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.
Eh bien, comme Chris l'a souligné, j'étudie le cerveau humain -- les fonctions et la structure du cerveau humain. Et je voudrais que vous réfléchissiez un instant à ce que cela implique. Voici cette masse de gelée - 1,4 kilos de gelée que vous pouvez tenir dans la paume de votre main et elle peut contempler l'immensité de l'espace interstellaire. Elle peut contempler le sens de l'infini et elle peut se contempler elle-même, contemplant le sens de l'infini. Et c'est cette propriété récursive particulière, qu'on appelle la conscience de soi, qui est, je pense, le Saint Graal des neurosciences, de la neurologie, et on espère, un jour, comprendre comment cela se produit.
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.
OK. Alors comment étudier ce mystérieux organe ? Vous avez là 100 milliards de cellules nerveuses, des petites branches de protoplasme qui interagissent entre elles, et de cette activité émerge l'éventail complet des capacités qu'on appelle la nature et la conscience humaine. Comment çà marche ? Eh bien, il existe de nombreuses manières d'étudier les fonctions du cerveau humain. L'une de ces approches, la plus en usage, est d'observer des patients dont une petite partie du cerveau est endommagée de façon permanente, où il s'est produit une modification génétique. Dans ces cas-là, nous n'assistons pas à une détérioration généralisée de toutes vos capacités mentales, une sorte d'affaissement de vos capacités cognitives. Nous assistons plutôt à la perte très spécifique d'une fonction, les autres fonctions demeurant intactes, et çà nous permet d'affirmer avec une certaine confiance que cette partie du cerveau est en quelque façon impliquée dans la médiation de cette fonction. On peut donc projeter la fonction sur la structure et ainsi découvrir comment les circuits s'y prennent pour produire cette fonction. C'est ce que nous essayons de faire.
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.
Laissez-moi vous donner quelques exemples frappants de ceci. En fait, je vais vous donner trois exemples de six minutes chaque durant cette conférence. Le premier exemple est un syndrome peu ordinaire, nommé le syndrome de Capgras. Si vous regardez la première diapositive, ceci est le lobe temporal, le lobe frontal et le lobe pariétal, OK -- les lobes qui constituent le cerveau. Et si vous regardez, enfouie sous la surface interne des lobes temporaux -- vous ne pouvez la voir ici -- il y a une petite structure nommée la circonvolution fusiforme. On l'a appelée « la zone des visages » dans le cerveau parce que lorsque qu'elle est endommagée, vous ne pouvez plus reconnaître le visage des gens. Vous pouvez toujours les reconnaître à leur voix et dire « ah oui, c'est Joe », mais vous ne pouvez plus les reconnaître en regardant leur visage, d'accord ? Vous ne pouvez même plus vous reconnaître vous-mêmes à travers le miroir. En fait, vous savez qu'il s'agit de vous, car lorsque vous faites un clin d'oeil, ça vous fait un clin d'oeil, et vous savez qu'il s'agit d'un miroir, mais vous ne pouvez pas vraiment vous reconnaître comme vous-mêmes.
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.
OK. Aujourd'hui ce syndrome est réputé être causé par une lésion de la circonvolution fusiforme. Mais il existe un autre syndrome très rare, si rare, en fait, que très peu de médecins en ont entendu parler, même parmi les neurologues. Nous l'appelons l'illusion des sosies de Capgras. C'est le cas où un patient, par ailleurs parfaitement normal, ayant eu une blessure à la tête, s'éveille d'un coma. Tout semble normal. Il regarde sa mère et dit : « Cette femme ressemble à s'y méprendre à ma mère, mais c'est un imposteur -- c'est une autre femme qui prétend être ma mère. » Maintenant, pourquoi cela se produit ? Pourquoi un individu -- et cette personne est parfaitement lucide et intelligente par ailleurs, mais lorsqu'il voit sa mère, cette illusion se manifeste et il dit « ce n'est pas ma mère ».
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.
Maintenant, l'interprétation la plus courante de ceci, que vous trouverez dans tous les livres de psychiatrie, est l'explication freudienne, qui consiste à dire que ce type -- et le même argument s'applique aux femmes, soit dit en passant, mais je ne parlerai que des hommes -- lorsque vous êtes un bébé, un nourrisson, vous éprouvez une forte attraction sexuelle envers votre mère. C'est le complexe d'Oedipe de Freud. Je ne dis pas que j'y crois, mais il s'agit de la conception freudienne traditionnelle. Et alors, lorsque vous grandissez, le cortex se développe, et inhibe ces pulsions sexuelles latentes envers votre mère. Dieu merci, sans quoi vous seriez tous excités sexuellement en voyant votre mère. Et alors ce qui se passe c'est que, vous recevez un coup à la tête, qui endommage le cortex, ce qui permet à toutes ces pulsions sexuelles latentes d'émerger, jaillissant à la surface, et soudain, de manière inexplicable, vous vous retrouvez sexuellement excité par votre mère. Alors vous vous dites « Mon Dieu, si c'est bien ma mère, comment se fait-il que je sois excité ? C'est une autre femme. C'est un imposteur. » C'est la seule interprétation qui ait un sens pour votre cerveau endommagé.
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.
Ça ne m'a jamais vraiment persuadé, cet argument. C'est très ingénieux, comme tous les arguments freudiens... (Rires) ... mais ça ne m'a pas convaincu parce que j'ai vu un patient avoir la même illusion envers son caniche. (Rires) Il disait : « Docteur, ce n'est pas Fifi, il est exactement comme Fifi, mais c'est un autre chien. » Vous voyez ? Maintenant, essayez d'utiliser la théorie freudienne ici. (Rires) Vous commencerez à parler de bestialité latente chez tous les humains, ou quelque chose comme ça, ce qui est plutôt absurde, bien sûr.
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?
Alors, que se passe-t-il vraiment? Pour expliquer cet étrange dysfonctionnement, on observe la structure et les fonctions des circuits normaux de la vision à l'intérieur du cerveau. En temps normal, les signaux visuels entrent par les globes oculaires, et rejoignent les zones de la vision dans le cerveau. Il existe en réalité 30 zones à l'arrière de votre cerveau qui s'occupent uniquement de la vision, et après avoir traité cette information, le message est transmis à une petite structure appelée la circonvolution fusiforme, là où vous percevez les visages. Les neurones qui s'y trouvent sont sensibles aux visages. Vous pouvez donc l'appeler « la zone des visages du cerveau », d'accord ? J'en ai parlé précédemment. Lorsque cette zone est endommagée, vous perdez la capacité de percevoir les visages.
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.
Mais depuis cette zone, le message est transmis à une structure appelée l'amygdale, dans le système limbique, le centre des émotions dans le cerveau, et cette structure, l'amygdale, évalue l'importance émotionnelle de ce que vous observez. Est-ce une proie ? Un prédateur ? Un partenaire ? Ou bien est-ce quelque chose de tout à fait banal, comme un bout de tissu, ou un morceau de craie, ou bien... je ne veux pas désigner ceci mais... ou une chaussure, ou quelque chose comme ça ? D'accord ? Que vous pouvez ignorer complètement. Donc, si l'amygdale est activée, et qu'il s'agit d'une chose importante, les messages sont transmis au système nerveux autonome. Votre coeur se met à battre plus rapidement, vous commencez à suer, afin de dissiper la chaleur que vous allez générer du fait de l'activité musculaire. Et c'est une chance, parce qu'on peut placer deux électrodes sur votre paume et mesurer les variations de tonus de la peau produites par la sueur. Je peux donc déterminer, lorsque vous observez un objet, si vous êtes agité, ou alors, si vous êtes excité ou pas, d'accord ? J'y reviendrai dans une minute.
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."
Mon idée était que lorsque ce type regarde un objet, lorsqu'il regarde sa -- en fait, n'importe quel objet, c'est transmis aux zones de la vision et -- peu importe, c'est traité dans la circonvolution fusiforme, et vous pouvez reconnaître qu'il s'agit d'une plante, ou d'une table ou de votre mère, d'accord ? Ensuite le message déboule dans l'amygdale, et descend le long du système nerveux autonome. Mais peut-être que chez ce type, la connexion qui va de l'amygdale au système limbique -- le centre émotionnel du cerveau -- est coupée par l'accident. Donc, parce que le fusiforme est intact, le type peut toujours reconnaître sa mère, et dire, « Ah oui, elle ressemble à ma mère. » Mais, parce que la connexion aux centres émotionnels est rompue, il se dit, « Mais comment se peut-il que je ne ressente aucun réconfort s'il s'agit de ma mère? » Ou bien de la terreur, comme cela est toujours possible. D'accord ? (Rires) Et donc, il se dit : « Comment expliquer cette inconcevable absence d'émotions ? Ça ne peut pas être ma mère. C'est une femme étrange qui prétend être ma mère. »
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)
Comment tester cela ? Eh bien, si on prend n'importe lequel d'entre vous, on vous place devant un écran, et on mesure la réaction galvanique de votre peau, et en projetant des images sur l'écran, je peux déterminer votre taux d'exsudation lorsque vous voyez un objet, comme une table ou un parapluie -- bien sûr, vous ne suez pas. Si je vous montre une image d'un lion ou d'un tigre, ou d'une pin-up, vous vous mettez à suer, d'accord ? Et, croyez-le ou non, si je vous montre une image de votre mère... Je parle des gens normaux -- vous vous mettez à suer. Et vous n'avez même pas besoin d'être Juif. (Rires)
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.
Maintenant, qu'arrive-t-il -- qu'arrive-t-il si vous montrez ces images à ce patient ? Vous placez le patient devant l'écran, vous lui montrez les images et vous mesurez la réaction galvanique de sa peau. Pour les tables, les chaises, le chiffon, aucune réaction, comme chez les gens normaux, mais lorsque vous lui montrez l'image de sa mère, la réaction galvanique de sa peau est nulle. Il n'y a aucune réaction émotionnelle vis-à-vis de sa mère parce que la connexion qui relie les zones de la vision aux centres émotionnels est rompue. Les zones de la vision étant normales, la vision est normale, ses émotions sont normales -- il peut rire, pleurer, ainsi de suite -- mais la connexion qui relie la vision aux émotions est rompue, et, par conséquent, il a l'illusion que sa mère est un imposteur. C'est un charmant exemple du type de travail que nous menons, nous choisissons un syndrome psychiatrique nerveux bizarre, apparemment incompréhensible, nous affirmons que l'explication freudienne traditionnelle est erronée, qu'il est possible de fournir une explication précise sur la base de nos connaissances de l'anatomie neuronale du cerveau.
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.
Soit dit en passant, si la mère de ce patient l'appelle depuis une chambre adjacente et qu'il décroche, alors sa réaction est « Oh ! Maman, comment vas-tu ? Où es-tu ? » L'illusion ne se manifeste pas au téléphone. Si elle revient le voir après une heure, il dira « Qui êtes-vous ? Vous ressemblez à ma mère. » D'accord ? La raison est qu'il existe un chemin distinct reliant les centres auditifs aux centres émotifs dans le cerveau, et qui n'est pas rompu par l'accident. C'est donc pourquoi il peut reconnaître sa mère au téléphone sans problème. Mais lorsqu'il la voit en personne, il dit qu'elle est un imposteur.
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.
Bon. Comment tout cet ensemble de circuits est-il organisé dans le cerveau ? Est-ce naturel, génétique, ou bien est-ce culturel ? Et on approche ce problème en considérant un autre syndrome curieux, appelé le membre fantôme. Et vous savez tous ce qu'est un membre fantôme. Lorsqu'un bras ou une jambe est amputée, en cas de gangrène, ou lorsque vous la perdez à la guerre, par exemple la guerre d'Irak -- c'est un problème sérieux actuellement -- vous continuez à ressentir vivement la présence de ce bras manquant, et çà s'appelle un bras fantôme ou une jambe fantôme. En fait, on peut avoir un fantôme avec presque n'importe quelle partie du corps. Croyez-le ou non, même avec les viscères. J'ai eu des patientes dont l'utérus avait été retiré -- par hystérectomie -- qui avaient un utérus fantôme, incluant les crampes menstruelles au moment habituel durant le mois. Du coup, un étudiant m'a demandé, l'autre jour, « ont-elles des règles fantômes ? » (Rires) Un sujet mûr pour l'investigation scientifique, mais que nous n'avons pas entrepris.
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."
Bon, alors la question est : que peut-on apprendre sur les membres fantômes en réalisant des expériences ? Une des choses qu'on a découverte est que la moitié des patients qui ont des membres fantômes prétendent qu'ils peuvent bouger leur membre. Il pourra donner une tape sur l'épaule de son frère, Il pourra répondre au téléphone, saluer. Ce sont des sensations très vives, très convaincantes. Le patient n'est pas délirant. Il sait que le bras n'est pas là mais, malgré cela, il s'agit pour lui d'une expérience sensorielle très convaincante. Toutefois, chez l'autre moitié des patients, cela n'arrive pas. Le membre fantôme -- ils diront : « Mais, docteur, le membre fantôme est paralysé. il est coincé dans un spasme de serrement et cela est atrocement douloureux. Si seulement je pouvais le bouger, peut-être la douleur s'en irait. »
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?
Maintenant, pourquoi un membre fantôme serait-il paralysé ? Cela ressemble à un oxymore. Mais lorsque on a étudié leur dossier, on a découvert que chez les gens dont le membre fantôme était paralysé, le véritable bras était lui-même paralysé suite à une lésion du nerf périphérique. Le nerf activant le bras a été coupé, sectionné par un accident de moto, par exemple. Donc, le patient avait conservé son bras, qui le faisait souffrir, dans un plâtre pour quelques mois, ou un an, et alors dans une tentative malavisée de le départir de sa douleur, le chirurgien lui ampute le bras, et alors il se retrouve avec un bras fantôme et les mêmes douleurs, d'accord ? Et ceci est un problème clinique très sérieux. Les patients font une dépression. Certains sont conduits au suicide, d'accord ?
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.
Comment traiter ce syndrome ? Comment se retrouve-t-on avec un membre fantôme paralysé ? Lorsque j'ai examiné les dossiers, j'ai découvert qu'ils avaient conservé leur bras, et que les nerfs qui activent le bras avaient été coupés, et le bras s'est retrouvé paralysé, et demeuré dans un plâtre plusieurs mois avant l'amputation, et que cette douleur avait été transférée dans le membre fantôme.
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?
Comment cela arrive-t-il ? Lorsque le bras était intact, mais paralysé, le cerveau envoyait des commandes au bras, la partie frontale du cerveau disant « bouge, » le feedback visuel répondant « non. » Bouge. Non. Bouge. Non. Bouge. Non. Et ce conflit s'est inscrit dans la structure même des circuits du cerveau. C'est ce qu'on appelle la paralysie acquise, d'accord ? Le cerveau apprend, à cause de ce lien associatif de Hebb, que la simple commande de bouger le bras crée la sensation d'un bras paralysé, et alors, lorsque le bras a été amputé, cette paralysie acquise a été transférée dans le -- dans votre image corporelle et dans votre membre fantôme, d'accord ?
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)
Maintenant, comment aider ces patients ? Comment désapprendre la paralysie acquise de telle sorte que vous pouvez soulager le bras fantôme de ce spasme atrocement douloureux ? Eh bien, on s'est dit, que se passerait-il si on envoyait la commande au membre fantôme, et qu'on donne au cerveau le feedback visuel qu'il obéit à la commande, d'accord ? Peut-être qu'on pourrait soulager la douleur fantôme, la crampe fantôme. Comment faire çà ? Eh bien, il y a la réalité virtuelle. Mais cela coûte des milliards de dollars. Alors j'ai réussi à faire la même chose pour trois dollars, mais n'allez pas le dire à mes agences de financement. (Rires)
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.
On fabrique ce que j'appelle une boite miroir. C'est une boite de carton avec un miroir au milieu, et alors on place le fantôme -- donc mon premier patient, Derek, vient me voir. Son bras a été amputé il y a 10 ans. Il a eu une avulsion brachiale, les nerfs ont été sectionnés et le bras était paralysé, puis demeuré dans un plâtre une année, et ensuite amputé. Il a eu un membre fantôme, atrocement douloureux, et il ne pouvait pas le bouger. C'était un membre fantôme paralysé.
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."
Alors il est venu me voir, et je lui ai donné un miroir comme ça, dans une boite, que j'appelle une boite miroir, d'accord ? Et le patient a mis son bras fantôme, le gauche, enserré dans un spasme, du côté gauche du miroir, et la main normale du côté droit du miroir, et prend la même posture, sa main serrée, et regarde dans le miroir, et que ressent-il ? Il voit son fantôme ressuscité, parce qu'il voit la réflexion de son bras normal à travers le miroir, et il lui semble que son bras est ressuscité. J'ai dit: « Maintenant regarde, agite ton fantôme -- plutôt tes vrais doigts, ou bouge tes doigts en regardant à travers le miroir. » Il aura l'impression visuelle que son fantôme bouge, n'est-ce pas ? C'est évident, mais la chose étonnante est que le patient se met à dire, « Oh mon Dieu, mon fantôme bouge à nouveau, et la douleur, le spasme de serrement, est disparu. »
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.
Et souvenez-vous, le premier patient qui est venu me voir -- (Applaudissements) -- merci. (Applaudissements) Mon premier patient est venu me voir, il a regardé à travers le miroir et je lui ai dit « observe la réflexion de ton membre fantôme. » Il s'est mis à ricaner, et il a dit « je peux voir mon membre fantôme. » Mais il n'est pas stupide. Il sait que ce n'est pas réel. Il sait qu'il s'agit d'une réflexion, mais il a une expérience sensorielle très vive. Alors, je lui ai dit : « fais bouger ta main normale et ton fantôme. » Et il a dit « Oh, je ne peux pas bouger mon fantôme. Vous le savez. C'est douloureux. » Je lui ai dit « bouge ta main normale. » Et il a dit « Oh mon Dieu, mon fantôme bouge de nouveau, je ne peux pas le croire ! Et ma douleur s'en est allée. » D'accord ? Et alors je lui ai dit « Ferme les yeux. » Il a fermé les yeux. « Bouge ta main normale. » « Oh, rien -- c'est à nouveau serré. » « OK, ouvre les yeux. » « Oh mon Dieu, oh mon Dieu, il bouge de nouveau ! » Il était comme un gamin dans un magasin de bonbons.
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.
Alors j'ai dit, OK, ceci prouve ma théorie à propos de la paralysie acquise. et le rôle critique de l'input visuel. mais je n'obtiendrai pas un Prix Nobel pour avoir aidé une personne à bouger son membre fantôme. (Rires) (Applaudissements) C'est une capacité complètement inutile, si vous y pensez bien. (Rires) Mais j'ai alors commencé à comprendre qu'il y avait peut-être d'autres formes de paralysies que l'on voit en neurologie, comme l'accident cérébrovasculaire, la dystonie focale -- il pourrait y avoir un composante acquise à cela que l'on pourrait renverser à l'aide d'un simple miroir.
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."
Alors j'ai dit : « Écoute, Derek » -- premièrement, le gars ne peut pas se balader comme ça, avec un miroir, pour alléger sa douleur -- J'ai dit, « Écoute, Derek, apporte-le à la maison et utilise-le une semaine ou deux. Peut-être qu'avec de la pratique, tu pourras te passer du miroir, désapprendre la paralysie et bouger ton bras paralysé pour soulager toi-même la douleur. » Il a dit OK et l'a emmené chez lui. J'ai dit, « Écoute, ça coûte deux dollars après tout. Emmène-le chez toi. »
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.
Alors il l'a apporté chez lui, et après deux semaines, il m'a téléphoné, me disant, « Docteur, vous n'allez pas le croire. » J'ai dit, « Quoi ? » Il a dit, « C'est parti. » J'ai dit, « Qu'est-ce qui est parti ? » J'ai pensé que peut-être la boite était partie. (Rires) Il a dit, « Non, non, non, vous savez, ce fantôme que j'ai eu depuis 10 ans ? Il a disparu. » J'ai alors dit -- je me suis inquiété, j'ai pensé, mon Dieu, j'ai changé l'image corporelle de ce gars, qu'en est-il des sujets humains, de l'éthique, et tout çà ? Alors j'ai dit, « Derek, çà te pose un problème ? » Il a dit « Non, les trois derniers jours, je n'ai pas eu de bras fantôme donc pas de douleur fantôme à l'épaule, pas de serrement, pas de douleur fantôme de l'avant-bras, toutes ces douleurs sont parties. Mais le problème c'est que mes doigts fantômes pendillent encore de l'épaule, et votre boite ne les atteint pas. » (Rires) « pouvez-vous changer le modèle et le placer sur mon front de sorte que je puisse, vous savez, faire cela et éliminer mes doigts fantômes ? » Il a cru que j'étais une sorte de magicien.
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.
Maintenant, pourquoi çà marche ? C'est parce que le cerveau se trouve aux prises avec un énorme conflit sensoriel. Il reçoit des messages de la vision disant que le fantôme est de retour. D'autre part, la réception adéquate ne se produit pas, les signaux musculaires disant qu'il n'y a pas de bras, d'accord ? Votre centre moteur dit au contraire qu'il y a bien un bras, et en raison de ce conflit, le cerveau dit, au diable tout ceci, il n'y a pas de fantôme, il n'y a pas de bras, d'accord ? il affecte une sorte de déni -- il nie les signaux. Et lorsque le bras disparaît, le bonus c'est que la douleur disparaît parce qu'il est impossible de ressentir une douleur incorporelle, flottant là, dans l'espace. Donc, c'est le 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.
Maintenant, cette technique a été testée chez des dizaines de patients par d'autres groupes à Helsinki, il se pourrait qu'il s'avère être une traitement efficace de la douleur fantôme, et, en effet, des gens l'ont essayé pour la réhabilitation en cas d'accident cérébrovasculaire. Une attaque cérébrale, vous songez normalement à une lésion des fibres, rien à faire. Il s'avère cependant qu'une certaine composante de la paralysie soit aussi acquise, et que peut-être cette composante peut être contournée en utilisant des miroirs. Ceci a également été l'objet d'essais cliniques, et a aidé un grand nombre de 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?
OK, laissez-moi passer à la troisième partie de mon exposé, qui porte sur un autre curieux phénomène appelé la synesthésie. Elle a été découverte par Francis Galton au 19e siècle. C'était un cousin de Charles Darwin. Il a remarqué que certaines personnes dans la population qui sont par ailleurs parfaitement normales, avaient la particularité suivante -- chaque fois qu'elles voient un chiffre, il est coloré. Cinq est bleu, sept est jaune, huit est chartreuse, et neuf, indigo, OK ? Rappelez-vous: ces personnes sont absolument normales d'autre part. Ou bien do dièse. Parfois les tons évoquent des couleurs. Do dièse est bleu, fa dièse est vert, et un autre ton peut être jaune, d'accord ?
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.
Pourquoi cela se produit-il ? Cela s'appelle la synesthésie -- Galton l'a nommé la synesthésie, c'est-à-dire un entrecroisement des sens. Pour nous, tous les sens sont distincts. Mais ces gens les emmêlent. Pourquoi cela arrive-t-il ? Il y a un ou deux aspects de ce problème qui sont vraiment intriguants. La synesthésie est un trait de parenté, Galton en a donc déduit qu'elle avait une origine héréditaire, génétique. Deuxièmement, la synesthésie -- et cela m'amène au thème principal de cette conférence, qui porte sur la créativité -- la synesthésie est huit fois plus fréquente chez les artistes, les poètes, les écrivains et autres créateurs, que dans la population en général. Pourquoi çà ? Je vais proposer une réponse. Personne n'y a jamais répondu.
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, qu'est-ce que la synesthésie ? Qu'elle en est la cause ? Eh bien, il y a plusieurs théories. L'une d'elles prétend qu'ils sont tout simplement fous. Mais, ce n'est pas vraiment une théorie scientifique, alors nous allons la laisser tomber. Une autre théorie dit que ce sont des drogués adeptes de LSD et de marijuana, d'accord ? Bon, il pourrait y avoir un fond de vérité à ceci parce que c'est beaucoup plus commun ici, dans la Bay Area, qu'à San Diego. (Rires) OK. La troisième théorie dit que -- bon, demandons-nous qu'est-ce qui se passe réellement dans la synesthésie ? D'accord ?
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.
Donc, on a découvert que la zone des couleurs et la zone des chiffres sont voisines l'une de l'autre dans le cerveau, dans la circonvolution fusiforme. On a donc pensé qu'il pourrait y avoir des interconnexions accidentelles entre les couleurs et les chiffres dans le cerveau. De sorte que chaque fois que vous voyez un chiffre, vous percevez une couleur correspondante, et c'est pourquoi il y a synesthésie. Maintenant rappelez-vous -- pourquoi cela arrive-t-il ? Pourquoi y aurait-il des interconnexions chez certaines personnes ? Vous vous rappelez que j'ai dit qu'il s'agissait d'un trait de famille ? Ceci vous donne un indice Et c'est qu'il y a un gène anormal, une mutation dans le gène, qui entraîne cette interconnexion anormale.
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.
En fait, à la naissance, tout est connecté à tout le reste. De sorte que chaque zone du cerveau est connectée à toutes les autres zones, et ces connexions sont graduellement élaguées afin de créer l'architecture modulaire caractéristique du cerveau adulte. Donc, s'il y a un gène qui cause cet élagage, et qu'il s'y produit une mutation, vous obtenez un élagage insuffisant entre des parties adjacentes dans le cerveau, et si çà se produit entre les chiffres et les couleurs, vous obtenez une synesthésie couleur-chiffre. Si c'est entre les tons et les couleurs, une synesthésie ton-couleur. Jusqu'ici, tout va bien.
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.
Maintenant, qu'arrive-t-il si ce gène est exprimé dans tout le cerveau, de sorte que toutes ses parties sont reliées entre elles ? Pensez à ce que tous les artistes, écrivains et poètes, ont en commun, la capacité d'apprivoiser la pensée métaphorique, de relier des idées sans lien apparent, comme « ceci est l'Est, et Juliette est le Soleil. » Bon, vous ne vous dites pas "Juliette est le soleil -- est-ce que çà signifie qu'elle est une boule de feu incandescente ?" Les schizophrènes le font, mais c'est une toute autre histoire, d'accord ? Les gens normaux disent qu'elle est chaleureuse comme le soleil, qu'elle est radieuse comme le soleil, nourricière comme le soleil. Ils trouvent les liens immédiatement.
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)
Maintenant, si on suppose que cette plus grande inter-connectivité et ces concepts se trouvent aussi dans différentes parties du cerveau, alors çà va créer une plus grande propension à la créativité et à la pensée métaphorique chez les personnes synesthésiques. Et, par conséquent, une fréquence huit fois plus importante de la synesthésie parmi les poètes, les artistes et les écrivains. OK -- c'est une conception très phrénologique de la synesthésie. La dernière démonstration -- puis-je prendre une autre minute ? (Applaudissements)
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.
OK. Je vais vous démontrer que vous êtes tous synesthètes, mais que vous le niez. Voici ce que j'appelle l'alphabet Martien, tout comme notre alphabet, A est A, B est B, C est C, différentes formes pour différents phonèmes, d'accord ? Voici donc l'alphabet Martien. Une lettre est Kiki, l'autre est Buba. Laquelle est Kiki et laquelle est Buba ? Combien parmi vous pensez que ceci est Kiki et ceci Buba ? Levez votre main. Bon, on a un ou deux mutants... (Rires) Combien parmi vous pensez que ceci est Buba et ceci Kiki ? Levez votre main. 99 pour cent d'entre vous.
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.
Mais bon, personne ici n'est Martien, comment avez-vous fait çà ? C'est parce que vous construisez tous un modèle transversal -- une abstraction synesthétique -- c'est-à-dire que cette inflexion anguleuse, « Kiki », dans votre cortex auditif, les cellules ciliées étant excitées, « Kiki », imitent l'inflexion visuelle -- subite -- de cette forme dentelée. Et c'est très important, parce que çà nous apprend que notre cerveau entreprend une forme primitive de -- C'est simplement que -- ça ressemble à une illusion idiote mais les photons dans votre oeil prennent cette forme, et les cellules ciliées dans votre oreille excitent le schéma auditif, mais le cerveau est en mesure d'extraire le dénominateur commun. C'est une forme primitive d'abstraction, et on sait maintenant que çà se passe dans la circonvolution fusiforme parce que lorsqu'elle est endommagée, les gens perdent la capacité d'établir des associations de type Buba Kiki et perdent également la capacité de concevoir des métaphores.
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 vous lui demandez ce que veut dire l'expression « tout ce qui brille n'est pas d'or ? » Le patient répond, « Eh bien, si c'est métallique et brillant, ça ne veut pas dire que c'est de l'or. » « Vous devez mesurer sa masse volumique », OK ? Ils perdent complètement de vue le sens métaphorique. Cette section est huit fois plus grosse chez les primates supérieurs -- en particulier chez les humains -- que chez les primates inférieurs. Quelque chose de très intéressant se produit là dans la circonvolution angulaire car c'est le carrefour de l'ouïe, de la vision et du toucher, et elle est devenue énorme chez les humains -- et quelque chose de très intéressant s'y produit. Je crois qu'elle constitue la base de nombreuses capacités humaines uniques comme l'abstraction, la métaphore et la créativité. Toutes ces questions que les philosophes ont étudiées depuis des millénaires, nous, les scientifiques, nous pouvons commencer à les explorer en faisant de l'imagerie du cerveau et en étudiant des patients et en posant les bonnes questions. Merci. (Applaudissements) (Désolé) (Rires)