young baby, you had a strong sexual attraction to your mother. This is the so-called Oedipus complex of Freud. I'm not saying I believe this, but this is the standard Freudian view. And then, as you grow up, the cortex develops, and inhibits these latent sexual urges towards your mother. Thank God, or you would all be sexually aroused when you saw your mother. And then what happens is, there's a blow to your head, damaging the cortex, allowing these latent sexual urges to emerge, flaming to the surface, and suddenly and inexplicably you find yourself being sexually aroused by your mother. And you say, "My God, if this is my mom, how come I'm being sexually turned on? She's some other woman. She's an impostor." It's the only interpretation that makes sense to your damaged brain.
Ale tento argument nikdy moc nedával smysl mně. Je velmi vynalézavý, tak jako všechny Freudovy teorie -- (Smích) -- ale nedával moc smysl, protože jsem viděl tu samou falešnou představu, pacienta s tou samou falešnou představou o svém pudlíkovi. (Smích) Říkal: „Doktore, tohle není Fifi, vypadá přesně jako Fifi, ale je to nějaký cizí pes." Rozumíte? A teď tu zkuste aplikovat Freudovu teorii. (Smích) Začnete mluvit o skryté sodomii u všech lidí nebo něčem podobném, což je samozřejmě docela směšné.
This has never made much sense to me, this argument. It's very ingenious, as all Freudian arguments are -- (Laughter) -- but didn't make much sense because I have seen the same delusion, a patient having the same delusion, about his pet poodle. (Laughter) He'll say, "Doctor, this is not Fifi. It looks exactly like Fifi, but it's some other dog." Right? Now, you try using the Freudian explanation there. (Laughter) You'll start talking about the latent bestiality in all humans, or some such thing, which is quite absurd, of course.
Takže o co vlastně jde? Abychom mohli vysvětlit tuto zvláštní poruchu, podíváme se na strukturu a funkce normálních zrakových drah v mozku. Obvykle dorazí zrakové signály do očních bulv, pokračují do zrakových oblastí mozku. Existuje asi 30 oblastí v zadní části vašeho mozku, které se zabývají jen zrakem, a když všechno zpracují, signál se dostane do malé struktury, které říkáme fusiformní závit, kde vnímáte obličeje. Jsou tam neurony citlivé na tváře. Můžete to nazývat obličejovou oblastí mozku. Už jsem o tom mluvil. A když je tato oblast poškozena, ztratíte schopnost vidět obličeje.
Now, what's really going on? So, to explain this curious disorder, we look at the structure and functions of the normal visual pathways in the brain. Normally, visual signals come in, into the eyeballs, go to the visual areas in the brain. There are, in fact, 30 areas in the back of your brain concerned with just vision, and after processing all that, the message goes to a small structure called the fusiform gyrus, where you perceive faces. There are neurons there that are sensitive to faces. You can call it the face area of the brain, right? I talked about that earlier. Now, when that area's damaged, you lose the ability to see faces, right?
Ale z této oblasti signál sestoupí do struktury jménem amygdala, v limbickém systému, emocionálním jádru mozku, a tato struktura, která se jmenuje amygdala, posoudí emocionální důležitost toho, na co se díváte. Je to kořist? Je to predátor? Je to přítel? Nebo je to něco naprosto banálního, jako kus látky nebo kus křídy nebo -- nechci na to ukazovat, ale -- nebo bota nebo něco takového? Chápete? Něco, co můžete naprosto ignorovat. Když je podrážděna amygdala, a to je důležité, signál sestoupí do vegetativního nervového systému. Srdce vám začne rychleji bít, začnete se potit, abyste se nějak zbavili tepla, které vytváříte -- které je tvořeno svalovou námahou. A to je výhodné, protože my vám můžeme na dlaň připevnit dvě elektrody a změřit změny v elektrickém odporu kůže, které vzniknou při pocení. Takže když se na něco díváte, já můžu určit, jestli vás to vzrušuje nebo dráždí nebo ne, rozumíte? K tomu se dostanu za chvíli.
But from that area, the message cascades into a structure called the amygdala in the limbic system, the emotional core of the brain, and that structure, called the amygdala, gauges the emotional significance of what you're looking at. Is it prey? Is it predator? Is it mate? Or is it something absolutely trivial, like a piece of lint, or a piece of chalk, or a -- I don't want to point to that, but -- or a shoe, or something like that? OK? Which you can completely ignore. So if the amygdala is excited, and this is something important, the messages then cascade into the autonomic nervous system. Your heart starts beating faster. You start sweating to dissipate the heat that you're going to create from muscular exertion. And that's fortunate, because we can put two electrodes on your palm and measure the change in skin resistance produced by sweating. So I can determine, when you're looking at something, whether you're excited or whether you're aroused, or not, OK? And I'll get to that in a minute.
Takže můj nápad byl, když se ten chlápek podívá na nějaký předmět, když se podívá na svou -- řekněme jakýkoliv předmět, jde to do zrakové kůry a -- a je to zpracováno ve fusiformním závitu a vy to rozpoznáte jako rostlinu nebo stůl nebo, a to se hodí nám, vaši matku, chápete? A potom se tato zpráva dostane do amygdaly a odtud dál dolů do autonomního nervového systému. Ale možná u tohoto mladíka, ten drát, který jde z amygdaly do limbického systému -- emocionálního jádra mozku -- je následkem zranění přerušený. A protože fusiformní závit není poškozen, ten muž stále rozpoznává svoji matku a říká: „No ano, vypadá jako má matka." Ale protože ten drát nevede dál do emocionálních center, říká: „Ale jak je možné, že jestli je to má matka, nemám z toho radost?" Nebo hrůzu, jak se také někdy může stát? Je to tak? (Smích) A proto říká: „Jak vysvětlím ty chybějící emoce? Tohle nemůže být má matka. Je to nějaká cizí žena, která jen předstírá, že je má matka."
So my idea was, when this chap looks at an object, when he looks at his -- any object for that matter, it goes to the visual areas and, however, and it's processed in the fusiform gyrus, and you recognize it as a pea plant, or a table, or your mother, for that matter, OK? And then the message cascades into the amygdala, and then goes down the autonomic nervous system. But maybe, in this chap, that wire that goes from the amygdala to the limbic system, the emotional core of the brain, is cut by the accident. So because the fusiform is intact, the chap can still recognize his mother, and says, "Oh yeah, this looks like my mother." But because the wire is cut to the emotional centers, he says, "But how come, if it's my mother, I don't experience a warmth?" Or terror, as the case may be? Right? (Laughter) And therefore, he says, "How do I account for this inexplicable lack of emotions? This can't be my mother. It's some strange woman pretending to be my mother."
Jak to ověříte? Uděláte to tak, že vezmete kohokoliv z vás tady, posadíte ho před obrazovku, měříte jeho galvanickou odpověď kůže a promítáte obrázky. Můžu změřit, jak moc se potíte, když vidíte nějaký předmět, jako třeba stůl nebo deštník -- samozřejmě, že se nepotíte. Když vám ale ukážu obrázek lva nebo tygra nebo nahé dívky, začnete se potit. A, věřte tomu nebo ne, když vám ukážu obrázek vaší matky -- mluvím teď o normálních lidech -- začnete se potit. Dokonce ani nemusíte být Židi. (Smích)
How do you test this? Well, what you do is, if you take any one of you here, and put you in front of a screen, and measure your galvanic skin response, and show pictures on the screen, I can measure how you sweat when you see an object, like a table or an umbrella. Of course, you don't sweat. If I show you a picture of a lion, or a tiger, or a pinup, you start sweating, right? And, believe it or not, if I show you a picture of your mother -- I'm talking about normal people -- you start sweating. You don't even have to be Jewish. (Laughter)
A teď, co se stane -- co se stane, když to ukážete tomuto pacientovi? Vezmete pacienta a ukážete mu obrázky na obrazovce a změříte jeho galvanickou odpověď kůže. Stoly a židle a kus látky, nic se nestane, stejně jako u normálních lidí, ale když mu ukážete obrázek jeho matky, galvanická odpověď kůže se nezmění. Na svou matku nijak emocionálně nereaguje, protože ten drát, který jde ze zrakových oblastí do centra emocí, je přerušený. Takže jeho zrak je v pořádku, protože zrakové oblasti jsou v pořádku, jeho emoce jsou normální -- bude se smát, bude plakat, a tak dále -- ale ten drát vedoucí od zraku k emocím je přerušený, a proto má tu falešnou představu o tom, že jeho matka je podvodnice. Je to moc pěkný příklad toho, jaký druh práce děláme, vezmeme neobvyklý, zdánlivě nepochopitelný nervově-psychiatrický syndrom a řekneme, že standardní, freudovský pohled na věc je špatný, že vlastně můžete přijít s přesným vysvětlením ve smyslu známé nervové anatomie mozku.
Now, what happens if you show this patient? You take the patient and show him pictures on the screen and measure his galvanic skin response. Tables and chairs and lint, nothing happens, as in normal people, but when you show him a picture of his mother, the galvanic skin response is flat. There's no emotional reaction to his mother, because that wire going from the visual areas to the emotional centers is cut. So his vision is normal because the visual areas are normal, his emotions are normal -- he'll laugh, he'll cry, so on and so forth -- but the wire from vision to emotions is cut and therefore he has this delusion that his mother is an impostor. It's a lovely example of the sort of thing we do: take a bizarre, seemingly incomprehensible, neural psychiatric syndrome and say that the standard Freudian view is wrong, that, in fact, you can come up with a precise explanation in terms of the known neural anatomy of the brain.
Mimochodem, když tomuto pacientovi poté jeho matka zavolá ze sousední místnosti -- telefonem -- a on zvedne ten telefon a řekne: „Jé, mami, jak se máš? Kde jsi?" Po telefonu ta falešná představa neexistuje. A za hodinu za ním přijde osobně a on řekne: „Kdo jste? Vypadáte přesně jako moje matka." Vidíte? Důvodem je, že existují oddělené dráhy jdoucí ze sluchových center mozku do emocionálních center, a ty nebyly přerušeny úrazem. Takže to vysvětluje, proč bez problémů poznává svou matku po telefonu. Když ji vidí osobně, říká, že je to podvodnice.
By the way, if this patient then goes, and mother phones from an adjacent room -- phones him -- and he picks up the phone, and he says, "Wow, mom, how are you? Where are you?" There's no delusion through the phone. Then, she approaches him after an hour, he says, "Who are you? You look just like my mother." OK? The reason is there's a separate pathway going from the hearing centers in the brain to the emotional centers, and that's not been cut by the accident. So this explains why through the phone he recognizes his mother, no problem. When he sees her in person, he says it's an impostor.
Jak je tento komplikovaný okruh v mozku vytvořen? Přirozeně, geny, nebo výchovou? Tento problém se snažíme vyřešit tak, že se věnujeme jinému zvláštnímu syndromu, který se jmenuje fantomová končetina. Všichni víte, co to je fantomová končetina. Když je amputována ruka nebo noha kvůli gangréně, nebo ji ztratíte ve válce, třeba v irácké válce -- tam je to teď vážný problém -- dál živě cítíte přítomnost té chybějící ruky, a tomu se říká fantomová ruka nebo fantomová noha. Fantoma můžete vlastně mít s jakoukoliv částí vašeho těla. Věřte tomu nebo ne, dokonce s vnitřními orgány. Měl jsem pacientky po hysterektomii, kterým byla odebrána děloha, které měly fantomovou dělohu včetně fantomových menstruačních křečí v příslušnou dobu v měsíci. Jeden můj student se mě jednou zeptal, jestli mají i fantomový premenstruační syndrom? (Smích) To je předmět hodný vědeckého zkoumání, ale ještě jsme se tomu nezačali věnovat.
OK, how is all this complex circuitry set up in the brain? Is it nature, genes, or is it nurture? And we approach this problem by considering another curious syndrome called phantom limb. And you all know what a phantom limb is. When an arm is amputated, or a leg is amputated, for gangrene, or you lose it in war -- for example, in the Iraq war, it's now a serious problem -- you continue to vividly feel the presence of that missing arm, and that's called a phantom arm or a phantom leg. In fact, you can get a phantom with almost any part of the body. Believe it or not, even with internal viscera. I've had patients with the uterus removed -- hysterectomy -- who have a phantom uterus, including phantom menstrual cramps at the appropriate time of the month. And in fact, one student asked me the other day, "Do they get phantom PMS?" (Laughter) A subject ripe for scientific enquiry, but we haven't pursued that.
Takže teď je otázkou, co se pomocí experimentů můžete dozvědět o fantomových končetinách? Jedna z věcí, na kterou jsme přišli, byla, že asi jedna polovina pacientů s fantomovou končetinou tvrdí, že fantomem může hýbat. Poklepe jím bratrovi po rameni, zvedne telefon, když zazvoní, zamává na rozloučenou. Jsou to velmi působivé živé vjemy. Pacient se tím nenechá oklamat. Ví, že ta ruka tam není, každopádně pro pacienta je to přesvědčivý smyslový zážitek. Nicméně asi u poloviny pacientů se toto nestane. Fantomová končetina -- říkají: „Ale doktore, má fantomová končetina je ochrnutá. Je pevně sevřená v křeči a nesnesitelně to bolí. Kdybych jí mohl hýbat, možná by se mi od té bolesti ulevilo."
OK, now the next question is, what can you learn about phantom limbs by doing experiments? One of the things we've found was, about half the patients with phantom limbs claim that they can move the phantom. It'll pat his brother on the shoulder, it'll answer the phone when it rings, it'll wave goodbye. These are very compelling, vivid sensations. The patient's not delusional. He knows that the arm is not there, but, nevertheless, it's a compelling sensory experience for the patient. But however, about half the patients, this doesn't happen. The phantom limb -- they'll say, "But doctor, the phantom limb is paralyzed. It's fixed in a clenched spasm and it's excruciatingly painful. If only I could move it, maybe the pain will be relieved."
A teď, proč by byla fantomová končetina ochrnutá? Zní to jako oxymóron. Ale když jsme se podívali do záznamů o případu, našli jsme, že tito lidé s ochrnutou fantomovou končetinou měli svou původní paži ochrnutou kvůli poškození periferních nervů. Skutečný nerv ovládající paži byl oddělen, byl přeříznut, řekněme při nehodě na motorce. Takže pacient měl skutečnou paži v závěsu po několik měsíců nebo let, což je bolestivé, a potom v mylném pokusu zbavit pacienta bolesti v paži, chirurg ji amputuje a vy máte najednou fantomovou ruku s tou samou bolestí. A to je vážný klinický problém. Pacienti dostanou deprese. Některé z nich to dožene k sebevraždě.
Now, why would a phantom limb be paralyzed? It sounds like an oxymoron. But when we were looking at the case sheets, what we found was, these people with the paralyzed phantom limbs, the original arm was paralyzed because of the peripheral nerve injury. The actual nerve supplying the arm was severed, was cut, by say, a motorcycle accident. So the patient had an actual arm, which is painful, in a sling for a few months or a year, and then, in a misguided attempt to get rid of the pain in the arm, the surgeon amputates the arm, and then you get a phantom arm with the same pains, right? And this is a serious clinical problem. Patients become depressed. Some of them are driven to suicide, OK?
Takže jak se tento syndrom léčí? Kde se vlastně vezme ta ochrnutá fantomová končetina? Když jsem se podíval do karet pacientů, zjistil jsem, že měli skutečnou paži a nervy ovládající tuto paži byly přerušeny a tato skutečná končetina ochrnula a ležela v závěsu po několik měsíců, dokud nebyla amputována a tato bolest se pak přenesla i na fantoma.
So, how do you treat this syndrome? Now, why do you get a paralyzed phantom limb? When I looked at the case sheet, I found that they had an actual arm, and the nerves supplying the arm had been cut, and the actual arm had been paralyzed, and lying in a sling for several months before the amputation, and this pain then gets carried over into the phantom itself.
Proč se toto děje? Před amputací byla ruka ochrnutá, mozek posílal příkazy k ruce, přední část mozku říkala: „Pohni se," ale dostával vizuální zpětnou vazbu: „Ne." Pohni se. Ne. Pohni se. Ne. Pohni se. Ne. A toto se v mozku pospojuje do okruhu a my tomu říkáme naučené ochrnutí. Mozek se učí, kvůli tomuto hebbiánskému spojení, že pouhý příkaz pohnout rukou vytvoří vjem ochrnuté ruky. A pak po amputaci paže je toto naučené ochrnutí přeneseno do vnímaní vašeho těla a do vašeho fantoma, rozumíte? Jak tedy pomoci těmto pacientům? Jak je odnaučit naučené ochrnutí, abychom jim ulevili od nesnesitelné bolesti a křečí fantomové končetiny? Řekli jsme si, že zkusíme vydat příkaz fantomové končetině, ale dáme vizuální zpětnou vazbu, že nás poslouchá. Možná se nám podaří ulevit fantomové bolesti a křečím. Jak to ale provést? Pomocí virtuální reality, což ale stojí miliony dolarů. Takže jsem přišel na to, jak to zvládnout za 3 dolary, ale neříkejte to mé grantové agentuře. (Smích) Takže sestrojíme jakousi zrcadlovou krabici. Je to papírová krabice a uprostřed je zrcadlo. Vložíme do ní fantomovou končetinu, přišel můj první pacient Derek. Jeho paže byla amputována před 10 lety. Utrpěl brachiální avulzi, takže jeho nervy byly přerušeny a paže ochrnula, měl ji v závěsu asi rok a pak byla amputována. Cítil fantomovou paži a nesnesitelné bolesti a nemohl s ní hýbat. Fantomová ruka byla ochrnutá. Takže přišel, dal jsem mu tohle zrcadlo v krabici, tedy zrcadlovou krabici. Pacient položí svou fantomovou levou ruku, zkroucenou v křeči, na levou stranu zrcadla, a zdravou pravou ruku napravo od něj, a zkroutí ji do stejné polohy a podívá se do zrcadla. A co zažívá? Sleduje vzkříšení své fantomové ruky, protože sleduje odraz své zdravé ruky v zrcadle a zdá se mu, že jeho fantom ožívá. „A teď," říkám, „zahýbej svým fantomem -- pohni svými opravdovými prsty a dívej se přitom do zrcadla." Má vizuální dojem, že se fantom hýbe, rozumíte? To je jasné, ale ta úžasná věc je v tom, že pacient pak říká: „Pane bože, můj fantom se zase hýbe a ta hrozná křečovitá bolest je pryč." A vzpomeňte si, můj první pacient, který přišel -- (Potlesk) -- děkuji vám. (Potlesk) Můj první pacient přišel, podíval se do zrcadla a já jsem mu řekl: „Podívej se na obraz svého fantoma." A on se začal smát a řekl: „Vidím svého fantoma." Ale on není hloupý. Ví, že to není skutečné. Ví, že to je odraz v zrcadle, ale je to živý smyslový zážitek. Říkám mu: „Pohni teď svou zdravou rukou i fantomem." A on na to: „Nemůžu hýbat fantomem. Vy to víte. To mě bolí." Říkám mu: „Pohni svou zdravou rukou." A on řekne: „Pane bože, můj fantom se zase hýbá. To nechápu! A bolest polevuje." Chápete to? A pak jsem mu řekl: „Zavři oči." On zavře oči. „A pohni svou zdravou rukou." „Á, tak nic. Zase je v křeči." „Dobrá, tak zase oči otevři." „Pane bože, pane bože, už se zase hýbe!" Byl jako malé díte v cukrárně. Takže jsem si řekl, že toto potvrzuje mou teorii o naučeném ochrnutí a kritické roli vizuálního vjemu, ale nedostanu Nobelovu cenu za to, že jsem někoho naučil hýbat fantomovou paží. (Smích) (Potlesk) Je to naprosto zbytečná schopnost, když o tom tak přemýšlíte. (Smích) Ale pak jsem si uvědomil, že možná u jiných druhů ochrnutí, které v neurologii vidíme, jako mrtvice nebo fokální dystonie, může být obsažena naučená součást, kterou by šlo překonat pomocí tohoto jednoduchého zařízení se zrcadlem. Takže jsem řekl: „Hele, Dereku" -- v prvé řadě ten chlapík nemůže chodit a nosit zrcadlo, aby necítil bolest -- Řekl jsem: „Hele, Dereku, vezmi si to domů a trénuj s tím tak týden nebo dva. Je možné, že po nějaké době cvičení se bez zrcadla obejdeš, odnaučíš se své ochrnutí, začneš pohybovat paralyzovanou paží a potom už nebudeš bolest cítit." On souhlasil a odnesl si to domů. Řekl jsem mu: „Podívej, má to cenu jen dvou dolarů, prostě si to vem." Tak si to vzal a za dva týdny mi volá: „Doktore, tomu nebudete věřit." „Čemu?" ptám se. A on řekl: „Je to pryč." A já: „Co je pryč?" Myslel jsem, že ztratil tu zrcadlovou krabici. (Smích) A on: „Ne, ne, ne, víte, ten fantom, kterého jsem měl minulých 10 let? Zmizel." A já jsem řekl -- vystrašilo mě to, řekl jsem si, panebože, změnil jsem jeho vnímání těla, co takhle aspekt lidskosti, etika a tyhle věci?" Tak jsem se zeptal: „Dereku, vadí ti to?" A on řekl: „Ne. Poslední 3 dny nemám fantomovou paži, takže nemám ani fantomovou bolest lokte, ani křeče, ani bolest předloktí, všechna tahle bolest je pryč. Problém je, že fantomové prsty mi plandají z ramene a až tam ta vaše krabice nedosáhne." (Smích) Takže kdybyste to mohl nějak přestavět a dát mi to na čelo, abych se mohl těch prstů zbavit?" Myslel si asi, že jsem nějaký kouzelník. Takže, proč se toto děje? Je to proto, že mozek čelí obrovskému konfliktu vjemů. Přicházejí k němu vizuální podněty, že fantom je zpátky. Na druhé straně není ale odpovídající vjem, svalové signály, které by řekly, že tam žádná paže není. A vaše vnímání hybnosti říká, že tam paže je, a kvůli tomuto konfliktu si mozek řekne, k čertu s tím, není tam ani fantom, ani paže. Vlastně je to jakési popření -- negace signálů. A když zmizí tato paže, zmizí nádavkem i ta bolest, protože nejde, aby se tam, někde v prostoru, vznášela bolest bez těla. Takže to je takový bonus. Tahle technika byla testována na tuctech pacientů jinými skupinami v Helsinkách, takže se možná osvědčí pro léčbu fantomových bolestí, a lidé ji opravdu vyzkoušeli jako rehabilitaci mrtvice. Mrtvici obvykle chápeme jako poškození vláken, s čímž se prý nedá nic dělat. Ale ukazuje se, že některé části ochrnutí při mrtvici jsou také naučená ochrnutí a je možné, že by se použitím zrcadla dala překonat. Tohle také prošlo klinickými testy a pomohlo spoustě pacientů. Přejděme nyní ke třetí části mé přednášky, která se bude týkat dalšího zvláštního fenoménu zvaného synestezie. Toto objevil v 19. století Francis Galton, bratranec Charlese Darwina. Upozornil na to, že určitá část lidí, kteří jsou jinak naprosto normální, mají následující zvláštnost: pokaždé, když vidí nějaké číslo, tak je barevné. Pětka je modrá, sedmička žlutá, osmička světle zelená, devítka indigová. Chápete? Mějte na paměti, že tihle lidé jsou v ostatních ohledech naprosto normální. Nebo nota cis, občas i tóny evokují barvy. Cis je modré, fis je zelené, jiný tón by mohl být žlutý, je vám to jasné? Proč se to děje? Nazývá se to synestezie, tak to nazval Galton, synestezie jako smíchání vjemů. My ostatní naše smysly rozlišujeme. Tito lidé je míchají. Proč k tomu dochází? Jeden ze dvou aspektů je velmi záhadný. Synestezie prochází skrz rodiny, takže Galton se domníval, že je dědičná, na genetické bázi. Za druhé, synestezie souvisí s hlavním tématem mé přednášky, a tím je kreativita. Synestezie je 8krát častější mezi umělci, básníky, spisovateli a ostatními kreativními lidmi než u běžné populace. Proč je tomu tak? Odpovím na tuto otázku. Ještě ji přede mnou nikdo nezodpověděl. Co je tedy synestezie? Co ji způsobuje? No, teorií je hodně. Jedna teorie říká, že to jsou prostě blázni. Příliš vědecká tato teorie není, takže ji můžeme vyloučit. Další teorie je, že to jsou uživatelé drog a kuřáci trávy. Na tom může něco být, protože zde okolo San Franciska je mnohem běžnější než v San Diegu. (Smích) No a třetí teorie říká, že -- ptejme se, co se opravdu při synestezii děje. Takže víme, že oblasti pro barvu a pro čísla jsou v mozku hned vedle sebe, ve fusiformním závitu. Takže si myslíme, že v mozku je nějaké náhodné spojení mezi oblastí pro barvy a oblastí pro čísla. Takže pokaždé, když vidíte číslo, vidíte i odpovídající barvu, a proto máte synestezii. A teď si vzpomeňte - proč se to děje? Proč by v mozku některých lidí měla být nějaká náhodná spojení? Vzpomeňte si, že jsem řekl, že to prochází rodinami. To nám něco napovídá. Totiž to, že je tam abnormální gen, genová mutace, která způsobuje toto abnormální spojení. Ukazuje se, že my všichni se rodíme s mozkem, kde vše je spojeno se vším. Takže každá oblast mozku je spojena se všemi ostatními oblastmi a tato spojení jsou později upravena a tak se vytvoří charakteristická modulární architektura dospělého mozku. Takže jestli je nějaký gen zodpovědný za tyto úpravy a tento gen zmutuje, pak dojde k nedostatečnému oddělení přilehlých mozkových oblastí. Pokud je to mezi čísly a barvami, vzniká synestezie čísel a barev. Pokud je to mezi tóny a barvami, vzniká synestezie tónů a barev. Takže tomuhle ještě rozumíme. Ale co když se tento gen projevuje v celém mozku, takže vše je propojeno se vším? Pomyslete na to, co mají umělci, spisovatelé a básníci společného, schopnost metaforického myšlení, spojování zdánlivě nesouvisejících myšlenek, jako například: „V tom okně východ je a Julie slunce." Nemyslí se tím, že Julie je slunce, že je zářící ohnivou koulí? Chci říci, takhle to vidí schizofrenici, ale to je něco jiného, ne? Normální člověk by řekl, je milá jako slunce, je rozzářená jako slunce, těší mě jako slunce, okamžitě ta spojení naleznete. Takže pokud předpokládáme, že se tato rozsáhlejší spojení a koncepty nacházejí také v dalších částech mozku, vznikají tak větší sklony k metaforickému myšlení a tvořivosti u lidí se synestezií. A proto ten 8krát vyšší výskyt synestezie u básníků, umělců a spisovatelů. No, je to možná velmi frenologický názor na synestezii. A poslední ukázka - mám ještě jednu minutu? (Potlesk) Dobrá. Předvedu vám, že vy všichni jste synestetikové, ale popíráte to. Tomuhle říkám marťanská abeceda, stejně jako naše abeceda. A je A, B je B, C je C. Různé tvary pro různé hlásky, není to tak? Zde je abeceda marťanská. Jedno z nich je Kiki, jiné je Bouba. Které je Kiki a které je Bouba? Kdo z vás si myslí, že toto je Kiki a toto je Bouba? Zvedněte ruku. Takže tu máme jednoho nebo dva mutanty. (Smích) Kolik z vás si myslí, že toto je Bouba a toto Kiki? Zvedněte ruku. 99 % z vás. A teď, nikdo z vás není marťan. Jak jste to dokázali? Je to proto, že všichni provádíte zkřížený model synestetické abstrakce, což znamená, že říkáte, že to ostré zakřivení -- ki-ki vláskové buňky ve vašem sluchovém kortexu jsou podrážděny -- ki-ki, napodobuje obrazové zakřivení, náhlý lom zubatého tvaru. Což je velmi významné, protože vidíme, že náš mozek se zabývá primitivním -- vypadá to jako hloupá iluze, ale tyto fotony ve vašem oku vytvářejí tento obraz a vláskové buňky ve vašem uchu provokují zvukový tvar, ale mozek je schopen určit společného jmenovatele. Je to primitivní forma abstrakce a my nyní víme, že probíhá ve fusiformním závitu mozku, protože když je poškozen, tito lidé ztrácejí schopnost rozlišovat Bouba od Kiki, ale ztrácejí také schopnost používat metafory. Když se takového člověka zeptáte, třeba -- „není všechno zlato, co se třpytí, co to znamená?" A pacient řekne: „Takže, pokud je to kovové a lesklé, neznamená, že je to zlato. Musíme napřed určit měrnou hmotnost." Takže absolutně nechápou význam metafory. Tato oblast je 8krát větší u vyšších primátů -- zejména u lidí -- než u nižších primátů. V mozkovém lomeném závitu probíhá něco velmi zajímavého, protože je to křižovatka sluchu, zraku a hmatu a u lidí došlo k jejímu velkému zvětšení. A dějí se zde zajímavé věci. Myslím, že je to základ všech unikátních lidských schopností jako je abstrakce, metafora a kreativita. Všechny ty otázky, které filozofové studují po celá tisíciletí, my vědci můžeme začít zkoumat pomocí snímků mozku, studiem pacientů a kladením správných otázek. Děkuji vám. (Potlesk) Za tohle se omlouvám. (Smích) (Potlesk)
Why does this happen? When the arm was intact, but paralyzed, the brain sends commands to the arm, the front of the brain, saying, "Move," but it's getting visual feedback saying, "No." Move. No. Move. No. Move. No. And this gets wired into the circuitry of the brain, and we call this learned paralysis, OK? The brain learns, because of this Hebbian, associative link, that the mere command to move the arm creates a sensation of a paralyzed arm. And then, when you've amputated the arm, this learned paralysis carries over into your body image and into your phantom, OK? Now, how do you help these patients? How do you unlearn the learned paralysis, so you can relieve him of this excruciating, clenching spasm of the phantom arm? Well, we said, what if you now send the command to the phantom, but give him visual feedback that it's obeying his command, right? Maybe you can relieve the phantom pain, the phantom cramp. How do you do that? Well, virtual reality. But that costs millions of dollars. So, I hit on a way of doing this for three dollars, but don't tell my funding agencies. (Laughter) OK? What you do is you create what I call a mirror box. You have a cardboard box with a mirror in the middle, and then you put the phantom -- so my first patient, Derek, came in. He had his arm amputated 10 years ago. He had a brachial avulsion, so the nerves were cut and the arm was paralyzed, lying in a sling for a year, and then the arm was amputated. He had a phantom arm, excruciatingly painful, and he couldn't move it. It was a paralyzed phantom arm. So he came there, and I gave him a mirror like that, in a box, which I call a mirror box, right? And the patient puts his phantom left arm, which is clenched and in spasm, on the left side of the mirror, and the normal hand on the right side of the mirror, and makes the same posture, the clenched posture, and looks inside the mirror. And what does he experience? He looks at the phantom being resurrected, because he's looking at the reflection of the normal arm in the mirror, and it looks like this phantom has been resurrected. "Now," I said, "now, look, wiggle your phantom -- your real fingers, or move your real fingers while looking in the mirror." He's going to get the visual impression that the phantom is moving, right? That's obvious, but the astonishing thing is, the patient then says, "Oh my God, my phantom is moving again, and the pain, the clenching spasm, is relieved." And remember, my first patient who came in -- (Applause) -- thank you. (Applause) My first patient came in, and he looked in the mirror, and I said, "Look at your reflection of your phantom." And he started giggling, he says, "I can see my phantom." But he's not stupid. He knows it's not real. He knows it's a mirror reflection, but it's a vivid sensory experience. Now, I said, "Move your normal hand and phantom." He said, "Oh, I can't move my phantom. You know that. It's painful." I said, "Move your normal hand." And he says, "Oh my God, my phantom is moving again. I don't believe this! And my pain is being relieved." OK? And then I said, "Close your eyes." He closes his eyes. "And move your normal hand." "Oh, nothing. It's clenched again." "OK, open your eyes." "Oh my God, oh my God, it's moving again!" So, he was like a kid in a candy store. So, I said, OK, this proves my theory about learned paralysis and the critical role of visual input, but I'm not going to get a Nobel Prize for getting somebody to move his phantom limb. (Laughter) (Applause) It's a completely useless ability, if you think about it. (Laughter) But then I started realizing, maybe other kinds of paralysis that you see in neurology, like stroke, focal dystonias -- there may be a learned component to this, which you can overcome with the simple device of using a mirror. So, I said, "Look, Derek" -- well, first of all, the guy can't just go around carrying a mirror to alleviate his pain -- I said, "Look, Derek, take it home and practice with it for a week or two. Maybe, after a period of practice, you can dispense with the mirror, unlearn the paralysis, and start moving your paralyzed arm, and then, relieve yourself of pain." So he said OK, and he took it home. I said, "Look, it's, after all, two dollars. Take it home." So, he took it home, and after two weeks, he phones me, and he said, "Doctor, you're not going to believe this." I said, "What?" He said, "It's gone." I said, "What's gone?" I thought maybe the mirror box was gone. (Laughter) He said, "No, no, no, you know this phantom I've had for the last 10 years? It's disappeared." And I said -- I got worried, I said, my God, I mean I've changed this guy's body image, what about human subjects, ethics and all of that? And I said, "Derek, does this bother you?" He said, "No, last three days, I've not had a phantom arm and therefore no phantom elbow pain, no clenching, no phantom forearm pain, all those pains are gone away. But the problem is I still have my phantom fingers dangling from the shoulder, and your box doesn't reach." (Laughter) "So, can you change the design and put it on my forehead, so I can, you know, do this and eliminate my phantom fingers?" He thought I was some kind of magician. Now, why does this happen? It's because the brain is faced with tremendous sensory conflict. It's getting messages from vision saying the phantom is back. On the other hand, there's no proprioception, muscle signals saying that there is no arm, right? And your motor command saying there is an arm, and, because of this conflict, the brain says, to hell with it, there is no phantom, there is no arm, right? It goes into a sort of denial -- it gates the signals. And when the arm disappears, the bonus is, the pain disappears because you can't have disembodied pain floating out there, in space. So, that's the bonus. Now, this technique has been tried on dozens of patients by other groups in Helsinki, so it may prove to be valuable as a treatment for phantom pain, and indeed, people have tried it for stroke rehabilitation. Stroke you normally think of as damage to the fibers, nothing you can do about it. But, it turns out some component of stroke paralysis is also learned paralysis, and maybe that component can be overcome using mirrors. This has also gone through clinical trials, helping lots and lots of patients. OK, let me switch gears now to the third part of my talk, which is about another curious phenomenon called synesthesia. This was discovered by Francis Galton in the nineteenth century. He was a cousin of Charles Darwin. He pointed out that certain people in the population, who are otherwise completely normal, had the following peculiarity: every time they see a number, it's colored. Five is blue, seven is yellow, eight is chartreuse, nine is indigo, OK? Bear in mind, these people are completely normal in other respects. Or C sharp -- sometimes, tones evoke color. C sharp is blue, F sharp is green, another tone might be yellow, right? Why does this happen? This is called synesthesia. Galton called it synesthesia, a mingling of the senses. In us, all the senses are distinct. These people muddle up their senses. Why does this happen? One of the two aspects of this problem are very intriguing. Synesthesia runs in families, so Galton said this is a hereditary basis, a genetic basis. Secondly, synesthesia is about -- and this is what gets me to my point about the main theme of this lecture, which is about creativity -- synesthesia is eight times more common among artists, poets, novelists and other creative people than in the general population. Why would that be? I'm going to answer that question. It's never been answered before. OK, what is synesthesia? What causes it? Well, there are many theories. One theory is they're just crazy. Now, that's not really a scientific theory, so we can forget about it. Another theory is they are acid junkies and potheads, right? Now, there may be some truth to this, because it's much more common here in the Bay Area than in San Diego. (Laughter) OK. Now, the third theory is that -- well, let's ask ourselves what's really going on in synesthesia. All right? So, we found that the color area and the number area are right next to each other in the brain, in the fusiform gyrus. So we said, there's some accidental cross wiring between color and numbers in the brain. So, every time you see a number, you see a corresponding color, and that's why you get synesthesia. Now remember -- why does this happen? Why would there be crossed wires in some people? Remember I said it runs in families? That gives you the clue. And that is, there is an abnormal gene, a mutation in the gene that causes this abnormal cross wiring. In all of us, it turns out we are born with everything wired to everything else. So, every brain region is wired to every other region, and these are trimmed down to create the characteristic modular architecture of the adult brain. So, if there's a gene causing this trimming and if that gene mutates, then you get deficient trimming between adjacent brain areas. And if it's between number and color, you get number-color synesthesia. If it's between tone and color, you get tone-color synesthesia. So far, so good. Now, what if this gene is expressed everywhere in the brain, so everything is cross-connected? Well, think about what artists, novelists and poets have in common, the ability to engage in metaphorical thinking, linking seemingly unrelated ideas, such as, "It is the east, and Juliet is the Sun." Well, you don't say, Juliet is the sun, does that mean she's a glowing ball of fire? I mean, schizophrenics do that, but it's a different story, right? Normal people say, she's warm like the sun, she's radiant like the sun, she's nurturing like the sun. Instantly, you've found the links. Now, if you assume that this greater cross wiring and concepts are also in different parts of the brain, then it's going to create a greater propensity towards metaphorical thinking and creativity in people with synesthesia. And, hence, the eight times more common incidence of synesthesia among poets, artists and novelists. OK, it's a very phrenological view of synesthesia. The last demonstration -- can I take one minute? (Applause) OK. I'm going to show you that you're all synesthetes, but you're in denial about it. Here's what I call Martian alphabet. Just like your alphabet, A is A, B is B, C is C. Different shapes for different phonemes, right? Here, you've got Martian alphabet. One of them is Kiki, one of them is Bouba. Which one is Kiki and which one is Bouba? How many of you think that's Kiki and that's Bouba? Raise your hands. Well, it's one or two mutants. (Laughter) How many of you think that's Bouba, that's Kiki? Raise your hands. Ninety-nine percent of you. Now, none of you is a Martian. How did you do that? It's because you're all doing a cross-model synesthetic abstraction, meaning you're saying that that sharp inflection -- ki-ki, in your auditory cortex, the hair cells being excited -- Kiki, mimics the visual inflection, sudden inflection of that jagged shape. Now, this is very important, because what it's telling you is your brain is engaging in a primitive -- it's just -- it looks like a silly illusion, but these photons in your eye are doing this shape, and hair cells in your ear are exciting the auditory pattern, but the brain is able to extract the common denominator. It's a primitive form of abstraction, and we now know this happens in the fusiform gyrus of the brain, because when that's damaged, these people lose the ability to engage in Bouba Kiki, but they also lose the ability to engage in metaphor. If you ask this guy, what -- "all that glitters is not gold," what does that mean?" The patient says, "Well, if it's metallic and shiny, it doesn't mean it's gold. You have to measure its specific gravity, OK?" So, they completely miss the metaphorical meaning. So, this area is about eight times the size in higher -- especially in humans -- as in lower primates. Something very interesting is going on here in the angular gyrus, because it's the crossroads between hearing, vision and touch, and it became enormous in humans. And something very interesting is going on. And I think it's a basis of many uniquely human abilities like abstraction, metaphor and creativity. All of these questions that philosophers have been studying for millennia, we scientists can begin to explore by doing brain imaging, and by studying patients and asking the right questions. Thank you. (Applause) Sorry about that. (Laughter)