TED-Ed
Greg Gage: The cockroach beatbox
Filmed:
Readability: 2.9
831,513 views
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.
00:13
When you think about the brain,
0
13952
1859
Задумайтесь о мозге —
00:15
it's difficult to understand,
1
15835
1794
его сложно понять;
00:17
because if I were to ask you right now,
how does the heart work,
how does the heart work,
2
17653
3238
если я вас спрошу, как работает сердце,
00:20
you would instantly tell me it's a pump.
3
20915
2142
вы тут же ответите: это насос.
00:23
It pumps blood.
4
23081
1418
Оно перекачивает кровь.
00:24
If I were to ask about your lungs,
5
24523
1676
Если я спрошу, как работают лёгкие,
00:26
you would say it exchanges
oxygen for carbon dioxide.
oxygen for carbon dioxide.
6
26223
2576
скажете: они служат
для газообмена в организме.
для газообмена в организме.
00:28
That's easy.
7
28823
1014
Легко.
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
Но если я спрошу, как работает мозг,
то разобраться сложно,
то разобраться сложно,
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
потому что невозможно посмотреть на мозг
и понять, что это.
и понять, что это.
00:36
It's not a mechanical object,
not a pump, not an airbag.
not a pump, not an airbag.
10
36027
2804
Это не машина, не насос,
не воздушная подушка.
не воздушная подушка.
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
Если вы держали безжизненный мозг в руке —
00:41
it's just a piece of fat.
12
41742
1205
это просто кусок жира.
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
Чтобы понять, как работает мозг,
нужно изучить активный мозг.
нужно изучить активный мозг.
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
Мозг не машина, это электрические
и химические процессы.
и химические процессы.
00:51
Your brain is made out of
100 billion cells, called neurons.
100 billion cells, called neurons.
15
51000
2813
Ваш мозг состоит из 100 миллиардов клеток,
называемых нейронами.
называемых нейронами.
00:53
And these neurons communicate
with each other with electricity.
with each other with electricity.
16
53837
3877
И они общаются посредством электричества.
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
Попробуем подслушать беседу
между двумя клетками.
между двумя клетками.
01:01
and we're going to listen
to something called a spike.
to something called a spike.
18
61000
2858
Слушать будем кое-что
под названием «спайк». [Англ. — шип]
под названием «спайк». [Англ. — шип]
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
Мы не будем записывать данные моего,
вашего мозга или мозга вашего учителя.
вашего мозга или мозга вашего учителя.
01:07
we're going to use our good
friend the cockroach.
friend the cockroach.
20
67799
2295
Возьмём доброго знакомого — таракана.
01:10
Not just because I think they're cool,
21
70118
1858
Не только потому, что они клёвые,
01:12
but because they have brains
very similar to ours.
very similar to ours.
22
72000
2378
но потому, что их мозг очень похож на наш.
01:14
So if you learn a little bit
about how their brains work,
about how their brains work,
23
74402
2668
Если мы разберёмся, как работает их мозг,
01:17
we're going to learn a lot
about how our brains work.
about how our brains work.
24
77094
2478
нам станет яснее устройство нашего мозга.
01:19
I'm going to put them
in some ice water here
in some ice water here
25
79596
2079
Я опущу их в ледяную воду,
01:22
And then --
26
82612
1073
а потом...
01:24
Audience: Ew!
Greg Gabe: Yeah ...
Greg Gabe: Yeah ...
27
84214
2405
Аудитория: Фу!
Грэг Гейдж: Ага.
Грэг Гейдж: Ага.
01:26
Right now they're becoming anesthetized.
28
86643
1976
Сейчас мы их обезболим.
01:28
Because they're cold blooded,
they become the temperature of the water
they become the temperature of the water
29
88643
3302
Они хладнокровные,
поэтому их температура снижается,
поэтому их температура снижается,
01:31
and they can't control it
so they just basically "chillax," right?
so they just basically "chillax," right?
30
91969
3126
контролировать её они не могут,
и им остаётся только «прохлаждаться».
и им остаётся только «прохлаждаться».
01:35
They're not going to feel anything,
31
95119
1857
Они ничего не почувствуют,
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
Это должно вам дать намёк на то,
что мы собираемся делать.
что мы собираемся делать.
01:39
a scientific experiment
to understand the brain.
to understand the brain.
33
99799
2630
Мы будем ставить научный эксперимент,
чтобы понять мозг.
чтобы понять мозг.
01:42
So ...
34
102453
1021
Итак...
01:44
This is the leg of a cockroach.
35
104466
1510
Это лапка таракана,
01:46
And a cockroach
has all these beautiful hairs
has all these beautiful hairs
36
106000
2143
на которой растут эти чудесные волосики
01:48
and pricklies all over it.
37
108167
1809
и коготки.
01:50
Underneath each one of those is a cell,
38
110000
2976
Под каждым из волосков находится клетка.
01:53
and this cell's a neuron
that is going to send information
that is going to send information
39
113000
2976
Эта клетка — нейрон,
который посылает информацию
который посылает информацию
о движении воздуха или вибрации.
01:56
about wind or vibration.
40
116000
1439
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
Поймать таракана сложно,
потому что он чувствует ваше приближение
потому что он чувствует ваше приближение
02:01
before you're even there,
they start running.
they start running.
42
121333
2159
и убегает.
02:03
These cells are zipping up
this information up to the brain
this information up to the brain
43
123516
2769
Эти клетки посылают импульс в мозг
02:06
using those little axons
with electronic messages in there.
with electronic messages in there.
44
126309
2783
в виде электронных сообщений,
по этим маленьким аксонам.
по этим маленьким аксонам.
02:09
We're going to record
by sticking a pin right in there.
by sticking a pin right in there.
45
129116
2582
Мы будем записывать,
вставив иголку прямо туда.
вставив иголку прямо туда.
02:11
We need to take off the leg
of a cockroach --
of a cockroach --
46
131722
2647
Нам понадобится лапка таракана —
02:14
don't worry, they'll grow back --
47
134393
1583
не волнуйтесь, они отрастут —
02:16
then we're going to put two pins in there.
48
136000
2317
и мы вставим две иголки прямо сюда.
02:18
These are metal pins.
49
138341
1024
Иголки металлические.
02:19
One will pick up this electronic message,
this electric message is going by.
this electric message is going by.
50
139389
3631
Они будут принимать электронные сообщения.
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
Теперь сделаем операцию.
Не знаю, хорошо ли вам видно.
Не знаю, хорошо ли вам видно.
02:28
Yeah, it's gross ...
52
148635
1403
Ага, мерзко...
02:32
All right. So there we go.
53
152460
2420
Итак.
02:35
You guys can see his leg right there.
54
155880
1793
Вы видите эту лапку.
02:37
Now I'm going to take this leg,
55
157697
1500
Теперь я положу её
02:39
I'm going to put it in this invention
that we came up with
that we came up with
56
159221
2716
на устройство, которое мы изобрели
02:41
called the Spikerbox --
57
161961
1118
и назвали «Спайкербокс».
02:43
and this replaces lots of expensive
equipment in a research lab,
equipment in a research lab,
58
163103
3506
Оно заменяет дорогое
оборудование лабораторий,
оборудование лабораторий,
02:46
so you guys can do this
in your own high schools,
in your own high schools,
59
166633
3176
так что вы можете делать
то же самое в школах
то же самое в школах
02:49
or in your own basements if it's me.
60
169833
2254
или в гараже, если вы как я.
02:53
(Audience: Laughter)
61
173418
1333
(Смех)
02:55
So, there.
62
175552
1723
Вот так.
02:59
Can you guys see that?
63
179973
1361
Вам видно?
03:01
Alright, so I'm going to go ahead
and turn this on.
and turn this on.
64
181358
2752
Тогда я включаю.
03:06
I'm going to plug it in.
65
186833
1143
Подсоединяю.
03:08
(Tuning sound)
66
188000
1001
(Шум)
03:09
To me, this is the most beautiful
sound in the world.
sound in the world.
67
189025
2563
Я считаю, это самый прекрасный
звук в мире.
звук в мире.
03:11
This is what your brain
is doing right now.
is doing right now.
68
191612
2008
То, что делает ваш мозг прямо сейчас.
03:13
You have 100 billion cells
making these raindrop-type noises.
making these raindrop-type noises.
69
193644
2932
У вас 100 миллиардов клеток,
создающих этот шум.
создающих этот шум.
03:16
Let's take a look at what it looks like,
70
196600
1985
Давайте теперь взглянем, что это такое.
03:18
let's pull it up on the iPad screen.
71
198609
1799
Выведем картинку на айпад.
03:20
I plugged my iPad into here as well.
72
200432
1729
Я подсоединил свой айпад.
03:22
So remember we said
the axon looks like a spike.
the axon looks like a spike.
73
202185
2244
Помните, мы говорили,
что аксон похож на шип.
что аксон похож на шип.
03:24
So we're going to take a look
74
204453
1417
Понаблюдаем,
03:25
at what one of them
looks like in just a brief second.
looks like in just a brief second.
75
205894
2642
как выглядит один такой спайк
в долю секунды.
в долю секунды.
03:28
We're going to tap here,
76
208560
1226
Сейчас я нажму,
03:29
so we can sort of average this guy.
77
209810
1705
чтобы мы смогли увидеть один шип.
03:31
So there we see it.
That's an action potential.
That's an action potential.
78
211539
2437
Вот он — потенциал действия.
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
Ваши 100 миллиардов клеток мозга
делают сейчас то же самое,
делают сейчас то же самое,
03:37
sending all this information back
about what you're seeing, hearing.
about what you're seeing, hearing.
80
217072
3244
посылают информацию о том,
что вы видите и слышите.
что вы видите и слышите.
03:40
We also said this is a cell
81
220340
1301
Мы говорили, что эта клетка
03:41
that's going to be taking up information
about vibrations in the wind.
about vibrations in the wind.
82
221665
3311
реагирует на вибрации воздуха.
03:45
So what if we do an experiment?
83
225000
1715
Давайте проведём опыт.
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
Можно подуть на лапку и послушать,
есть ли изменения.
есть ли изменения.
03:49
Are you guys going to be ready?
85
229470
1482
Готовы?
03:50
If I blow on it you tell me
if you hear anything.
if you hear anything.
86
230976
2295
Я подую, а вы скажи́те, что слышите.
03:53
(Blowing)
87
233295
1068
(Дует)
03:55
(Sound changes)
88
235007
1476
(Звук меняется)
03:57
Let me just touch this
with a little pen here.
with a little pen here.
89
237000
2413
Сейчас я потрогаю лапку ручкой.
03:59
(Noise)
90
239437
1149
(Шум)
04:02
That was the neural firing rate.
91
242761
1572
Это частота спайкового разряда.
04:04
That actually took a while
in neuroscience to understand this.
in neuroscience to understand this.
92
244357
2977
Нейробиологи долго ломали над этим голову.
04:07
This is called rate coding:
93
247358
1293
Это частотное кодирование:
04:08
the harder you press on something,
the more spikes there are,
the more spikes there are,
94
248675
2967
чем сильнее мы давим на что-то,
тем больше спайков,
тем больше спайков,
04:11
and all that information
is coming up to your brain.
is coming up to your brain.
95
251666
2431
а вся информация поступает в мозг.
04:14
That's how you perceive things.
96
254121
1482
Так происходит восприятие.
04:15
So that's one way of doing
an experiment with electricity.
an experiment with electricity.
97
255627
2722
Это один из способов проведения
опыта с электричеством.
опыта с электричеством.
04:18
The other way is that your brain is not
only taking in electrical impulses,
only taking in electrical impulses,
98
258373
4521
Но мозг не только получает
электрические импульсы,
электрические импульсы,
04:22
you're also sending out.
99
262918
1153
он их так же посылает.
04:24
That's how you move your muscles around.
100
264095
1949
Вот почему мы можем двигаться.
04:26
Let's see what happens if I've plugged in
something that's electric
something that's electric
101
266068
3160
Посмотрим, что произойдёт,
если подключить что-то электрическое
если подключить что-то электрическое
04:29
into the cockroach leg here.
102
269252
1724
к лапке нашего таракана.
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
Я подсоединю две иголки к таракану.
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
Другой конец я подсоединю к айподу.
04:38
It's my iPhone actually.
105
278284
1453
То есть айфону.
04:39
Do you guys know how your earbuds
work in your ears?
work in your ears?
106
279761
3111
Знаете ли вы, как работают
наушники в ваших ушах?
наушники в ваших ушах?
04:42
You have a battery
in your phone, or iPod, right?
in your phone, or iPod, right?
107
282896
2307
В телефоне или айфоне есть батарейка, так?
04:45
It's sending electrical current
into these magnets in your earbuds
into these magnets in your earbuds
108
285227
3103
Она посылает электрический сигнал
на магниты в наушниках,
на магниты в наушниках,
04:48
which shake back and forth
and allow you to hear things.
and allow you to hear things.
109
288354
2622
а магниты трясутся и производят звук,
который мы слышим.
который мы слышим.
04:51
But that current's the same currency
that our brain uses,
that our brain uses,
110
291000
2976
Этот ток тот же, что использует наш мозг,
04:54
so we can send that to our cockroach leg
111
294000
1956
так что можно направить его на лапку —
04:55
and hopefully if this works,
112
295980
1335
надеюсь, что это сработает.
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
И мы увидим, что происходит,
если направить музыку в таракана.
если направить музыку в таракана.
05:00
Let's take a look.
114
300705
1122
Посмотрим.
05:03
(Music beat)
115
303523
2406
(Играет музыка)
05:05
Can we turn it up? There we go.
116
305953
1491
Можно прибавить громкость? Вот.
05:07
(Audience reacts and gasps)
117
307468
2508
(Аудитория ахает)
05:10
GG: So what's happening?
118
310000
1730
ГГ: Итак, что происходит?
05:11
Audience: Wow!
119
311754
1246
Аудитория: Ого!
05:13
(Laughter)
120
313024
1086
(Смех)
05:14
So you see what's moving.
It's moving on the bass.
It's moving on the bass.
121
314134
2842
Вы видите, что она движется под музыку.
05:17
All those audiophiles out there,
122
317000
2168
Меломаны,
05:19
if you have awesome, kicking car stereos,
123
319192
2127
у которых есть отличные стереосистемы,
05:21
you know, the bass speakers
are the biggest speakers.
are the biggest speakers.
124
321343
2594
знают, что колонки с басами
в них самые большие.
в них самые большие.
05:23
The biggest speakers
have the longest waves,
have the longest waves,
125
323961
2086
Наибольший динамик
создаёт самые длинные волны,
создаёт самые длинные волны,
05:26
which have the most current,
126
326071
1341
колебания в них больше,
05:27
and the current is what's causing
these things to move.
these things to move.
127
327436
2587
а это заставляет двигаться колонки.
05:30
So it's not just speakers
that are causing electricity.
that are causing electricity.
128
330047
3629
Но не только динамики
создают электричество.
создают электричество.
05:33
Microphones also cause electricity.
129
333700
1890
Микрофоны тоже это делают.
05:35
(Beat)
130
335614
1072
(Ритм)
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
Так что я приглашу другого
человека на сцену
человека на сцену
05:40
to help me out with this.
132
340407
1208
помочь мне.
05:41
So there we go.
133
341639
1124
Вот.
05:42
(Beatboxing)
134
342787
2119
(Звук битбокса)
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
Впервые в истории человечества!
05:50
Human beatbox to a cockroach leg.
136
350453
2523
Человек исполняет битбокс лапке таракана.
05:53
When you guys go back to your high school,
think about neuroscience
think about neuroscience
137
353000
3474
Когда вы вернётесь в школу,
вспомните о нейробиологии
вспомните о нейробиологии
05:56
and how you guys can begin
the neuro-revolution.
the neuro-revolution.
138
356498
2478
и что вы можете стать
у истоков нейрореволюции.
у истоков нейрореволюции.
05:59
Thank you very much. Bye bye.
139
359000
1701
Спасибо большое. Пока.
06:00
(Applause)
140
360725
1000
(Аплодисменты)
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