TED-Ed
Greg Gage: The cockroach beatbox
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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
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00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
脳について考える時
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
これを理解するのは困難だと感じます
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
もし心臓がどのように機能するかを
尋ねたとすると
尋ねたとすると
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
それはポンプです と
すぐに答えられるでしょう
すぐに答えられるでしょう
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
血液をポンプのように送り出します
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
肺について尋ねたなら
00:26
you would say it exchanges
oxygen for carbon dioxide.
oxygen for carbon dioxide.
6
26223
2576
酸素と二酸化炭素を交換するもの と
答えられるでしょう
答えられるでしょう
00:28
That's easy.
7
28823
1014
簡単ですね
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
では脳がどう働くかは
わかりにくいものです
わかりにくいものです
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
なぜなら 脳を見ただけでは
何をしているかわからないからです
何をしているかわからないからです
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
ポンプやエアバッグのような
機械的なものではありません
機械的なものではありません
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
死んでしまった脳を手で取り上げると
00:41
it's just a piece of fat.
12
41742
1205
脂肪の塊に過ぎません
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
脳の仕組みを理解するためには
生きた脳を観察する必要があります
生きた脳を観察する必要があります
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
脳は機械的な動きをしません
代わりに電気的、化学的に動作します
代わりに電気的、化学的に動作します
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
脳はニューロンという細胞が
1000億個集まってできています
1000億個集まってできています
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
そしてニューロンは他のニューロンに
電気信号を伝えます
電気信号を伝えます
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
これから２つの細胞の間のやりとりを
こっそりと聞いてみましょう
こっそりと聞いてみましょう
01:01
and we're going to listen
to something called a spike.
to something called a spike.
18
61000
2858
スパイクと呼ばれる現象を
聞いてみるのです
聞いてみるのです
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
私や皆さんや 皆さんの先生の脳を
記録したりはしません
記録したりはしません
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
私たちの友人であるコックローチを使います
01:10
Not just because I think they're cool,
21
70118
1858
コックローチが格好いいからでは無く
01:12
but because they have brains
very similar to ours.
very similar to ours.
22
72000
2378
コックローチが私たちと似た脳を
持っているからです
持っているからです
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
コックローチの脳の働きが
少しでも分かれば
少しでも分かれば
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
私たちの脳についても
多くのことを学べます
多くのことを学べます
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
コックローチを氷水に漬けてみます
01:22
And then --
26
82612
1073
そうすると....
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
（聴衆）えっ！
（グレッグ）こんな感じで
（グレッグ）こんな感じで
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
コックローチはすぐに麻酔にかかります
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
コックローチは冷血動物なので
体温が氷水の温度に下がります
体温が氷水の温度に下がります
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
体温を制御できないので
おとなしくなるしかありませんよね？
おとなしくなるしかありませんよね？
01:35
They're not going to feel anything,
31
95119
1857
これからやることに
痛みを感じたりしません
痛みを感じたりしません
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
でも 皆さんは
実験から学ぶことができます
実験から学ぶことができます
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
それは脳を理解するための
科学的な実験です
科学的な実験です
01:42
So ...
34
102453
1021
では
01:44
This is the leg of a cockroach.
35
104466
1510
これがコックローチの脚です
01:46
And a cockroach
has all these beautiful hairs
has all these beautiful hairs
36
106000
2143
そしてコックローチの脚には
美しい毛があり
美しい毛があり
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
トゲに覆われています
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
トゲ一つ一つの下には細胞があります
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
この細胞は風や振動などの刺激を
脳に伝える
脳に伝える
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
ニューロンです
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
コックローチを捕まえようとしても
あなたの気配を感じ
あなたの気配を感じ
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
すばやく逃げるので
捕まえることは困難です
捕まえることは困難です
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
これらの細胞は
情報を電気信号にして
情報を電気信号にして
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
細い軸索を通じて
素早く脳に送り込みます
素早く脳に送り込みます
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
この部分に針を刺して情報を検出します
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
コックローチの脚をこのように切り離し ―
02:14
don't worry, they'll grow back --
47
134393
1583
大丈夫 再生しますから
02:16
then we're going to put two pins in there.
48
136000
2317
そして２本の針をこのように刺します
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
金属の針です
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
１本は電気信号を検出し
信号が流れていきます
信号が流れていきます
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
これから外科手術をしますが
目を離さずにいられますか？
目を離さずにいられますか？
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
ええ 気持ち悪いですね
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
さて これで良し
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
この脚をよく見てください
02:37
Now I'm going to take this leg,
55
157697
1500
この脚をこちらに移します
02:39
I'm going to put it in this invention
that we came up with
that we came up with
56
159221
2716
脚を我々が開発した
スパイカーボックスという
スパイカーボックスという
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
装置に取り付けます
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
これは研究開発施設にあるような
高価な装置にとって代わるもので
高価な装置にとって代わるもので
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
皆さんの学校や
自宅の地下室でも実験できます
自宅の地下室でも実験できます
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
私のように物好きだったらね
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
（参加者：笑）
02:55
So, there.
62
175552
1723
こんな感じです
02:59
Can you guys see that?
63
179973
1361
ちょっと見てください
03:01
Alright, so I'm going to go ahead
and turn this on.
and turn this on.
64
181358
2752
では電源を入れてみることにしましょう
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
これを差し込んでみます
03:08
(Tuning sound)
66
188000
1001
（雑音）
03:09
To me, this is the most beautiful
sound in the world.
sound in the world.
67
189025
2563
私には世界一美しい音に聞こえます
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
これが今あなたの脳で
起きている事なのです
起きている事なのです
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
1000億の細胞がこのような雨だれ音を
奏でているのです
奏でているのです
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
映像にしたらどう見えるか
やってみましょう
やってみましょう
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
iPadの画面で見られるように
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
つないでおきました
軸索を伝わる信号は
スパイク状だと言ったことを思い出して下さい
スパイク状だと言ったことを思い出して下さい
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
03:24
So we're going to take a look
74
204453
1417
その中の１つについて
03:25
at what one of them
looks like in just a brief second.
looks like in just a brief second.
75
205894
2642
ちょっと観察してみましょう
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
ここでタップして
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
平均を取っておきます
03:31
So there we see it.
That's an action potential.
That's an action potential.
78
211539
2437
今 測定しました
この部分が活動電位です
この部分が活動電位です
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
これこそが1000億の細胞が
みなさんの脳で行っていることです
みなさんの脳で行っていることです
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
みなさんが見たこと 聞いたことを
情報として送ります
情報として送ります
03:40
We also said this is a cell
81
220340
1301
この部分が１つの細胞と言いましたが
03:41
that's going to be taking up information
about vibrations in the wind.
about vibrations in the wind.
82
221665
3311
この細胞は風の起こす振動の情報を
検出します
検出します
03:45
So what if we do an experiment?
83
225000
1715
実験をしてみましょう
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
実際に風を吹き付けて
音がどう変化するか聞いてみましょう
音がどう変化するか聞いてみましょう
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
準備はいいですか？
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
息をかけるので何か聞こえたら
教えてください
教えてください
03:53
(Blowing)
87
233295
1068
（息を吹きかける）
03:55
(Sound changes)
88
235007
1476
（音の変化）
03:57
Let me just touch this
with a little pen here.
with a little pen here.
89
237000
2413
この部分をペンで
触れて見ましょう
触れて見ましょう
03:59
(Noise)
90
239437
1149
（雑音）
04:02
That was the neural firing rate.
91
242761
1572
ニューロンの発火頻度が変化しました
04:04
That actually took a while
in neuroscience to understand this.
in neuroscience to understand this.
92
244357
2977
神経科学の分野では この現象の理解に
長い時間がかかりました
長い時間がかかりました
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
発火率表現と言われるものです
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
強く押すとスパイクが多く現れます
04:11
and all that information
is coming up to your brain.
is coming up to your brain.
95
251666
2431
そういった情報が脳へと伝わります
04:14
That's how you perceive things.
96
254121
1482
これが知覚の仕組みです
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
これは電気を利用した
実験の１つですが
実験の１つですが
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
一方で みなさんの脳は電気的な刺激を
受け取るだけではありません
受け取るだけではありません
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
送り出すこともしています
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
筋肉を自在に動かす方法です
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
電極となるものをコックローチの脚に刺すと
04:29
into the cockroach leg here.
102
269252
1724
どうなるか見てみましょう
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
２本のピンを取り出し
コックローチの脚に刺します
コックローチの脚に刺します
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
リード線の反対側には
iPodを接続します
iPodを接続します
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
実際には私のiPhoneです
04:39
Do you guys know how your earbuds
work in your ears?
work in your ears?
106
279761
3111
イヤホンが耳の中でどのように
動作するか知っていますか？
動作するか知っていますか？
04:42
You have a battery
in your phone, or iPod, right?
in your phone, or iPod, right?
107
282896
2307
携帯電話やiPodの中には
電池がありますよね？
電池がありますよね？
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
イヤホンにある磁石の部分に
電流を送り込むと
電流を送り込むと
04:48
which shake back and forth
and allow you to hear things.
and allow you to hear things.
109
288354
2622
前後に振動して音が聞こえます
04:51
But that current's the same currency
that our brain uses,
that our brain uses,
110
291000
2976
その電流というのが
脳が使うものと同じなのです
脳が使うものと同じなのです
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
コックローチの脚に
送り込むこともできます
送り込むこともできます
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
うまくいくといいのですが
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
では音楽をかけて
何が起こるか見てみましょう
何が起こるか見てみましょう
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
見てください
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
（ビート）
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
音量をあげると ほら
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
（参加者：驚き 息を飲む）
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
（グレッグ）何が起きましたか？
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
（聴衆）えーっ！
05:13
(Laughter)
120
313024
1086
（笑）
05:14
So you see what's moving.
It's moving on the bass.
It's moving on the bass.
121
314134
2842
どの様に動くか見てください
ベースの音に合わせて動きます
ベースの音に合わせて動きます
05:17
All those audiophiles out there,
122
317000
2168
オーディオ愛好家で
車を振動させるほどの
カーステレオを持っていたら
カーステレオを持っていたら
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
05:21
you know, the bass speakers
are the biggest speakers.
are the biggest speakers.
124
321343
2594
バススピーカーは一番大きいことは
知っていますね
知っていますね
05:23
The biggest speakers
have the longest waves,
have the longest waves,
125
323961
2086
一番大きなスピーカーは
長い波長の音を鳴らしますが
長い波長の音を鳴らしますが
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
最も電流が大きく
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
その電流がコックローチの脚を
動かすのです
動かすのです
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
電気を発生するのは
スピーカーだけではありません
スピーカーだけではありません
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
マイクも発生させることが出来ます
05:35
(Beat)
130
335614
1072
（ビート）
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
もう１人 このステージに
上がって来てもらい
上がって来てもらい
05:40
to help me out with this.
132
340407
1208
手伝いをお願いします
05:41
So there we go.
133
341639
1124
こちらにどうぞ
05:42
(Beatboxing)
134
342787
2119
（ビートボックス）
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
人類史上で初めての試みです
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
136
350453
2523
ヒューマンビートボックスと
コックローチの脚のコラボです
コックローチの脚のコラボです
05:53
When you guys go back to your high school,
think about neuroscience
think about neuroscience
137
353000
3474
自分たちの学校に戻ったら
神経科学のことや
神経科学のことや
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
138
356498
2478
神経革命を起こすにはどうしたら良いか
考えてください
考えてください
05:59
Thank you very much. Bye bye.
139
359000
1701
ありがとう さようなら
06:00
(Applause)
140
360725
1000
（拍手）
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