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.
Ja, precis som Chris sa, så studerar jag den mänskliga hjärnan, dess funktioner och struktur. Jag skulle bara vilja att ni funderar en stund på vad det innebär. Här har vi en geléklump, en ett och ett halvt kilo tung geléklump man kan hålla i sin ena hand, och den kan begrunda avstånden i den interstellära rymden, den kan begrunda vad oändlighet betyder och den kan tänka på sig själv tänkandes på vad oändlighet betyder. Och den här besynnerliga, rekursiva egenskapen vi kallar självmedvetande, vilket jag håller som neurovetenskapens heliga graal, neurologi och förhoppningsvis kommer vi en dag förstå hur det går till.
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.
Okej, så hur studerar man detta mystiska organ? Jag menar vi har 100 miljarder nervceller, små protoplasmastripor, som interagerar med varandra och aktiviteten ger upphov till hela det spektrum av förmågor vi kallar mänsklig natur och medvetande. Hur går det till? Tja, det finns många sätt att närma sig hjärnans funktioner. Ett sätt, det vi oftast använder, är att studera patienter med en skada på en mindre del av hjärnan, där det finns en genetisk förändring i en liten del av hjärnan. Resultatet blir inte en överlag nedsatt mental förmåga som drabbar alla ens mentala förmågor, en sorts mental slöhet; istället får man en selektiv förlust av en funktion, medan alla andra funktioner fungerar som de ska. Så vi är självsäkra när vi påstår att just den delen av hjärnan på något sätt är involverad i den specifika funktionen. Då kan man kartlägga funktionerna i hjärnstrukturen och ta reda på vad kopplingarna gör för att generera den speciella funktionen. Så det är vad vi försöker göra.
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.
Så låt mig ge några slående exempel på det här. Faktiskt kommer jag ge er tre exempel, sex minuter vardera, under den här föreläsningen. Det första exemplet är ett märkvärdigt syndrom kallat Capgras syndrom. Om ni tittar på den första bilden här, där är temporalloberna, frontalloberna, parietalloberna... okej, loberna som utgör hjärnan. Om ni tittar här, gömd under de inre temporallobernas yta, man kan inte se det här, finns en liten struktur kallad fusiform gyrus. Och den har kallats hjärnans ansiktsområde, för om den blir skadad kan man inte längre känna igen människors ansikten. Man kan fortfarande känna igen dem på rösten och säga "Ja, visst är det Joe", men man kan inte se ansiktet och veta vem det är, okej? Man kan inte ens känna igen sig själv i spegeln. Man vet att det är en själv, för blinkar man med ena ögat så blinkar personen och man vet att det är en spegel, men man känner egentligen inte igen sig som sig själv.
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.
Okej. Det är välkänt att det där syndromet orsakas av ett skadat fusiform gyrus. Men det finns ett annat syndrom, faktiskt så ovanligt att väldigt få fysiologer har hört talas om det, inte ens neurologer. Det kallas Capgras syndrom och innebär att patienten, som i övrigt är helt normal, har fått en huvudskada, vaknar upp ur koma, i övrigt alldeles normal. Han ser på sin mor och säger "Det ser precis ut som min mor, den här kvinnan, men hon är en bedragare. Hon är en annan kvinna som låtsas vara min mor." Nå, varför händer detta? Varför skulle någon - och den här personen är alldeles redig och intelligent ur alla andra perspektiv - men när han ser sin mor sätter vanföreställningen igång och säger: Hon är inte mamma.
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.
Nu är den vanligaste tolkningen av det här, vilken du kan finna i alla psykiatriböcker, det freudianska synsättet. Det vill säga att den här snubben - och samma förklaring går förresten att applicera på kvinnor men jag kommer bara prata om killar. När du var en liten bebis, en ung bebis, kände du en stark sexuell attraktion till din mor. Detta är Freuds så kallade oidipuskomplex. Jag säger inte att jag tror på det här, men det är det gängse freudianska synsättet. Och sen, när man växer upp, utvecklas hjärnbarken och hämmar de latenta sexuella lustarna gentemot ens mor. Tack och lov, för annars skulle ni alla bli sexuellt upphetsade när ni såg er mor. Så det som händer är: Ett slag mot ditt huvud skadar hjärnbarken vilket släpper fram dessa latenta sexuella lustar som flammar och lika plötsligt som oförklarligt upptäcker du hur din mor gör dig sexuellt upphetsad. Och du säger "Herregud, om det här är min mor, hur kan jag då bli sexuellt upphetsad? Hon är en annan kvinna. Hon är en bedragare." Det är den enda rimliga förklaringen för din skadade hjärna.
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.
Det här har aldrig låtit vettigt i mina öron. Den är väldigt påhittig, som alla freudianska förklaringar, (skratt) men trolig var den inte eftersom jag har sett samma vanföreställning, en patient med samma vanföreställning, om sitt husdjur, en pudel. (skratt) Han sa "Doktorn, det här är inte Fifi. Det ser ut precis som Fifi, men det är en annan hund." Eller hur? Alltså, försök nu använda den freudianska förklaringen här. (skratt) Du skulle börja prata om den latenta bestialiteten hos alla människor, eller något liknande. Vilket är ganska absurt, förstås.
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?
Så, vad händer egentligen? Alltså, för att förklara detta märkliga syndrom studerar vi den visuella vägens normala struktur och funktion i hjärnan. Normalt kommer visuella signaler in i ögongloberna, vidare in till de visuella områdena i hjärnan. Faktum är att det finns 30 områden i din bakre hjärna inblandade i just syn och när de bearbetat färdigt fortsätter meddelandet till en liten struktur kallad fusiform gyrus, där man tolkar ansikten. Där finns neuroner känsliga för ansikten. Man kan kalla det hjärnans ansiktsområde, eller hur? Jag talade om det där tidigare. Alltså, när det området är skadat, förlorar man förmågan att se ansikten, okej?
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.
Men från det området går signalen vidare i kaskader till en struktur kallad amygdala i det limbiska systemet, hjärnans känslocenter. Och den strukturen, som kallas amygdala, uppskattar hur känslomässigt viktigt det du ser är. Är det ett byte? Är det ett rovdjur? Är det en partner? Eller är det något uppenbart trivialt, som lite damm, eller lite krita, eller - jag vet inte vad jag ska peka mot, men, eller en sko, eller något liknande? Okej? Vilket man helt kan ignorera. Så om amygdala är exalterad, och detta är viktigt, sprids meddelandena till det autonoma nervsystemet. Hjärtat börjar slå snabbare. Man börjar svettas för att bli av med värmen man kommer alstra genom muskelansträngning. Och det är tur, för vi kan sätta två elektroder mot din handflata och mäta hur hudens motsånd ändras av den svett som producerats. Så jag kan avgöra, när du ser på något, huruvida du blir exalterad eller upphetsad, eller inte, okej? Jag återkommer till det här om någon minut.
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."
Så min ide var, när den här snubben tittar på ett objekt, när han tittar på sin, på vad som helst egentligen, leder det till de visuella områdena och - fast - och det är behandlat i fusiform gyrus och man känner igen det som en ärtplanta eller ett bord eller sin mamma för den delen, okej? Sen sprids meddelandet i en kaskad till amygdala och sen till det autonoma nervsystemet. Men kanske, hos den här snubben, är den här ledningen som går från amygdala till limbiska systemet, hjärnans känslocentrum, kapad sedan olyckshändelsen. Så eftersom fusiform fortfarande är intakt, kan snubben fortfarande känna igen sin mor och säger "Oh ja, det här ser precis ut som min mor." Men eftersom ledningen till känslocentrat är kapad säger han "Men om det är min mamma, hur kommer det sig då att jag inte känner någon värme?" Eller skräck, om så är fallet? Okej? (skratt) Och därför så säger han "Hur ska jag se på denna oförklarliga frånvaro av känslor? Det här kan inte vara min mor. Det är en främmande kvinna som låtsas vara min mor."
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)
Hur prövar man det här? Jo, vad man gör är, om man tar någon av er här och sätter er framför en skärm och mäter det galvaniska motstånd i huden och visar bilder på skärmen kan jag mäta hur du svettas när du ser på något som ett bord eller ett paraply. Givetvis svettas du inte. Om jag visar bilder på ett lejon, eller en tiger, eller en pinuppa, börjar du svettas, eller hur? Och, tro det eller ej, om jag visar bilder på din mor - jag pratar om normalt folk här - börjar du svettas. Du behöver inte ens vara jude. (skratt)
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.
Alltså, vad händer om man visar denne patient - man tar och visar patienten bilder på skärmen och mäter hans galvaniska hudrespons. Bord, stolar och damm, inget händer, som hos normala människor. Men om man visar honom bilder på sin mor är den galvaniska hudresponsen platt. Det finns ingen emotionell reaktion på hans mor eftersom ledningen från de visuella områdena till känslocentrum är kapad. Så hans syn är normal eftersom synområdena är normala. Hans känslor är normala. Han skrattar, gråter och så vidare. Men ledningen från syn till känslor är kapad och därför har han den här vanföreställningen om att hans mor är en bedragare. Det är ett underbart exempel på vad vi håller på med: ta ett bisarrt, vid första anblicken oförklarligt, neuralt psykiatrisk syndrom och hävda att den freudianska standardförklaringen är fel, att i själva verket kan man ge en precis förklaring genom det vi vet om hjärnans neurala anatomi.
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.
Förresten, skulle den här patienten gå och hans mor ringa honom från ett angränsande rum skulle han svara i telefonen och säga "Oj, mamma! Hur är det? Var är du?" Det finns ingen vanföreställning via telefonen. Sen efter en timme går hon fram till honom och han säger "Vem är du? Du ser precis ut som min mor." Okej? Orsaken är att det går en separat ledning från hörselcentrumen i hjärnan till känslocentrum och den har inte kapats i olyckan. Så detta förklarar varför han på telefon känner igen sin mor, inga problem. När han ser henne framför sig säger han att det är en bedragare.
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.
Okej, hur är de här komplicerade ledningarna i hjärnan dragna? Är det naturen, gener eller uppfostran? Vi närmar oss problemet genom att beakta ett annat besynnerligt syndrom kallat fantomlem (phantom limb). Och ni vet alla vad en fantomlem är. När en arm eller ett ben amputeras på grund av kallbrand eller förloras i ett krig, till exempel kriget i Irak. Det är idag ett allvarligt problem. Man fortsätter att påtagligt känna den förlorade armens närvaro. Viken benämns fantomarm eller fantomben. Faktiskt kan man få en fantom med nästan vilken del som helst av kroppen. Tro det eller ej, till och med inre organ. Jag har haft patienter med livmodern borttagen, hysterektomi, med fantomlivmoder inklusive fantom-menstruation med tillhörande smärtor vid lämplig tid i månaden. Och faktiskt frågade en student mig nyligen "Får de fantom-PMS?" (skratt) Ett ämne moget för vetenskaplig undersökning, men vi har inte följt upp det.
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."
Okej, nu är nästa fråga: vad kan man lära sig om fantomlemmar genom experiment? En av de saker vi fann var att ungefär hälften av patienterna med fantomlemmar påstod att de kunde röra på den. Den klappar brodern på axeln, den svarar i telefonen när den ringer, den vinkar hej då. Upplevelserna är mycket övertygande och intensiva. Patienten lider inte av vanföreställningar. Han vet att armen inte är där men det är ändå en mycket tvingande sensorisk upplevelse för patienten. Men ändock händer det här aldrig för ungefär hälften av patienterna. Fantomlemmen, säger de: "Men doktorn, min fantomlem är förlamad. Den är fast i en knuten spasm och det är olidligt smärtsamt. Om jag bara kunde röra den kanske smärtan skulle lätta."
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?
Alltså, varför skulle en fantomlem vara förlamad? Det låter som en självmotsägelse. Men när vi gick igenom patientjournalerna fann vi att hos dessa människor med sina paralyserade fantomlemmar var originalarmen förlamad på grund av skadan på det perifera nervsystemet. Nerven i armen var skadad, var kapad, av säg en motorcykelolycka. Så patienten hade en riktig arm, vilket är smärtsamt, i en bindel ett par månader eller ett år och sen, i ett missriktat försök att bli kvitt smärtan i armen amputerade kirurgen armen och sen får man en fantomarm med likadan smärta, eller hur? Detta är ett allvarligt kliniskt problem. Patienter blir deprimerade. En del av dem drivs till självmord, okej?
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.
Så, hur behandlar man det här syndromet? Alltså, varför får man en förlamad fantomlem? När jag tittade på journalen fann jag att de hade en riktig arm och nerverna till armen hade blivit kapade och den riktiga armen hade blivit förlamad och sedan legat i en binda i flera månader före amputationen och den smärtan överfördes då till fantomen.
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?
Varför sker detta? När armen var där, men förlamad sände hjärnan signalen till armen, hjärnans framdel: "rör dig" men den får tillbaka en visuell återkoppling som säger "nej". Rör dig. Nej. Rör dig. Nej. Rör dig. Nej. Och de här ledningarna blir inkorporerade i hjärnan. Vi kallar detta inlärd förlamning, okej? Hjärnan lär sig, enligt Hebbs associativa länk, att bara själva ordern att röra armen skapar en upplevelse av en förlamad arm. Och sen, när man kapat armen spiller denna inlärda förlamning över till din kroppsuppfattning och till din fantom, okej?
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)
Alltså, hur hjälper man de här patienterna? Hur kan man avprogrammera den inlärda förlamningen så man kan lindra hans plågsamma knutna spasm i fantomarmen? Ja, vi sa, tänk om man nu sänder en order till fantomen men ger honom en visuell återkoppling att den lyder ordern, visst? Kanske kan man bli av med fantomsmärtan, med fantomkrampen. Hur gör man det? Jo, genom virtuell verklighet. Men det kostar miljarder. Så, jag kom på ett sätt att göra det för tre dollar. Men berätta inget för mina finansiärer. (skratt)
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.
Okej? Vad man gör är att bygga, det jag kallar, en spegellåda. Man använder en papplåda med en spegel i mitten. Sen stoppar man fantomen... Så min första patient, Derek, kom in. Han fick sin arm amputerad för 10 år sedan. Han hade laceratus brachii (avsliten arm), så nerverna var kapade och armen var förlamad, låg i en sele ett år och sen amputerades den. Han hade en oerhört smärtsam fantomarm och han kunde inte röra den. Det var en förlamad fantomarm.
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."
Så han kom dit och jag gav honom en spegellåda som jag kallar en spegel i en låda, okej? Patienten lägger sin vänstra fantomarm, som var knuten i en spasm, till vänster om spegeln och sin vanliga hand till höger om spegeln och i samma krampaktiga ställning, och han tittar i spegeln. Och vad upplever han? Han ser fantomen återuppstånden eftersom han ser reflektionen av sin vanliga arm i spegeln och det ser ut som om hans fantom återuppstått. "Nu", sa jag, "se här, vicka på din fantom - dina verkliga fingrar, eller rör dina verkliga fingrar medan du tittar i spegeln." Han kommer få det visuella intrycket att fantomen rör sig, eller hur? Det är uppenbart. Men det uppseendeväckande är att patienten sen säger: "Herregud, min fantom rör sig igen och smärtan, den knutna krampen, är borta!"
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.
Och kom ihåg, min första patient (applåder) ... tack! (applåder) Den första patienten som kom och tittade in i spegeln och jag sa: "Titta på spegelbilden av din fantom!" Och han började fnittra och sa: "Jag kan se min fantom." Men han är inte korkad. Han vet att det inte är på riktigt. Han vet att det är en spegelbild, men det är en levande sensorisk upplevelse. "Nu", sa jag, "Rör på din vanliga hand och fantomen." Han sa: "Oh, jag kan inte röra på min fantom. Det vet du. Det gör ont." Jag sa: "Rör på din vanliga hand." Och han säger: "Herregud, min fantom rör sig igen! Jag kan inte tro det! Och min smärta försvinner." Okej? Och sen säger jag: "Blunda." Han blundar. "Och rör på din vanliga hand." "Ah, inget. Den är krampad igen." "Okej, öppna ögonen." "Herregud, herregud, den rör sig igen!" Så han var som ett barn i en godisaffär.
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.
Så jag sa, okej, det här bevisar min teori om inlärd förlamning och det visuella intryckets kritiska roll. Men jag kommer inte få ett Nobelpris för jag lyckats få någon att röra på sin fantomlem. (skratt) (applåder) Det är en totalt oanvändbar förmåga, om man tänker på det. (skratt) Men började jag förstå, kanske andra sorters förlamning man ser inom neurologin, som stroke, dystoni, möjligen finns en inlärningskomponent i allt det här, som man kan övervinna genom att använda en enkel spegel.
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."
Så jag sa: "Hör här, Derek" ... alltså, först och främst, killen kan inte gå runt med en spegel för att mildra sitt onda; jag sa: "Alltså, Derek, ta med en hem och öva med den en vecka eller två. Kanske, efter en övningsperiod, kan du avstå från spegeln, avlära dig förlamningen och börja röra din förlamade arm och sen bli av med din smärta." Så han sa okej och tog med den hem. Jag sa: "Alltså, det rör sig trots om allt två dollar. Ta med den hem."
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.
Så han tog med den hem och efter två veckor ringer han mig och han sa: "Doktorn, du kommer inte tro det här." Jag sa: "Va?" Han sa: "Den är borta!" Jag sa: "Vad är borta?" Jag tänkte att kanske var spegellådan borta. (skratt) Han sa: "Nej, nej, nej, du vet den här fantomen jag haft de sista tio åren. Den är borta." Och jag sa. Blev oroad, sa jag, herregud, jag menar jag har ändrat den här killens kroppsuppfattning, vad gör jag med mänskliga testpersoner, etik och allt det där? Och jag sa: "Derek, är det här något som bekymrar dig?" Han sa: "Nej, de senaste tre dagarna har jag inte haft någon fantomarm och därför inte heller någon smärtande fantomarmbåge, ingen kramp, alla de där smärtorna är borta. Problemet är att jag fortfarande har mina fantomfingrar hängande från axeln och din låda når inte dit." (skratt) "Så skulle du kunna ändra designen och fästa den på min panna så jag kan, du vet, göra det här och eliminera mina fantomfingrar?" Han trodde jag var någon slags trollkarl.
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.
Alltså, varför händer det här? Därför att hjärnan utsätts för en oerhörd sensorisk konflikt. Den får information från synen som säger att fantomen är tillbaka. Å andra sidan finns inget passande mottagande, muskelsignaler som säger att det finns ingen arm, visst? Och din motoriska styrning säger att det finns en arm och på grund av denna konflikt säger hjärnan, åt helvete med det, det finns ingen fantom, det finns ingen arm, okej? Den liksom börjar med förnekelse, negerar signalerna. Och när armen försvinner blir bonusen att smärtan förvinner eftersom man inte kan ha utomkroppslig smärta som skvalpar omkring där ute någonstans. Så, det är bonuseffekten.
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.
Alltså, den här tekniken har prövats på dussintals patienter av en annan grupp i Helsingfors, så den kan visa sig bli en värdefull behandling för fantomsmärtor och faktum är att folk prövat det som rehabilitering vid stroke. Stroke tänker man annars på som en skada av fibrerna. Inget att göra åt saken. Men, det har visat sig att en del av förlamningen efter en stroke är inlärd och möjligen kan den komponenten övervinnas med speglar. Det här har också genomgått kliniska tester. Många, många patienter har blivit hjälpta.
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?
Okej, låt mig byta spår och komma vidare till den tredje delen av mitt tal, som handlar om ett annat märkligt fenomen kallat synestesi. Det upptäcktes av Francis Galton på 1800-talet. Han var Darwins kusin. Han påpekade att somliga människor, vilka i övrigt är helt normala, hade följande underlighet: Varje nummer de ser har en färg. Fem är blå, sju är gul, åtta är limegrön, nio är indigo, okej? Kom ihåg, de här människorna är i övrigt helt normala. Eller ciss dur, ibland ger toner färger. Ciss är blå, fiss är grön, en annan ton kan vara gul, okej?
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.
Varför händer det här? Detta kallas synestesi. Galton kallade det synestesi, en sinnenas sammanblandning. Hos oss är alla sinnen distinkta. De här människorna rör ihop sina sinnen. Varför händer det här? En av de två aspekterna på det här problemet är mycket förbryllande. Synestesi finns i vissa släkter så Galton påstod att det är ärftligt med en genetisk bas. För det andra handlar synestesi om - för att komma till min poäng här om min föreläsnings tema, vilket är kreativitet - synestesi är åtta gånger vanligare hos artister, poeter, författare och andra kreativa människor än hos befolkningen i stort. Varför är det så? Jag tänker besvara den frågan. Den har aldrig besvarats förut.
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?
Okej, så vad är synestesi? Vad orsakar det? Tja, det finns många teorier. En teori säger att de helt enkelt är tokiga. Det är dock inte en vetenskaplig teori, så vi kan glömma den. En annan teori menar att de alla är syraknarkare och storbrajjare, okej? Alltså, det kan nog ligga en del sanning i det där, eftersom det är mycket vanligare här i Bay Area än i San Diego. (skratt) Okej. Alltså, den tredje teorin går ut på att - jo, låt oss fråga oss själva vad som egentligen händer med synestesi. Okej?
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.
Vi upptäckte att områdena för färg och nummer ligger bredvid varandra i hjärnan, i fusiform gyrus. Så vi sa: det har skett oavsiktliga kopplingar mellan färg- och nummerområdena i hjärnan. Så varje gång man ser ett nummer, ser man motsvarande färg och det är därför man blir synestetiker. Men kom ihåg, varför händer det här? Varför skulle det finnas korsade kopplingar hos vissa? Kommer ni ihåg hur jag sa att det fanns i vissa familjer? Det ger er en ledtråd. Och det är, det finns en onormal gen, en mutation i den genen som orsakar de här onormala korsade ledningarna.
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.
Hos oss alla, visar det sig, föds vi med allt sammankopplat med allt annat. Så alla områden i hjärnan är sammankopplade med alla andra och dessa trimmas för att skapa den karaktäristiska modulära arkitekturen hos en vuxen hjärna. Så om det finns en gen som ger upphov till trimningen och om den genen muterar så får man en otillräcklig trimning mellan närliggande hjärnområden. Och om det är mellan nummer och färger får man nummer- och färgsynestesi. Om det är mellan ton och färg, får man ton- och färgsynestesi. Så långt allt väl.
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.
Alltså, vad händer om den här genen uttrycks överallt i hjärnan så att allt är korskopplat? Tja, tänk på vad artister, författare och poeter har gemensamt: förmågan att tänka metaforiskt, koppla ihop saker till synes utan samband, som till exempel "Öster är där och Julia är solen." Man säger ju inte att Julia är solen, betyder det att hon är en lysande eldboll? Jag menar, schizofrena gör det, men det är en annan historia, visst? Normala människor säger, hon är varm som en sol, lysande som solen, vårdande som solen. Omedelbart hittar man länkarna.
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)
Alltså om man antar att den här ökade korskopplingen och konceptet också är i olika delar av hjärnan, så kommer det skapa en ökad fallenhet för metaforiskt tänkande och kreativitet hos människor med synestesi. Och därav följer också den åtta gånger högre förekomsten av synestesi bland poeter, artister och författare. Okej, det är en väldigt frenologisk syn på synestesi. En sista demonstration - kan jag få en minut? (applåder)
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.
Okej. Jag ska visa er att ni alla är synestetiker. Men ni är i förnekelse! Det här är vad jag kallar Marsalfabet. Precis som ert alfabet A är A, B är B, C är C. Olika former för olika fonem, visst? Här är då marsalfabetet. En av dem är Kiki, en av dem är Buba. Vilken är Kiki och vilken är Buba? Hu många tror att det här är Kiki och det där är Buba? Räck upp handen. Jahopp, en eller två mutanter. (skratt) Hur många av er tror att det här är Buba och det där Kiki? Räck upp handen. 99 % av er.
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.
Alltså, ingen av er är marsmänniska. Hur bar ni er åt? Det är för att ni alla med en korsmodell gör en synestetisk abstraktion. Det innebär att ni använder det skarpa tonfallet - ki, ki, i ert hörselcentrum, hårcellerna stimuleras - ki, ki, härmar det visuella intrycket, plötsliga intrycket av den där taggiga formen. Alltså, det här är mycket viktigt för det skvallrar om att er hjärna använder en primitiv... det är bara - det ser ut som en löjlig illusion men de här fotonerna i era ögon visar det här mönstret och hårcellerna i era öron stimulerar hörselmönstret, men hjärnan kan extrahera den gemensamma nämnaren. Det är en primitiv form av abstraktion och vi vet nu att det här händer i hjärnans fusiform gyrus eftersom när den är skadad förlorar de här människorna förmågan att ägna sig åt Buba Kiki, men de förlorar också sin metaforiska förmåga.
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)
Om man frågar den här killen: "allt som glittrar är inte guld" - vad menas med det? Så svarar patienten "Nja, om det är metalliskt och blankt betyder det inte att det är guld. Man måste väga dess specifika vikt, okej?" Så de missar fullständigt den metaforiska betydelsen. Det här området är alltså åtta gånger större hos högre stående, särskilt människor, än i lägre stående primater. Något väldigt spännande försiggår här i angular gyrus, eftersom det ligger i korsningen mellan hörsel, syn och känsel och det blev jättestort hos människor. Någonting väldigt intressant pågår här. Och jag tror det är basen för många unikt mänskliga egenskaper som abstraktion, metaforer och kreativitet. Alla de här frågorna som filosofer har studerat i årtusenden kan vi vetenskapsmän börja utforska genom avbildning av hjärnan och genom att studera patienter och ställa de rätta frågorna. Tack! (applåder) Förlåt. (skratt)