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.
Bien, como Chris les indicó estudio el cerebro humano, las funciones y la estructura del cerebro humano. Y sólo deseo que piensen por un minuto lo que esto abarca. Aquí tenemos esta masa gelatinosa, kilo y medio de masa gelatinosa que pueden sostener en la palma de su mano y que puede contemplar el inmenso espacio interestelar. Puede contemplar el significado del infinito y puede contemplarse a sí misma contemplando el significado del infinito. Y esta peculiar cualidad recursiva que llamamos auto conciencia, que yo creo que es el Santo Grial de la neurociencia, de la neurología, y ojalá, algún día, entenderemos cómo funciona.
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.
Bien, entonces ¿cómo estudiamos este órgano misterioso? Quiero decir, tiene 100 mil millones de células nerviosas, pequeñas partículas de protoplasma interactuando entre sí y de esta actividad emerge todo el espectro de habilidades que conocemos como naturaleza humana y conciencia humana. ¿Cómo ocurre esto? Bien, hay muchas maneras de abordar las funciones del cerebro humano. Un enfoque, el que usamos principalmente, es observar a los pacientes que tienen daño permanente en una pequeña región del cerebro, que en esa pequeña región hayan tenido un cambio genético. Lo que sucede entonces no es una reducción generalizada en todas sus funciones mentales, así como un atontamiento de las habilidades cognitivas. Lo que se tiene es una pérdida altamente selectiva de una función mientras que las otras funciones permanecen intactas. Y esto nos da la confianza para afirmar que esa parte del cerebro está involucrada de alguna manera en dirigir esa función. Con eso podemos mapear las funciones a la estructura y así descubrir qué está haciendo la circuitería para generar esa función particular. Así que eso es lo que estamos tratando de hacer.
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.
Entonces permítanme darles unos ejemplos sorprendentes al respecto. De hecho, en esta charla les voy a dar tres ejemplos de seis minutos cada uno. El primer ejemplo es un síndrome extraordinario llamado Mal de Capgras. Si ven esta primera diapositiva estos son los lóbulos temporales, los lóbulos frontales, parentales, ¿bien? los lóbulos que constituyen el cerebro. Y si miran, oculto dentro de la superficie interna de los lóbulos temporales, no se puede ver pero ahí está, ahí hay una pequeña estructura llamada circunvolución fusiforme. Que ha sido llamada el área de caras del cerebro porque cuando sufre daños ya no se puede reconocer a las personas por sus caras. Todavía puedes reconocerlas por sus voces y decir "ah sí, ese es Joe" pero al mirar sus caras no puedes saber quién es ¿de acuerdo? Ni siquiera te puedes reconocer en el espejo. Quiero decir, sabes que eres tú porque hace gestos y sabes que es un espejo, pero en realidad no te reconoces a ti mismo.
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.
Bien. Hoy se sabe bien que el mal se debe al daño en la circunvolución fusiforme. Pero existe otro síndrome raro, de hecho tan raro que casi ningún médico e incluso neurólogo ha oído hablar de él. Se llama el delirio de Capgras y este paciente que ha sufrido daño en su cabeza pero que de otro forma seria completamente normal, sale del coma y parece completamente normal pero mira a su madre y dice: "Esta se ve exactamente igual a mi mamá, esta mujer es una impostora, es otra mujer que pretende ser mi madre." Así que, ¿por qué pasa esto? ¿Por qué alguien, que es una persona perfectamente lúcida e inteligente en todos los demás aspectos, pero que cuando ve a su madre le surge el delirio de decir que no lo es?
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.
Bien, la interpretación más común de esto, que encuentran en cualquier libro de texto de psiquiatría, es una visión freudiana y que dice que este muchacho, y por cierto el mismo argumento se aplica a las mujeres, aunque sólo hablaré de muchachos. Cuando uno es un pequeño bebé, un bebé bebé, se tiene una fuerte atracción sexual hacia la madre. Este es el llamado complejo de Edipo de Freud. No estoy diciendo que crea en esto pero esta es la visión freudiana estándar. Y entonces cuando creces, la corteza se desarrolla e inhibe estos impulsos sexuales latentes hacia tu madre. Gracias a Dios, de lo contrario todos ustedes se excitarían al ver a su madre. Entonces lo que pasa es que recibes un golpe en la cabeza que daña la corteza permitiendo que estos impulsos sexuales latentes emerjan, que ardan en la superficie y de repente sin explicación te sientes atraído sexualmente a tu madre. Y te dices: "Pero por Dios, si es mi madre, ¿cómo es posible que me excite? Es otra mujer; es una impostora." Es la única interpretación razonable para tu cerebro dañado.
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.
Esto nunca ha tenido sentido para mí, este argumento. Es muy ingenioso al igual que todos los argumentos freudianos… (Risas) Pero no es muy razonable porque he visto el mismo delirio, en pacientes que sufren del mismo delirio con su mascota. (Risas) Dicen: "Doctor, este no es Fifi, se parece a Fifi, pero es otro perro." ¿Bien? Intenten ahora usar la explicación freudiana aquí. (Risas) Comenzarán a hablar de la bestialidad latente en todos los humanos o algo así, lo cual es por supuesto absurdo.
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?
¿Entonces qué está pasando? Para explicar este curioso trastorno, observamos a la estructura y a las funciones normales de visión en el cerebro. Normalmente las señales visuales llegan a los globos oculares y van hacia las áreas visuales en el cerebro. De hecho existen 30 áreas en la parte trasera del cerebro relacionadas sólo con la visión y, después de procesar todo esto, el mensaje llega a una pequeña estructura llamada circunvolución fusiforme, donde se perciben los rostros. Aquí están las neuronas que son sensibles a los rostros. La podemos denominar como el área de las caras del cerebro, ¿de acuerdo? Anteriormente hablé de esto. Cuando se daña esta área, se pierde la habilidad de ver caras ¿de acuerdo?
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.
Pero de esta área, el mensaje cae en cascada hacia la estructura llamada amígdala en el sistema límbico, que es el centro emocional del cerebro, y esa estructura llamada amígdala regula el significado emocional de lo que estamos viendo. ¿Es una presa? ¿Es un depredador? ¿Es una posible pareja? ¿O es algo absolutamente trivial, como una pelusa, o un trozo de tiza o… no quiero apuntar a eso pero, o un zapato o algo como eso?¿OK? Que pueden ignorar por completo. Entonces, y esto es importante, si se excita a la amígdala los mensajes caen en cascada al sistema nervioso autónomo. Sus corazones empiezan a latir rápidamente, empiezan a sudar para disipar la energía que van a emplear, generando un esfuerzo muscular. Y eso es bueno, porque podemos colocar dos electrodos en las palmas de su mano y medir el cambio de la resistencia cutánea producida por la sudoración. Así puedo determinar, cuando están mirando algo, si se excitan o no ¿de acuerdo? A eso iré en un minuto.
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."
Entonces mi idea fue que cuando este chico mira un objeto, cuando mira cualquier objeto en realidad, éste llega a las áreas visuales y… sin embargo, es procesado por la circunvolución fusiforme y reconoce que es una planta o una mesa o su madre ¿de acuerdo? Entonces el mensaje cae en cascada hacia la amígdala y de ahí hacia abajo al sistema nervioso autónomo. Pero quizá en este muchacho, la conexión que va de la amígdala al sistema límbico, al centro emocional del cerebro, se corta por accidente. Entonces como el fusiforme está intacto, el muchacho todavía puede reconocer a su madre y dice: "Ah sí, se parece a mi madre." Pero como la conexión está cortada en los centros emocionales, dice: "¿Pero cómo si es mi madre, no siento cariño?" ¿o terror, según el caso? ¿de acuerdo? (Risas) Por tanto dice: "¿Cómo explico esta inexplicable falta de emoción? Esta no es mi madre. Es una extraña que pretende ser mi madre."
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)
¿Cómo probamos esto? Bueno, lo que se hace, si ponemos a uno de ustedes aquí enfrente de la pantalla y le medimos la respuesta cutánea galvánica y mostramos las imágenes en la pantalla, puedo medir su sudoración cuando ven un objeto como una mesa o un paraguas en cuyo caso, por supuesto, no sudan. Si les muestro la imagen de un león o de un tigre o de una muchacha atractiva empiezan a sudar, ¿correcto? Y, aunque no lo crean, si les muestro una foto de su madre… En el caso de la gente normal empiezan a sudar. Ni siquiera tienen que ser judíos. (Risas)
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.
Ahora ¿qué pasa? ¿qué pasa si le muestro a este paciente? Tomo al paciente, le muestro imágenes en la pantalla y mido su respuesta cutánea galvánica. Mesas y sillas y pelusa, no pasa nada, igual que con personas normales, pero cuando le enseño la foto de su madre la respuesta cutánea galvánica es plana. No hay una reacción emocional hacia su madre porque la conexión que va de las áreas visuales a los centros emocionales está rota. Su visión es normal porque las áreas visuales están normales, sus emociones son normales -ríe, llora, etc.- pero la conexión de la visión a las emociones está rota y por lo tanto sufre del delirio que su madre es una impostora. Este es un buen ejemplo de la clase de cosas que hacemos; tomar un síndrome psiquiátrico neural, aparentemente incomprensible y bizarro y decir que la visión freudiana estándar está equivocada porque de hecho uno puede llegar a una explicación precisa en términos de la anatomía neural conocida del cerebro.
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.
Por cierto, si el paciente está ahí y su mamá le llama de una habitación adjunta, por teléfono, levanta el teléfono y dice: "Guau, mami ¿cómo estás? ¿dónde estás?" El delirio no se manifiesta por teléfono. Si ella se acerca a él una hora después, él dice: "¿Quién es usted? Se parece mucho a mi madre." ¿OK? Esto se debe a que existen rutas separadas que van de los centros auditivos en el cerebro a los centros emocionales que no fueron cortadas por el accidente. Esto explica por qué por teléfono él reconoce a su madre sin problemas. Y cuando la ve en persona dice que es una impostora.
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.
Bien ¿cómo está construida toda esta circuitería en el cerebro? ¿Es la naturaleza, los genes o la nutrición? Y enfocamos este problema considerando otro síndrome curioso llamado miembro fantasma. Todos saben lo que es un miembro fantasma. Cuando se amputa un brazo o una pierna por gangrena, o por pérdida en la guerra, por ejemplo, en la guerra de Irak -que ahora está siendo un problema serio-; uno continúa sintiendo vívidamente la presencia del brazo perdido y a eso llamamos brazo fantasma o pierna fantasma. De hecho, uno puede tener un fantasma de cualquier otra parte del cuerpo. Aunque no lo crean, incluso de los órganos internos. He tenido pacientes a las que les retiran el útero, por histerectomía, que tienen úteros fantasmas, calambres menstruales fantasmas inclusive en el momento justo del mes. De hecho, un estudiante me preguntó el otro día, ¿tienen dolores premenstruales fantasmas? (Risas) Un tema que espera investigación científica y que aún no hemos seguido.
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."
Bien, ahora la pregunta es: ¿qué podemos aprender de los miembros fantasmas al hacer experimentos? Una de las cosas que he encontrado es que cerca de la mitad de los pacientes con miembros fantasmas afirman que pueden mover los miembros fantasmas. Su miembro puede tocar a su hermano en el hombro, contestar el teléfono cuando suena y hacer el gesto de adiós. Son sensaciones muy vívidas y convincentes. El paciente no está delirando. Sabe que su brazo no está ahí y, sin embargo, para el paciente es una experiencia sensorial convincente. No obstante, a cerca de la mitad de los pacientes esto no les pasa. El miembro fantasma, ellos dicen: "Doctor, el miembro está paralizado. Está fijo en un espasmo cerrado y el dolor es insoportable. Si tan sólo lo pudiera mover quizás aliviaría el dolor."
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?
Ahora, ¿por qué un miembro fantasma estaría paralizado? Suena ilógico. Pero cuando revisamos los expedientes de los casos, lo que encontramos es que estas personas con los miembros fantasmas paralizados tenían el brazo original paralizado debido a la herida del nervio periférico, el nervio que llega al brazo había sido cortado, digamos que en un accidente de moto. Entonces el paciente tuvo un brazo real, que le dolía, en un cabestrillo durante unos meses o un año y entonces en un intento fallido para terminar con el dolor en el brazo el cirujano lo amputó y así obtuvimos un brazo fantasma con los mismos dolores ¿de acuerdo? Y este es un problema clínico serio. Los pacientes se deprimen. Algunos de ellos son impulsados al suicido ¿OK?
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.
Entonces ¿cómo tratar este mal? Primero, ¿por qué se tiene un miembro fantasma paralizado? Cuando miré los expedientes encontré que tenían un brazo real, en que los nervios del brazo habían sido cortados y que el brazo real había estado paralizado, que había estado en un cabestrillo durante varios meses antes de la amputación y que el dolor había continuado en el miembro fantasma.
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?
¿Por qué ocurre esto? Cuando el brazo estuvo intacto, pero paralizado, el cerebro enviaba comandos al brazo, la parte delantera del cerebro decía: "Mover" pero la retroalimentación visual que obtenía decía: "No." Mover. No. Mover. No. Mover. No. Y esto se va grabando en la circuitería del cerebro, es lo que llamamos parálisis adquirida ¿OK? La mente aprende, debido a la red Hebbiana asociada, que el simple comando de mover el brazo crea la sensación de un brazo paralizado y entonces, cuando le amputan el brazo a uno, esta parálisis adquirida se traslada a la imagen mental que tiene de su cuerpo y hacia el miembro fantasma. ¿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)
Ahora, ¿cómo podemos ayudar a estos pacientes? ¿Cómo desaprender la parálisis adquirida para poder aliviar este espasmo que aprieta insoportablemente al brazo fantasma? Bien, decimos ¿qué tal si uno le envía el comando al fantasma, dándole retroalimentación visual de que se está obedeciendo su comando? Quizá se puede aliviar el dolor fantasma, el calambre fantasma. ¿Cómo hacer esto? Bien, con realidad virtual. Pero eso costaría millones de dólares. Así que se me ocurrió una manera de hacer esto con tres dólares pero no le vayan a contar esto a mis patrocinadores financieros. (Risas)
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.
¿Ok? Lo que uno hace es crear lo que llamo una caja espejo. Se tiene una caja de cartón con un espejo a la mitad, y entonces pone uno al fantasma. Llegó mi primer paciente, Derek, y a él le amputaron el brazo hace 10 años. Tuvo una avulsión del plexo braquial por la que le cortaron los nervios y su brazo quedó paralizado en un cabestrillo por un año y después le amputaron el brazo. Tenía un brazo fantasma con un dolor insoportable y no lo podía mover. Era un brazo fantasma paralizado.
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."
Entonces vino aquí y le di un espejo como éste, en una caja, que llamo caja espejo ¿bien? El paciente pone su brazo fantasma izquierdo, que está apretado y con espasmos, en el lado izquierdo de la caja y su mano normal en el lado derecho del espejo y hace el mismo gesto, el gesto del puño apretado y mira el espejo ¿y qué experimenta? Ve que el fantasma está resucitando, porque está viendo el reflejo del brazo normal en el espejo y parece como si el fantasma hubiese resucitado. Entonces le digo: "Ahora mira, menea a tu fantasma, y mueve tus dedos reales mientras miras el espejo." Va a tener la impresión visual de que el fantasma se está moviendo, ¿de acuerdo? Esto es obvio, pero lo asombroso es cuando el paciente dice: "Dios mío, mi fantasma se está moviendo otra vez y ya no tengo el dolor del apretamiento."
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.
Y recuerden, mi primer paciente que llegó… (Aplausos) Gracias. (Aplausos) Mi primer paciente que llegó y miró en el espejo, le dije: "Mira el reflejo de tu fantasma." Con una risita dice: "Puedo ver a mi fantasma." No es un estúpido. Sabe que no es real. Sabe que es un reflejo del espejo, pero es una experiencia sensorial vívida. Le dije: "Mueve tu mano normal y la fantasma." Respondió: "Ah, no puedo mover mi fantasma; usted lo sabe, es doloroso." Y le dije: "Mueve tu mano normal." Y dijo: "¡Por Dios, mi fantasma se está moviendo de nuevo, no lo puedo creer! El dolor ha desaparecido." ¿Ok? Entonces le dije: "Cierra los ojos." Y cerró sus ojos. "Y mueve tu mano normal." "Ah, nada, otra vez siento apretado." "Ok, abre los ojos." "¡Oh Dios mío, oh Dios mío, se mueve otra vez!" Así que era como un niño en una dulcería.
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.
Entonces dije, OK, esto prueba mi teoría sobre la parálisis adquirida y el rol crítico de la información visual, pero no voy a ganar un Premio Nobel porque logré que un tipo moviera su miembro fantasma. (Risas) (Aplausos) Si lo piensan, es una habilidad completamente inútil. (Risas) Pero entonces me empecé a dar cuenta que quizás otros tipos de parálisis que uno ve en neurología como los derrames, disfasias focales… quizás haya un componente adquirido en ellos que uno pueda superar con el simple uso de un espejo.
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."
Entonces dije: "Mira, Derek"… en primer lugar, el tipo simplemente no puede andar cargando un espejo para aliviar su dolor... dije: "Mira, Derek, llévatelo a casa, practica con él por un par de semanas. Quizás, después de un periodo de práctica, puedas dejar el espejo, desaprender la parálisis y empezar a mover tu brazo paralizado y así aliviarte del dolor.” Entonces dijo "está bien" y se lo llevó a casa. Dije: "Mira, después de todo, son sólo dos dólares, llévatelo."
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.
Se lo llevó y dos semanas después me llama y dice: "Doctor, no me va a creer." Dije: "¿Qué cosa?" Dijo: "Se ha ido." Dije: "¿Qué se ha ido?" Pensé que quizá se refería a la caja espejo. (Risas) Dijo: "No, no, no, usted sabe, ¿este fantasma que he tenido por los últimos 10 años? Se ha ido." Quedé preocupado y dije: "Dios mío", he cambiado la imagen corporal de este muchacho y ¿qué pasa con los temas humanos, éticos y todo eso? Dije: "Derek, ¿esto te molesta?” Dijo: "No, en los últimos tres días ya no he tenido un brazo fantasma con lo cual estoy sin dolor de codo fantasma, sin apretamiento, sin dolor de antebrazo fantasma, todos los dolores se han ido. El problema es que todavía tengo los dedos fantasmas colgando del hombro y su caja no alcanza hasta allá." (Risas) “Así que ¿podría cambiar el diseño para ponerlo en mi frente y así hacer lo mismo y eliminar los dedos fantasmas?" Pensó que yo era algún tipo de mago.
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.
Ahora, ¿por qué sucede esto? Porque el cerebro se enfrenta con un conflicto sensorial tremendo. Recibe mensajes de la visión diciendo que el fantasma está de vuelta. Por otro lado, no hay una recepción apropiada, las señales de los músculos dicen que no hay brazo ¿de acuerdo? Y el comando motor dice que hay un brazo así que, dado este conflicto, la mente dice: al diablo con esto, no hay fantasma, no hay brazo ¿correcto? Pasa por una especie de rechazo, niega las señales. Cuando el brazo desaparece, la ventaja es que el dolor desaparece, porque uno no puede tener un dolor perdido flotando por ahí en el espacio. Esa es la ganancia.
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.
Esta técnica ha sido probada en docenas de pacientes por otros grupos en Helsinki, así que puede probar ser valiosa como tratamiento para el dolor fantasma y, de hecho, hay gente que lo ha probado para rehabilitación de derrames. Los derrames; normalmente pensamos que son daños a las fibras y que no podemos hacer nada al respecto. Pero resulta que algunos componentes de la parálisis por derrame son también parálisis adquirida así que quizás esos componentes se pueden superar usando espejos. Esto también ha pasado por pruebas clínicas, ayudando a muchísimos pacientes.
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?
Bien, ahora permítanme pasar a la tercera parte de mi charla que trata de otro fenómeno curioso llamado sinestesia. Fue descubierto por Francis Galton en el siglo XIX. Era primo de Charles Darwin. Él indicó que ciertas personas en la población, que de otra forma serían completamente normales, tenían la siguiente peculiaridad: cada vez que veían un número tenía un color. Cinco es azul, siete es amarillo, ocho es verdoso, nueve es índigo, ¿OK? Tengan en cuenta que estas personas son completamente normales en otros aspectos. O un Do. A veces los tonos evocan colores. Un Do es azul, Fa es verde, otro tono podría ser amarillo ¿no?
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.
¿Por qué pasa esto? Esto se llama sinestesia, Galton la llamó sinestesia, una combinación de los sentidos. Para nosotros, todos los sentidos son independientes. En estas personas los sentidos están revueltos. ¿Por qué pasa esto? Uno de los dos aspectos de este problema resulta ser muy intrigante. La sinestesia se da en familias, por lo que Dalton dijo que tenía una base hereditaria, genética. En segundo lugar, la sinestesia es -y esto nos lleva a mi punto acerca del tema principal de mi charla, la creatividad- la sinestesia es ocho veces más común en artistas, poetas, novelistas y otras personas creativas que en la población en general. ¿Por qué es así? Voy a contestar esa pregunta. Que nunca antes ha sido contestada.
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?
OK, ¿qué es la sinestesia? ¿Cuál es su causa? Bien, existen muchas teorías. Una es que simplemente están locos. Esa no es en realidad una teoría científica así que podemos olvidarla. Otra teoría es que se drogan con acido y mariguana ¿correcto? Eso puede tener algo de verdad porque es mucho más común aquí en la zona de San Francisco que en San Diego. (Risas) Ok. La tercera teoría es que… bueno, preguntémonos: ¿qué está ocurriendo en la sinestesia en realidad? ¿bien?
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.
Hemos descubierto que el área del color y el área de los números están justo al lado en el cerebro, en la circunvolución fusiforme. Así que dijimos que había algún cable accidentalmente cruzado entre los colores y los números en el cerebro. Entonces cada vez que ven un número ven su color correspondiente y así es como se tiene sinestesia. Recordemos ahora, ¿por qué pasa esto? ¿Por qué algunas personas tienen los cables cruzados? ¿Recuerdan que dije que se da en las familias? Eso nos da una pista. Y esa es que existe un gen anormal, una mutación en el gen, que ocasiona este cableado cruzado anormal.
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.
Resulta que todos nosotros nacemos con todo conectado con todo lo demás. Así que toda región del cerebro está cableada con todas las otras regiones y éstas se van podando para crear la arquitectura modular característica del cerebro adulto. Por tanto si existe un gen que origina este recorte y si ese gen muta, se tiene una poda deficiente entre áreas adyacentes en el cerebro, y si esto es entre número y color, entonces tenemos sinestesia de número-color. Si es entre nota y color, entonces tenemos sinestesia de nota-color. Todo bien hasta ahora.
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.
¿Qué sucede si este gen se expresa en cualquier otra parte del cerebro resultando todas las conexiones cruzadas? Bueno, pensemos qué tienen en común artistas, novelistas y poetas, la habilidad de pensar metafóricamente, de enlazar ideas que en apariencia no están relacionadas tales como, "este es el Este y Julieta es el Sol." Bueno, no decimos que Julieta es el Sol ya que ¿eso significaría que brilla como una bola de fuego? Quiero decir, los esquizofrénicos piensan así, pero esa es otra historia, ¿no? La gente normal dice que ella es cálida como el sol, radiante como el sol, acogedora como el sol. Se encuentran instantáneamente las relaciones.
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)
Ahora, si asumimos que este enorme cruce de conexiones y conceptos se produce en distintas partes del cerebro, entonces esto hace mucho más propenso el pensamiento metafórico y la creatividad en personas con sinestesia. Y, por lo tanto, la incidencia de sinestesia es ocho veces más común para poetas, artistas y novelistas. De acuerdo, esta es una visión muy frenológica de la sinestesia. La última demostración ¿me dan un minuto más? (Aplausos)
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.
Bien, les voy a mostrar que todos ustedes son sinestésicos y todos niegan serlo. Aquí tenemos lo que llamo alfabeto marciano, igual que el alfabeto normal, A es A, B es B, C es C, distintas formas para distintos fonemas ¿correcto? Aquí tienen un alfabeto marciano. Uno de ellos es Kiki y el otro es Buba. ¿Cuál es Kiki y cuál es Buba? ¿Cuántos de ustedes piensan que este es Kiki y ese es Buba? Levanten la mano. Bueno, aquí hay uno o dos mutantes. (Risas) ¿Cuántos de ustedes piensan que este es Buba y ese es Kiki? Levanten la mano. 99 por ciento de ustedes.
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.
Ahora, ninguno de ustedes es marciano ¿cómo lo supieron? Es porque todos ustedes están haciendo un modelo cruzado, una abstracción sinestésica; es decir, están diciendo que la palabra con inflexiones fuertes, Kiki, excita los filamentos auditivos en su corteza auditiva, y Kiki imita la inflexión visual -repentina y cortada- de la forma de las letras. Esto es muy importante porque lo que esto les está diciendo es que el cerebro, de manera primitiva, está intentando... bueno, esto parece una tonta ilusión, pero estos fotones en los ojos están haciendo esta forma y los filamentos auditivos en el oído están excitando un patrón auditivo, y el cerebro es capaz de obtener el común denominador. Esta es una forma primitiva de abstracción, y hoy sabemos que esto sucede en la circunvolución fusiforme porque cuando se daña estas personas pierden la habilidad de relacionar los Buba o Kiki, pero también pierden la habilidad de comprender metáforas.
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)
Si le preguntan a este tipo, “¿qué significa "No todo lo que brilla es oro"? ¿Qué quiere decir eso?” El paciente dice: "Bueno, si es que es metálico y brillante, no significa que sea oro." Tienen que medir el peso específico ¿de acuerdo? Así que pierden por completo el significado metafórico. Está área es ocho veces más grande para los humanos, que en primates inferiores. Algo muy interesante está pasando aquí en la circunvolución angular porque es el cruce entre la audición, la visión y el tacto y creció enormemente en los humanos, y se está generando algo muy interesante. Y creo que es la base de muchas habilidades únicas de los humanos como la abstracción, la metáfora y la creatividad. Todas estas preguntas que filósofos han estado estudiando por milenios y que los científicos podemos empezar a explorar generando imágenes del cerebro y estudiando a los pacientes y haciéndoles las preguntas correctas. Gracias (Aplausos) Perdonen por eso. (Risas)