TED-Ed
Greg Gage: The cockroach beatbox
Filmed:
Readability: 2.9
831,513 views
By dissecting a cockroach ... yes, live on stage ... TED Fellow and neuroscientist Greg Gage shows how brains receive and deliver electric impulses -- and how legs can respond. This talk comes from the TED-Ed project.
Greg Gage - Neuroscientist
TED Fellow Greg Gage helps kids investigate the neuroscience in their own backyards. Full bio
TED Fellow Greg Gage helps kids investigate the neuroscience in their own backyards. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
عندما تفكر في الدماغ،
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
تجده صعب الفهم،
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
لأنني اذا سألتكم الآن، كيف يعمل القلب،
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
ستقولون على الفور أنه مضخة.
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
يضخ الدم.
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
واذا سألتكم ماذا عن الرئة،
00:26
you would say it exchanges
oxygen for carbon dioxide.
oxygen for carbon dioxide.
6
26223
2576
ستقولون أنها تستبدل الأكسجين
مقابل ثاني أكسيد الكربون.
مقابل ثاني أكسيد الكربون.
00:28
That's easy.
7
28823
1014
إنه سهل.
00:29
If I were to ask you how the brain works,
it's hard to understand
it's hard to understand
8
29861
3065
اذا سألتكم كيف يعمل الدماغ،
إنه شيء صعب الفهم
إنه شيء صعب الفهم
00:32
because you can't just look
at a brain and understand what it is.
at a brain and understand what it is.
9
32950
3053
لأنه لايمكنك فقط النظر إلى الدماغ وفهمه.
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
إنه ليس اداة ميكانيكية،
ليس مضخة ولا كيس هوائي،
ليس مضخة ولا كيس هوائي،
00:38
It's just like, if you held it
in your hand when it was dead,
in your hand when it was dead,
11
38855
2863
إنه فقط، اذا امسكته بين يديك وهو ميت،
00:41
it's just a piece of fat.
12
41742
1205
إنه مجرد قطعة من الدهون.
00:43
To understand how the brain works,
you have to go inside a living brain.
you have to go inside a living brain.
13
43885
3389
حتى تفهم كيف يعمل الدماغ،
يجب أن تذهب إلى داخل دماغ حي.
يجب أن تذهب إلى داخل دماغ حي.
00:47
Because the brain's not mechanical,
the brain is electrical and it's chemical.
the brain is electrical and it's chemical.
14
47298
3678
لأن الدماغ ليس ميكانيكي،
الدماغ كهربائي وكيميائي.
الدماغ كهربائي وكيميائي.
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
دماغك مكون من 100 مليار خلية،
تسمى الخلايا العصبية.
تسمى الخلايا العصبية.
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
وهذه الخلايا العصبية تتواصل
مع بعضها البعض عن طريق الكهرباء.
مع بعضها البعض عن طريق الكهرباء.
00:57
And we're going to eavesdrop
in on a conversation between two cells,
in on a conversation between two cells,
17
57738
3238
ونحن سنقوم بالتنصت على محادثة بين خليتين،
01:01
and we're going to listen
to something called a spike.
to something called a spike.
18
61000
2858
وسنسمع شيئًا يسمى بجهد السفاة.
01:03
But we're not going to record my brain
or your brain or your teachers' brains,
or your brain or your teachers' brains,
19
63882
3893
ولكننا لن نقوم بتسجيل دماغي
أو دماغك أو دماغ معلمك،
أو دماغك أو دماغ معلمك،
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
سنقوم باستخدام صديقنا الطيب الصرصور.
01:10
Not just because I think they're cool,
21
70118
1858
ليس فقط لأنني اعتقد أنهم رائعين،
01:12
but because they have brains
very similar to ours.
very similar to ours.
22
72000
2378
ولكن لأن دماغهم يشبه دماغنا بشكل كبير.
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
لهذا إذا تعلمنا قليلا عن كيفية عمل دماغهم،
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
سنتعلم الكثير عن كيفية عمل دماغنا.
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
سأقوم بوضعهم في ماء مثلج هنا
01:22
And then --
26
82612
1073
وبعدها --
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
الجمهور: يع!
غريغ غايج: بالفعل ...
غريغ غايج: بالفعل ...
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
في الوقت الحالي إنهم يصبحون تحت التخدير.
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
لأنهم من ذوات الدم البارد،
يكتسبون حرارة الماء
يكتسبون حرارة الماء
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
ولا يمكنهم السيطرة على ذلك
لهذا إنهم ببساطة "يسترخون،" صحيح؟
لهذا إنهم ببساطة "يسترخون،" صحيح؟
01:35
They're not going to feel anything,
31
95119
1857
لن يتمكنوا من الشعور بأي شيء،
01:37
which may tell you a little
about what we're going to do,
about what we're going to do,
32
97000
2775
والذي من الممكن أن يخبركم عما سنفعله،
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
سنقوم بعمل تجربة علمية لفهم الدماغ.
01:42
So ...
34
102453
1021
إذًأ ...
01:44
This is the leg of a cockroach.
35
104466
1510
هذه قدم الصرصور.
01:46
And a cockroach
has all these beautiful hairs
has all these beautiful hairs
36
106000
2143
والصرصور لديه كل هذا الشعرالجميل
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
وأشواك في كل مكان.
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
تحت كل واحدة منها يوجد هناك خلية،
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
وهذه الخلية هي خلية عصبية
والتي ستقوم بإرسال معلومات
والتي ستقوم بإرسال معلومات
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
عن الريح أو الذبذبات.
01:57
If you ever try to catch a cockroach,
it's hard because they can feel you coming
it's hard because they can feel you coming
41
117463
3846
إذا سبق وأن حاولت إمساك صرصور،
إنه صعب لأنه يستطيع الإحساس بقدومك
إنه صعب لأنه يستطيع الإحساس بقدومك
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
من قبل أن تقترب حتى،
ويبدأ بالجري.
ويبدأ بالجري.
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
هذه الخلايا تنقل المعلومات
سريعًا إلى الدماغ
سريعًا إلى الدماغ
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
باسخدام هذه الألياف العصبية
مع رسائل الكترونية بداخلها.
مع رسائل الكترونية بداخلها.
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
سنقوم بالتسجيل عن طريق الصاق دبوس هناك.
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
نحتاج لسحب قدم الصرصور --
02:14
don't worry, they'll grow back --
47
134393
1583
لا تقلقوا، ستنمو مجددًأ --
02:16
then we're going to put two pins in there.
48
136000
2317
وبعدها سنقوم بوضع دبوسين هناك.
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
هذه دبابيس معدنية.
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
واحدة ستقوم بالتقاط الرسائل الالكترونية،
هذه الرسائل الاكترونية ستمر.
هذه الرسائل الاكترونية ستمر.
02:23
So, we're now going to do the surgery,
let's see if you guys can see this.
let's see if you guys can see this.
51
143044
3480
حسنًا، سنقوم الآن بالعملية الجراحية،
لنرى اذا يمكنكم رؤية ذلك.
لنرى اذا يمكنكم رؤية ذلك.
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
فعلًأ، إنه مقزز ...
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
حسنًا. ها نحن ذا.
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
يمكنكم رؤية قدمه هناك.
02:37
Now I'm going to take this leg,
55
157697
1500
الآن سأقوم بأخذ هذه القدم،
02:39
I'm going to put it in this invention
that we came up with
that we came up with
56
159221
2716
وسأضعها في هذا الإختراع الذي جئنا به
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
يسمى صندوق جهد السفاة
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
وهذا يستبدل الكثير من الأدوات المكلفة
في المختبرات،
في المختبرات،
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
يمكنكم فعل هذا في مدارسكم،
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
أو في قبوكم الخاص اذا كنت مكانكم.
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
(الجمهور: ضحك)
02:55
So, there.
62
175552
1723
حسنًأ.
02:59
Can you guys see that?
63
179973
1361
هل يمكنكم رؤية ذلك؟
03:01
Alright, so I'm going to go ahead
and turn this on.
and turn this on.
64
181358
2752
حسنًا، سأقوم الآن بتشغيله.
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
سأوصله بالكهرباء.
03:08
(Tuning sound)
66
188000
1001
(صوت ضبط)
03:09
To me, this is the most beautiful
sound in the world.
sound in the world.
67
189025
2563
بالنسبة لي، هذا أجمل صوت في العالم.
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
هذا مايفعله دماغك في الوقت الحالي.
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
لديك 100 مليار خلية تصدر هذه الأصوات.
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
لنأخذ نظرة على شكلها،
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
لنضعها في شاشة الحاسوب اللوحي.
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
أوصلت الحاسوب اللوحي هنا أيضًا.
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
لقد قلنا أن الألياف العصبية
تشبه جهد السفاة.
تشبه جهد السفاة.
03:24
So we're going to take a look
74
204453
1417
إذًا سنقوم بأخذ نظرة
03:25
at what one of them
looks like in just a brief second.
looks like in just a brief second.
75
205894
2642
على واحدة منهم خلال ثواني معدودة.
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
سنقوم بالضغط هنا،
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
حتى نستطيع نوعًا ما توسيط هذا الشيء
03:31
So there we see it.
That's an action potential.
That's an action potential.
78
211539
2437
إذًا ها نحن نراها.
هذا هو جهد الفعل.
هذا هو جهد الفعل.
03:34
You've got 100 billion cells
in your brain doing this right now,
in your brain doing this right now,
79
214000
3048
لديكم 100 مليار خلية
في دماغك تقوم بهذا الآن،
في دماغك تقوم بهذا الآن،
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
إعادة إرسال كل هذه المعلومات
عن كل ما تراه وتسمعه.
عن كل ما تراه وتسمعه.
03:40
We also said this is a cell
81
220340
1301
لقد قلنا أيضًا أن هذه خلية
03:41
that's going to be taking up information
about vibrations in the wind.
about vibrations in the wind.
82
221665
3311
ستقوم بأخذ المعلومات
عن الإهتزازات في الرياح.
عن الإهتزازات في الرياح.
03:45
So what if we do an experiment?
83
225000
1715
حسنًأ ماذا لو فعلنا تجربة؟
03:46
We can actually blow on this
and hear if we see a change.
and hear if we see a change.
84
226739
2707
يمكننا النفخ عليه
وسماع إذا كان هناك صوت.
وسماع إذا كان هناك صوت.
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
هل أنتم مستعدون؟
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
إذا نفخت على هذا أخبروني
إذا أمكنكم سماع أي شيء.
إذا أمكنكم سماع أي شيء.
03:53
(Blowing)
87
233295
1068
(نفخ)
03:55
(Sound changes)
88
235007
1476
(الصوت يتغير)
03:57
Let me just touch this
with a little pen here.
with a little pen here.
89
237000
2413
دعوني ألمسه بهذا القلم.
03:59
(Noise)
90
239437
1149
(ضوضاء)
04:02
That was the neural firing rate.
91
242761
1572
هذا كان معدل الحرق العصبي.
04:04
That actually took a while
in neuroscience to understand this.
in neuroscience to understand this.
92
244357
2977
هذا فعليًا أخذ وقتًا طويلا
لفهمه في علم الأعصاب.
لفهمه في علم الأعصاب.
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
هذا يسمى معدل الترميز
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
كل ماتضغط بقوة أكثر،
يزداد أعداد جهد السفاة،
يزداد أعداد جهد السفاة،
04:11
and all that information
is coming up to your brain.
is coming up to your brain.
95
251666
2431
وكل المعلومات تصعد إلى الدماغ.
04:14
That's how you perceive things.
96
254121
1482
هكذا كيف تدرك الأشياء.
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
إذًا هذه طريقة لعمل تجربة بالكهرباء.
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
الطريقة الأخرى هي أن دماغك لا
يأخذ فقط النبضات الكهربائية.
يأخذ فقط النبضات الكهربائية.
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
أنت أيضًا ترسلها خارجًأ.
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
هكذا تحرك عضلاتك.
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
لنرى ماذا سيحدث إذا أوصلت شيئًا كهربائيًأ
04:29
into the cockroach leg here.
102
269252
1724
إلى قدم الصرصور هنا.
04:31
I'm going to take two pins,
I'm going to plug them onto the cockroach.
I'm going to plug them onto the cockroach.
103
271000
3744
سأقوم بأخذ دبوسين،
وسأوصلهم بالصرصور.
وسأوصلهم بالصرصور.
04:34
I'm going to take the other end,
I'm going to plug in into my iPod.
I'm going to plug in into my iPod.
104
274768
3492
وسأقوم بأخذ النهاية الأخرى،
وسأوصلها بالحاسوب اللوحي.
وسأوصلها بالحاسوب اللوحي.
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
في الحقيقة إنه جوال.
04:39
Do you guys know how your earbuds
work in your ears?
work in your ears?
106
279761
3111
هل تعلمون كيف تعمل سماعات الأذن؟
04:42
You have a battery
in your phone, or iPod, right?
in your phone, or iPod, right?
107
282896
2307
لديك بطارية في جوالك، صحيح؟
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
إنها ترسل تيارات كهربائية
إلى المغناطيس في سماعات الأذن
إلى المغناطيس في سماعات الأذن
04:48
which shake back and forth
and allow you to hear things.
and allow you to hear things.
109
288354
2622
التي تهتز ذهابًا وأيابًا
وتسمح لك بسماع الصوت.
وتسمح لك بسماع الصوت.
04:51
But that current's the same currency
that our brain uses,
that our brain uses,
110
291000
2976
هذا التيار هو نفسه التيار
الذي يستعمله دماغنا،
الذي يستعمله دماغنا،
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
إذًا يمكننا إرسال هذا إلى قدم الصرصور
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
ولنأمل إن عمل هذا،
04:57
we can actually see what happens
when we play music into the cockroach.
when we play music into the cockroach.
113
297339
3342
يمكننا فعليًا رؤية مايحدث
إذا عزفنا موسيقى للصرصور
إذا عزفنا موسيقى للصرصور
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
لنأخذ نظرة.
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
(إيقاع موسيقى)
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
هل يمكننا تشغيله؟ ها نحن ذا
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
(صيحات الجمهور)
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
غريغ غايج: إذًا مالذي يحدث؟
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
الجمهور: مذهل!
05:13
(Laughter)
120
313024
1086
(ضحك)
05:14
So you see what's moving.
It's moving on the bass.
It's moving on the bass.
121
314134
2842
ترون مالذي يتحرك.
إنه يتحرك على الإيقاع.
إنه يتحرك على الإيقاع.
05:17
All those audiophiles out there,
122
317000
2168
كل عشاق الموسيقى هناك،
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
إذا كان لديكم ستريو سيارة مذهل،
05:21
you know, the bass speakers
are the biggest speakers.
are the biggest speakers.
124
321343
2594
هل تعلمون، مكبرات باس الصوتية
هي أكبر مكبرات صوتية.
هي أكبر مكبرات صوتية.
05:23
The biggest speakers
have the longest waves,
have the longest waves,
125
323961
2086
والمكبرات الكبيرة لديها موجات طويلة،
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
والتي لديها أقوى تيار،
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
والتيار هو مايجعل هذه الأشياء تتحرك.
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
إذًا ليس فقط المكبرات التي تسبب الكهرباء.
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
الميكرفون أيضًا يسبب الكهرباء.
05:35
(Beat)
130
335614
1072
(إيقاع)
05:36
So I'm going to go ahead and invite
another person out on the stage here
another person out on the stage here
131
336710
3673
سأقوم بدعوة شخص آخر إلى المسرح هنا
05:40
to help me out with this.
132
340407
1208
ليساعدني في هذا الشيء.
05:41
So there we go.
133
341639
1124
ها نحن ذا.
05:42
(Beatboxing)
134
342787
2119
(إيقاع صوتي من الفم)
05:47
This is the first time this has ever
happened in the history of mankind.
happened in the history of mankind.
135
347000
3429
هذه اول مرة يحصل فيها مثل هذا الشيء
في تاريخ البشرية.
في تاريخ البشرية.
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
136
350453
2523
إيقاع بشري إلى قدم صرصور،
05:53
When you guys go back to your high school,
think about neuroscience
think about neuroscience
137
353000
3474
عندما تعودون إلى مدارسكم،
فكرو في علم الأعصاب
فكرو في علم الأعصاب
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
138
356498
2478
وكيف يمكنكم بدءالثورة العصبية.
05:59
Thank you very much. Bye bye.
139
359000
1701
شكرًا جزيلًا لكم. إلى اللقاء.
06:00
(Applause)
140
360725
1000
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Greg Gage - NeuroscientistTED Fellow Greg Gage helps kids investigate the neuroscience in their own backyards.
Why you should listen
As half of Backyard Brains, neuroscientist and engineer Greg Gage builds the SpikerBox -- a small rig that helps kids understand the electrical impulses that control the nervous system. He's passionate about helping students understand (viscerally) how our brains and our neurons work, because, as he said onstage at TED2012, we still know very little about how the brain works -- and we need to start inspiring kids early to want to know more.
Before becoming a neuroscientist, Gage worked as an electrical engineer making touchscreens. As he told the Huffington Post: "Scientific equipment in general is pretty expensive, but it's silly because before [getting my PhD in neuroscience] I was an electrical engineer, and you could see that you could make it yourself. So we started as a way to have fun, to show off to our colleagues, but we were also going into classrooms around that time and we thought, wouldn't it be cool if you could bring these gadgets with us so the stuff we were doing in advanced Ph.D. programs in neuroscience, you could also do in fifth grade?" His latest pieces of gear: the Roboroach, a cockroach fitted with an electric backpack that makes it turn on command, and BYB SmartScope, a smartphone-powered microscope.
Greg Gage | Speaker | TED.com