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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(Musica)
00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
Quando pensiamo al cervello
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
sappiamo che è difficile da comprendere,
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
mentre se vi chiedessi ora come funziona il cuore
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
mi direste all'istante che è una pompa. Una pompa per il sangue.
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
E se vi chiedessi come funzionano i polmoni
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
mi direste che scambiano ossigeno con anidride carbonica. 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
Chiedere come funziona il cervello è più difficile
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
perché non si può semplicemente guardare un cervello per capire come funziona.
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
Non è un'oggetto meccanico. Non è una pompa, non è un palloncino.
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
Se lo teneste in mano da morto, sarebbe solo un pezzo di grasso.
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
Quindi per capire come funziona il cervello
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
bisogna andare all'interno di uno vivo.
Questo perché il cervello non è meccanico
Questo perché il cervello non è meccanico
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
ma elettrico e chimico.
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
Il cervello è composto da 100 miliardi di cellule,
e queste cellule sono chiamate neuroni.
I neuroni comunicano tra loro tramite elettricità.
I neuroni comunicano tra loro tramite elettricità.
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
Ora ascolteremo una conversazione tra due cellule,
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
e sentiremo qualcosa chiamato impulso o spike.
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
Ma non registreremo il mio cervello, né il vostro o quello di un insegnante,
useremo il nostro amico scarafaggio.
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
Non perché io li trovi attraenti,
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
ma perché hanno un cervello molto simile al nostro.
Quindi se impariamo qualcosa su come funziona il loro cervello
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
impareremo molto anche sul nostro.
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
Quindi li metto in un po' d'acqua ghiacciata
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
e poi...
01:22
And then --
26
82612
1073
(Pubblico: Bleah!) ... esatto...
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
Ora si stanno addormentando,
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
visto che sono a sangue freddo raggiungono la stessa temperatura dell'acqua
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
e non possono farci niente quindi... relax totale, no?
Non potranno sentire niente,
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
mentre io vi spiegherò due cose su quello che faremo.
Faremo un esperimento scientifico per capire il cervello.
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
Quindi...
01:42
So ...
34
102453
1021
Questa è la zampa di uno scarafaggio,
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
gli scarafaggi hanno tutti questi peli
e protuberanze sulle zampe.
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
Sotto ognuno di essi c'è una cellula,
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
un neurone, e questo neurone manderà informazioni
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
sull'aria e le vibrazioni.
Se mai proverete a catturare uno scarafaggio sarà difficile
Se mai proverete a catturare uno scarafaggio sarà 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
perché possono sentirvi arrivare ancora prima che siate lì, e cominciano a correre.
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
Queste cellule stanno mandando tutte le informazioni al cervello
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
usando questi piccoli assoni che contengono messaggi elettrici.
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
Registreremo infilando uno spillo proprio qui.
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
Dobbiamo staccare una delle zampe dello scarafaggio...
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
niente paura, ricrescono...
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
poi inseriamo due spilli. Uno di essi, sono spilli di metallo,
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
catturerà il messaggio elettrico mentre passa.
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
Ecco che siamo pronti all'operazione, spero riusciate a vedere bene.
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
Lo so... Fa schifo...
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
Eccoci, pronti via.
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
Ecco che potete vedere la zampina.
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
Ora prendo la zampa e la infilo in questa nostra invenzione,
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
si chiama Spikerbox,
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
e si può usare al posto di tanti strumenti costosi da laboratorio di ricerca,
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
così voi ragazzi potete farlo in classe,
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
o nel mio caso nello scantinato.
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
Quindi, eccoci qua.
(Risate)
(Risate)
02:55
So, there.
62
175552
1723
Riuscite a vedere? Perfetto, ora vado e accendo tutto.
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
Lo collego alle casse.
(Suono di neuroni in attività)
(Suono di neuroni in attività)
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
Per me questo è il suono più bello del mondo.
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
È quello che sta facendo il vostro cervello proprio adesso.
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
Abbiamo 100 miliardi di cellule che stanno creando questo suono tipo pioggia
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
quindi è il momento di dare un'occhiata all'aspetto che ha,
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
quindi vediamo cosa c'è sullo schermo del mio iPad,
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
ho collegato anche quello.
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
Ricordate quello che ho detto sull'assone, sull'aspetto che ha uno spike.
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
Tra qualche secondo vedremo che aspetto ha dal vivo.
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
Diamo un colpetto qui, così creiamo una base.
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
Ed eccolo qua. Questo è un potenziale d'azione.
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
Ci sono 100 miliardi di neuroni nel cervello che lo fanno in questo momento,
inviano informazioni su quello che vediamo, quello che sentiamo.
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
Abbiamo anche detto che questa cellula può elaborare informazioni sulle vibrazioni e l'aria.
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
E se facessimo un esperimento?
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
Possiamo soffiarci sopra e vedere qualcosa.
Siete pronti?
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
Io ci soffio sopra e voi mi dite se sentite qualcosa.
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
(Suono degli spike che reagiscono all'aria)
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
Ora lo tocco con una penna.
03:59
(Noise)
90
239437
1149
(Rumore)
Quello è il campo di attività dei neuroni. Ci è voluto un bel po'
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
prima che la neuroscienza lo capisse. Si chiama rate coding,
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
in pratica afferma che più forte si preme su qualcosa, più spike ci sono,
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
e tutte quelle informazioni arrivano al cervello. Ecco come si percepiscono le cose.
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
Questo è uno dei modi per fare un esperimento con l'elettricità.
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
Un altro è considerare che il cervello non solo riceve impulsi elettrici,
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
li invia allo stesso tempo. È il modo in cui si muovono i muscoli.
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
Vediamo cosa succede se collego qualcosa di elettrico
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
alla zampa dello scarafaggio.
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
Prendo due spilli, e li collego allo scarafaggio.
Prendo l'altro capo e lo collego al mio 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
In realtà è il mio iPhone.
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
Non so se lo sapete, ma avete idea di come funzionano le cuffie che mettete nelle orecchie?
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
C'è una batteria nell'iPod, giusto?
Manda corrente elettrica ai magneti dentro le cuffie
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
che oscillano avanti e indietro per farvi sentire le cose.
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
Ma quella corrente è la stessa elettricità che usa il cervello
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
quindi possiamo inviarla direttamente alla nostra zampa, sperando che funzioni,
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
e vedere dal vivo cosa succede quando inviamo musica allo scarafaggio.
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
Diamo un'occhiata.
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
(Musica) Alziamo il volume? Eccoci.
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
(Musica) (Il pubblico reagisce e rimane stupito)
Cosa sta succedendo?
Cosa sta succedendo?
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
(Musica)
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
Vedete che si muove. Si muove con i bassi.
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
Per tutti gli amanti della musica: se avete un impianto stereo
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
sapete che le casse per i bassi sono quelle più grandi.
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
Le casse più grandi generano onde più lunghe, le onde più lunghe hanno più corrente
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
e quella corrente è la causa di questi movimenti.
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
Non sono solo le casse a generare elettricità.
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
Anche i microfoni generano elettricità.
(Suono ritmico)
(Suono ritmico)
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
05:35
(Beat)
130
335614
1072
Vorrei invitare un'altra persona sul palco
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
per aiutarmi. Eccoci qua. (Beatboxing)
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.
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347000
3429
Questa è la prima volta che questo viene fatto nella storia dell'umanità.
Beatboxing umano in una zampa di scarafaggio.
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
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2523
05:53
When you guys go back to your high school,
think about neuroscience
think about neuroscience
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353000
3474
Quando tornerete a scuola, pensate alle neuroscienze e a come potete cominciare una neuro-rivoluzione.
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
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2478
05:59
Thank you very much. Bye bye.
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Grazie davvero. Ciao ciao. (Applausi)
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(Applause)
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(Musica)
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