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
Double-click the English transcript below to play the video.
(Música)
00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
Quando se pensa no cérebro,
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
é um tanto difícil de entendê-lo,
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
pois se eu perguntasse a vocês agora, como funciona o coração,
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
vocês me diriam imediatamente que é uma bomba. Ele bombeia sangue.
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
E se eu perguntasse como funcionam os pulmões,
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
vocês diriam que eles trocam oxigênio por dióxido de carbono. Essa é fácil.
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
Agora, se eu perguntasse a vocês como funciona o cérebro, é uma coisa complicada de entender,
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
pois não se pode simplesmente olhar para o cérebro e entender o que ele é.
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
Não é um objeto mecânico, não é uma bomba, não é um saco de ar.
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
É simplesmente como, se você o tivesse em sua mão quando ele está morto, é só um pedaço de gordura.
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
Portanto para entender como o cérebro funciona,
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
você tem que ir ao interior de um cérebro vivo. Porque o cérebro não é mecânico,
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
o cérebro é elétrico e é químico.
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
Seu cérebro é feito de 100 bilhões de células,
e essas células são chamadas neurônios. E esses neurônios se comunicam entre si pela eletricidade.
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
Vamos escutar a conversa entre duas células,
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 vamos escutar algo chamado de centelha.
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
Mas não vamos gravar meu cérebro ou seu ou de seu professor,
vamos usar nossa boa amiga a barata.
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
Não só porque eu acho elas legais,
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
mas porque elas têm cérebros parecidos com os nossos.
E aí se você aprender um pouco como cérebro delas funciona,
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
vamos aprender muito sobre como funciona o nosso cérebro.
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
Então vou colocá-las em uma pouco de água gelada aqui
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
e aí...
01:22
And then --
26
82612
1073
(Platéia: Ew!) ...é...
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
O que acontece agora é que elas estão ficando anestesiadas,
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
pois elas tem sangue frio, elas adquirem a temperatura da água
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
e não conseguem controlar, elas simplesmente esfriam, certo?
Elas não sentirão nada,
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
e isto pode dar uma dica do que iremos fazer.
Vamos fazer um experimento científico para entender o cérebro.
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
Então...
01:42
So ...
34
102453
1021
Esta é a perna de uma barata
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
e uma barata tem todos estes lindos cabelos
e espinhos pelo corpo.
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
Sob cada uma dessas existe uma célula,
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
e esta célula é um neurônio, e este neurônio irá enviar informações
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
sobre o vento ou vibrações. Se um dia tentar pegar uma barata, é difícil
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
pois elas podem sentir você chegar antes mesmo de você estar lá, elas começam a correr.
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
Estas células estão levando esta informação até o cérebro
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
usando esses pequenos axônios com mensagens eletrônicas.
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
Vamos gravar colocando um pino lá dentro.
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
Nós precisamos tirar a perna da barata -
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
não se preocupe, elas crescem novamente -
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
aí vamos colocar dois pinos lá. Um dos pinos, eles são de metal,
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
vai captar esta mensagem eletrônica, esta mensagem elétrica vai passar.
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
Então, faremos uma cirurgia, deixa ver se vocês conseguem ver.
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
Sim, é nojento...
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
Certo... vamos lá...
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
Vocês podem ver a perna dela ali.
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
Então agora vou tirar esta perna, vou colocar na invenção que nós inventamos
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
chamada Spikerbox -
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
e isto substitui uma série de equipamentos caros em um laboratório de pesquisas
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
então vocês podem fazer isto em seus colégios,
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
ou no seu porão, se for eu -
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
Aí está. (Risos)
02:55
So, there.
62
175552
1723
Podem ver isto? Certo, então vou continuar e ligar isto.
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
Vou conectar (Sons de neurônios disparando)
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
Para mim, é o mais belo som do mundo.
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
Isto é o que seu cérebro está fazendo agora.
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
Você tem 100 bilhões de células fazendo este barulhinho de chuva.
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
Vamos em frente dar uma olhada no que isto se parece,
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
vamos colocar na tela do iPad
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
Conectei meu iPad aqui também.
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
Lembre-se do que dissemos sobre o axônio, o que falamos que ele parece, se parece com um espinho.
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
Vamos ver com o que se parece em um segundo.
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
Vamos ligar aqui, e então tirar uma média deste cara.
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
Aqui está. Isso é um potencial de ação.
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
Temos 100 bilhões de células em nosso cérebro fazendo isto agora,
enviando todas estas informações sobre o que vemos, ouvimos.
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
Dissemos que esta é uma célula que captura informações sobre vibrações do vento.
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
Que tal fazermos um experimento?
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
Podemos soprar nisto e ouvir se vemos alguma mudança.
Vocês estão prontos?
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
Se eu soprar aqui vocês me contam se escutaram alguma coisa.
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
(Sons de centelha elétrica reagindo ao vento)
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
Deixe-me encostar aqui com uma pequena caneta.
03:59
(Noise)
90
239437
1149
(Ruído)
Na verdade é o disparo neural. Na verdade demorou um pouco
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
para a neurociência entender isto. Isto é chamado de taxa de codificação,
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
que quanto mais se pressiona algo, há mais centelhas elétricas,
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
e toda aquela informação está vindo do seu cérebro. É assim que percebemos as coisas.
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
Este é um jeito de fazer um experimento com eletricidade.
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
Outro jeito é que nosso cérebro não está apenas pegando impulsos elétricos,
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
também envia. É assim que mexemos nossos músculos.
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
Vejamos o que acontece se conectarmos algo elétrico
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
na perna da barata.
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
Vou pegar os dois pinos, vou conectá-los na barata.
Vou pegar a outra extremidade, e vou conectar ao meu 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
Na verdade meu iPhone.
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
Não sei se vocês sabem, mas sabem como funcionam seus sensores auditivos?
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
Você tem uma bateria no seu telefone, seu iPod, certo?
Está enviando corrente elétrica pra dentro destes imãs no seu sensor auditivo
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
que vibram e permitem que você escute as coisas.
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
Mas essa corrente elétrica é a mesma corrente que seu cérebro usa
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
então podemos enviar diretamente para nossa perna de barata e felizmente se funcionar,
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
poderemos na verdade ver o que acontece quando tocamos música dentro da barata.
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
Vejamos.
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
(Pulsação) Podemos aumentar? Vamos lá.
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
(Pulsação) (A platéia reage e grita) O que está acontecendo?
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
(Pulsação)
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
Veja como se move. Move-se ao som do grave.
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
Todos esses arquivos de áudio. Se você tem um daqueles sons maravilhoso no carro,
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
sabe, os alto-falantes do grave são os maiores.
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
Os maiores alto-falantes têm as ondas maiores, e as maiores ondas as maiores correntes
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
e é a corrente que está fazendo estas coisas se moverem.
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
Não são só os alto-falantes que geram eletricidade.
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
Os microfones também geram eletricidade. (Pulsação)
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
05:35
(Beat)
130
335614
1072
Vou continuar e convidarei outra pessoa para dividir o 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
para me ajudar com isto. Vamos lá. (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.
135
347000
3429
É a primeira vez que isto acontece na história da humanidade.
Ligação entre uma caixa de batida humana e a perna de uma barata.
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
136
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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 vocês voltarem para o colégio, pensem sobre a neurociência e como podem começar uma neuro revolução.
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
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356498
2478
05:59
Thank you very much. Bye bye.
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1701
Muito obrigado. Até mais. (Aplausos)
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(Applause)
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1000
(Música)
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