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

جرو مایسنبوک مغز را بازطراحی می کند.

Filmed:
717,411 views

براي جستجوی نگاشت مغز، دانشمندان بسیاری تلاشهای عجیب و جسورانه ای جهت ضبط فعالیت های هر نورون کرده اند... جرو مایسنبوک درست عکس این عمل کرد. دستكاري نورون های مشخص جهت کشف اینکه آنها واقعا چه می کنند، از طریق یک سری از آزمایش های خیره کننده که نحوه درك مگس میوه از نور را باز طراحي ميكند.
- 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 doppelgangerdoppelganger.
0
0
3000
بنده یک هم شکل ( دو قلو) دیگر هم دارم...
00:18
(Laughterخنده)
1
3000
3000
( خندیدن )
00:21
Drدکتر. Geroخوب is a brilliantدرخشان
2
6000
3000
دکتر جئو عالیه...
00:24
but slightlyکمی madدیوانه scientistدانشمند
3
9000
2000
اما كمي بد اخلاق هم هست.
00:26
in the "Dragonballاژدها Z: Androidاندروید Sagaقصه."
4
11000
3000
در پروژه دراگون Z. آندروید ساگا..
00:29
If you look very carefullyبا دقت,
5
14000
2000
اگر به دقت بنگرید
00:31
you see that his skullجمجمه has been replacedجایگزین شد
6
16000
3000
مشاهده خواهید کرد که جمجمه ایشان جایگزین شده با
00:34
with a transparentشفاف Plexiglasپلکسی گلاس domeگنبد
7
19000
2000
بافت شفاف پلکسی گلاس...
00:36
so that the workingsکارها of his brainمغز can be observedمشاهده شده
8
21000
3000
اینطور هست که ما می توانیم فعالیت های مغز ایشسان را مشاهده کنیم....
00:39
and alsoهمچنین controlledکنترل شده است with lightسبک.
9
24000
3000
.. و همینطور توسط نور آن را کنترل کنیم.
00:42
That's exactlyدقیقا what I do --
10
27000
2000
این دقیقا چیزی است که ما انجام می دهیم
00:44
opticalنوری mindذهن controlکنترل.
11
29000
2000
کنترل نوری مغز.. کنترل اپتیکال مغز
00:46
(Laughterخنده)
12
31000
2000
( خندیدن حاضران )
00:48
But in contrastتضاد to my evilبد twinدوقلو
13
33000
2000
اما درست بالعکس ، برای جفت دوقلوی بد ذات من
00:50
who lustsشهوت ها after worldجهان dominationسلطه,
14
35000
3000
کسی که شهوت تسخیر جهان را دارد ،
00:53
my motivesانگیزه ها are not sinisterشیطانی.
15
38000
3000
انگیزه من انگیزه پلید و شیطانی نیست...
00:56
I controlکنترل the brainمغز
16
41000
2000
من مغز را کنترل می کنم
00:58
in orderسفارش to understandفهمیدن how it worksآثار.
17
43000
2000
بدین جهت که دریابم که چگونه کار میکند.
01:00
Now wait a minuteدقیقه, you mayممکن است say,
18
45000
2000
یه لحظه تامل کنید. شما ممکن است بپرسید...
01:02
how can you go straightسر راست to controllingکنترل the brainمغز
19
47000
3000
چطور می تونی مغز را بدرستی کنترل کنی
01:05
withoutبدون understandingدرك كردن it first?
20
50000
2000
بدون اینکه حتی مغز را بشناشی ؟
01:07
Isn't that puttingقرار دادن the cartسبد خرید before the horseاسب?
21
52000
3000
( اصطلاح) این موضوع خیالی نسیت؟
01:11
Manyبسیاری neuroscientistsدانشمندان علوم اعصاب agreeموافق with this viewچشم انداز
22
56000
3000
بسیاری از ذهن شناسان با این عقیده موافق هستند
01:14
and think that understandingدرك كردن will come
23
59000
3000
و معتقدند که شناخت مغز از
01:17
from more detailedدقیق observationمشاهده and analysisتحلیل و بررسی.
24
62000
3000
مشاهده جزئیات و آنالیز آنها بدست خواهد آمد.
01:20
They say, "If we could recordرکورد the activityفعالیت of our neuronsنورون ها,
25
65000
4000
ذهن شناسان می گویند : " اگر ما بتوانیم فعالیت نورون های مغز را ضبط کنیم...
01:24
we would understandفهمیدن the brainمغز."
26
69000
3000
می توانیم مغز را درک کنیم ".
01:27
But think for a momentلحظه what that meansبه معنای.
27
72000
3000
لحظه ای درنگ کنید که این به چه معناست !
01:30
Even if we could measureاندازه گرفتن
28
75000
2000
حتی اگر ما بتوانیم
01:32
what everyهرکدام cellسلول is doing at all timesبار,
29
77000
2000
آنچه که هر سلول انجام می دهد، اندازه گیری کنیم
01:34
we would still have to make senseاحساس
30
79000
2000
مجبور خواهیم شد تا
01:36
of the recordedثبت شده activityفعالیت patternsالگوها,
31
81000
2000
الگوی فعالیت های ضبط شده مغز را درک کنیم...
01:38
and that's so difficultدشوار,
32
83000
2000
و این واقعا مشکل است .
01:40
chancesشانس are we'llخوب understandفهمیدن these patternsالگوها
33
85000
2000
احتمال این هم وجود دارد که ما این الگو ها را دریابیم
01:42
just as little as the brainsمغز that produceتولید کردن them.
34
87000
3000
اما آنقدر ناچیز و ذره ذره که مغز آنها را تولید می کند...
01:45
Take a look at what brainمغز activityفعالیت mightممکن look like.
35
90000
3000
نگاهی بیاندازید به این تصویر که فعالیت های مغز شبیه چه می باشد..
01:48
In this simulationشبیه سازی, eachهر یک blackسیاه dotنقطه
36
93000
2000
در این شبیه سازی هر نقطه سیاه
01:50
is one nerveعصب cellسلول.
37
95000
2000
یک سلول عصبی نورون می باشد.
01:52
The dotنقطه is visibleقابل رویت
38
97000
2000
این نقطه قابل مشاهده است
01:54
wheneverهر زمان که a cellسلول firesآتش سوزی an electricalالکتریکی impulseضربان قلب.
39
99000
2000
هر زمان که پالس الکتریکی از آن منتشر شود.
01:56
There's 10,000 neuronsنورون ها here.
40
101000
2000
در این تصویر ده هزار نورون وجود دارد.
01:58
So you're looking at roughlyتقریبا one percentدرصد
41
103000
2000
شما در حدود یک درصد آنها را مشاهده می کنید
02:00
of the brainمغز of a cockroachسوسک.
42
105000
3000
آنهم مغز یک سوسک ...
02:04
Your brainsمغز are about 100 millionمیلیون timesبار
43
109000
3000
مغز شما در حدود 100 میلیون بار پیچیده تر از این می باشد.
02:07
more complicatedبغرنج.
44
112000
2000
...
02:09
Somewhereجایی, in a patternالگو like this,
45
114000
2000
در جایی ، الگویی اینچنین ،
02:11
is you,
46
116000
2000
در شما ،
02:13
your perceptionsادراکات,
47
118000
2000
در ذهن شما ،
02:15
your emotionsاحساسات, your memoriesخاطرات,
48
120000
3000
احساسات شما ، خاطرات شما ،
02:18
your plansبرنامه ها for the futureآینده.
49
123000
2000
و برنامه هایتان برای آینده.. و امثال آنها می تواند باشد.
02:20
But we don't know where,
50
125000
2000
اما ما نمی دانیم کجا ؟
02:22
sinceاز آنجا که we don't know how to readخواندن the patternالگو.
51
127000
3000
از آنجائیکه نمی دانیم که چگونه این الگو ها را بخوانیم.
02:25
We don't understandفهمیدن the codeکد used by the brainمغز.
52
130000
3000
ما کد ها و رمز های مغزی را نمی فهمیم.
02:28
To make progressپیش رفتن,
53
133000
2000
برای پیشرفت ،
02:30
we need to breakزنگ تفريح the codeکد.
54
135000
2000
ما بایست این کد ها را بشکافیم
02:32
But how?
55
137000
2000
اما چگونه ؟
02:35
An experiencedبا تجربه code-breakerکد شکن will tell you
56
140000
2000
یک تجزیه کننده با تجربه کد به شما خواهد گفت که
02:37
that in orderسفارش to figureشکل out what the symbolsنمادها in a codeکد mean,
57
142000
3000
به این منظور که دریابید این نشانه ها به چه معناست
02:40
it's essentialضروری است to be ableتوانایی to playبازی with them,
58
145000
3000
لازم است تا کمی با آنها بازی کنید
02:43
to rearrangeتنظیم مجدد them at will.
59
148000
2000
و آنها را باز آرایی کنید.
02:45
So in this situationوضعیت too,
60
150000
2000
با این شرایط هم همچنان
02:47
to decodeرمزگشایی کنید the informationاطلاعات
61
152000
2000
تحلیل و كد برداري اطلاعات
02:49
containedحاوی in patternsالگوها like this,
62
154000
2000
که در این الگو جمع شده
02:51
watchingتماشا کردن aloneتنها won'tنخواهد بود do.
63
156000
2000
بررسی مجزای آن بی فایده خواهد بود.
02:53
We need to rearrangeتنظیم مجدد the patternالگو.
64
158000
2000
ما نیاز به بازآرایی این الگو داریم...
02:55
In other wordsکلمات,
65
160000
2000
به عبارت دیگر
02:57
insteadبجای of recordingضبط the activityفعالیت of neuronsنورون ها,
66
162000
2000
در عوض ضبظ فعالیت های نورونی
02:59
we need to controlکنترل it.
67
164000
2000
ما می بایست آنها را کنترل کنیم.
03:01
It's not essentialضروری است that we can controlکنترل
68
166000
2000
کنترل همه نورون های مغر به یکباره
03:03
the activityفعالیت of all neuronsنورون ها in the brainمغز, just some.
69
168000
3000
هیچ ضرورتی ندارد. تنها به تعدادی از آن نیازمندیم...
03:06
The more targetedهدفمند our interventionsمداخلات, the better.
70
171000
2000
هرچه هدف های تجسس و جستجوی ما بیشتر باشد ، نتیجه بهتر است.
03:08
And I'll showنشان بده you in a momentلحظه
71
173000
2000
من در این لحظه به شما نشان خواهم داد
03:10
how we can achieveرسیدن the necessaryلازم است precisionدقت.
72
175000
3000
که چطور می توانیم به حقایق ضروری دست یابیم.
03:13
And sinceاز آنجا که I'm realisticواقع بین, ratherنسبتا than grandioseبزرگوار,
73
178000
3000
از آنجائیکه من واقع گرا هستم ، در عوض قاطع و مصمم ،
03:16
I don't claimادعا that the abilityتوانایی to controlکنترل the functionعملکرد of the nervousعصبی systemسیستم
74
181000
3000
من مدعی نمی باشم که با توانایی کنترل کارکرد های سیستم های عصبی مغز
03:19
will at onceیک بار unravelباز کردن all its mysteriesاسرار.
75
184000
3000
قادر خواهیم بود همهی رازهایش را بر ملا کنیم.
03:22
But we'llخوب certainlyقطعا learnیاد گرفتن a lot.
76
187000
3000
اما اینگونه مطمئنا چیز های زیادی خواهیم آموخت.
03:27
Now, I'm by no meansبه معنای
77
192000
2000
هرگز من اولین کسی که
03:29
the first personفرد to realizeتحقق بخشیدن
78
194000
2000
....
03:31
how powerfulقدرتمند a toolابزار interventionمداخله is.
79
196000
3000
تاثیر و قدرت مغز را دریافته باشد نیستم .... (!)
03:34
The historyتاریخ of attemptsتلاش ها
80
199000
2000
تاریخ کوشش ها و تلاش هایی
03:36
to tinkerجادوگر with the functionعملکرد of the nervousعصبی systemسیستم
81
201000
2000
که به کارکرد سیستم های عصبی پرداخته اتد
03:38
is long and illustriousمشهور.
82
203000
2000
بسیار طولانی و بارز بوده است...
03:40
It datesتاریخ back at leastکمترین 200 yearsسالها,
83
205000
3000
این تلاشها به حداقل 200 سال قبل باز می گردد،
03:43
to Galvani'sگالوانی famousمشهور experimentsآزمایشات
84
208000
2000
به آزمایش معروف گالوانی
03:45
in the lateدیر است 18thth centuryقرن and beyondفراتر.
85
210000
3000
در حدود قرن 18 و پس از آن...
03:49
Galvaniگالوانی showedنشان داد that a frog'sقورباغه legsپاها twitchedخجالت زده
86
214000
3000
گالوانی نشان داد که پاهای غورباقه به آرامی تکان می خورد وقتی
03:52
when he connectedمتصل the lumbarکمری nerveعصب
87
217000
2000
که عصب های لومبر ( حرکتی ) در ارتباط با
03:54
to a sourceمنبع of electricalالکتریکی currentجاری.
88
219000
3000
منبع ای از جریاناتت الکتریکی قرار می گیریند یا تحریک می شوند
03:57
This experimentآزمایشی revealedنشان داد the first, and perhapsشاید mostاکثر fundamentalاساسی,
89
222000
3000
این آزمایش موضوعات ابتدایی و شاید مهمترین بنیان ها را فاش کرد
04:00
nuggetتفنگ of the neuralعصبی codeکد:
90
225000
2000
موارد با ارزش از کد های عصبی :
04:02
that informationاطلاعات is writtenنوشته شده است in the formفرم
91
227000
2000
که اطلاعات آن به شکل
04:04
of electricalالکتریکی impulsesانگیزه ها.
92
229000
3000
پالس های الکتریکی نوشته شده است.
04:08
Galvani'sگالوانی approachرویکرد
93
233000
2000
راهبرد گالوانی
04:10
of probingکاوش the nervousعصبی systemسیستم with electrodesالکترود
94
235000
2000
در کشف سیستم عصبی به کمک الکترود ها
04:12
has remainedباقی مانده است state-of-the-artوضعیت هنر untilتا زمان todayامروز,
95
237000
3000
به عنوان شاهکار هایی تا به امروز باقی مانده است.
04:15
despiteبا وجود a numberعدد of drawbacksاشکالاتی.
96
240000
3000
بر خلاف تعدادی از زیان ها و خساراتی که داشته .
04:18
Stickingچسبیده wiresسیم ها into the brainمغز is obviouslyبدیهی است ratherنسبتا crudeخام.
97
243000
3000
چسباندن سیم ها به مغز آشکارا یک کار غیر حرفه ای بوده
04:21
It's hardسخت to do in animalsحیوانات that runاجرا کن around,
98
246000
2000
این کار بر روی حیوانات مورد مطالعه دشوار بوده
04:23
and there is a physicalفیزیکی limitحد
99
248000
2000
و محدودیت های فیزیکی
04:25
to the numberعدد of wiresسیم ها
100
250000
2000
برای تعداد سیم ها وجود دارد
04:27
that can be insertedوارد شده simultaneouslyهمزمان.
101
252000
3000
آنهایی که می توانند در یک لحظه با هم متصل شوند.
04:30
So around the turnدور زدن of the last centuryقرن,
102
255000
2000
بنابراین در حدود قرن اخیر
04:32
I startedآغاز شده to think,
103
257000
2000
من به این فکر افتادم که
04:34
"Wouldn'tنه it be wonderfulفوق العاده if one could take this logicمنطق
104
259000
3000
شگفت انگیز نخواهد بود اگر کسی این منطق را بتواند
04:37
and turnدور زدن it upsideبالا رفتن down?"
105
262000
2000
در یابد و آن را وارونه بررسی کند.
04:39
So insteadبجای of insertingقرار دادن a wireسیم
106
264000
2000
پس در عوض اتصال سیم
04:41
into one spotنقطه of the brainمغز,
107
266000
3000
در یک نقطه مشخص از مغر
04:44
re-engineerدوباره مهندس the brainمغز itselfخودش
108
269000
2000
خود مغز بررسی مجدد شود.
04:46
so that some of its neuralعصبی elementsعناصر
109
271000
3000
اینگونه تعدادی از المانهای عصبی
04:49
becomeتبدیل شدن به responsiveپاسخگو to diffuselyنفوذی broadcastپخش signalsسیگنال ها
110
274000
3000
در قبال سیگنال های ارسالی خنثی گر ، پاسخگو باشد (!)
04:52
suchچنین as a flashفلاش of lightسبک.
111
277000
3000
مثل یک نور فلاش.
04:55
Suchچنین an approachرویکرد would literallyعینا, in a flashفلاش of lightسبک,
112
280000
3000
اینگونه این راهکرد ها
04:58
overcomeغلبه بر manyبسیاری of the obstaclesموانع to discoveryکشف.
113
283000
3000
در راه کشف بسیاری از مشکلات به ما کمک خواهد کرد.
05:01
First, it's clearlyبه وضوح a non-invasiveغیر تهاجمی,
114
286000
3000
اولا ، مشخصا چیزی وارد بدن شخص نمی شود
05:04
wirelessبي سيم formفرم of communicationارتباطات.
115
289000
3000
ارتباط از نوع بی سیم
05:07
And secondدومین, just as in a radioرادیو broadcastپخش,
116
292000
2000
و دوما ، درست مثل امواج رادیویی ،
05:09
you can communicateبرقراری ارتباط with manyبسیاری receiversگیرنده ها at onceیک بار.
117
294000
3000
می توانید با تعداد زیادی از دریافت کنندهی سیگنال ها در همان لحظه ارتباط برقرار کنید.
05:12
You don't need to know where these receiversگیرنده ها are,
118
297000
3000
نیاز به این نست که بدانید گیرنده ها در کجا هستند.
05:15
and it doesn't matterموضوع if these receiversگیرنده ها moveحرکت --
119
300000
2000
و اهمیتی هم ندارد که این گیرنده ها حتی حرکت کنند.
05:17
just think of the stereoاستریو in your carماشین.
120
302000
3000
به استریو ماشین تان فکر کنید.
05:20
It getsمی شود even better,
121
305000
3000
و حتی بهتر از این
05:23
for it turnsچرخش out that we can fabricateساختن the receiversگیرنده ها
122
308000
3000
که می توانیم گیرنده هایی هم ایجاد کنیم.
05:26
out of materialsمواد that are encodedکدگذاری شده in DNADNA.
123
311000
3000
خارج از آنچه که توسط DNA رمز نگاری شده است.
05:29
So eachهر یک nerveعصب cellسلول
124
314000
2000
پس هر سلول عصبی
05:31
with the right geneticژنتیک makeupآرایش
125
316000
2000
با نشان ژنتیکی خاص خود
05:33
will spontaneouslyبه خودی خود produceتولید کردن a receiverگیرنده
126
318000
3000
به طور ذاتی خواهد توانست گیرنده ای تولید کند
05:36
that allowsاجازه می دهد us to controlکنترل its functionعملکرد.
127
321000
3000
این کار به ما اجازه می دهد تا کارکرد هایش را کنترل کنیم
05:39
I hopeامید you'llشما خواهید بود appreciateقدردانی
128
324000
2000
امید وارم شما
05:41
the beautifulخوشگل simplicityسادگی
129
326000
2000
زیبایی سادگی این مفهوم را قدر بدانید.
05:43
of this conceptمفهوم.
130
328000
2000
...
05:45
There's no high-techبا تکنولوژی بالا gizmosgizmos here,
131
330000
2000
هیچ ابزار فوق پیشرفته ای وجود ندارد
05:47
just biologyزیست شناسی revealedنشان داد throughاز طریق biologyزیست شناسی.
132
332000
3000
تنها بیولوژی از طریق زیست شناسی کشف شده.
05:51
Now let's take a look at these miraculousمعجزه آسا receiversگیرنده ها up closeبستن.
133
336000
3000
حال بییاییم بر این گیرنده های شگفت انگیز نگاه نزدیکی داشته باشیم.
05:54
As we zoomبزرگنمایی in on one of these purpleرنگ بنفش neuronsنورون ها,
134
339000
3000
وقتی به یکی ازین نورون های ارغوانی زوم می کنیم
05:57
we see that its outerبیرونی membraneغشاء
135
342000
2000
ما می بینیم که لایه نازک خارجی
05:59
is studdedخیش with microscopicمیکروسکوپیک poresمنافذ.
136
344000
2000
با روزنه های میکروسکوپیک پوشانده شده است.
06:01
Poresپری ها like these conductهدایت electricalالکتریکی currentجاری
137
346000
2000
حفره های اینچنینی جریان های الکتریکی را عبور می دهند
06:03
and are responsibleمسئول
138
348000
2000
و مسئولیت
06:05
for all the communicationارتباطات in the nervousعصبی systemسیستم.
139
350000
2000
تمام ارتباطات شبکه عصبی را بر عهده دارند.
06:07
But these poresمنافذ here are specialویژه.
140
352000
2000
ولی حفره های این ناحیه شرایط خاصی دارند.
06:09
They are coupledهمراه با to lightسبک receptorsگیرنده ها
141
354000
2000
آنها برای دریافت نور جفت شده اند ( ؟)
06:11
similarمشابه to the onesآنهایی که in your eyesچشم ها.
142
356000
3000
مانند آنهایی که در چشمان شما وجود دارند.
06:14
Wheneverهر زمان که a flashفلاش of lightسبک hitsبازدید the receptorگیرنده,
143
359000
2000
هرگاه یک تابش نور به این گیرنده ها اصابت کند
06:16
the poreمنافذ opensباز می شود, an electricalالکتریکی currentجاری is switchedتغییر کرد on,
144
361000
3000
حفره ها باز شده و جریان الکتریکی متصل می شود
06:19
and the neuronنورون firesآتش سوزی electricalالکتریکی impulsesانگیزه ها.
145
364000
3000
و نورون ها پالس های الکتریکی را موجب می شوند.
06:22
Because the light-activatedروشن فعال poreمنافذ is encodedکدگذاری شده in DNADNA,
146
367000
3000
زیرا که فعال شدن حفره ها بدلیل تابش پرتو نور در DNA رمز نگاری شده .
06:25
we can achieveرسیدن incredibleباور نکردنی precisionدقت.
147
370000
3000
ما می توانیم به حقایق شکفت انگیزی دست یابیم.
06:28
This is because,
148
373000
2000
بخاطر اینکه
06:30
althoughبا اينكه eachهر یک cellسلول in our bodiesبدن
149
375000
2000
اگرچه هر سلول در بدن ما
06:32
containsحاوی the sameیکسان setتنظیم of genesژن ها,
150
377000
2000
شامل بر دسته های مشابه ای از ژن هاست
06:34
differentناهمسان mixesمخلوط می شود of genesژن ها get turnedتبدیل شد on and off
151
379000
2000
ترکیب های متفاوت ژن ها
06:36
in differentناهمسان cellsسلول ها.
152
381000
2000
در سلول های مختلف روشن و خاموش می شوند.
06:38
You can exploitبهره برداری this to make sure
153
383000
2000
شما جهت اطمینان یافتن از
06:40
that only some neuronsنورون ها
154
385000
2000
اینکه تنها تعدادی از نورون ها
06:42
containحاوی our light-activatedروشن فعال poreمنافذ and othersدیگران don't.
155
387000
3000
شامل حفره های فعال شدنی با نور هستند و برخی دیگر نیستند می توانید از این شرایط بهره ببرید.
06:45
So in this cartoonکارتون, the bluishآبی رنگ whiteسفید cellسلول
156
390000
2000
در این نمایش، این سلول سفید مایل به آبی
06:47
in the upper-leftبالا سمت چپ cornerگوشه
157
392000
2000
در گوشه سمت چپ- بالا
06:49
does not respondپاسخ دادن to lightسبک
158
394000
2000
به تابش نور پاسخ نمی دهند
06:51
because it lacksفاقد the light-activatedروشن فعال poreمنافذ.
159
396000
3000
زیرا فقدان حفره های حساس به نور وجود دارد.
06:54
The approachرویکرد worksآثار so well
160
399000
2000
این روش آنقدر خوب بکار آمده
06:56
that we can writeنوشتن purelyصرفا artificialمصنوعی messagesپیام ها
161
401000
2000
که ما می توانیم پیام های کاملا هوشمندانه
06:58
directlyبه طور مستقیم to the brainمغز.
162
403000
2000
مستیقیما روی مغز بنگاریم.
07:00
In this exampleمثال, eachهر یک electricalالکتریکی impulseضربان قلب,
163
405000
2000
در این مثال هر پالس الکتریکی ،
07:02
eachهر یک deflectionانحراف on the traceپی گیری,
164
407000
3000
هریک با انحراف خودشان از مسیر ، (؟)
07:05
is causedباعث by a briefمختصر pulseنبض of lightسبک.
165
410000
3000
به وسیله پالس های نوری مختصری ایجاد شده است و
07:08
And the approachرویکرد, of courseدوره, alsoهمچنین worksآثار
166
413000
2000
این روش همچنین
07:10
in movingدر حال حرکت, behavingرفتار کردن animalsحیوانات.
167
415000
3000
در حرکت و رفتار های حیوانات به کار گرفته شد.
07:13
This is the first ever suchچنین experimentآزمایشی,
168
418000
2000
این اولین نوع از این دست تجربیات بود
07:15
sortمرتب سازی of the opticalنوری equivalentمعادل of Galvani'sگالوانی.
169
420000
3000
نوعی از روشهای اپتیکال مشابه روش گالوانی.
07:18
It was doneانجام شده sixشش or sevenهفت yearsسالها agoپیش
170
423000
2000
این کار حدود 6 یا 7 سال قبل انجام گرفت
07:20
by my then graduateفارغ التحصیل studentدانشجو, Susanaسوزانا Limaلیما.
171
425000
3000
به وسیله دانشجوی لیسانس من، سوزان لیما.
07:23
Susanaسوزانا had engineeredمهندسی شده the fruitمیوه flyپرواز on the left
172
428000
3000
سوزان مگس سمت چپی را آزمود
07:26
so that just two out of the 200,000 cellsسلول ها in its brainمغز
173
431000
4000
طوریکه که تنها 2 تا از دویست هزار سلول مغزش
07:30
expressedبیان the light-activatedروشن فعال poreمنافذ.
174
435000
3000
به عنوان حفره های حساس به نور بیان شد.
07:33
You're familiarآشنا with these cellsسلول ها
175
438000
2000
شما با این سلول ها آشنایی دارید
07:35
because they are the onesآنهایی که that frustrateخرابکاری you
176
440000
2000
زیرا که مگس ها موجوداتی هستند که
07:37
when you try to swatسوات the flyپرواز.
177
442000
2000
وقتی سعی می کنید مگس را بکشید شما را نا امید می کنند و فرار می کنند.
07:39
They trainedآموزش دیده the escapeدر رفتن reflexرفلکس that makesباعث می شود the flyپرواز jumpپرش into the airهوا
178
444000
3000
آنها آموخته اند واکنش فرار آنها را مجبور می کند به هوا بجهند و
07:42
and flyپرواز away wheneverهر زمان که you moveحرکت your handدست in positionموقعیت.
179
447000
3000
و از آنجا دور شوند هر زمان که شما دستهایتان را اینگونه حر کت می دهید.
07:46
And you can see here that the flashفلاش of lightسبک has exactlyدقیقا the sameیکسان effectاثر.
180
451000
3000
شما می توانید ببینید که تابش نور تاثیر یکسانی داشته.
07:49
The animalحیوانات jumpsجهش, it spreadsگسترش می یابد its wingsبال ها, it vibratesارتعاش them,
181
454000
3000
حیوان جهید ، بالهایش را گستراند ، آنها را تکان داد ،
07:52
but it can't actuallyدر واقع take off
182
457000
2000
اما این نمی تواند واقعا یک پرواز کامل باشد
07:54
because the flyپرواز is sandwichedساندویچ betweenبین two glassشیشه platesصفحات.
183
459000
3000
چرا که سرنوشت این مگس مرگ بوده است . و بین دو صفحه ساندویچ شده است .
07:58
Now to make sure that this was no reactionواکنش of the flyپرواز
184
463000
2000
حال جهت اطمینان از اینکه این حالت واکنش مگس
08:00
to a flashفلاش it could see,
185
465000
3000
در دیدن فلاش نوری که دیده است نبوده ،
08:03
Susanaسوزانا did a simpleساده
186
468000
2000
سوزان یک آزمایش ساده و خصمانه را
08:05
but brutallyوحشیانه effectiveتاثير گذار experimentآزمایشی.
187
470000
2000
با این مگس انجام می دهد.
08:07
She cutبرش the headsسر off of her fliesمگس ها.
188
472000
3000
سوزان سر آن مگس را از تنش جدا می کند.
08:11
These headlessبی سر و صدا bodiesبدن can liveزنده for about a day,
189
476000
3000
این بدن بی سر می تواند تا حدود یک روز دیگر زنده بماند
08:14
but they don't do much.
190
479000
2000
اما کاری نمی تواند بکند
08:16
They just standایستادن around
191
481000
3000
تنها همان جا می ماند و
08:19
and groomداماد excessivelyبیش از حد.
192
484000
3000
بشدت تیمار می کند.
08:22
So it seemsبه نظر می رسد that the only traitصفات that survivesزنده ماندن decapitationسرقت is vanityغرور.
193
487000
3000
پس بنظر می رسد تنها گونه ای که بدون سر زنده می ماند غرور و خود بینی است.
08:25
(Laughterخنده)
194
490000
3000
ها ها ها ها ...
08:30
Anywayبه هر حال, as you'llشما خواهید بود see in a momentلحظه,
195
495000
2000
حال ، آنچه که دیده ایم
08:32
Susanaسوزانا was ableتوانایی to turnدور زدن on the flightپرواز motorموتور
196
497000
3000
سوزان قادر بود تا موتور پرواز
08:35
of what's the equivalentمعادل of the spinalستون فقرات cordطناب of these fliesمگس ها
197
500000
3000
چیزی که مشابه سیم پشتی موتور مگس است را روشن کند
08:38
and get some of the headlessبی سر و صدا bodiesبدن
198
503000
2000
و بدن بی سر مگس را وادار کند
08:40
to actuallyدر واقع take off and flyپرواز away.
199
505000
3000
تا عملا از زمین بلند شود و پرواز کند.
08:47
They didn't get very farدور, obviouslyبدیهی است.
200
512000
2000
ولی منطقا آنها بیش ازین جلو نرفتند
08:50
Sinceاز آنجا که we tookگرفت these first stepsمراحل,
201
515000
2000
از زمانی که ما ابن قدم های اولیه را برداشتیم
08:52
the fieldرشته of optogeneticsoptogenetics has explodedمنفجر شد.
202
517000
3000
رشته ژن سنجی گسترش یافته بود.
08:55
And there are now hundredsصدها of labsآزمایشگاه ها
203
520000
2000
و هم اکنون صد ها آزمایشگاه
08:57
usingاستفاده كردن these approachesرویکردها.
204
522000
2000
از این روش ها استفاده می کنند.
08:59
And we'veما هستیم come a long way
205
524000
2000
و ما مسیر طولانی را پیمودیم
09:01
sinceاز آنجا که Galvani'sگالوانی and Susana'sسوزانا first successesموفقیت ها
206
526000
3000
از آزمایش گالوانی گرفته تا موفقیت سوزان .
09:04
in makingساخت animalsحیوانات twitchتکان دادن or jumpپرش.
207
529000
2000
در وادار کردن حیوانات به جهش ...
09:06
We can now actuallyدر واقع interfereمداخله کردن with theirخودشان psychologyروانشناسی
208
531000
3000
ما در واقع میتوانیم با روانشناسی آنها مربوط شویم
09:09
in ratherنسبتا profoundعمیق waysراه ها,
209
534000
2000
در روش های ژرف و عمیق آن
09:11
as I'll showنشان بده you in my last exampleمثال,
210
536000
2000
آنطور که من در آزمایش آخرم نشان خواهم داد
09:13
whichکه is directedجهت دار at a familiarآشنا questionسوال.
211
538000
3000
که به یک سوال آشنا ختم می شود.
09:16
Life is a stringرشته of choicesگزینه های
212
541000
3000
زندگی رسته ای از انتخابها است
09:19
creatingپدید آوردن a constantثابت pressureفشار to decideتصميم گرفتن what to do nextبعد.
213
544000
3000
که فشار ثابتی برای ما ایجاد میکند که ما در گام بعدی چه انتخاب کنیم.
09:23
We copeمقابله کن with this pressureفشار by havingداشتن brainsمغز,
214
548000
3000
ما به این فشارها توانستیم به کمک مغزمان، به آنها عادت کنیم
09:26
and withinدر داخل our brainsمغز, decision-makingتصمیم سازی centersمراکز
215
551000
3000
و در درون مغزمان، مرکز تصمیم گیری
09:29
that I've calledبه نام here the "Actorبازیگر."
216
554000
3000
که من در اینجا آنرا بازیگر می نامم بما کمک می کند.
09:33
The Actorبازیگر implementsپیاده سازی a policyسیاست that takes into accountحساب
217
558000
3000
این بازیگر سیاست یا رویه ای را پیاده سازی می کند که
09:36
the stateحالت of the environmentمحیط
218
561000
2000
با شرایط محیط سازگار و معتبر می باشد.
09:38
and the contextزمینه in whichکه we operateکار کن.
219
563000
3000
و همینطور زمینه ای که ما بدان عمل می کنیم.
09:41
Our actionsاقدامات changeتغییر دادن the environmentمحیط, or contextزمینه,
220
566000
3000
اعمال ما محیط و یا مفهوم کار ما را تغییر می دهند
09:44
and these changesتغییرات are then fedتغذیه شده back into the decisionتصمیم گیری loopحلقه.
221
569000
3000
و این تغییرات مجددا در چرخه تصمیم گیری ما وارد می شود.
09:48
Now to put some neurobiologicalعصب شناسی meatگوشت
222
573000
3000
حال چند نمونه نوروبیولوژیک
09:51
on this abstractچکیده modelمدل,
223
576000
2000
در این مدل انتزاعی قرار دهید.
09:53
we constructedساخته شده است a simpleساده one-dimensionalیک بعدی worldجهان
224
578000
2000
ما یک جهان یک بعدی ساده را ایجاد کرده ایم
09:55
for our favoriteمورد علاقه subjectموضوع, fruitمیوه fliesمگس ها.
225
580000
3000
برای موضوع مطلوبمان، مگس ها.
09:58
Eachهر یک chamberمحفظه in these two verticalعمودی stacksپشته ها
226
583000
2000
هر اتاق در این بسته های عمودی
10:00
containsحاوی one flyپرواز.
227
585000
2000
شامل یک مگس می شود.
10:02
The left and the right halvesنیمه of the chamberمحفظه
228
587000
3000
نیمه چپ و نیمه راست از این اتاق
10:05
are filledپر شده with two differentناهمسان odorsبوها,
229
590000
2000
از دو نوع عطر مختلف پر شده است
10:07
and a securityامنیت cameraدوربین watchesساعت
230
592000
2000
و دوربین امنیتی
10:09
as the fliesمگس ها paceسرعت up and down betweenبین them.
231
594000
3000
پیمایش بالا و پایین مگس ها را بین آنها را بررسی می کند.
10:12
Here'sاینجاست some suchچنین CCTVدوربین مداربسته footageفیلم.
232
597000
2000
اینجا بعضی از ردپاهای سی سی تی وی دوربین آمده است.
10:14
Wheneverهر زمان که a flyپرواز reachesمی رسد the midpointmidpoint of the chamberمحفظه
233
599000
3000
که هرگاه مگس به نقطه میانی اتاق رسیده است
10:17
where the two odorبوی streamsجریان ها meetملاقات,
234
602000
2000
جایی که دو بو با هم در تماس هستند
10:19
it has to make a decisionتصمیم گیری.
235
604000
2000
باید برای خود تصمیم گیری کند.
10:21
It has to decideتصميم گرفتن whetherچه to turnدور زدن around
236
606000
2000
او باید انتخاب کند که باز گردد و در این عطر بماند
10:23
and stayاقامت کردن in the sameیکسان odorبوی,
237
608000
2000
در این بو،
10:25
or whetherچه to crossصلیب the midlineخط میانی
238
610000
2000
و یا این خط میانی را بگذرد
10:27
and try something newجدید.
239
612000
2000
و بوی دیگر را آزمایش کند.
10:29
These decisionsتصمیمات are clearlyبه وضوح a reflectionانعکاس
240
614000
3000
این حقایق در واقع بازتاب
10:32
of the Actor'sبازیگران policyسیاست.
241
617000
3000
سیاست بازیگر می باشد.
10:36
Now for an intelligentباهوش - هوشمند beingبودن like our flyپرواز,
242
621000
3000
حال برای هوشمند بودن مانند مگس خودمان
10:39
this policyسیاست is not writtenنوشته شده است in stoneسنگ
243
624000
3000
این سياست روی سنگ نوشته نشده
10:42
but ratherنسبتا changesتغییرات as the animalحیوانات learnsیاد میگیرد from experienceتجربه.
244
627000
3000
بلکه به تدریج که این حیوان از تجربیاتش می آموزد تغییر می کند.
10:45
We can incorporateترکیب کردن suchچنین an elementعنصر
245
630000
2000
ما می توانیم این المان ها را بکار گیریم
10:47
of adaptiveتطبیقی intelligenceهوش into our modelمدل
246
632000
3000
تا هوشمندی را در مدل های خودمان نهاده کنیم.
10:50
by assumingبا فرض اینکه that the fly'sپرواز می کند brainمغز
247
635000
2000
با دریافت اینکه مغز مگس
10:52
containsحاوی not only an Actorبازیگر,
248
637000
2000
نه تنها شامل آن بازیگر سیاست پرداز است
10:54
but a differentناهمسان groupگروه of cellsسلول ها,
249
639000
2000
بلکه از گروه دیگری از سلول ها تشکیل شده
10:56
a "Criticمنتقد," that providesفراهم می کند a runningدر حال اجرا commentaryتفسیر
250
641000
3000
بخش نقد ، که گزارش و تفسیر پیوسته ای را
10:59
on the Actor'sبازیگران choicesگزینه های.
251
644000
2000
برای انتخاب های بازیگر فراهم می آورد.
11:01
You can think of this naggingآزار دهنده innerدرونی voiceصدای
252
646000
3000
شما می توانبد به صدای گوشزد کننده درونی تان فکر کنید مانند
11:04
as sortمرتب سازی of the brain'sمغز equivalentمعادل
253
649000
2000
مغز کسانی که در
11:06
of the Catholicکاتولیک Churchکلیسا,
254
651000
2000
کلیسای کاتولیک هستند فکر کنید
11:08
if you're an Austrianاتریشی like me,
255
653000
3000
اگر مانند من استرالیایی هستید
11:11
or the super-egoفوق العاده ایو, if you're Freudianفروید,
256
656000
3000
و یا وجدان، اگر که وابسته به فروید هستید،
11:14
or your motherمادر, if you're Jewishیهودی.
257
659000
2000
یا صدای مادرتان ، اگر که یهودی هستید.
11:16
(Laughterخنده)
258
661000
4000
ها ها ها ها ها ...
11:20
Now obviouslyبدیهی است,
259
665000
2000
بطور شفاف می بینیم ،
11:22
the Criticمنتقد is a keyکلیدی ingredientجزء
260
667000
3000
که عامل نقد ار ملزومات مهم
11:25
in what makesباعث می شود us intelligentباهوش - هوشمند.
261
670000
2000
در چیزی است که که هوشمندی در ما را باعث می شود.
11:27
So we setتنظیم out to identifyشناسایی
262
672000
2000
بنابراین ما قصد داریم تا
11:29
the cellsسلول ها in the fly'sپرواز می کند brainمغز
263
674000
2000
سلول هایی در مغز مگس را شناسایی کنیم که
11:31
that playedبازی کرد the roleنقش of the Criticمنتقد.
264
676000
2000
نقش عامل نقد و مقایسه را بازی میکند.
11:33
And the logicمنطق of our experimentآزمایشی was simpleساده.
265
678000
3000
منطق آزمایش ما ساده بوده ،
11:36
We thought if we could use our opticalنوری remoteاز راه دور controlکنترل
266
681000
3000
ما می پنداشتیم اگر بتوانیم از کنترل از راه دور نوری استفاده کنیم
11:39
to activateفعال کردن the cellsسلول ها of the Criticمنتقد,
267
684000
3000
تا سلول های بررسی کننده و نقاد را فعال کنیم ،
11:42
we should be ableتوانایی, artificiallyمصنوعی, to nagنق زدن the Actorبازیگر
268
687000
3000
ما می بایست قادر باشیم تا بطور مصنوعی این بازیگر را
11:45
into changingتغییر دادن its policyسیاست.
269
690000
2000
مجبور به تغییر رویه هایش کنیم.
11:47
In other wordsکلمات,
270
692000
2000
به بیان دیگر
11:49
the flyپرواز should learnیاد گرفتن from mistakesاشتباهات
271
694000
2000
مگس بایست از اشتباهاتش
11:51
that it thought it had madeساخته شده
272
696000
2000
آنهایی را که فکر می کرد اتفاق افتاده ، بیاموزد
11:53
but, in realityواقعیت, it had not madeساخته شده.
273
698000
3000
در واقع چنین چیزی رخ نداده بود. ( ؟)
11:56
So we bredپرورش داد fliesمگس ها
274
701000
2000
پس ما مگس هایی را پرورش دادیم
11:58
whoseکه brainsمغز were more or lessکمتر randomlyبه طور تصادفی pepperedفلفل قرمز
275
703000
3000
که مغزهایشان کما بیش بطور تصادفی
12:01
with cellsسلول ها that were lightسبک addressableآدرس دهی.
276
706000
2000
با سلول هایی که نور-آدرس پذیر بودند تقویت شده بود.
12:03
And then we tookگرفت these fliesمگس ها
277
708000
2000
و سپس این مگس ها را آورده و
12:05
and allowedمجاز them to make choicesگزینه های.
278
710000
2000
اجازه دادیم تا انتخاب هایشان را انجام دهند.
12:07
And wheneverهر زمان که they madeساخته شده one of the two choicesگزینه های,
279
712000
2000
و هرگاه که آنها یکی از دو انتخاب را انجام می دادند
12:09
choseانتخاب کرد one odorبوی,
280
714000
2000
و یک بوی زا انتخاب می کردند
12:11
in this caseمورد the blueآبی one over the orangeنارنجی one,
281
716000
2000
در این مورد نوع آبی نسبت به نوع نارنجی
12:13
we switchedتغییر کرد on the lightsچراغ ها.
282
718000
2000
ما نور ها را با هم عوض می کردیم.
12:15
If the Criticمنتقد was amongدر میان the opticallyاپتیکی activatedفعال شده cellsسلول ها,
283
720000
3000
اگر عامل نقد کننده در میان سلول های فعال ساز شده با نور بود
12:18
the resultنتيجه of this interventionمداخله
284
723000
2000
نتیجه این آزمایش
12:20
should be a changeتغییر دادن in policyسیاست.
285
725000
3000
بایست تغییر در رویه بوده باشد.
12:23
The flyپرواز should learnیاد گرفتن to avoidاجتناب کردن
286
728000
2000
مگس می بایست بیاموزد تا
12:25
the opticallyاپتیکی reinforcedتقویت شده odorبوی.
287
730000
2000
بوی اجبار شده نوري را نپذیرد.
12:27
Here'sاینجاست what happenedاتفاق افتاد in two instancesنمونه ها:
288
732000
3000
اینها نتایجی است که در این دو مثال اتفاق افتاد.
12:30
We're comparingمقایسه کنید two strainsفشارها of fliesمگس ها,
289
735000
3000
ما در حال مقایسه این دو دسته از مگس ها هستیم که
12:33
eachهر یک of them havingداشتن
290
738000
2000
هر کدامشان
12:35
about 100 light-addressableنورپردازنده cellsسلول ها in theirخودشان brainsمغز,
291
740000
2000
حدود یکصد سلول نور-آدرس پذیر در مغشان دارند .
12:37
shownنشان داده شده here in greenسبز on the left and on the right.
292
742000
3000
نشان داده شده در اینجا سمت چپ و سمت راست
12:40
What's commonمشترک amongدر میان these groupsگروه ها of cellsسلول ها
293
745000
3000
چه چیزی در بین این گروهها آنچه که معمول و عادی است
12:43
is that they all produceتولید کردن the neurotransmitterانتقال دهنده عصبی dopamineدوپامین.
294
748000
3000
چيزی است که همه آنها تولید می کنند ترشحات (؟) فرستندهای نورونی مغز است
12:46
But the identitiesهویت ها of the individualفردی
295
751000
2000
اما شناسایی هر کدام
12:48
dopamine-producingتولید دوپامین neuronsنورون ها
296
753000
2000
از نورون های تولید کننده این مواد در مغز
12:50
are clearlyبه وضوح largelyتا حد زیادی differentناهمسان on the left and on the right.
297
755000
3000
در بین سمت چپی و سمت راستی بسیار متفاوت است .
12:53
Opticallyاپتیکی activatingفعال کردن
298
758000
2000
فعال سازی نوری
12:55
these hundredصد or so cellsسلول ها
299
760000
2000
این چند صد سلول
12:57
into two strainsفشارها of fliesمگس ها
300
762000
2000
از دو دسته از مگس ها
12:59
has dramaticallyبه طور چشمگیری differentناهمسان consequencesعواقب.
301
764000
2000
بطور چشمگير فرایند ها و نتایج متفاوتی دارد.
13:01
If you look first at the behaviorرفتار
302
766000
2000
اگر ابتدا به رفتار
13:03
of the flyپرواز on the right,
303
768000
2000
مگس های سمت راست نگاه کنید
13:05
you can see that wheneverهر زمان که it reachesمی رسد the midpointmidpoint of the chamberمحفظه
304
770000
3000
خواهید دید که آنها به محض اینکه به نقطه میانی فضا می رسند
13:08
where the two odorsبوها meetملاقات,
305
773000
2000
جایی که دو بو در کنار هم قرار دارند
13:10
it marchesراهپیمایی straightسر راست throughاز طریق, as it did before.
306
775000
3000
مطابق آنچه قبلا انجا م می داده از میانش میگذرد.
13:13
Its behaviorرفتار is completelyبه صورت کامل unchangedبدون تغییر.
307
778000
2000
رفتارشان کاملا بی تغییر مانده است.
13:15
But the behaviorرفتار of the flyپرواز on the left is very differentناهمسان.
308
780000
3000
اما رفتار آن سمت چپی کاملا متفاوت است .
13:18
Wheneverهر زمان که it comesمی آید up to the midpointmidpoint,
309
783000
3000
هرگاه آنها به نقطه میانی می رسند
13:21
it pausesمکث,
310
786000
2000
مکث می کنند و
13:23
it carefullyبا دقت scansاسکن می کند the odorبوی interfaceرابط
311
788000
2000
به دقت ورودی بوی دیگر را حس می کنند و
13:25
as if it was sniffingخراب کردن out its environmentمحیط,
312
790000
2000
همانطور که در طبیعت بو می کشند ،
13:27
and then it turnsچرخش around.
313
792000
2000
و سپس باز می گردند.
13:29
This meansبه معنای that the policyسیاست that the Actorبازیگر implementsپیاده سازی
314
794000
3000
این بدان معناست که رویه هایی که بازیگر ما بر می گزیند
13:32
now includesشامل می شود an instructionدستورالعمل to avoidاجتناب کردن the odorبوی
315
797000
2000
اکنون شامل دستورالعمل امتناع از بویی که
13:34
that's in the right halfنیم of the chamberمحفظه.
316
799000
3000
در نیمه راست اتاق وجود دارد نیز می شود.
13:37
This meansبه معنای that the Criticمنتقد
317
802000
2000
یعنی عامل نقد
13:39
mustباید have spokenصحبت کرد in that animalحیوانات,
318
804000
2000
باید در آن حیوان چیزی گفته باشد
13:41
and that the Criticمنتقد mustباید be containedحاوی
319
806000
2000
و اینکه عامل نقد باید
13:43
amongدر میان the dopamine-producingتولید دوپامین neuronsنورون ها on the left,
320
808000
3000
شامل نورون هایی تولید کننده دوپامین در دسته سمت چپی نیز باشد ،
13:46
but not amongدر میان the dopamineدوپامین producingتولید neuronsنورون ها on the right.
321
811000
3000
اما در میان نورون های تولیدگر دوپامین در دسته سمت راستی ...
13:49
Throughاز طریق manyبسیاری suchچنین experimentsآزمایشات,
322
814000
3000
از طریق چندین آزمایش مشابه
13:52
we were ableتوانایی to narrowباریک down
323
817000
2000
توانستیم تا
13:54
the identityهویت of the Criticمنتقد
324
819000
2000
عامل نقد و بررسی را
13:56
to just 12 cellsسلول ها.
325
821000
2000
تنها 12 سلول شناسایی کنیم.
13:58
These 12 cellsسلول ها, as shownنشان داده شده here in greenسبز,
326
823000
3000
این 12 سلول که در اینجا با سبز نمایش داده شده
14:01
sendارسال the outputخروجی to a brainمغز structureساختار
327
826000
2000
خروجی هایی را به ساختار مغز ارسال می کنند
14:03
calledبه نام the "mushroomقارچ bodyبدن,"
328
828000
2000
که قارچ بدن ( مخچه ) نامیده می شود.
14:05
whichکه is shownنشان داده شده here in grayخاکستری.
329
830000
2000
که در اینجا به رنگ خاکستری آمده .
14:07
We know from our formalرسمی modelمدل
330
832000
2000
از مدل رسمی خود می دانیم که
14:09
that the brainمغز structureساختار
331
834000
2000
ساختار مغز
14:11
at the receivingدریافت endپایان of the Critic'sمنتقدین commentaryتفسیر is the Actorبازیگر.
332
836000
3000
بخش انتهایی گزارشات عامل نقد ختم به آن بازیگر می شود.
14:14
So this anatomyآناتومی suggestsحاکی از
333
839000
2000
این آناتومی بیان می دارد
14:16
that the mushroomقارچ bodiesبدن have something to do
334
841000
3000
که مخچه با
14:19
with actionعمل choiceانتخابی.
335
844000
2000
انتخاب های عملگرا در ارتباط است .
14:21
Basedمستقر on everything we know about the mushroomقارچ bodiesبدن,
336
846000
2000
بر اساس هرآنچه از قارچ بدن می دانیم
14:23
this makesباعث می شود perfectکامل senseاحساس.
337
848000
2000
بسیار فرایند جالبی است .
14:25
In factواقعیت, it makesباعث می شود so much senseاحساس
338
850000
2000
در واقع بسیار جالب خواهد بود که
14:27
that we can constructساختن an electronicالکترونیکی toyاسباب بازی circuitمدار
339
852000
3000
ما بتوانیم مدار اسبابی اکترونیکی را بسازیم که
14:30
that simulatesشبیه سازی می کند the behaviorرفتار of the flyپرواز.
340
855000
3000
رفتار مگس را شبیه سازی کند.
14:33
In this electronicالکترونیکی toyاسباب بازی circuitمدار,
341
858000
3000
در این اسباب الکترونیکی
14:36
the mushroomقارچ bodyبدن neuronsنورون ها are symbolizedنمادین
342
861000
2000
نورونهای مغزی مخچه سمبل شده اند
14:38
by the verticalعمودی bankبانک of blueآبی LEDsLED ها
343
863000
3000
به تعدادی ال ای دی های آبی رنگ بطور عمودی
14:41
in the centerمرکز of the boardهیئت مدیره.
344
866000
3000
در وسط برد مرتب شده اند.
14:44
These LED'sLED ها are wiredسیمی to sensorsسنسورها
345
869000
2000
این چراغ ها به سنسور ها سیم کشی شده اند
14:46
that detectتشخیص the presenceحضور of odorousبوی خوش moleculesمولکول ها in the airهوا.
346
871000
3000
که حضور مولکول های معطر در هوا را شناسایی می کند.
14:50
Eachهر یک odorبوی activatesفعال می شود a differentناهمسان combinationترکیبی of sensorsسنسورها,
347
875000
3000
هر بو ترکیب متفاوتی از سنسور ها را فعال می کند
14:53
whichکه in turnدور زدن activatesفعال می شود
348
878000
2000
که هر کدام
14:55
a differentناهمسان odorبوی detectorآشکارساز in the mushroomقارچ bodyبدن.
349
880000
3000
شناساگر بوی متفاوتی را در مخچه فعال می سازد
14:58
So the pilotخلبان in the cockpitکابین خلبان of the flyپرواز,
350
883000
2000
بنابراین خلبان کابین مگس
15:00
the Actorبازیگر,
351
885000
2000
آن بازیگر ،
15:02
can tell whichکه odorبوی is presentحاضر
352
887000
2000
می تواند بگوید کدام بو حاضر است
15:04
simplyبه سادگی by looking at whichکه of the blueآبی LEDsLED ها lightsچراغ ها up.
353
889000
4000
تنها با نگاه بر روشن شدن چراغ ها .
15:09
What the Actorبازیگر does with this informationاطلاعات
354
894000
2000
آنچه که این بازیگر انجام میدهد با این اطلاعات
15:11
dependsبستگی دارد on its policyسیاست,
355
896000
2000
بستگی به رویه اش دارد که
15:13
whichکه is storedذخیره شده است in the strengthsنقاط قوت of the connectionارتباط,
356
898000
2000
که در رشته ای از ارتباطات نهفته است .
15:15
betweenبین the odorبوی detectorsآشکارسازها
357
900000
2000
میان شناساگر بوها
15:17
and the motorsموتورها
358
902000
2000
و موتور ها یی که
15:19
that powerقدرت the fly'sپرواز می کند evasiveاخراج actionsاقدامات.
359
904000
2000
امکان امتناع مگس ها را تامین می کند.
15:22
If the connectionارتباط is weakضعیف, the motorsموتورها will stayاقامت کردن off
360
907000
2000
اگر ارتباط ضعیف باشد موتور خاموش می ماند و
15:24
and the flyپرواز will continueادامه دهید straightسر راست on its courseدوره.
361
909000
3000
و مگس در مسیر مستقیم در همان بخش ادامه میدهد.
15:27
If the connectionارتباط is strongقوی, the motorsموتورها will turnدور زدن on
362
912000
3000
اگر ارتباط قوی باشد موتور روشن می شود و
15:30
and the flyپرواز will initiateآغازکردن a turnدور زدن.
363
915000
3000
و مگس یک دور را انجام می دهد.
15:33
Now considerدر نظر گرفتن a situationوضعیت
364
918000
2000
حال وضعی را در نظر بگیرید که
15:35
in whichکه the motorsموتورها stayاقامت کردن off,
365
920000
2000
موتور ها خاموش هستند و
15:37
the flyپرواز continuesهمچنان ادامه دارد on its pathمسیر
366
922000
3000
مگس به راهش ادامه می دهد
15:40
and it suffersرنج می برد some painfulدردناک consequenceنتیجه
367
925000
2000
و تعدادی روند دردناک مثل جریان برق را احساس می کند.
15:42
suchچنین as gettingگرفتن zappedزاپیدا.
368
927000
2000
جریان برق ...
15:44
In a situationوضعیت like this,
369
929000
2000
در شرایطی چنین ،
15:46
we would expectانتظار the Criticمنتقد to speakصحبت up
370
931000
2000
ما انتظار داریم تا عامل نقد برخیزد و به
15:48
and to tell the Actorبازیگر
371
933000
2000
بازیگر بگوید
15:50
to changeتغییر دادن its policyسیاست.
372
935000
2000
تا رویه اش را تییر دهد
15:52
We have createdایجاد شده suchچنین a situationوضعیت, artificiallyمصنوعی,
373
937000
3000
ما این روند را به طور مصنوعی ایجاد کردیم و
15:55
by turningچرخش on the criticمنتقد with a flashفلاش of lightسبک.
374
940000
3000
آنهم با فعال سازی عامل نقد بکمک فلاش نور.
15:58
That causedباعث a strengtheningتقویت of the connectionsارتباطات
375
943000
3000
که باعث تقویت ارتباطات شد
16:01
betweenبین the currentlyدر حال حاضر activeفعال odorبوی detectorآشکارساز
376
946000
3000
بین شناساگر های فعلی بو
16:04
and the motorsموتورها.
377
949000
2000
و موتور ها
16:06
So the nextبعد time
378
951000
2000
و دفعه بعد نیز
16:08
the flyپرواز findsپیدا می کند itselfخودش facingروبرو شدن the sameیکسان odorبوی again,
379
953000
3000
مگس خود را رویاروی همان بو می بیند
16:11
the connectionارتباط is strongقوی enoughکافی to turnدور زدن on the motorsموتورها
380
956000
3000
و این ارتباط آنقدر قوی هست تا موتور ها را به کار اندازد
16:14
and to triggerماشه an evasiveاخراج maneuverمانور.
381
959000
3000
تا مانور بازدارنده را در مگس ایجاد کند.
16:19
I don't know about you,
382
964000
3000
در مورد شما نمی دانم
16:22
but I find it exhilaratingهیجان انگیز to see
383
967000
3000
اما برای من هیجان انگیز است تا دریابم
16:25
how vagueمبهم psychologicalروانشناسی notionsمفاهیم
384
970000
3000
که چطور این عوامل مغزی و روانی
16:28
evaporateتبخیر می شود and give riseبالا آمدن
385
973000
2000
تغییر مییابد و
16:30
to a physicalفیزیکی, mechanisticمکانیکی understandingدرك كردن of the mindذهن,
386
975000
3000
به درک مکانیکی و فیزیکی مغز می انجامد.
16:33
even if it's the mindذهن of the flyپرواز.
387
978000
3000
حتی در مغز مگس ...
16:36
This is one pieceقطعه of good newsاخبار.
388
981000
3000
این تنها یک بخش از خبر های خوب است .
16:39
The other pieceقطعه of good newsاخبار,
389
984000
2000
خبر خوب دیگر
16:41
for a scientistدانشمند at leastکمترین,
390
986000
2000
حداقل برای دانشمندان
16:43
is that much remainsبقایای to be discoveredکشف شده.
391
988000
3000
هنوز خیلی مانده تا کشف شود و بدست آید.
16:46
In the experimentsآزمایشات I told you about,
392
991000
2000
در آزمایشاتی که من راجع بهشان گفتم ،
16:48
we have liftedبالا بردن the identityهویت of the Criticمنتقد,
393
993000
3000
ما تلاش کردیم تا عامل نقد را بیابیم
16:51
but we still have no ideaاندیشه
394
996000
2000
اما هنوز نظری راجع به
16:53
how the Criticمنتقد does its jobکار.
395
998000
2000
اینکه این بخش چگونه کارش را انجام می دهد نداریم .
16:55
Come to think of it, knowingدانستن when you're wrongاشتباه
396
1000000
2000
بیایید به آن بیاندیشیم ، با دانستن اینکه شما بدون معلم یا مادرتان که به شما بگوید
16:57
withoutبدون a teacherمعلم, or your motherمادر, tellingگفتن you,
397
1002000
3000
...
17:00
is a very hardسخت problemمسئله.
398
1005000
2000
که مساله سختی است !
17:02
There are some ideasایده ها in computerکامپیوتر scienceعلوم پایه
399
1007000
2000
چند نظر در علوم کامپیوتر وجود دارد
17:04
and in artificialمصنوعی intelligenceهوش
400
1009000
2000
و در هوش مصنوعی
17:06
as to how this mightممکن be doneانجام شده,
401
1011000
2000
که چطور ممکن است اینطور شود ،
17:08
but we still haven'tنه solvedحل شد
402
1013000
2000
ولی ما هنوز حلی برای
17:10
a singleتنها exampleمثال
403
1015000
2000
یک مثال ساده
17:12
of how intelligentباهوش - هوشمند behaviorرفتار
404
1017000
3000
از اینکه رفتار هوشمندانه
17:15
springsفنر from the physicalفیزیکی interactionsفعل و انفعالات
405
1020000
2000
چگونه از تعاملات فیزیکی نشات می گیرد
17:17
in livingزندگي كردن matterموضوع.
406
1022000
2000
در موجودات زنده ، نداریم.
17:19
I think we'llخوب get there in the not too distantدور futureآینده.
407
1024000
3000
و من فکر میکنم ، در آینده ای نه چندان دور بدانجا خواهیم رسید...
17:22
Thank you.
408
1027000
2000
متشکرم.
17:24
(Applauseتشویق و تمجید)
409
1029000
4000
تشویق حاضران و گل و بلبل ...
Translated by Hossein Moarefi
Reviewed by mahmood rokni

▲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