ABOUT THE SPEAKER
Gero Miesenboeck - Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior.

Why you should listen

Gero Miesenboeck is pioneering the field of optogenetics: genetically modifying nerve cells to respond to light. By flashing light at a modified neuron in a living nervous system, Miesenboeck and his collaborators can mimic a brain impulse -- and then study what happens next. Optogenetics will allow ever more precise experiments on living brains, allowing us to gather better evidence on how electrical impulses on tissue translate into actual behavior and thoughts.

In one experiment, done at Yale, he and his team engineered fruit flies to be light-sensitive in the neural area responsible for escape response. Then the flies were beheaded; fruit flies can live for a day without their heads, but they don't move. When the modified cells were flashed with light, though, the headless flies flew. Miesenboeck had successfully simulated an order from a brain that wasn't even there anymore.

Miesenboeck's current research at Oxford's growing department of neurobiology focuses on the nerve cell networks that underpin what animals perceive, remember and do. In one recent experiment, he used optogenetics to implant an unpleasant memory in a fruit fly, causing it to "remember" to avoid a certain odor as it traveled around. He and his team were able, in fact, to find the fly's specific 12-neuron brain circuit that govern memory formation.

More profile about the speaker
Gero Miesenboeck | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2010

Gero Miesenboeck: Re-engineering the brain

جيرو مايسينبويك: إعادة هندسة العقل

Filmed:
717,411 views

في البحث لرسم خريطة العقل , حاول و جرّب علماء كثيرون المهمة الشاقة التي تكاد لا تصدق لتسجيل نشاط كل خلية عصبية . جيرو مايسنبويك يعمل بالعكس -- بمعالجة خلايا محددة ببراعة لمعرفة ماذا تفعل بالضبط , خلال سلسلة من المحاولات المذهلة لإعادة هندسة الطريقة التي تتعرف بها ذبابات الفاكهة على الضوء .
- Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
I have a doppelgangerشبيه ... شخص مشابه.
0
0
3000
إن لي صورة شبح مزدوج .
00:18
(Laughterضحك)
1
3000
3000
( ضحك )
00:21
Drالدكتور. Geroجيرو is a brilliantمتألق
2
6000
3000
د . جيرو عبقري
00:24
but slightlyبعض الشيء madمجنون scientistامن
3
9000
2000
لكنه عالم مجنون بعض الشيئ
00:26
in the "Dragonballكرة التنين Z: Androidذكري المظهر Sagaقصة طويلة."
4
11000
3000
في حلقات كرة التنين ( الياباني الأصل ) " أندرود ساجا "
00:29
If you look very carefullyبحرص,
5
14000
2000
لو نظرتم جيداً ,
00:31
you see that his skullجمجمة has been replacedاستبدال
6
16000
3000
ترون قلنسوته " غطاء رأسه " قد إستبدلت
00:34
with a transparentشفاف Plexiglasزجاجي domeقبة
7
19000
2000
بشبه نصف كرة بلاستيكية
00:36
so that the workingsعمل of his brainدماغ can be observedملاحظ
8
21000
3000
حيث أن أجزاء العمل في عقله نستطيع أن نلاحظها
00:39
and alsoأيضا controlledخاضع للسيطرة with lightضوء.
9
24000
3000
ويمكننا أن نتحكم بها أيضاً .
00:42
That's exactlyبالضبط what I do --
10
27000
2000
هذا بالضبط ما أفعله --
00:44
opticalبصري mindعقل controlمراقبة.
11
29000
2000
تحكم بصري بالعقل .
00:46
(Laughterضحك)
12
31000
2000
( ضحك )
00:48
But in contrastتناقض to my evilشر twinالتوأم
13
33000
2000
لكن خلافا لتوأمي الشرير ,
00:50
who lustsالشهوات after worldالعالمية dominationهيمنة,
14
35000
3000
الذي يتشهى السيطرة على العالم ,
00:53
my motivesالدوافع are not sinisterشرير.
15
38000
3000
دوافعي ليست شريرة .
00:56
I controlمراقبة the brainدماغ
16
41000
2000
أن أسيطر على العقل
00:58
in orderطلب to understandتفهم how it worksأعمال.
17
43000
2000
لكي أستطيع أن أفهم كيف يعمل .
01:00
Now wait a minuteاللحظة, you mayقد say,
18
45000
2000
الآن إنتظروا دقيقة , يمكن لأحدكم أن يقول ,
01:02
how can you go straightمباشرة to controllingالمتابعة the brainدماغ
19
47000
3000
كيف يمكنكم الذهاب مباشرة للتحكم بالعقل
01:05
withoutبدون understandingفهم it first?
20
50000
2000
بدون فهمه أولاً ؟
01:07
Isn't that puttingوضع the cartعربة التسوق before the horseحصان?
21
52000
3000
أليس هذا يعتبر كوضع العربة أمام الحصان ؟
01:11
Manyكثير neuroscientistsعلماء الأعصاب agreeيوافق على with this viewرأي
22
56000
3000
علماء كثيرون دارسون للخلايا العقلية يوافقون على هذه الرؤية
01:14
and think that understandingفهم will come
23
59000
3000
ويعتقدون أن ذلك الفهم سيأتي
01:17
from more detailedمفصلة observationالملاحظة and analysisتحليل.
24
62000
3000
من تفاصيل ملاحظات أكثر وتحليلات .
01:20
They say, "If we could recordسجل the activityنشاط of our neuronsالخلايا العصبية,
25
65000
4000
إنهم يقولون , " لو نستطيع أن نسجل نشاط خلايانا العصبية ,
01:24
we would understandتفهم the brainدماغ."
26
69000
3000
لكنا أستطعنا أن نفهم العقل . "
01:27
But think for a momentلحظة what that meansيعني.
27
72000
3000
لكن فكروا لوهلة ماذا يعني هذا؟
01:30
Even if we could measureقياس
28
75000
2000
حتى لو إستطعنا أن نقيس
01:32
what everyكل cellخلية - زنزانة is doing at all timesمرات,
29
77000
2000
ما تفعله كل خلية على حدا طوال الوقت ,
01:34
we would still have to make senseإحساس
30
79000
2000
فسيكون لزاماً علينا أن نرسم مشهد
01:36
of the recordedمسجل activityنشاط patternsأنماط - رسم,
31
81000
2000
لأنماط الأنشطة المُسجلة ,
01:38
and that's so difficultصعب,
32
83000
2000
وذلك شيئ صعب جداً ,
01:40
chancesفرص are we'llحسنا understandتفهم these patternsأنماط - رسم
33
85000
2000
إن فُرصنا أن نفهم هذه الأنماط
01:42
just as little as the brainsعقل that produceإنتاج them.
34
87000
3000
قليلة جداً كما تنتجها العقول .
01:45
Take a look at what brainدماغ activityنشاط mightربما look like.
35
90000
3000
أنظروا إلى كيف تبدو صورة نشاط العقل .
01:48
In this simulationمحاكاة, eachكل blackأسود dotنقطة
36
93000
2000
في هذا المشهد , كل نقطة سوداء
01:50
is one nerveعصب cellخلية - زنزانة.
37
95000
2000
هي خلية عصبية واحدة .
01:52
The dotنقطة is visibleمرئي
38
97000
2000
النقطة مرئية
01:54
wheneverكلما كان a cellخلية - زنزانة firesحرائق an electricalالكهرباء impulseدفعة.
39
99000
2000
أي وقت تُرسل الخلية فيه نبضة كهربية .
01:56
There's 10,000 neuronsالخلايا العصبية here.
40
101000
2000
هناك 10,000 خلية عصبية هنا .
01:58
So you're looking at roughlyبقسوة one percentنسبه مئويه
41
103000
2000
لذا فإنكم تنظرون إلى واحد بالمائة تقريباً
02:00
of the brainدماغ of a cockroachصرصور.
42
105000
3000
من عقل الصرصور .
02:04
Your brainsعقل are about 100 millionمليون timesمرات
43
109000
3000
عقولكم عبارة عن 100 مليون مرة
02:07
more complicatedمعقد.
44
112000
2000
أكثر تعقيداً .
02:09
Somewhereمكان ما, in a patternنمط like this,
45
114000
2000
أحياناً , نمط مثل هذا ,
02:11
is you,
46
116000
2000
هو أنت ,
02:13
your perceptionsالتصورات,
47
118000
2000
إدراكك ,
02:15
your emotionsالعواطف, your memoriesذكريات,
48
120000
3000
مشاعرك , ذكرياتك ,
02:18
your plansخطط for the futureمستقبل.
49
123000
2000
خططك المستقبلية .
02:20
But we don't know where,
50
125000
2000
لكننا لا نعرف أين ,
02:22
sinceمنذ we don't know how to readاقرأ the patternنمط.
51
127000
3000
بما أننا لا نعرف كيف نقرأ النمط .
02:25
We don't understandتفهم the codeالشفرة used by the brainدماغ.
52
130000
3000
نحن لا نفهم الشفرة التي يستعملها العقل .
02:28
To make progressتقدم,
53
133000
2000
لإحراز تقدم ,
02:30
we need to breakاستراحة the codeالشفرة.
54
135000
2000
نريد أن نحل الشفرة .
02:32
But how?
55
137000
2000
لكن كيف ؟
02:35
An experiencedيختبر code-breakerكاسر الرمز will tell you
56
140000
2000
سيخبرنا خبير في حل الشفرات
02:37
that in orderطلب to figureالشكل out what the symbolsحرف in a codeالشفرة mean,
57
142000
3000
أنه لمعرفة وحل غموض النماذج في صورة شفرة ,
02:40
it's essentialأساسى to be ableقادر to playلعب with them,
58
145000
3000
أنه من الأهمية أن تعرف كيف تلعب معهم ,
02:43
to rearrangeإعادة ترتيب them at will.
59
148000
2000
لإعادة تنظيمهم حينما وكيفما تشاء .
02:45
So in this situationموقف too,
60
150000
2000
لذلك في هذا المثال أيضاً ,
02:47
to decodeفك تشفير the informationمعلومات
61
152000
2000
لفك شفرة المعلومات
02:49
containedيتضمن in patternsأنماط - رسم like this,
62
154000
2000
الموجودة في أنماط مثل هذه ,
02:51
watchingمشاهدة aloneوحده won'tمتعود do.
63
156000
2000
المراقبة فقط لن تحل شيئاً ;
02:53
We need to rearrangeإعادة ترتيب the patternنمط.
64
158000
2000
نحتاج أن نعيد تنظيم النمط .
02:55
In other wordsكلمات,
65
160000
2000
بمعنى آخر ,
02:57
insteadفي حين أن of recordingتسجيل the activityنشاط of neuronsالخلايا العصبية,
66
162000
2000
بدلاً من تسجيل نشاط الخلايا العصبية ,
02:59
we need to controlمراقبة it.
67
164000
2000
نحتاج أن نتحكم بها .
03:01
It's not essentialأساسى that we can controlمراقبة
68
166000
2000
ليس من الأهمية أن نستطيع أن نتحكم
03:03
the activityنشاط of all neuronsالخلايا العصبية in the brainدماغ, just some.
69
168000
3000
بكل الخلايا العصبية في العقل , بعضها فقط .
03:06
The more targetedالمستهدفة our interventionsالتدخلات, the better.
70
171000
2000
كلما كانت تدخلاتنا ذات هدف , كما كان ذلك أفضل .
03:08
And I'll showتبين you in a momentلحظة
71
173000
2000
وسأريكم خلال لحظات
03:10
how we can achieveالتوصل the necessaryضروري precisionالاحكام.
72
175000
3000
كيف يمكننا أن نحقق الدقة الضرورية .
03:13
And sinceمنذ I'm realisticواقعي, ratherبدلا than grandioseفخم,
73
178000
3000
وبما أنني واقعي , أفضل من كوني متخم بتفاصيل صعبة المنال ,
03:16
I don't claimيطالب that the abilityالقدرة to controlمراقبة the functionوظيفة of the nervousمتوتر systemالنظام
74
181000
3000
أنا لا أدعي أن القدرة على التحكم في وظائف نظام الخلايا العصبية
03:19
will at onceذات مرة unravelكشف all its mysteriesأسرار.
75
184000
3000
سيفك كل غموضها في وقتها .
03:22
But we'llحسنا certainlyمن المؤكد learnتعلم a lot.
76
187000
3000
لكننا نتعلم الكثير بالتأكيد .
03:27
Now, I'm by no meansيعني
77
192000
2000
الآن , لستُ على أي الأحوال
03:29
the first personشخص to realizeأدرك
78
194000
2000
أول شخص يدرك
03:31
how powerfulقوي a toolأداة interventionتدخل قضائي is.
79
196000
3000
أن التدخل هو أداة غاية في القوة والفعالية .
03:34
The historyالتاريخ of attemptsمحاولات
80
199000
2000
إن تاريخ المحاولات
03:36
to tinkerعامل غير بارع with the functionوظيفة of the nervousمتوتر systemالنظام
81
201000
2000
للعب بوظائف نظام الخلايا العصبية
03:38
is long and illustriousشهير.
82
203000
2000
هو طويل وشهير .
03:40
It datesتواريخ back at leastالأقل 200 yearsسنوات,
83
205000
3000
منذ حوالي 200 عاماً على الأقل ,
03:43
to Galvani'sوجالفاني famousمشهور experimentsتجارب
84
208000
2000
تعود إلى تجارب جالفاني الشهيرة ( فيزيائي إيطالي )
03:45
in the lateمتأخر 18thعشر centuryمئة عام and beyondوراء.
85
210000
3000
في أواخر القرن الثامن عشر وما بعده .
03:49
Galvaniجالفاني showedأظهر that a frog'sوالضفدع legsالساقين twitchedرفت
86
214000
3000
أظهر جالفاني أن أرجل الضفدع تتحرك
03:52
when he connectedمتصل the lumbarقطني nerveعصب
87
217000
2000
عندما يتصل عصبه الظهري
03:54
to a sourceمصدر of electricalالكهرباء currentتيار.
88
219000
3000
بمصدر تيار كهربي .
03:57
This experimentتجربة revealedأظهرت the first, and perhapsربما mostعظم fundamentalأساسي,
89
222000
3000
هذه التجربة كشفت عن , أولا وربما هي الأسياسيات الأولى ,
04:00
nuggetكتلة صلبة of the neuralعصبي codeالشفرة:
90
225000
2000
لأهم حقيقة للشفرة العصبية :
04:02
that informationمعلومات is writtenمكتوب in the formشكل
91
227000
2000
هذه المعلومات كُتبت في شكل من
04:04
of electricalالكهرباء impulsesنبضات.
92
229000
3000
الذبذبات كهربية .
04:08
Galvani'sوجالفاني approachمقاربة
93
233000
2000
إن منهج جالفاني
04:10
of probingجس the nervousمتوتر systemالنظام with electrodesالأقطاب الكهربائية
94
235000
2000
لإكتشاف النظام العصبي بأقطاب كهربية
04:12
has remainedبقي state-of-the-artمثال رائع من الفن untilحتى todayاليوم,
95
237000
3000
مازال يُعتبر أحدث ما توصلنا له حتى اليوم ,
04:15
despiteعلى الرغم من a numberرقم of drawbacksعيوب.
96
240000
3000
بالرغم من عدد من المساؤى .
04:18
Stickingالالتصاق wiresالأسلاك into the brainدماغ is obviouslyبوضوح ratherبدلا crudeنفط خام.
97
243000
3000
إن لصق أسلاك في داخل العقل هو بالتأكيد شيئ سخيف .
04:21
It's hardالصعب to do in animalsالحيوانات that runيركض around,
98
246000
2000
من الصعب تطبيقه على الحيوانات التي تتحرك دائماً ,
04:23
and there is a physicalجسدي - بدني limitحد
99
248000
2000
وهناك حدود فيزيائية
04:25
to the numberرقم of wiresالأسلاك
100
250000
2000
لعدد الأسلاك
04:27
that can be insertedإدراج simultaneouslyالوقت ذاته.
101
252000
3000
التي نستطيع وضعها في نفس الوقت .
04:30
So around the turnمنعطف أو دور of the last centuryمئة عام,
102
255000
2000
حوالي نهاية القرن الماضي ,
04:32
I startedبدأت to think,
103
257000
2000
بدأت أفكر ,
04:34
"Wouldn'tلن it be wonderfulرائع if one could take this logicمنطق
104
259000
3000
أليس من الروعة إذا إستطاع شخص أن يأخذ هذا المنطق
04:37
and turnمنعطف أو دور it upsideرأسا على عقل down?"
105
262000
2000
وقلبه رأساً على عقب .
04:39
So insteadفي حين أن of insertingادخال a wireالأسلاك
106
264000
2000
لذا بدلاً من إدراج سلك
04:41
into one spotبقعة of the brainدماغ,
107
266000
3000
في نقطة واحدة للمخ ,
04:44
re-engineerإعادة مهندس the brainدماغ itselfبحد ذاتها
108
269000
2000
لنعيد هندسة المخ نفسه
04:46
so that some of its neuralعصبي elementsعناصر
109
271000
3000
بحيث تستجيب بعض من عناصر جهازه العصبي
04:49
becomeيصبح responsiveمتجاوب to diffuselyمنتشر broadcastبث signalsإشارات
110
274000
3000
إلى الإشارات الكثيرة التي تُبث ,
04:52
suchهذه as a flashفلاش of lightضوء.
111
277000
3000
مثل وميض من الضوء .
04:55
Suchهذه an approachمقاربة would literallyحرفيا, in a flashفلاش of lightضوء,
112
280000
3000
هو بالفعل تطبيق يُمثل حرفياً , في وميض من الضوء ,
04:58
overcomeالتغلب على manyكثير of the obstaclesالعقبات to discoveryاكتشاف.
113
283000
3000
والتحكم في كثير من العوائق التي تُكتشف .
05:01
First, it's clearlyبوضوح a non-invasiveغير الغازية,
114
286000
3000
أولاً , من الواضح جداً أن الحركة سريعة وفي كل الإتجاهات ,
05:04
wirelessلاسلكي formشكل of communicationالاتصالات.
115
289000
3000
صورة من الإتصالات خالية من أية أسلاك .
05:07
And secondثانيا, just as in a radioراديو broadcastبث,
116
292000
2000
وثانياً , بالضبط مثل موجات الراديو المنتشرة ,
05:09
you can communicateنقل with manyكثير receiversاستقبال at onceذات مرة.
117
294000
3000
يمكنها أن تتواصل مع كثير من الأجهزة المُستقبلة في الحال .
05:12
You don't need to know where these receiversاستقبال are,
118
297000
3000
لا تحتاج لأن تعرف أين مكان هذه الأجهزة .
05:15
and it doesn't matterشيء if these receiversاستقبال moveنقل --
119
300000
2000
ولا يهم إذا كانت هذه الإجهزة المُستقبلة تتحرك --
05:17
just think of the stereoستيريو in your carسيارة.
120
302000
3000
فكر فقط بجهاز الكاسيت في سيارتك .
05:20
It getsيحصل على even better,
121
305000
3000
إنها تتحسن ،
05:23
for it turnsيتحول out that we can fabricateصنع the receiversاستقبال
122
308000
3000
حيث وضح أننا نستطيع عمل أجهزة إستقبال مزيفة
05:26
out of materialsالمواد that are encodedمشفرة in DNAالحمض النووي.
123
311000
3000
من المواد التي لها شفرة الحمض النووي خاصتها.
05:29
So eachكل nerveعصب cellخلية - زنزانة
124
314000
2000
لذا فلكل خلية عصبية
05:31
with the right geneticوراثي makeupميك أب
125
316000
2000
الصفات الوراثية الصحيحة
05:33
will spontaneouslyبطريقة عفوية produceإنتاج a receiverالمتلقي
126
318000
3000
سوف تنتج مُستقبل بطريقة عفوية
05:36
that allowsيسمح us to controlمراقبة its functionوظيفة.
127
321000
3000
تسمح لنا أن نتحكم في وظائفها .
05:39
I hopeأمل you'llعليك appreciateنقدر
128
324000
2000
أتمنى أن تُعجبوا
05:41
the beautifulجميلة simplicityبساطة
129
326000
2000
بجمال بساطة
05:43
of this conceptمفهوم.
130
328000
2000
هذا المفهوم .
05:45
There's no high-techتقنية عالية gizmosالأدوات here,
131
330000
2000
ليس هناك أدوات تكنولوجية هنا ؛
05:47
just biologyمادة الاحياء revealedأظهرت throughعبر biologyمادة الاحياء.
132
332000
3000
مجرد علوم الأحياء تتكشف خلال علم الأحياء .
05:51
Now let's take a look at these miraculousمعجز receiversاستقبال up closeأغلق.
133
336000
3000
الآن دعوني ألقي نظرة مقربة إلى أجهزة الإستقبال هذه .
05:54
As we zoomتكبير in on one of these purpleأرجواني neuronsالخلايا العصبية,
134
339000
3000
كما نُكبر واحدة من هذه الخلايا العصبية البنفسجية ؛
05:57
we see that its outerخارجي membraneغشاء
135
342000
2000
نرى أن غشائها الخلوي الخارجي
05:59
is studdedرصع with microscopicمجهري poresالمسام.
136
344000
2000
مليئ أو مزخرف بالمسام الميكرسكوبية .
06:01
Poresالمسام like these conductسلوك electricalالكهرباء currentتيار
137
346000
2000
مسام مثل هذه تتحكم في مسار التيار الكهربي
06:03
and are responsibleمسؤول
138
348000
2000
وتكون مسئولة
06:05
for all the communicationالاتصالات in the nervousمتوتر systemالنظام.
139
350000
2000
عن كل الإتصالات في نظام الخلايا العصبية .
06:07
But these poresالمسام here are specialخاص.
140
352000
2000
لكن هذه المسام هنا تعتبر خاصة .
06:09
They are coupledإلى جانب to lightضوء receptorsمستقبلات
141
354000
2000
إنهم مترابطون معاً بالمستقبلات الضوئية
06:11
similarمماثل to the onesمنها in your eyesعيون.
142
356000
3000
التي تماثل الموجودة في عينيك بالضبط .
06:14
Wheneverكلما كان a flashفلاش of lightضوء hitsالزيارات the receptorمستقبلات,
143
359000
2000
عندما يأتي ضوء قوي على المُستقبل ,
06:16
the poreمسام opensيفتح, an electricalالكهرباء currentتيار is switchedتحول on,
144
361000
3000
تفتح المسام ويسري التيار الكهربي لتشغيله ,
06:19
and the neuronالخلايا العصبية firesحرائق electricalالكهرباء impulsesنبضات.
145
364000
3000
وتطلق الخلية العصبية ومضات كهربية .
06:22
Because the light-activatedضوء تنشيط poreمسام is encodedمشفرة in DNAالحمض النووي,
146
367000
3000
لأن عملية تنشيط الضوء للمسام مشفرة في الحمض النووي ,
06:25
we can achieveالتوصل incredibleلا يصدق precisionالاحكام.
147
370000
3000
نستطيع أن نحقق دقة لا تُصدق .
06:28
This is because,
148
373000
2000
هذا بسبب ,
06:30
althoughبرغم من eachكل cellخلية - زنزانة in our bodiesجثث
149
375000
2000
مع أن كل خلية في أجسادنا
06:32
containsيحتوي على the sameنفسه setجلس of genesالجينات,
150
377000
2000
تحتوي على نفس المجموعة من الجينات ,
06:34
differentمختلف mixesيمزج of genesالجينات get turnedتحول on and off
151
379000
2000
الجينات المختلفة المتنوعة تضئ وتنطفئ
06:36
in differentمختلف cellsخلايا.
152
381000
2000
في خلايا مختلفة .
06:38
You can exploitاستغلال this to make sure
153
383000
2000
تستطيعون أن تستخدموا هذا لتتأكدوا
06:40
that only some neuronsالخلايا العصبية
154
385000
2000
أن بعض الخلايا العصبية فقط
06:42
containيحتوي our light-activatedضوء تنشيط poreمسام and othersالآخرين don't.
155
387000
3000
تحتوى على ضوئنا المُحفز للمسام وبعضها الآخر لا يحتوى عليه .
06:45
So in this cartoonرسوم متحركة, the bluishمزرق whiteأبيض cellخلية - زنزانة
156
390000
2000
لذلك نجد في هذا الكارتون , الخلية البيضاء المائلة للزرقة
06:47
in the upper-leftاليسار العلوي cornerركن
157
392000
2000
في الجانب العلوى على اليسار
06:49
does not respondرد to lightضوء
158
394000
2000
لا تستجيب للضوء
06:51
because it lacksيفتقر the light-activatedضوء تنشيط poreمسام.
159
396000
3000
لأنها تفتقد المسام المُنشطة بالضوء .
06:54
The approachمقاربة worksأعمال so well
160
399000
2000
يعمل النموذج جيداً
06:56
that we can writeاكتب purelyبحت artificialمصطنع messagesرسائل
161
401000
2000
حيث يمكننا كتابة رسائل بمعنى الكلمة بأنفسنا
06:58
directlyمباشرة to the brainدماغ.
162
403000
2000
مباشرة إلى العقل .
07:00
In this exampleمثال, eachكل electricalالكهرباء impulseدفعة,
163
405000
2000
في هذا المثال , كل ومضة كهربية ,
07:02
eachكل deflectionانحراف on the traceأثر,
164
407000
3000
كل تغير أو إنحراف على الرسم ,
07:05
is causedتسبب by a briefنبذة pulseنبض of lightضوء.
165
410000
3000
حادث بواسطة توجيهات ذبذبة من الضوء .
07:08
And the approachمقاربة, of courseدورة, alsoأيضا worksأعمال
166
413000
2000
ويعمل النموذج أيضاً
07:10
in movingمتحرك, behavingيتصرف animalsالحيوانات.
167
415000
3000
فى تحريك وتدريب الحيوانات .
07:13
This is the first ever suchهذه experimentتجربة,
168
418000
2000
هذه أول تجربة مذهلة من نوعها ,
07:15
sortفرز of the opticalبصري equivalentما يعادل of Galvani'sوجالفاني.
169
420000
3000
تطبيق بصري مكافئ لنظرية جالفاني .
07:18
It was doneفعله sixستة or sevenسبعة yearsسنوات agoمنذ
170
423000
2000
قد تم تطبيقها منذ ستة أو سبعة أعوام
07:20
by my then graduateتخرج studentطالب علم, Susanaسوزانا Limaليما.
171
425000
3000
بواسطة طالبة دراسات عليا تحت إشرافي حيندئذ , سوزانا ليما .
07:23
Susanaسوزانا had engineeredمهندسة the fruitفاكهة flyيطير on the left
172
428000
3000
قد صممت سوزانا ذبابة الفاكهة على اليسار
07:26
so that just two out of the 200,000 cellsخلايا in its brainدماغ
173
431000
4000
بحيث إثنين فقط من المائتين ألف خلية في عقلها
07:30
expressedأعربت the light-activatedضوء تنشيط poreمسام.
174
435000
3000
أظهرت الضوء المُنشط للمسام .
07:33
You're familiarمألوف with these cellsخلايا
175
438000
2000
أنتم تعرفون جيداً هذه الخلايا
07:35
because they are the onesمنها that frustrateأحبط you
176
440000
2000
لأنها مجموعة الخلايا هذه التي تُحبطكم
07:37
when you try to swatقوات التدخل السريع the flyيطير.
177
442000
2000
عندما تريدون ضرب الذبابة .
07:39
They trainedمتدرب the escapeهرب reflexلا ارادي that makesيصنع the flyيطير jumpقفز into the airهواء
178
444000
3000
لقد تدربت على الهرب من الانعكاس ما يجعل الذبابة تطير في الهواء
07:42
and flyيطير away wheneverكلما كان you moveنقل your handيد in positionموضع.
179
447000
3000
وتطير بعيداً عندما تحرك يدك لتضرب الذبابة .
07:46
And you can see here that the flashفلاش of lightضوء has exactlyبالضبط the sameنفسه effectتأثير.
180
451000
3000
ويمكنكم هنا أن تروا هذه الومضة من الضوء التي لها نفس التأثير بالضبط .
07:49
The animalحيوان jumpsيقفز, it spreadsالهوامش its wingsأجنحة, it vibratesيهتز them,
181
454000
3000
يقفز الحيوان , فتفرد جناحيها , تهزهما ,
07:52
but it can't actuallyفعلا take off
182
457000
2000
لكنها لا تستطيع الطيران فى الحقيقة ,
07:54
because the flyيطير is sandwichedتقع betweenما بين two glassزجاج platesلوحات.
183
459000
3000
لأن الذبابة محصورة داخل الزجاج كالساندوتش .
07:58
Now to make sure that this was no reactionرد فعل of the flyيطير
184
463000
2000
الآن لكي نتأكد أن ذلك لم يكن أي رد فعل للذبابة
08:00
to a flashفلاش it could see,
185
465000
3000
لومضة ضوء تراها ,
08:03
Susanaسوزانا did a simpleبسيط
186
468000
2000
قامت سوزانا بمثال بسيط
08:05
but brutallyوحشي effectiveفعال experimentتجربة.
187
470000
2000
لكنها تجربة مؤثرة صحيحة إلى درجة كبيرة .
08:07
She cutيقطع the headsرؤساء off of her fliesيطير.
188
472000
3000
قطعت رؤوس ذباباتها التي تعمل عليها .
08:11
These headlessبلا رأس bodiesجثث can liveحي for about a day,
189
476000
3000
أجسام الذباب بدون الرأس يمكن أن تعيش حوالي يوم ,
08:14
but they don't do much.
190
479000
2000
لكنها لا تفعل الكثير .
08:16
They just standيفهم around
191
481000
3000
إنها تقف حول بعضها البعض
08:19
and groomعريس excessivelyبإفراط.
192
484000
3000
وتنظف بعضها بإفراط كثير .
08:22
So it seemsيبدو that the only traitسمة that survivesيبقى decapitationقطع الرأس is vanityالغرور.
193
487000
3000
لذلك يبدو أن الصفة الوحيدة التي تنجو من قطع الرأس هي التفاخر الزائف .
08:25
(Laughterضحك)
194
490000
3000
( ضحك )
08:30
Anywayعلى أي حال, as you'llعليك see in a momentلحظة,
195
495000
2000
على أي حال , كما سترون حالاً ,
08:32
Susanaسوزانا was ableقادر to turnمنعطف أو دور on the flightطيران motorمحرك
196
497000
3000
كانت سوزانا قادرة على تشغيل موتور الطيران
08:35
of what's the equivalentما يعادل of the spinalالعمود الفقري cordحبل of these fliesيطير
197
500000
3000
الخاص بما يماثل جزء النخاع الشوكي للذباب
08:38
and get some of the headlessبلا رأس bodiesجثث
198
503000
2000
وتجعل بعض من الأجسام التي بدون رأس
08:40
to actuallyفعلا take off and flyيطير away.
199
505000
3000
أن ترتفع طائرة بالفعل من مكانها .
08:47
They didn't get very farبعيدا, obviouslyبوضوح.
200
512000
2000
لم يذهبوا بعيداً , بالطبع .
08:50
Sinceمنذ we tookأخذ these first stepsخطوات,
201
515000
2000
منذ أن بدأنا هذه الخطوات الأولية ,
08:52
the fieldحقل of optogeneticsعلم البصريات الوراثي has explodedانفجرت.
202
517000
3000
مجال الأوبتوجينيتيك توسع كثيراً ( علم التحكم في خلايا العقل ) .
08:55
And there are now hundredsالمئات of labsمختبرات
203
520000
2000
وهناك الآن مئات المعامل
08:57
usingاستخدام these approachesاقتراب.
204
522000
2000
تستعمل هذه المقاربات .
08:59
And we'veقمنا come a long way
205
524000
2000
وقد قطعنا شوطاً كبيراً
09:01
sinceمنذ Galvani'sوجالفاني and Susana'sوسوزانا first successesنجاحات
206
526000
3000
منذ أول نجاحات جالفاني وسوزانا
09:04
in makingصناعة animalsالحيوانات twitchنشل or jumpقفز.
207
529000
2000
في جعل الحيوانات تتحرك كرد فعل أو تقفز .
09:06
We can now actuallyفعلا interfereتدخل with theirهم psychologyعلم النفس
208
531000
3000
نستطيع الآن بالفعل أن نتدخل في علم النفس الخاص بهم
09:09
in ratherبدلا profoundعميق waysطرق,
209
534000
2000
بدقة عالية و بطرق متعمقة
09:11
as I'll showتبين you in my last exampleمثال,
210
536000
2000
كما سأريكم في أخر مثال ,
09:13
whichالتي is directedتوجه at a familiarمألوف questionسؤال.
211
538000
3000
الذي هو موْجّه لسؤال مألوف .
09:16
Life is a stringخيط of choicesاختيارات
212
541000
3000
الحياة سلسلة من الإختيارات
09:19
creatingخلق a constantثابت pressureالضغط to decideقرر what to do nextالتالى.
213
544000
3000
تخلق ضغط متواصل لتقرر ماذا ستفعل للخطوة القادمة .
09:23
We copeالتأقلم with this pressureالضغط by havingوجود brainsعقل,
214
548000
3000
نحن نتغلب على هذا الضغط بإمتلاكنا عقول ,
09:26
and withinفي غضون our brainsعقل, decision-makingاتخاذ القرار centersمراكز
215
551000
3000
وداخل عقولنا , مراكز صنع القرار
09:29
that I've calledمسمي here the "Actorالممثل."
216
554000
3000
التي إسميها هنا الممثل أو الفاعل .
09:33
The Actorالممثل implementsالأدوات a policyسياسات that takes into accountالحساب
217
558000
3000
ينفّذ الممثل سياسة أو خطة تأخذ فى الإعتبار
09:36
the stateحالة of the environmentبيئة
218
561000
2000
حالة البيئة
09:38
and the contextسياق الكلام in whichالتي we operateالعمل.
219
563000
3000
والسياق العام الذي نحن نديره .
09:41
Our actionsأفعال changeيتغيرون the environmentبيئة, or contextسياق الكلام,
220
566000
3000
أفعالنا تغير البيئة ، أو السياق العام ،
09:44
and these changesالتغييرات are then fedتغذيها back into the decisionقرار loopعقدة.
221
569000
3000
وهذه التغيرات عندما تحدث تعود لتعمل على تغذية دائرة صنع القرار .
09:48
Now to put some neurobiologicalالعصبية meatلحم
222
573000
3000
الآن لوضع بعض من فوائد العلوم العصبية
09:51
on this abstractنبذة مختصرة modelنموذج,
223
576000
2000
على هذا النموذج التجريدي ،
09:53
we constructedإنشاؤه a simpleبسيط one-dimensionalالأبعاد واحد worldالعالمية
224
578000
2000
نظمنا عالم بسيط مكون من بُعد واحد
09:55
for our favoriteالمفضل subjectموضوع, fruitفاكهة fliesيطير.
225
580000
3000
من أجل موضوع الدراسة المفضل ، ذباب الفاكهة.
09:58
Eachكل chamberغرفة in these two verticalعمودي stacksكومات
226
583000
2000
كل تجويف في هذه الأعمدة الرأسية
10:00
containsيحتوي على one flyيطير.
227
585000
2000
التي تحتوى على ذبابة واحدة .
10:02
The left and the right halvesأنصاف of the chamberغرفة
228
587000
3000
الأنصاف على اليسار وعلى اليمين من الغرفة
10:05
are filledمعبأ with two differentمختلف odorsالروائح,
229
590000
2000
مليئة برائحتين مختلفتين ،
10:07
and a securityالأمان cameraالة تصوير watchesساعات
230
592000
2000
و تراقب كاميرا مراقبة
10:09
as the fliesيطير paceسرعة up and down betweenما بين them.
231
594000
3000
اثناء تحرك الذباب أعلى وأسفل بينهم .
10:12
Here'sمن هنا some suchهذه CCTVCCTV footageلقطات.
232
597000
2000
هنا بعض صور لكاميرات مراقبة تليفزيونية .
10:14
Wheneverكلما كان a flyيطير reachesيصل the midpointمنتصف of the chamberغرفة
233
599000
3000
عندما تصل أي ذبابة إلى نقطة المنتصف بالغرفة
10:17
where the two odorرائحة streamsتيارات meetيجتمع,
234
602000
2000
حيث الرائحتين تقتربا من بعضهم البعض ،
10:19
it has to make a decisionقرار.
235
604000
2000
لابد لها من إتخاذ قرار .
10:21
It has to decideقرر whetherسواء to turnمنعطف أو دور around
236
606000
2000
لابد لها من أن تقرر إذا كانت سترجع
10:23
and stayالبقاء in the sameنفسه odorرائحة,
237
608000
2000
وتبقى في نفس الرائحة ،
10:25
or whetherسواء to crossتعبر the midlineخط الوسط
238
610000
2000
أم أنها تعبر الخط النصفي
10:27
and try something newالجديد.
239
612000
2000
وتحاول شيئاً جديداً .
10:29
These decisionsقرارات are clearlyبوضوح a reflectionانعكاس
240
614000
3000
هذه القرارات تعتبر إنعكاس واضح
10:32
of the Actor'sممثلين policyسياسات.
241
617000
3000
لقاعدة الممثل .
10:36
Now for an intelligentذكي beingيجرى like our flyيطير,
242
621000
3000
الآن بالنسبة لكائن ذكي مثل ذبابتنا ،
10:39
this policyسياسات is not writtenمكتوب in stoneحجر
243
624000
3000
هذه القاعدة ليست مكتوبة على لوح ما ،
10:42
but ratherبدلا changesالتغييرات as the animalحيوان learnsيتعلم from experienceتجربة.
244
627000
3000
بل بالأحرى تتغير لأن الحيوان يتعلم من الخبرة .
10:45
We can incorporateدمج او تجسيد suchهذه an elementجزء
245
630000
2000
يمكننا أن ندرج عنصر هام
10:47
of adaptiveالتكيف intelligenceالمخابرات into our modelنموذج
246
632000
3000
من تكيف الذكاء في نموذجنا
10:50
by assumingعلى افتراض that the fly'sفي الطيران brainدماغ
247
635000
2000
بافتراض أن عقل الذبابة
10:52
containsيحتوي على not only an Actorالممثل,
248
637000
2000
ليس فقط يحتوى على الممثل ،
10:54
but a differentمختلف groupمجموعة of cellsخلايا,
249
639000
2000
لكن أيضاً يحتوى على مجموعة من الخلايا المختلفة ،
10:56
a "Criticالناقد," that providesيوفر a runningجري commentaryتعليق
250
641000
3000
ناقد ، يقدم تسجيلا مستمرا للأحداث
10:59
on the Actor'sممثلين choicesاختيارات.
251
644000
2000
حول إختيارات الممثل .
11:01
You can think of this naggingمتذمر innerداخلي voiceصوت
252
646000
3000
يمكنكم أن تفكروا بهذا الصوت الداخلي الشاك و الناقد
11:04
as sortفرز of the brain'sالدماغ equivalentما يعادل
253
649000
2000
كشيئ مكافئ للعقل
11:06
of the Catholicكاثوليكي Churchكنيسة,
254
651000
2000
الخاص بالكنيسة الكاثويكية ،
11:08
if you're an Austrianالنمساوي like me,
255
653000
3000
لو أنك شخص نمساوي مثلي ،
11:11
or the super-egoالأنا العليا, if you're Freudianفرويد,
256
656000
3000
أو أنك أناوي (الأنا العليا) ، لو أنك من أتباع فرويد ،
11:14
or your motherأم, if you're Jewishيهودي.
257
659000
2000
أو والدتك ، إذا كنت يهوديا .
11:16
(Laughterضحك)
258
661000
4000
( ضحك )
11:20
Now obviouslyبوضوح,
259
665000
2000
من الجلْي لنا الآن ،
11:22
the Criticالناقد is a keyمفتاح ingredientالمكونات
260
667000
3000
أن النقد هو مكوّن رئيسي
11:25
in what makesيصنع us intelligentذكي.
261
670000
2000
فيما يجعلنا أذكياء .
11:27
So we setجلس out to identifyتحديد
262
672000
2000
لذلك بدأنا في تعريف
11:29
the cellsخلايا in the fly'sفي الطيران brainدماغ
263
674000
2000
الخلايا في عقل الذبابة
11:31
that playedلعب the roleوظيفة of the Criticالناقد.
264
676000
2000
التي تلعب دور النقد .
11:33
And the logicمنطق of our experimentتجربة was simpleبسيط.
265
678000
3000
والشيئ المنطقى في تجربتنا كان بسيطاً .
11:36
We thought if we could use our opticalبصري remoteالتحكم عن بعد controlمراقبة
266
681000
3000
ظننا أنه إذا إستطعنا أن نستخدم التحكم المرئي عن بعد
11:39
to activateتفعيل the cellsخلايا of the Criticالناقد,
267
684000
3000
لغرض تنشيط الخلايا الخاصة بالنقد ،
11:42
we should be ableقادر, artificiallyمصطنع, to nagتذمر the Actorالممثل
268
687000
3000
لابد لنا أن نكون قادرين على إزعاج ودفع الممثل بصورة مصطنعة
11:45
into changingمتغير its policyسياسات.
269
690000
2000
إلى تغيير قاعدته .
11:47
In other wordsكلمات,
270
692000
2000
بمعنى آخر ،
11:49
the flyيطير should learnتعلم from mistakesالأخطاء
271
694000
2000
الذبابة لابد أن تتعلم من الأخطاء
11:51
that it thought it had madeمصنوع
272
696000
2000
التي ظنت أنها فعلتها في السابق ،
11:53
but, in realityواقع, it had not madeمصنوع.
273
698000
3000
لكن في الحقيقة أنها لم تفعلها .
11:56
So we bredولدت fliesيطير
274
701000
2000
لذا أعددنا ذباب
11:58
whoseملك من brainsعقل were more or lessأقل randomlyبشكل عشوائي pepperedيتخلله
275
703000
3000
لها من العقول كانت قد أعدت بصورة أكثر أو أقل عشوائية
12:01
with cellsخلايا that were lightضوء addressableعنونة.
276
706000
2000
مع خلايا قابلة لأن تكون مُعرفة بواسطة الضوء من قبل .
12:03
And then we tookأخذ these fliesيطير
277
708000
2000
وعندها نأخذ هذه الذبابات
12:05
and allowedسمح them to make choicesاختيارات.
278
710000
2000
ونسمح لهم أن يصنعوا إختيارات .
12:07
And wheneverكلما كان they madeمصنوع one of the two choicesاختيارات,
279
712000
2000
وعندما يختاروا واحد من الإختيارين ،
12:09
choseاختار one odorرائحة,
280
714000
2000
يختاروا رائحة واحدة ،
12:11
in this caseقضية the blueأزرق one over the orangeالبرتقالي one,
281
716000
2000
في هذه الحالة الأزرق فضلا عن البرتقالي ،
12:13
we switchedتحول on the lightsأضواء.
282
718000
2000
نقوم بتشغيل الأضواء .
12:15
If the Criticالناقد was amongمن بين the opticallyبصريا activatedمفعل cellsخلايا,
283
720000
3000
لو كان الناقد ضمن الخلايا المفعّلة ضوئيا ،
12:18
the resultنتيجة of this interventionتدخل قضائي
284
723000
2000
فالنتيجة لهذا التداخل
12:20
should be a changeيتغيرون in policyسياسات.
285
725000
3000
لابد وأن تكون تغيير في القاعدة .
12:23
The flyيطير should learnتعلم to avoidتجنب
286
728000
2000
ولابد أن تتعلم الذبابة تجنب
12:25
the opticallyبصريا reinforcedعززت odorرائحة.
287
730000
2000
الرائحة النفاذة التي لا يمكن تجاهلها .
12:27
Here'sمن هنا what happenedحدث in two instancesالحالات:
288
732000
3000
هذا ما حدث في مشهدين مختلفين .
12:30
We're comparingمقارنة two strainsسلالات of fliesيطير,
289
735000
3000
نقارن بين نوعين مختلفين من الذباب ،
12:33
eachكل of them havingوجود
290
738000
2000
كل منهما له
12:35
about 100 light-addressableضوء عنونة cellsخلايا in theirهم brainsعقل,
291
740000
2000
حوالي 100 خلية يصلها الضوء في عقولهم ،
12:37
shownأظهرت here in greenأخضر on the left and on the right.
292
742000
3000
نراهم هنا في اللون الأخضر على اليسار وعلى اليمين .
12:40
What's commonمشترك amongمن بين these groupsمجموعة of cellsخلايا
293
745000
3000
الشيئ المشترك بين هاتين المجموعتين من الخلايا
12:43
is that they all produceإنتاج the neurotransmitterناقل عصبي dopamineالدوبامين.
294
748000
3000
هو أن جميعها ينتج مادة الدوبامين الناقلة للحركة العصبية ( توجد بين الخلايا العصبية ).
12:46
But the identitiesالمتطابقات of the individualفرد
295
751000
2000
لكن هوية الفرد
12:48
dopamine-producingالمنتجة للدوبامين neuronsالخلايا العصبية
296
753000
2000
التي تفرزها الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين
12:50
are clearlyبوضوح largelyإلى حد كبير differentمختلف on the left and on the right.
297
755000
3000
مختلفة إختلافاً كبيراً واضحاً على اليسار وعلى اليمين .
12:53
Opticallyبصريا activatingمنشط
298
758000
2000
التنشيط البصري
12:55
these hundredمائة or so cellsخلايا
299
760000
2000
لهذه المئات من الخلايا
12:57
into two strainsسلالات of fliesيطير
300
762000
2000
داخل سلالتين من الذباب ،
12:59
has dramaticallyبشكل كبير differentمختلف consequencesالآثار.
301
764000
2000
تولد نتائج مختلفة بشكل كبير جداً .
13:01
If you look first at the behaviorسلوك
302
766000
2000
إذا نظرت أولاً إلى سلوك
13:03
of the flyيطير on the right,
303
768000
2000
الذبابة التي على اليمين ،
13:05
you can see that wheneverكلما كان it reachesيصل the midpointمنتصف of the chamberغرفة
304
770000
3000
يمكنكم أن ترون أنها عندما تصل إلى نقطة المنتصف بالغرفة
13:08
where the two odorsالروائح meetيجتمع,
305
773000
2000
حيث موضع الرائحتين ،
13:10
it marchesمسيرات straightمباشرة throughعبر, as it did before.
306
775000
3000
إنها تعدو بإستقامة كما فعلت من قبل .
13:13
Its behaviorسلوك is completelyتماما unchangedدون تغيير.
307
778000
2000
سلوكها لم يتغير أبداً .
13:15
But the behaviorسلوك of the flyيطير on the left is very differentمختلف.
308
780000
3000
لكن سلوك الذبابة التي على اليسار مختلف تماماً .
13:18
Wheneverكلما كان it comesيأتي up to the midpointمنتصف,
309
783000
3000
حينما تأتي إلى نقطة المنتصف ،
13:21
it pausesتوقف,
310
786000
2000
فإنها تتوقف ،
13:23
it carefullyبحرص scansمسح the odorرائحة interfaceجهة تعامل
311
788000
2000
تفحص بداية الرائحة بعناية ،
13:25
as if it was sniffingاستنشاق out its environmentبيئة,
312
790000
2000
كما لو كانت تبحث وتكتشف بيئتها ،
13:27
and then it turnsيتحول around.
313
792000
2000
وعندها تتحول بعيداً .
13:29
This meansيعني that the policyسياسات that the Actorالممثل implementsالأدوات
314
794000
3000
هذا يُعنى أن القاعدة التي ينفذها الممثل
13:32
now includesيشمل an instructionتعليمات to avoidتجنب the odorرائحة
315
797000
2000
الآن تتضمن أمر لكي تتجنب الرائحة
13:34
that's in the right halfنصف of the chamberغرفة.
316
799000
3000
التي في النصف الأيمن من الغرفة .
13:37
This meansيعني that the Criticالناقد
317
802000
2000
هذا يعنى أن الناقد
13:39
mustيجب have spokenمنطوق in that animalحيوان,
318
804000
2000
لابد وأن تحدث عند ذلك الحيوان ،
13:41
and that the Criticالناقد mustيجب be containedيتضمن
319
806000
2000
وأن هذا الناقد لابد أنه موجود
13:43
amongمن بين the dopamine-producingالمنتجة للدوبامين neuronsالخلايا العصبية on the left,
320
808000
3000
داخل الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين على اليسار ،
13:46
but not amongمن بين the dopamineالدوبامين producingإنتاج neuronsالخلايا العصبية on the right.
321
811000
3000
لكنه ليس موجود في الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين على اليمين .
13:49
Throughعبر manyكثير suchهذه experimentsتجارب,
322
814000
3000
عبر مثل هذه التجارب العديدة ،
13:52
we were ableقادر to narrowضيق down
323
817000
2000
كنا قادرين على تقليل
13:54
the identityهوية of the Criticالناقد
324
819000
2000
هوية الناقد
13:56
to just 12 cellsخلايا.
325
821000
2000
إلى 12 خلية فقط.
13:58
These 12 cellsخلايا, as shownأظهرت here in greenأخضر,
326
823000
3000
هذه الإثنا عشر خلية ، التي تظهر هنا باللون الأخضر ،
14:01
sendإرسال the outputانتاج to a brainدماغ structureبناء
327
826000
2000
يرسلون الناتج إلى هيكل عقلي
14:03
calledمسمي the "mushroomفطر bodyالجسم,"
328
828000
2000
يُسمى جسد الماشروم ( زوج من الخلايا في عقل الحشرة ) ،
14:05
whichالتي is shownأظهرت here in grayاللون الرمادي.
329
830000
2000
الذي يظهر هنا باللون الرمادي .
14:07
We know from our formalرسمي modelنموذج
330
832000
2000
نحن نعرف من نموذجنا الأساسي
14:09
that the brainدماغ structureبناء
331
834000
2000
أن كيان العقل
14:11
at the receivingيستلم endالنهاية of the Critic'sالناقد commentaryتعليق is the Actorالممثل.
332
836000
3000
في نهاية الإستقبال لتسجيل أحداث النقد هو الممثل .
14:14
So this anatomyتشريح suggestsوتقترح
333
839000
2000
لذا فإن هذا التشريح يقترح
14:16
that the mushroomفطر bodiesجثث have something to do
334
841000
3000
أن أجساد الماشروم لها وظيفة تفعلها
14:19
with actionعمل choiceخيار.
335
844000
2000
مع إختيار التصرف .
14:21
Basedعلى أساس on everything we know about the mushroomفطر bodiesجثث,
336
846000
2000
إستناداً على كل شيئ نعرفه عن أجساد الماشروم ،
14:23
this makesيصنع perfectفي احسن الاحوال senseإحساس.
337
848000
2000
التى تجعل الإدراك كاملاً .
14:25
In factحقيقة, it makesيصنع so much senseإحساس
338
850000
2000
فى الحقيقة ، إنها تصنع فرقاً كبيراً ،
14:27
that we can constructبناء an electronicإلكتروني toyعروسه لعبه circuitدائرة كهربائية
339
852000
3000
يمكننا أن نصنع دائرة عمل فى لُعبة كهربائية
14:30
that simulatesيحاكي the behaviorسلوك of the flyيطير.
340
855000
3000
تحاكى سلوك الذبابة .
14:33
In this electronicإلكتروني toyعروسه لعبه circuitدائرة كهربائية,
341
858000
3000
فى هذه الدائرة للعبة ،
14:36
the mushroomفطر bodyالجسم neuronsالخلايا العصبية are symbolizedيرمز
342
861000
2000
فإن خلايا أجساد الماشروم تعتبر رمزية
14:38
by the verticalعمودي bankبنك of blueأزرق LEDsالمصابيح
343
863000
3000
بالنسبة للمصفوفة الرأسية للصمام الثنائي الباعث للضوء الأزرق .
14:41
in the centerمركز of the boardمجلس.
344
866000
3000
في مركز اللوحة .
14:44
These LED'sالصمام are wiredسلكي to sensorsأجهزة الاستشعار
345
869000
2000
هذه الصمامات الثنائية موصلة سلكياً بمجسات
14:46
that detectالكشف the presenceحضور of odorousمعطر moleculesجزيئات in the airهواء.
346
871000
3000
تكشف عن وجود جزيئات الرائحة في الهواء .
14:50
Eachكل odorرائحة activatesينشط a differentمختلف combinationمزيج of sensorsأجهزة الاستشعار,
347
875000
3000
كل رائحة تُنشط مجموعة مختلفة من أجهزة الإستقبال ،
14:53
whichالتي in turnمنعطف أو دور activatesينشط
348
878000
2000
التي بدورها تُنشط
14:55
a differentمختلف odorرائحة detectorكاشف in the mushroomفطر bodyالجسم.
349
880000
3000
باحث أو مُكتشف آخر للرائحة في جسد الماشروم .
14:58
So the pilotطيار in the cockpitمقصورة الطيار of the flyيطير,
350
883000
2000
لذلك فإن الطيار في غرفة القيادة للذبابة ،
15:00
the Actorالممثل,
351
885000
2000
والممثل ،
15:02
can tell whichالتي odorرائحة is presentحاضر
352
887000
2000
يستطيعوا أن يتعرفوا على أي نوع من الروائح الموجودة
15:04
simplyببساطة by looking at whichالتي of the blueأزرق LEDsالمصابيح lightsأضواء up.
353
889000
4000
ببساطة بالنظر إلى أيّة صمامات ثنائية مُضيئة بباعث الضوء الأزرق .
15:09
What the Actorالممثل does with this informationمعلومات
354
894000
2000
ما يفعله الممثل بهذه المعلومات
15:11
dependsيعتمد على on its policyسياسات,
355
896000
2000
يتوقف على القاعدة المُعرفة لديه ،
15:13
whichالتي is storedمخزن in the strengthsنقاط القوة of the connectionصلة,
356
898000
2000
التي هي مُخزنة في نقاط الوصل ،
15:15
betweenما بين the odorرائحة detectorsكشف
357
900000
2000
بين كاشفات الرائحة
15:17
and the motorsالمحركات
358
902000
2000
والمحركات
15:19
that powerقوة the fly'sفي الطيران evasiveمراوغ actionsأفعال.
359
904000
2000
التي تُشغل ردود الأفعال الماهرة للتصرفات .
15:22
If the connectionصلة is weakضعيف, the motorsالمحركات will stayالبقاء off
360
907000
2000
لو أن الإرتباط ضعيف ، فالمحركات ستبقى مطفأة
15:24
and the flyيطير will continueاستمر straightمباشرة on its courseدورة.
361
909000
3000
والذبابة ستكمل طيرانها كالمعتاد بدون تغيير .
15:27
If the connectionصلة is strongقوي, the motorsالمحركات will turnمنعطف أو دور on
362
912000
3000
لو أن الإرتباط قوي ، فستقوم المحركات بوظيفتها
15:30
and the flyيطير will initiateالشروع في a turnمنعطف أو دور.
363
915000
3000
وستأخذ الذبابة إنحرافا في مسارها .
15:33
Now considerيعتبر a situationموقف
364
918000
2000
الآن لنضع باعتبارنا وضعية
15:35
in whichالتي the motorsالمحركات stayالبقاء off,
365
920000
2000
أن المحركات معطلة ،
15:37
the flyيطير continuesتواصل on its pathمسار
366
922000
3000
الذبابة تُكمل مسارها
15:40
and it suffersيعاني some painfulمؤلم consequenceنتيجة
367
925000
2000
وتعاني من بعض العواقب المؤلمة
15:42
suchهذه as gettingالحصول على zappedانطلق.
368
927000
2000
كأن يكون لها رد فعل سريع .
15:44
In a situationموقف like this,
369
929000
2000
في موقف مثل هذا ،
15:46
we would expectتوقع the Criticالناقد to speakتحدث up
370
931000
2000
سنتوقع أن يتحدث الناقد
15:48
and to tell the Actorالممثل
371
933000
2000
ويُخبر الممثل
15:50
to changeيتغيرون its policyسياسات.
372
935000
2000
لكي يغير خطته للعمل .
15:52
We have createdخلقت suchهذه a situationموقف, artificiallyمصطنع,
373
937000
3000
قمنا بعمل موقف مُصطنع مميز
15:55
by turningدوران on the criticالناقد with a flashفلاش of lightضوء.
374
940000
3000
بتنشيط النقد بشعاع ضوئي .
15:58
That causedتسبب a strengtheningتقوية of the connectionsروابط
375
943000
3000
الذي سبب قوة في الإرتباط
16:01
betweenما بين the currentlyحاليا activeنشيط odorرائحة detectorكاشف
376
946000
3000
بين مكتشف الرائحة النشط حاليا
16:04
and the motorsالمحركات.
377
949000
2000
والمحركات .
16:06
So the nextالتالى time
378
951000
2000
حيث أنه في المرة القادمة
16:08
the flyيطير findsيجد itselfبحد ذاتها facingمواجهة the sameنفسه odorرائحة again,
379
953000
3000
تجد الذبابة نفسها في مواجهة نفس الرائحة مجددا ،
16:11
the connectionصلة is strongقوي enoughكافية to turnمنعطف أو دور on the motorsالمحركات
380
956000
3000
ويكون الإرتباط قوي بما يكفي لكي يشغل المحركات
16:14
and to triggerاثار an evasiveمراوغ maneuverمناورة.
381
959000
3000
ويؤدي الى المناورة.
16:19
I don't know about you,
382
964000
3000
لا أعرف رأيكم ،
16:22
but I find it exhilaratingمنعش to see
383
967000
3000
لكني أجد أنه من الممتع جداً أن أرى
16:25
how vagueمشاكل psychologicalنفسي notionsمفاهيم
384
970000
3000
كيف أن نظريات التحليل النفسي الغامضة
16:28
evaporateتبخر and give riseترتفع
385
973000
2000
تتبخر لتعطي تصاعُد
16:30
to a physicalجسدي - بدني, mechanisticميكانيكي understandingفهم of the mindعقل,
386
975000
3000
لفهم ألية ميكانيكية ، فيزيائية للعقل ،
16:33
even if it's the mindعقل of the flyيطير.
387
978000
3000
حتى لو كان عقل ذبابة .
16:36
This is one pieceقطعة of good newsأخبار.
388
981000
3000
هذه عينة واحدة من أخبار جيدة .
16:39
The other pieceقطعة of good newsأخبار,
389
984000
2000
العينة الأخرى من الأخبار الجيدة ،
16:41
for a scientistامن at leastالأقل,
390
986000
2000
للعلماء على الأقل ،
16:43
is that much remainsبقايا to be discoveredمكتشف.
391
988000
3000
هناك الكثير مما يستحق الإكتشاف .
16:46
In the experimentsتجارب I told you about,
392
991000
2000
في التجارب التي أخبرتكم عنها ،
16:48
we have liftedرفعت the identityهوية of the Criticالناقد,
393
993000
3000
توصلنا لمعرفة هوية النقد ،
16:51
but we still have no ideaفكرة
394
996000
2000
لكننا مازلنا لا نملك أية فكرة
16:53
how the Criticالناقد does its jobوظيفة.
395
998000
2000
عن كيف أدأ الناقد لوظيفته .
16:55
Come to think of it, knowingمعرفة when you're wrongخطأ
396
1000000
2000
أدعوكم لتفكروا بها ، لتعرفوا حينما تكونوا على خطأ
16:57
withoutبدون a teacherمدرس, or your motherأم, tellingتقول you,
397
1002000
3000
بدون مُعلم , أو أن تُخبرك والدتك بذلك ،
17:00
is a very hardالصعب problemمشكلة.
398
1005000
2000
وهي مشكلة صعبة للغاية .
17:02
There are some ideasأفكار in computerالحاسوب scienceعلم
399
1007000
2000
هناك بعض أفكار في علوم الكمبيوتر
17:04
and in artificialمصطنع intelligenceالمخابرات
400
1009000
2000
وفي الذكاء الإصطناعي
17:06
as to how this mightربما be doneفعله,
401
1011000
2000
عن الكيفية التي يُفعل بها ذلك ،
17:08
but we still haven'tلم solvedتم حلها
402
1013000
2000
لكننا لم نحل بعد
17:10
a singleغير مرتبطة exampleمثال
403
1015000
2000
مثالا واحدا
17:12
of how intelligentذكي behaviorسلوك
404
1017000
3000
لكيفية ظهور السلوك الذكي
17:15
springsالينابيع from the physicalجسدي - بدني interactionsالتفاعلات
405
1020000
2000
فجأة من التفاعلات الفيزيائية
17:17
in livingالمعيشة matterشيء.
406
1022000
2000
في أمور حياتية .
17:19
I think we'llحسنا get there in the not too distantبعيد futureمستقبل.
407
1024000
3000
أعتقد أننا سنصل إلى هناك في المستقبل المنظور .
17:22
Thank you.
408
1027000
2000
أشكركم .
17:24
(Applauseتصفيق)
409
1029000
4000
( تصفيق )
Translated by Bob Samuel
Reviewed by Anwar Dafa-Alla

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Gero Miesenboeck - Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior.

Why you should listen

Gero Miesenboeck is pioneering the field of optogenetics: genetically modifying nerve cells to respond to light. By flashing light at a modified neuron in a living nervous system, Miesenboeck and his collaborators can mimic a brain impulse -- and then study what happens next. Optogenetics will allow ever more precise experiments on living brains, allowing us to gather better evidence on how electrical impulses on tissue translate into actual behavior and thoughts.

In one experiment, done at Yale, he and his team engineered fruit flies to be light-sensitive in the neural area responsible for escape response. Then the flies were beheaded; fruit flies can live for a day without their heads, but they don't move. When the modified cells were flashed with light, though, the headless flies flew. Miesenboeck had successfully simulated an order from a brain that wasn't even there anymore.

Miesenboeck's current research at Oxford's growing department of neurobiology focuses on the nerve cell networks that underpin what animals perceive, remember and do. In one recent experiment, he used optogenetics to implant an unpleasant memory in a fruit fly, causing it to "remember" to avoid a certain odor as it traveled around. He and his team were able, in fact, to find the fly's specific 12-neuron brain circuit that govern memory formation.

More profile about the speaker
Gero Miesenboeck | Speaker | TED.com