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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(Musique)
00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
Quand vous pensez au cerveau,
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
c'est une chose difficile à comprendre,
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
parce que si je devais vous demander maintenant,
comment le cœur fonctionne,
comment le cœur fonctionne,
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
vous me diriez instantanément que c'est une pompe.
Il pompe le sang.
Il pompe le sang.
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
Et si je devais vous demander comment fonctionnent
vos poumons,
vos poumons,
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
vous diriez qu'ils échanges de l'oxygène contre
du dioxyde de carbone. C'est facile.
du dioxyde de carbone. C'est facile.
00:26
you would say it exchanges
oxygen for carbon dioxide.
oxygen for carbon dioxide.
6
26223
2576
00:28
That's easy.
7
28823
1014
Maintenant, si je devais vous demander comment
le cerveau fonctionne, c'est difficile à comprendre
le cerveau fonctionne, c'est difficile à comprendre
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
parce que vous ne pouvez pas juste regarder
un cerveau et comprendre ce que c'est.
un cerveau et comprendre ce que c'est.
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
Ce n'est pas un objet mécanique, ni une pompe,
ni un coussin d'air.
ni un coussin d'air.
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
Si vous le teniez dans la main quand il est mort,
c'est juste un morceau de graisse.
c'est juste un morceau de graisse.
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
00:41
it's just a piece of fat.
12
41742
1205
Et donc pour comprendre comment le cerveau fonctionne,
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
vous devez aller à l'intérieur d'un cerveau vivant.
Parce que le cerveau n'est pas mécanique,
Parce que le cerveau n'est pas mécanique,
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
le cerveau est électrique et chimique.
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
Votre cerveau est fait de 100 milliards de cellules,
et ces cellules sont appelées neurones.
Ces neurones communiquent entre eux grâce à l'électricité.
Ces neurones communiquent entre eux grâce à l'électricité.
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
Nous allons écouter une conversation entre deux cellules,
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
01:01
and we're going to listen
to something called a spike.
to something called a spike.
18
61000
2858
et nous allons écouter ce qu'on appelle un pic.
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
Mais nous n'allons pas enregistrer mon cerveau ou votre cerveau ou celui de votre professeur,
nous allons utiliser notre bon ami le cafard.
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
Non seulement parce que je les trouve sympas,
01:10
Not just because I think they're cool,
21
70118
1858
01:12
but because they have brains
very similar to ours.
very similar to ours.
22
72000
2378
mais parce qu'ils ont des cerveaux très semblables aux nôtres.
Et donc, si vous en apprenez un peu plus
sur le fonctionnement de leur cerveau,
sur le fonctionnement de leur cerveau,
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
nous allons apprendre beaucoup de choses
sur le fonctionnement du nôtre.
sur le fonctionnement du nôtre.
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
Je vais les mettre dans l'eau glacée ici
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
et puis...
01:22
And then --
26
82612
1073
(Public : beurk !) ... Oui...
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
Ce qui se passe en ce moment,
c'est qu'ils sont anesthésiés,
c'est qu'ils sont anesthésiés,
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
parce qu'ils ont le sang froid, ils prennent
la température de l'eau
la température de l'eau
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
et ils ne peuvent pas la contrôler
donc en gros ils sont cools et relax.
donc en gros ils sont cools et relax.
Ils ne pourront pas sentir quoi que ce soit,
01:35
They're not going to feel anything,
31
95119
1857
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
et ça peut vous en dire un peu plus
sur ce que nous allons faire.
sur ce que nous allons faire.
Nous allons faire une expérience scientifique
pour comprendre le cerveau.
pour comprendre le cerveau.
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
Alors...
01:42
So ...
34
102453
1021
C'est la patte d'un cafard
01:44
This is the leg of a cockroach.
35
104466
1510
01:46
And a cockroach
has all these beautiful hairs
has all these beautiful hairs
36
106000
2143
et un cafard a tous ces beaux poils
et ces piquants partout.
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
Sous chacun d'entre eux il y a une cellule,
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
cette cellule est un neurone et ce neurone
va envoyer des informations
va envoyer des informations
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
sur le vent ou les vibrations.
Attraper un cafard, c'est difficile
Attraper un cafard, c'est difficile
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
parce qu'ils peuvent vous sentir arriver,
il commencent à courir avant que vous ne soyez là.
il commencent à courir avant que vous ne soyez là.
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
Ces cellules sont envoient toutes ces informations
au cerveau
au cerveau
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
à l'aide de ces petits axones avec des messages électroniques là-dedans.
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
Nous allons enregistrer en plantant une épingle ici.
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
Il faut donc enlever la patte d'un cafard--
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
ne vous inquiétez pas, elles vont repousser --
02:14
don't worry, they'll grow back --
47
134393
1583
02:16
then we're going to put two pins in there.
48
136000
2317
ensuite, nous allons y planter deux épingles. Une des épingles, ce sont des épingles en métal,
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
capte ce message électronique,
et ce message électrique circule..
et ce message électrique circule..
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
Nous allons maintenant opérer,
j'espère que pouvez le voir.
j'espère que pouvez le voir.
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
Oui, c'est dégoûtant...
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
Bon... alors là nous allons...
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
Vous pouvez voir sa jambe droite là.
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
Je prends cette patte, je la mets
dans cette invention que nous avons faite
dans cette invention que nous avons faite
02:37
Now I'm going to take this leg,
55
157697
1500
02:39
I'm going to put it in this invention
that we came up with
that we came up with
56
159221
2716
qui s'appelle le Spikerbox--
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
et ça remplace beaucoup de matériel coûteux
dans un laboratoire de recherche
dans un laboratoire de recherche
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
alors vous pouvez ça faire vous-même
dans vos collèges,
dans vos collèges,
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
ou dans votre cave, si c'est moi qui le fait --
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
Donc voilà. (Rires)
02:55
So, there.
62
175552
1723
Vous voyez ça ? Très bien, donc je vais l'activer.
02:59
Can you guys see that?
63
179973
1361
03:01
Alright, so I'm going to go ahead
and turn this on.
and turn this on.
64
181358
2752
Je vais le brancher (Bruit de neurones qui déchargent)
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
Pour moi, c'est le plus beau son du monde.
03:08
(Tuning sound)
66
188000
1001
03:09
To me, this is the most beautiful
sound in the world.
sound in the world.
67
189025
2563
C'est ce que votre cerveau est en train de faire en ce moment.
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
Vous avez 100 milliards de cellules qui font ces bruits
qui ressemblent à des gouttes de pluie.
qui ressemblent à des gouttes de pluie.
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
Alors, allons-y et regardez à quoi ça ressemble,
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
visionnons-le sur l'écran de l'iPad.
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
J'ai branché mon iPad aussi.
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
N'oubliez pas ce que nous avons dit au sujet de l'axone,
que ça ressemble à un pic.
que ça ressemble à un pic.
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
Nous allons donc examiner à quoi l'un d'eux ressemble.
03:24
So we're going to take a look
74
204453
1417
03:25
at what one of them
looks like in just a brief second.
looks like in just a brief second.
75
205894
2642
Nous allons taper ici, pour pouvoir avoir une moyenne.
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
Là nous le voyons. C'est un potentiel d'action.
03:31
So there we see it.
That's an action potential.
That's an action potential.
78
211539
2437
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
Vous avez 100 milliards de cellules dans votre cerveau
qui font ça en ce moment,
qui font ça en ce moment,
qui envoient des informations
sur ce que vous percevez.
sur ce que vous percevez.
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
Nous avons dit aussi qu'il s'agit d'une cellule qui va prendre des renseignements sur les vibrations dans le vent.
03:40
We also said this is a cell
81
220340
1301
03:41
that's going to be taking up information
about vibrations in the wind.
about vibrations in the wind.
82
221665
3311
03:45
So what if we do an experiment?
83
225000
1715
Alors que se passe-t-il si nous faisons une expérience ?
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
Nous pouvons en fait souffler dessus et
entendre si nous voyons un changement.
entendre si nous voyons un changement.
Vous êtes prêts pour ça ?
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
Si je souffle dessus vous me dites
si vous entendez quelque chose.
si vous entendez quelque chose.
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
(Bruit de pointes de réaction au vent)
03:53
(Blowing)
87
233295
1068
03:55
(Sound changes)
88
235007
1476
03:57
Let me just touch this
with a little pen here.
with a little pen here.
89
237000
2413
Permettez-moi juste de toucher ça avec un petit stylet ici.
03:59
(Noise)
90
239437
1149
(Bruit)
C'est effectivement le tir neuronal. Il a en fait
fallu un certain temps
fallu un certain temps
04:02
That was the neural firing rate.
91
242761
1572
04:04
That actually took a while
in neuroscience to understand this.
in neuroscience to understand this.
92
244357
2977
en neurosciences pour comprendre ça.
On appelle ça le codage de débit,
On appelle ça le codage de débit,
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
c'est-à-dire que plus vous appuyez sur quelque chose,
plus il y a de pointes,
plus il y a de pointes,
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
et toutes ces informations montent à votre cerveau.
Voilà comment vous percevez les choses.
Voilà comment vous percevez les choses.
04:11
and all that information
is coming up to your brain.
is coming up to your brain.
95
251666
2431
04:14
That's how you perceive things.
96
254121
1482
C'est une façon de faire une expérience avec l'électricité.
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
La deuxième possibilité est que votre cerveau reçoit
non seulement des impulsions électriques,
non seulement des impulsions électriques,
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
vous en envoyez également. Voilà comment
vous bougez vos muscles.
vous bougez vos muscles.
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
Voyons ce qui se passe si je branche quelque chose
d'électrique
d'électrique
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
dans la patte de ce cafard.
04:29
into the cockroach leg here.
102
269252
1724
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
Je prends deux épingles, je les branche
sur le cafard.
sur le cafard.
Je prends l'autre extrémité, je branche sur mon iPod.
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
C'est en fait mon iPhone.
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
Savez-vous comment
vos écouteurs fonctionnent dans vos oreilles ?
vos écouteurs fonctionnent dans vos oreilles ?
04:39
Do you guys know how your earbuds
work in your ears?
work in your ears?
106
279761
3111
04:42
You have a battery
in your phone, or iPod, right?
in your phone, or iPod, right?
107
282896
2307
Vous avez une batterie dans votre téléphone,
votre iPod.
votre iPod.
Elle envoie du courant dans ces aimants dans vos écouteurs,
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
qui bougent d'avant en arrière et
vous permettent d'entendre des choses.
vous permettent d'entendre des choses.
04:48
which shake back and forth
and allow you to hear things.
and allow you to hear things.
109
288354
2622
04:51
But that current's the same currency
that our brain uses,
that our brain uses,
110
291000
2976
Mais le courant électrique est aussi
ce que notre cerveau utilise,
ce que notre cerveau utilise,
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
nous pouvons donc l'envoyer directement
à nos pattes de cafard et si ça fonctionne,
à nos pattes de cafard et si ça fonctionne,
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
nous pouvons voir ce qui se passe
quand on joue la musique dans le cafard.
quand on joue la musique dans le cafard.
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
Jetons un coup de œil.
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
(Battement de musique) On peut monter le son ? Voilà.
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
(Battements de la musique) (Le public réagit et s'exclame) Donc qu'est-ce qui se passe ?
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
(Battements de musique)
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
Vous voyez ce qui est en mouvement.
Ça se bouge avec la basse.
Ça se bouge avec la basse.
05:13
(Laughter)
120
313024
1086
05:14
So you see what's moving.
It's moving on the bass.
It's moving on the bass.
121
314134
2842
05:17
All those audiophiles out there,
122
317000
2168
Tous ces fichiers audio là-bas. Si vous avez des autoradios
qui dépotent,
qui dépotent,
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
les haut-parleurs de graves sont
les plus grands haut-parleurs.
les plus grands haut-parleurs.
05:21
you know, the bass speakers
are the biggest speakers.
are the biggest speakers.
124
321343
2594
05:23
The biggest speakers
have the longest waves,
have the longest waves,
125
323961
2086
Ils ont les ondes les plus longues,
et donc ils ont le plus de courant,
et donc ils ont le plus de courant,
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
et le courant est ce qui fait bouger ces choses.
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
Ce n'est donc pas seulement les haut-parleurs
qui sont à l'origine de l'électricité.
qui sont à l'origine de l'électricité.
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
Les microphones aussi génèrent de l'électricité. (Battement)
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
05:35
(Beat)
130
335614
1072
Je vais inviter une autre personne sur la scène ici
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
pour m'aider avec ça. Voilà. (Boite à rythme)
05:40
to help me out with this.
132
340407
1208
05:41
So there we go.
133
341639
1124
05:42
(Beatboxing)
134
342787
2119
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
C'est la première fois que ça arrive
dans l'histoire de l'humanité.
dans l'histoire de l'humanité.
Une boite à rythme humaine sur une patte de cafard.
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
136
350453
2523
05:53
When you guys go back to your high school,
think about neuroscience
think about neuroscience
137
353000
3474
Lorsque vous rentrerez, pensez à la neuroscience et comment vous pouvez commencer la neuro-révolution.
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
138
356498
2478
05:59
Thank you very much. Bye bye.
139
359000
1701
Merci beaucoup. (Applaudissements)
06:00
(Applause)
140
360725
1000
(Musique)
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