ABOUT THE SPEAKER
Nancy Kanwisher - Brain researcher
Using fMRI imaging to watch the human brain at work, Nancy Kanwisher’s team has discovered cortical regions responsible for some surprisingly specific elements of cognition.

Why you should listen

Does the brain use specialized processors to solve complex problems, or does it rely instead on more general-purpose systems?

This question has been at the crux of brain research for centuries. MIT researcher Nancy Kanwisher seeks to answer this question by discovering a “parts list” for the human mind and brain. "Understanding the nature of the human mind," she says, "is arguably the greatest intellectual quest of all time."

Kanwisher and her colleagues have used fMRI to identify distinct sites in the brain for face recognition, knowing where you are, and thinking about other people’s thoughts. Yet these discoveries are a prelude to bigger questions: How do these brain regions develop and function? What are the actual computations that go on in each region, and how are these computations implemented in circuits of neurons? And how do these work together to produce human intelligence?

To learn more, see Kanwisher's collection of short talks on how scientists actually study the human mind and brain and what they have learned so far.

More profile about the speaker
Nancy Kanwisher | Speaker | TED.com
TED2014

Nancy Kanwisher: A neural portrait of the human mind

Nancy Kanwisher: 人类心理的神经元描绘

Filmed:
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大脑成像领域的先锋Nancy Kanwisher 经常使用fMIR 扫描技术来研究大脑区域里的活动(通常是她自己的大脑)。她分享了她看到的和他的同事们学到的:大脑是有高度专门化的组分和功能宽泛的机件共同构成的。令人意想不到的是,还有很多尚待研究。
- Brain researcher
Using fMRI imaging to watch the human brain at work, Nancy Kanwisher’s team has discovered cortical regions responsible for some surprisingly specific elements of cognition. Full bio

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00:12
Today今天 I want to tell you
0
604
1216
今天我想告诉大家一个
00:13
about a project项目 being存在 carried携带的 out
1
1820
1803
由全世界各地科学家一起完成的项目。
00:15
by scientists科学家们 all over the world世界
2
3623
2687
这个项目希望用神经系统图景
00:18
to paint涂料 a neural神经 portrait肖像 of the human人的 mind心神.
3
6310
3288
来描绘人类思想。
00:21
And the central中央 idea理念 of this work
4
9598
2172
这一项目的中心论点,
00:23
is that the human人的 mind心神 and brain
5
11770
1858
就是人类的思想和大脑
00:25
is not a single, general-purpose一般用途 processor处理器,
6
13628
2857
不是一个独立、普通的处理器,
00:28
but a collection采集 of highly高度 specialized专门 components组件,
7
16485
3442
而是一个许多高度专业化的组分的集合。
00:31
each solving a different不同 specific具体 problem问题,
8
19927
2983
其中的每一个组分都专门处理不同的问题,
00:34
and yet然而 collectively making制造 up
9
22910
2336
最终这些组分合在一起,
00:37
who we are as human人的 beings众生 and thinkers思想家.
10
25246
4356
成就了我们人类,思考者们。
00:41
To give you a feel for this idea理念,
11
29602
1476
为了让你们更好地感受这一理论,
00:43
imagine想像 the following以下 scenario脚本:
12
31078
2664
请想象一下接下来的场景:
00:45
You walk步行 into your child's孩子的 day care关心 center中央.
13
33742
2196
你走进了你孩子的托管中心。
00:47
As usual通常, there's a dozen kids孩子 there
14
35938
2237
像往常一样,那里有许多的孩子
00:50
waiting等候 to get picked采摘的 up,
15
38175
1591
等待着被家长接走。
00:51
but this time,
16
39766
1632
但是在这时,
00:53
the children's儿童 faces面孔 look weirdly古怪 similar类似,
17
41398
2985
这些孩子们的脸庞看起来奇怪地相似,
00:56
and you can't figure数字 out which哪一个 child儿童 is yours你的.
18
44383
2808
你无法分辨出哪一个才是你的孩子。
00:59
Do you need new glasses眼镜?
19
47191
1749
你是需要一副新眼镜吗?
01:00
Are you losing失去 your mind心神?
20
48940
1908
你是精神错乱了吗?
01:02
You run through通过 a quick mental心理 checklist清单.
21
50848
2452
你的脑海中快速地过了一遍自己的精神状况清单
01:05
No, you seem似乎 to be thinking思维 clearly明确地,
22
53300
1894
不,你看起来脑子很清楚,
01:07
and your vision视力 is perfectly完美 sharp尖锐.
23
55194
2391
你的视力也十分锐利。
01:09
And everything looks容貌 normal正常
24
57585
1789
所有事都看起来非常正常,
01:11
except the children's儿童 faces面孔.
25
59374
2162
除了那些孩子们的脸。
01:13
You can see the faces面孔,
26
61536
1786
你看着这些脸庞,
01:15
but they don't look distinctive独特,
27
63322
1708
可它们竟没什么差别,
01:17
and none没有 of them looks容貌 familiar,
28
65030
1858
而且没有一张看起来熟悉。
01:18
and it's only by spotting斑点 an orange橙子 hair头发 ribbon色带
29
66888
2498
你只是因为发现了一只橘色发带,
01:21
that you find your daughter女儿.
30
69386
1896
才得以找到你的女儿。
01:23
This sudden突然 loss失利 of the ability能力 to recognize认识 faces面孔
31
71282
3425
这种对于认脸能力的突然缺失,
01:26
actually其实 happens发生 to people.
32
74707
1546
经常在人们身上发生。
01:28
It's called prosopagnosia面容失认症,
33
76253
2054
这种现象叫做面容失认症,
01:30
and it results结果 from damage损伤
34
78307
1181
它是由脑部一个特定部分损伤
01:31
to a particular特定 part部分 of the brain.
35
79488
2126
而引起的。
01:33
The striking引人注目 thing about it
36
81614
1500
这种现象最显著的特征就是,
01:35
is that only face面对 recognition承认 is impaired受损;
37
83114
2595
只有认脸的能力被损害了,
01:37
everything else其他 is just fine.
38
85709
2439
其他的一切都看起来很正常。
01:40
Prosopagnosia面容失认症 is one of many许多 surprisingly出奇 specific具体
39
88148
3868
面容失认证是许多很特别的
01:44
mental心理 deficits赤字 that can happen发生 after brain damage损伤.
40
92016
4535
脑部损伤产生的精神缺陷的其中一种。
01:48
These syndromes综合征 collectively
41
96551
1363
这些症状一起
01:49
have suggested建议 for a long time
42
97914
2239
在很早之前就显示出
01:52
that the mind心神 is divvied瓜分 up into distinct不同 components组件,
43
100153
3768
人的头脑是被均分成了不同的组分的。
01:55
but the effort功夫 to discover发现 those components组件
44
103921
2385
但是研究这些组分的努力,
01:58
has jumped跳下 to warp speed速度
45
106306
1614
却因为大脑成像技术,
01:59
with the invention发明 of brain imaging成像 technology技术,
46
107920
2582
特别是MRI技术的发明
02:02
especially特别 MRIMRI.
47
110502
3048
而快速发展,进展迅猛。
02:05
So MRIMRI enables使 you to see internal内部 anatomy解剖学
48
113550
3240
所以MRI让你能够很清晰地
02:08
at high resolution解析度,
49
116790
1586
看到内在的结构。
02:10
so I'm going to show显示 you in a second第二
50
118376
1430
我接下来会给你们看看
02:11
a set of MRIMRI cross-sectional横截面 images图片
51
119806
3352
一系列常见物体的
02:15
through通过 a familiar object目的,
52
123158
1618
MRI跨区域影像。
02:16
and we're going to fly through通过 them
53
124776
875
我们将快速地翻动图片,
02:17
and you're going to try to figure数字 out what the object目的 is.
54
125651
2473
让你们试着猜猜那些是什么物体。
02:20
Here we go.
55
128124
2111
接下来开始了。
02:24
It's not that easy简单. It's an artichoke朝鲜蓟.
56
132241
1889
这个不太容易。这是一朵菊芋。
02:26
Okay, let's try another另一个 one,
57
134130
1630
试试另外一个。
02:27
starting开始 from the bottom底部 and going through通过 the top最佳.
58
135760
2596
从底部开始向顶部移动。
02:32
Broccoli西兰花! It's a head of broccoli西兰花.
59
140812
1151
花椰菜!这一一朵花椰菜的顶部。
02:33
Isn't it beautiful美丽? I love that.
60
141963
1664
它很漂亮,不是吗?我很喜欢。
02:35
Okay, here's这里的 another另一个 one. It's a brain, of course课程.
61
143627
2757
这里还有一个。当然,这是大脑。
02:38
In fact事实, it's my brain.
62
146384
1586
实际上,这是我的大脑。
02:39
We're going through通过 slices through通过 my head like that.
63
147970
1733
我们在一部分一部分看透我的大脑。
02:41
That's my nose鼻子 over on the right, and now
64
149703
1758
刚才右边的是我的鼻子,
02:43
we're going over here, right there.
65
151461
3409
现在我们已经到了这里,就是这里。
02:46
So this picture's图片 nice不错, if I do say so myself,
66
154870
4601
要我说,这张照片挺好,
02:51
but it shows节目 only anatomy解剖学.
67
159471
1912
可是它只展示了内部构造。
02:53
The really cool advance提前 with functional实用 imaging成像
68
161383
2520
功能性影像最酷的进步在于
02:55
happened发生 when scientists科学家们 figured想通 out how to make
69
163903
1572
科学家找到制作出
02:57
pictures图片 that show显示 not just anatomy解剖学 but activity活动,
70
165475
3395
不仅展示构造,更展示内部活动的图片。
03:00
that is, where neurons神经元 are firing射击.
71
168870
2435
也就是神经元的活动。
03:03
So here's这里的 how this works作品.
72
171305
1516
那么接下来是这项技术的原理。
03:04
Brains are like muscles肌肉.
73
172821
1117
大脑就像肌肉,
03:05
When they get active活性,
74
173938
1563
当大脑变得活跃时,
03:07
they need increased增加 blood血液 flow to supply供应 that activity活动,
75
175501
2974
他们需要更多的血液来支撑这样的活动。
03:10
and lucky幸运 for us, blood血液 flow
control控制 to the brain is local本地,
76
178475
3568
正好,控制大脑的血液就存在与大脑中。
03:14
so if a bunch of neurons神经元, say, right there
77
182043
2162
所以比如说这儿的一些神经元
03:16
get active活性 and start开始 firing射击,
78
184205
1500
变得活跃,开始传输信号,
03:17
then blood血液 flow increases增加 just right there.
79
185705
2725
接下来这儿的血液流量就会增加。
03:20
So functional实用 MRIMRI picks精选 up
on that blood血液 flow increase增加,
80
188430
3721
所以功能性MRI专门探测血流量的增加,
03:24
producing生产 a higher更高 MRIMRI response响应
81
192151
2033
当神经活动增强时,
03:26
where neural神经 activity活动 goes up.
82
194184
2926
就产生更高的MRI回应。
03:29
So to give you a concrete具体 feel
83
197110
1700
为了让你们更直观的感受
03:30
for how a functional实用 MRIMRI experiment实验 goes
84
198810
2485
功能性MRI实验如何运作,
03:33
and what you can learn学习 from it
85
201295
1439
还有你们能从中学到什么,学不到什么,
03:34
and what you can't,
86
202734
1384
让我给你们讲一讲我做过的第一个研究。
03:36
let me describe描述 one of the first studies学习 I ever did.
87
204118
3442
我们想要弄清楚大脑中到底有没有
03:39
We wanted to know if there was a special特别
part部分 of the brain for recognizing认识 faces面孔,
88
207560
4138
一个特定的部分帮助人们分辨脸庞。
03:43
and there was already已经 reason原因 to
think there might威力 be such这样 a thing
89
211698
3072
基于我先前提到的面容失认症的现象,
03:46
based基于 on this phenomenon现象 of prosopagnosia面容失认症
90
214770
1720
我们有理由相信,
03:48
that I described描述 a moment时刻 ago,
91
216490
2123
大脑中这样的部位确实存在。
03:50
but nobody没有人 had ever seen看到 that part部分 of the brain
92
218613
2278
但是没有人在常人的大脑中
03:52
in a normal正常 person,
93
220891
1919
看见过这个部位。
03:54
so we set out to look for it.
94
222810
2056
所以我们开始寻找那个部位。
03:56
So I was the first subject学科.
95
224866
1951
我是第一个实验对象。
03:58
I went into the scanner扫描器, I lay铺设 on my back,
96
226817
2212
我走进扫描仪,平躺下。
04:01
I held保持 my head as still as I could
97
229029
2583
我尽量让我的头保持静止
04:03
while staring凝视 at pictures图片 of faces面孔 like these
98
231612
5017
看着像这些照片上的脸庞,
04:08
and objects对象 like these
99
236629
2131
和像这些照片上的物体。
04:10
and faces面孔 and objects对象 for hours小时.
100
238760
5165
人脸,物体,重复了几个小时。
04:15
So as somebody who has
pretty漂亮 close to the world世界 record记录
101
243925
2772
作为一个已经接近
04:18
of total number of hours小时 spent花费 inside an MRIMRI scanner扫描器,
102
246697
3543
在MRI扫描仪内待的时间的世界纪录的人
04:22
I can tell you that one of the skills技能
103
250240
1432
我能告诉你,MRI研究中其中一个
04:23
that's really important重要 for MRIMRI research研究
104
251672
2663
重要的技巧就是
04:26
is bladder膀胱 control控制.
105
254335
1778
憋尿的本领。
04:28
(Laughter笑声)
106
256113
1802
(笑声)
04:29
When I got out of the scanner扫描器,
107
257915
1537
我走出扫描仪后,
04:31
I did a quick analysis分析 of the data数据,
108
259452
2316
我快速分析了那些数据,
04:33
looking for any parts部分 of my brain
109
261768
1503
寻找有没有任何大脑的部分
04:35
that produced生成 a higher更高 response响应
when I was looking at faces面孔
110
263271
2806
在我看人脸时产生了比我看物体时
04:38
than when I was looking at objects对象,
111
266077
1870
更高的反应。
04:39
and here's这里的 what I saw.
112
267947
2171
这是我看到的数据。
04:42
Now this image图片 looks容貌 just awful可怕 by today's今天的 standards标准,
113
270118
3656
这些图像以今天的标准来看很糟,
04:45
but at the time I thought it was beautiful美丽.
114
273774
2808
但在当时我看来,它很漂亮。
04:48
What it shows节目 is that region地区 right there,
115
276582
1950
它展示了这里的一块区域,
04:50
that little blobBLOB,
116
278532
1283
这里的一小团。
04:51
it's about the size尺寸 of an olive橄榄
117
279815
1747
大概和一颗橄榄差不多大。
04:53
and it's on the bottom底部 surface表面 of my brain
118
281562
2156
这部分在我大脑的底层,
04:55
about an inch英寸 straight直行 in from right there.
119
283718
3206
大概从这里向里一英寸。
04:58
And what that part部分 of my brain is doing
120
286924
2790
当我看到人脸的时候
05:01
is producing生产 a higher更高 MRIMRI response响应,
121
289714
2920
我的大脑的这一部分
05:04
that is, higher更高 neural神经 activity活动,
122
292634
1748
比我看到物体的时候
05:06
when I was looking at faces面孔
123
294382
1482
产生了更高的MRI反应,
05:07
than when I was looking at objects对象.
124
295864
2266
也就是更高的神经活动。
05:10
So that's pretty漂亮 cool,
125
298130
1360
这个结果令人振奋,
05:11
but how do we know this isn't a fluke吸虫?
126
299490
2318
但我们怎么能知道这是不是偶然呢?
05:13
Well, the easiest最简单的 way
127
301808
1420
当然,最简单的方法,
05:15
is to just do the experiment实验 again.
128
303228
2114
就是重复做这个实验。
05:17
So I got back in the scanner扫描器,
129
305342
1639
所以我回到了扫描仪里。
05:18
I looked看着 at more faces面孔 and I looked看着 at more objects对象
130
306981
2431
我盯着更多的人脸和更多的物体,
05:21
and I got a similar类似 blobBLOB,
131
309412
2189
也得到了相似的结果。
05:23
and then I did it again
132
311601
1895
我又重复,
05:25
and I did it again
133
313496
1855
又重复
05:27
and again and again,
134
315351
3072
重复再重复。
05:30
and around about then
135
318423
1047
直到那时,
05:31
I decided决定 to believe it was for real真实.
136
319470
2941
我才决定相信,实验结果是正确的。
05:34
But still, maybe this is
something weird奇怪的 about my brain
137
322411
3753
但是,仍然有可是事我的大脑有些不同寻常。
05:38
and no one else其他 has one of these things in there,
138
326164
2462
有可能其他人都没有我那种问题。
05:40
so to find out, we scanned扫描 a bunch of other people
139
328626
2455
为了证实实验结果,我们又扫描了其他很多人的大脑。
05:43
and found发现 that pretty漂亮 much everyone大家
140
331081
2446
最后发现几乎每个人的大脑里,
05:45
has that little face-processing面处理 region地区
141
333527
2006
在相似的位置上,
05:47
in a similar类似 neighborhood邻里 of the brain.
142
335533
2893
都有那一小块识别人脸的区域。
05:50
So the next下一个 question was,
143
338426
1888
那么下一个问题来了,
05:52
what does this thing really do?
144
340314
1474
这个区域到底做些什么?
05:53
Is it really specialized专门 just for face面对 recognition承认?
145
341788
3932
它是专门只用来识别人脸吗?
05:57
Well, maybe not, right?
146
345720
1240
或许有可能不是这样的。
05:58
Maybe it responds响应 not only to faces面孔
147
346960
1802
也许它不仅仅对人脸有反应,
06:00
but to any body身体 part部分.
148
348762
2109
也会对任何的人体部位有反应。
06:02
Maybe it responds响应 to anything human人的
149
350871
2369
也许它会对任何与人类相关的
06:05
or anything alive
150
353240
1780
或者任何生物
06:07
or anything round回合.
151
355020
1656
或者任何圆形的东西起反应。
06:08
The only way to be really sure that that region地区
152
356676
2154
为了确定那块小区域
06:10
is specialized专门 for face面对 recognition承认
153
358830
2417
是专门用来识别人脸的,
06:13
is to rule规则 out all of those hypotheses假设.
154
361247
2643
必须排除掉刚才提到的所有假设。
06:15
So we spent花费 much of the next下一个 couple一对 of years年份
155
363890
2830
所以我们花了接下来的好几年,
06:18
scanning扫描 subjects主题 while they looked看着 at lots
156
366720
1647
在实验对象看着许多不同种类图像时
06:20
of different不同 kinds of images图片,
157
368367
1606
扫描他们的大脑。
06:21
and we showed显示 that that part部分 of the brain
158
369973
1957
我们证明了大脑的那一区域
06:23
responds响应 strongly非常 when you look at
159
371930
1950
在你看着任何种类的脸的任何图像时
06:25
any images图片 that are faces面孔 of any kind,
160
373880
3453
会起强烈的反应。
06:29
and it responds响应 much less strongly非常
161
377333
1913
当你看的是非脸庞的图像时,
06:31
to any image图片 you show显示 that isn't a face面对,
162
379246
3149
那块区域的反应会弱很多
06:34
like some of these.
163
382395
1305
就像这些图像。
06:35
So have we finally最后 nailed the case案件
164
383700
2239
那么我们是不是已经确定
06:37
that this region地区 is necessary必要 for face面对 recognition承认?
165
385939
3240
脸庞识别必须依靠这一区域了呢?
06:41
No, we haven't没有.
166
389179
1323
不,我们没有。
06:42
Brain imaging成像 can never tell you
167
390502
1951
大脑图像永远不能告诉你
06:44
if a region地区 is necessary必要 for anything.
168
392453
2440
任何东西是否依靠一块区域。
06:46
All you can do with brain imaging成像
169
394893
1440
大脑图像能让你做的
06:48
is watch regions地区 turn on and off
170
396333
2048
只有看着当人们想着不同东西时,
06:50
as people think different不同 thoughts思念.
171
398381
1968
他们大脑各个区域变得活跃或不活跃。
06:52
To tell if a part部分 of the brain is
necessary必要 for a mental心理 function功能,
172
400349
3611
为了确定大脑的一部分是否对于精神功能至关重要,
06:55
you need to mess食堂 with it and see what happens发生,
173
403960
2509
你需要干扰那一部分的功能,看看会发生什么。
06:58
and normally一般 we don't get to do that.
174
406469
2275
一般我们无法那样做。
07:00
But an amazing惊人 opportunity机会 came来了 about
175
408744
2584
但是,一个绝好的机会出现了。
07:03
very recently最近 when a couple一对 of colleagues同事 of mine
176
411328
2464
最近我的一些同事
07:05
tested测试 this man who has epilepsy癫痫
177
413792
3071
测试了这个在病床上躺着的
07:08
and who is shown显示 here in his hospital醫院 bed
178
416863
2682
患有癫痫的男人。
07:11
where he's just had electrodes电极 placed放置
179
419545
1367
在他大脑的表层
07:12
on the surface表面 of his brain
180
420912
2071
刚刚被装上了电极,
07:14
to identify鉴定 the source资源 of his seizures癫痫发作.
181
422983
2554
来弄清他癫痫发作的来源。
07:17
So it turned转身 out by total chance机会
182
425537
2533
结果是非常碰巧地,
07:20
that two of the electrodes电极
183
428070
1949
其中两个电极
07:22
happened发生 to be right on top最佳 of his face面对 area.
184
430019
3223
正好在他面部区域的顶端。
07:25
So with the patient's耐心 consent同意,
185
433242
2329
所以经过了患者的同意,
07:27
the doctors医生 asked him what happened发生
186
435571
2587
医生问他,当电极刺激大脑那个区域时,
07:30
when they electrically stimulated刺激
that part部分 of his brain.
187
438158
4166
发生了什么。
07:34
Now, the patient患者 doesn't know
188
442324
1654
那时,患者还不知道
07:35
where those electrodes电极 are,
189
443978
1384
那些电极在哪儿,
07:37
and he's never heard听说 of the face面对 area.
190
445362
2212
他也从未听说过面部区域。
07:39
So let's watch what happens发生.
191
447574
1991
让我们来看看发生了什么。
07:41
It's going to start开始 with a control控制 condition条件
192
449565
1969
一开始,会有一个控制条件。
07:43
that will say "Sham" nearly几乎 invisibly无形
193
451534
2407
当没有电流被输送时
07:45
in red in the lower降低 left,
194
453941
1710
左下角会出现一个几乎看不见的
07:47
when no current当前 is delivered交付,
195
455651
2282
红色字“假装的”。
07:49
and you'll你会 hear the neurologist神经学家 speaking请讲
to the patient患者 first. So let's watch.
196
457933
3815
你会听到神经学家对患者讲话。我们来看看吧。
07:53
(Video视频) Neurologist神经学家: Okay, just look at my face面对
197
461748
2081
(视频)神经学家:好的,看着我的脸。
07:55
and tell me what happens发生 when I do this.
198
463829
3285
当我这样做的时候告诉我发生了些什么。
07:59
All right?
199
467114
934
好吗?
08:00
Patient患者: Okay.
200
468048
2823
患者:好的。
08:02
Neurologist神经学家: One, two, three.
201
470871
4320
神经学家:一,二,三。
08:07
Patient患者: Nothing.
Neurologist神经学家: Nothing? Okay.
202
475191
3015
患者:什么也没有发生
神经学家:什么也没有?好的,我会再做一次。
08:10
I'm going to do it one more time.
203
478206
2407
08:12
Look at my face面对.
204
480613
3194
看着我的脸。
08:15
One, two, three.
205
483807
4500
一,二,三。
08:20
Patient患者: You just turned转身 into somebody else其他.
206
488307
2824
患者:你变成了另外一个人。
08:23
Your face面对 metamorphosed变质.
207
491131
2137
你的脸变形了。
08:25
Your nose鼻子 got saggy下垂, it went to the left.
208
493268
3011
你的鼻子变得松弛,偏向了左边。
08:28
You almost几乎 looked看着 like somebody I'd seen看到 before,
209
496279
3536
你看起来就像一个我以前见过的人,
08:31
but somebody different不同.
210
499815
2634
但其实又不是。
08:34
That was a trip.
211
502449
2072
那是幻觉
08:36
(Laughter笑声)
212
504521
3132
(笑声)
08:39
Nancy南希 KanwisherKanwisher: So this experiment实验
213
507653
1615
Nancy Kanwisher:那么这个实验—
08:41
(Applause掌声) —
214
509268
4223
(掌声)—
08:45
this experiment实验 finally最后 nails钉子 the case案件
215
513491
2682
这个实验最终证实
08:48
that this region地区 of the brain is not only
216
516173
1825
大脑这块区域
08:49
selectively选择 responsive响应 to faces面孔
217
517998
2137
不仅仅有选择性地对脸庞起反应,
08:52
but causally因果 involved参与 in face面对 perception知觉.
218
520135
3045
还因此牵涉到脸的感知。
08:55
So I went through通过 all of these details细节
219
523180
2130
我快速过了一遍有关
08:57
about the face面对 region地区 to show显示 you what it takes
220
525310
2464
面部识别区域的细节来向你们展示
08:59
to really establish建立 that a part部分 of the brain
221
527774
2339
是什么真正证实大脑的一部分
09:02
is selectively选择 involved参与 in a specific具体 mental心理 process处理.
222
530113
3128
有选择地参与了特别的心理过程。
09:05
Next下一个, I'll go through通过 much more quickly很快
223
533241
2159
接下来我会讲得更快一些。
09:07
some of the other specialized专门 regions地区 of the brain
224
535400
2660
我会讲我们和其他人发现的
09:10
that we and others其他 have found发现.
225
538060
2100
其他有专门功能的大脑区域。
09:12
So to do this, I've spent花费 a lot of time
226
540160
2114
过去的一个月里,为了做这件事
09:14
in the scanner扫描器 over the last month
227
542274
1867
我已经在扫描仪里呆了很长时间,
09:16
so I can show显示 you these things in my brain.
228
544141
2261
来给你们看看我大脑里的这些东西。
09:18
So let's get started开始. Here's这里的 my right hemisphere半球.
229
546402
3233
我们开始吧。这是我的右半脑。
09:21
So we're oriented面向 like that.
You're looking at my head this way.
230
549635
2662
我们的方向是这样的。你们在从这个方向看我的大脑。
09:24
Imagine想像 taking服用 the skull头骨 off
231
552297
1093
想象一下把头骨拿走,
09:25
and looking at the surface表面 of the brain like that.
232
553390
2268
像那样看着大脑的皮层。
09:27
Okay, now as you can see,
233
555658
1758
那么,现在如你所见,
09:29
the surface表面 of the brain is all folded折叠 up.
234
557416
1503
大脑的皮层都是有褶皱的。
09:30
So that's not good. Stuff东东 could be hidden in there.
235
558919
1721
这可不太好,可能有东西会藏在里面。
09:32
We want to see the whole整个 thing,
236
560640
1434
我们想看看到完整的图像。
09:34
so let's inflate膨胀 it so we can see the whole整个 thing.
237
562074
3312
那我们就展开它来看到完整的东西吧。
09:37
Next下一个, let's find that face面对 area I've been talking about
238
565386
2829
接下来,我们来找一找一直都在说的那个
09:40
that responds响应 to images图片 like these.
239
568215
2227
对像这些图像有反应的区域吧。
09:42
To see that, let's turn the brain around
240
570442
1519
为了能看见它,我们把大脑转一圈,
09:43
and look on the inside surface表面 on the bottom底部,
241
571961
2019
从底部看大脑的内部表层,
09:45
and there it is, that's my face面对 area.
242
573980
2305
就是这了,这就是我的脸庞识别区域。
09:48
Just to the right of that is another另一个 region地区
243
576285
2707
在它的右边是另一个
09:50
that is shown显示 in purple紫色
244
578992
1638
标示成紫色的区域。
09:52
that responds响应 when you process处理 color颜色 information信息,
245
580630
3072
当你在处理颜色信息时它会有反应。
09:55
and near those regions地区 are other regions地区
246
583702
2691
在这些区域的附近还有其他
09:58
that are involved参与 in perceiving感知 places地方,
247
586393
2363
参与感知地点的区域。
10:00
like right now, I'm seeing眼看
this layout布局 of space空间 around me
248
588756
2838
就像现在,我正在看着我周围的布局,
10:03
and these regions地区 in green绿色 right there
249
591594
1752
在那这些绿色的区域
10:05
are really active活性.
250
593346
1274
非常的活跃。
10:06
There's another另一个 one out on the outside surface表面 again
251
594620
2370
还有一个区域在外部的大脑皮层,
10:08
where there's a couple一对 more face面对 regions地区 as well.
252
596990
2805
这儿也还有几个脸庞识别区域。
10:11
Also in this vicinity附近
253
599795
2345
在这附近
10:14
is a region地区 that's selectively选择 involved参与
254
602140
1645
有一个区域,专门参与
10:15
in processing处理 visual视觉 motion运动,
255
603785
1936
处理可视的物体移动
10:17
like these moving移动 dots here,
256
605721
1504
像这些移动的小点。
10:19
and that's in yellow黄色 at the bottom底部 of the brain,
257
607225
2689
就是这个在大脑底部的黄色部分。
10:21
and near that is a region地区 that responds响应
258
609914
3168
在那附近有一个区域,
10:25
when you look at images图片 of bodies身体 and body身体 parts部分
259
613082
2897
它在你看着身体或身体的部分时会有反应
10:27
like these, and that region地区 is shown显示 in lime青柠 green绿色
260
615979
2745
就是这些在大脑底部
10:30
at the bottom底部 of the brain.
261
618724
2003
标注成酸橙绿色的区域。
10:32
Now all these regions地区 I've shown显示 you so far
262
620727
2632
目前为止我给你们展示的区域
10:35
are involved参与 in specific具体 aspects方面 of visual视觉 perception知觉.
263
623359
4432
都参与了特定视觉感知的处理。
10:39
Do we also have specialized专门 brain regions地区
264
627791
2148
那么我们是否有大脑区域,
10:41
for other senses感官, like hearing听力?
265
629939
2813
专门处理其他感官,比如听感呢?
10:44
Yes, we do. So if we turn the brain around a little bit,
266
632752
3037
是的,我们有。如果我们稍微转转大脑。
10:47
here's这里的 a region地区 in dark黑暗 blue蓝色
267
635789
2401
这有一个深蓝色区域。
10:50
that we reported报道 just a couple一对 of months个月 ago,
268
638190
2346
我们几个月前才报告了它的存在。
10:52
and this region地区 responds响应 strongly非常
269
640536
1634
当你听到像这样的有音高的声音时,
10:54
when you hear sounds声音 with pitch沥青, like these.
270
642170
3429
这个区域会强烈反应。
10:57
(Sirens警报器)
271
645599
2143
(警报)
10:59
(Cello大提琴 music音乐)
272
647742
2081
(大提琴声)
11:01
(Doorbell门铃)
273
649823
1917
(门铃)
11:03
In contrast对比, that same相同 region地区
does not respond响应 strongly非常
274
651740
3608
相比之下,当你听到一些
11:07
when you hear perfectly完美 familiar sounds声音
275
655348
1562
像这些没有音高的熟悉的声音时,
11:08
that don't have a clear明确 pitch沥青, like these.
276
656910
2362
这个区域反应不会那么强烈。
11:11
(Chomping大嚼)
277
659272
2469
(咀嚼声)
11:13
(Drum roll)
278
661741
2200
(鼓声)
11:15
(Toilet厕所 flushing冲洗)
279
663941
2767
(马桶水声)
11:18
Okay. Next下一个 to the pitch沥青 region地区
280
666708
2498
好的。在这个区域旁边
11:21
is another另一个 set of regions地区 that
are selectively选择 responsive响应
281
669206
2474
是另一堆专门对
11:23
when you hear the sounds声音 of speech言语.
282
671680
2765
说话声起反应的区域。
11:26
Okay, now let's look at these same相同 regions地区.
283
674445
1840
现在我们来看一看这些一样的区域。
11:28
In my left hemisphere半球, there's a similar类似 arrangement安排
284
676285
2468
在我的左半脑,有相似的排列——
11:30
not identical相同, but similar类似
285
678753
1473
不是完全一样,但是很相似——
11:32
and most of the same相同 regions地区 are in here,
286
680226
2209
大多数区域,尽管有时大小不同,
11:34
albeit尽管 sometimes有时 different不同 in size尺寸.
287
682435
2002
都排列在这里。
11:36
Now, everything I've shown显示 you so far
288
684437
2014
目前为止我给你们展示的东西
11:38
are regions地区 that are involved参与 in
different不同 aspects方面 of perception知觉,
289
686451
3026
都是参与了不同感官,视觉和听觉,
11:41
vision视力 and hearing听力.
290
689477
1833
处理的区域。
11:43
Do we also have specialized专门 brain regions地区
291
691310
1660
那我们还有没有专门处理
11:44
for really fancy幻想, complicated复杂 mental心理 processes流程?
292
692970
3435
很复杂的心理活动的区域呢?
11:48
Yes, we do.
293
696405
1429
是的,我们有。
11:49
So here in pink are my language语言 regions地区.
294
697834
3389
这个粉色区域是我的语言区。
11:53
So it's been known已知 for a very long time
295
701223
1428
很早,人们就知道
11:54
that that general一般 vicinity附近 of the brain
296
702651
2035
大脑中的这一片区域
11:56
is involved参与 in processing处理 language语言,
297
704686
2193
参与了语言的处理,
11:58
but we showed显示 very recently最近
298
706879
1732
但是我们最近才证实
12:00
that these pink regions地区
299
708611
1710
这些粉色区域
12:02
respond响应 extremely非常 selectively选择.
300
710321
2205
极有选择性地起反应。
12:04
They respond响应 when you understand理解
the meaning含义 of a sentence句子,
301
712526
2812
它们在你理解一句话的意思时起反应,
12:07
but not when you do other complex复杂 mental心理 things,
302
715338
2838
却不在你做其他复杂心理活动起反应,
12:10
like mental心理 arithmetic算术
303
718176
2179
比如说心算,
12:12
or holding保持 information信息 in memory记忆
304
720355
2396
或者试着记住一条信息,
12:14
or appreciating欣赏 the complex复杂 structure结构体
305
722751
2655
或者在欣赏一段音乐的
12:17
in a piece of music音乐.
306
725406
2284
复杂结构。
12:21
The most amazing惊人 region地区 that's been found发现 yet然而
307
729664
2889
迄今为止发现的最神奇的区域
12:24
is this one right here in turquoise绿松石.
308
732553
3307
是这一片青绿色的部分。
12:27
This region地区 responds响应
309
735860
2190
这片区域在你思考别人在思考什么的时候
12:30
when you think about what another另一个 person is thinking思维.
310
738050
4268
会有反应。
12:34
So that may可能 seem似乎 crazy,
311
742318
1644
这可能看起来很疯狂,
12:35
but actually其实, we humans人类 do this all the time.
312
743962
3868
但事实上,我们人类一直都在做这样的事。
12:39
You're doing this when you realize实现
313
747830
2193
当你意识到
12:42
that your partner伙伴 is going to be worried担心
314
750023
1631
如果你不打电话回家
12:43
if you don't call home to say you're running赛跑 late晚了.
315
751654
2507
说你会跑步跑很晚,你的同伴会担心时
你的大脑在这样做。
12:46
I'm doing this with that region地区 of my brain right now
316
754161
3469
我现在就在用这块区域这样做。
12:49
when I realize实现 that you guys
317
757630
2281
我在想你们在座各位
12:51
are probably大概 now wondering想知道 about
318
759911
1598
可能会琢磨
12:53
all that gray灰色, uncharted未知 territory领土 in the brain,
319
761509
2547
剩下的那块灰色的没标识的区域
12:56
and what's up with that?
320
764056
1964
到底是起什么作用的?
12:58
Well, I'm wondering想知道 about that too,
321
766020
1685
我也在琢磨这个问题。
12:59
and we're running赛跑 a bunch of
experiments实验 in my lab实验室 right now
322
767705
2395
我们现在在实验室里做大量的实验
13:02
to try to find a number of other
323
770100
2013
来试着寻找其他
13:04
possible可能 specializations in the brain
324
772113
2032
大脑可能存在的有特殊功能的
13:06
for other very specific具体 mental心理 functions功能.
325
774145
3368
高度专门化区域。
13:09
But importantly重要的, I don't think we have
326
777513
2621
但是很重要的一点是,我不认为我们的大脑
13:12
specializations in the brain
327
780134
1564
对每一个重要的功能
13:13
for every一切 important重要 mental心理 function功能,
328
781698
2746
甚至是关乎生存的功能
13:16
even mental心理 functions功能 that may可能 be critical危急 for survival生存.
329
784444
3409
都有专门处理的区域。
13:19
In fact事实, a few少数 years年份 ago,
330
787853
2102
事实上,几年前,
13:21
there was a scientist科学家 in my lab实验室
331
789955
1117
有一位在我实验室的科学家,
13:23
who became成为 quite相当 convinced相信
332
791072
1409
非常确信地说
13:24
that he'd他会 found发现 a brain region地区
333
792481
1749
他发现了一块大脑区域
13:26
for detecting检测 food餐饮,
334
794230
1912
专门用来识别食物。
13:28
and it responded回应 really strongly非常 in the scanner扫描器
335
796142
1918
在扫描仪里当人们看见这些图像时
13:30
when people looked看着 at images图片 like this.
336
798060
2728
这块区域会强烈反应。
13:32
And further进一步, he found发现 a similar类似 response响应
337
800788
2912
此外,他还在12个对象的10个中的大脑中
13:35
in more or less the same相同 location位置
338
803700
1939
几乎同样的区域
13:37
in 10 out of 12 subjects主题.
339
805639
2001
发现了相同的反应。
13:39
So he was pretty漂亮 stoked火上浇油,
340
807640
2294
他兴奋得不得了
13:41
and he was running赛跑 around the lab实验室
341
809934
1260
在实验室里跑跑跳跳
13:43
telling告诉 everyone大家 that he was going to go on "Oprah奥普拉"
342
811194
2002
告诉每一个人他就要带着他的研究成果
13:45
with his big discovery发现.
343
813196
2018
上奥普拉的脱口秀了。
13:47
But then he devised设计 the critical危急 test测试:
344
815214
3022
但接下来他做了一个修正实验:
13:50
He showed显示 subjects主题 images图片 of food餐饮 like this
345
818236
3183
他给实验对象展示了像这样的食物图片,
13:53
and compared相比 them to images图片 with very similar类似
346
821419
2741
并用了一些在形状和颜色上相似
13:56
color颜色 and shape形状, but that weren't food餐饮, like these.
347
824160
3810
但不是食物的图片做对比。
13:59
And his region地区 responded回应 the same相同
348
827970
2131
结果是那片区域对于两套图片的
14:02
to both sets of images图片.
349
830101
1949
反应强度是一样的。
14:04
So it wasn't a food餐饮 area,
350
832050
1327
那么那就不是一块识别食物的区域了
14:05
it was just a region地区 that liked喜欢 colors颜色 and shapes形状.
351
833377
2771
只是一块会对颜色和形状产生反应的区域。
14:08
So much for "Oprah奥普拉."
352
836148
2561
不过这也够拿上奥普拉脱口秀的台面了。
14:12
But then the question, of course课程, is,
353
840483
2225
但接下来的问题就是
14:14
how do we process处理 all this other stuff东东
354
842708
2126
我们怎样用非专门化的大脑区域
14:16
that we don't have specialized专门 brain regions地区 for?
355
844834
2970
来处理其他的信息呢?
14:19
Well, I think the answer回答 is that in addition加成
356
847804
1811
我认为答案就是
14:21
to these highly高度 specialized专门 components组件
that I've been describing说明,
357
849615
3554
在我刚才说到的那些高度专门化部分以外
14:25
we also have a lot of very general-一般-
purpose目的 machinery机械 in our heads
358
853169
3679
我们大脑里还有很多非专业化的机件
14:28
that enables使 us to tackle滑车
359
856848
1494
他们让我们能够处理
14:30
whatever随你 problem问题 comes along沿.
360
858342
2106
任何出现的困难。
14:32
In fact事实, we've我们已经 shown显示 recently最近 that
361
860448
2055
事实上,我们最近证实了
14:34
these regions地区 here in white白色
362
862503
2068
这些白色的区域
14:36
respond响应 whenever每当 you do any difficult mental心理 task任务
363
864571
3411
会在你做任何困难的大脑工作时起反应。
14:39
at all —
364
867982
1101
在我们测试的七个中
14:41
well, of the seven that we've我们已经 tested测试.
365
869083
3571
都是这样的结果。
14:44
So each of the brain regions地区 that I've described描述
366
872654
2169
所以今天我给你们描述的
14:46
to you today今天
367
874823
1306
每一个大脑区域,
14:48
is present当下 in approximately the same相同 location位置
368
876129
2767
在正常的实验对象的大脑上
14:50
in every一切 normal正常 subject学科.
369
878896
1742
都在大概相同的位置。
14:52
I could take any of you,
370
880638
1623
我能挑你们其中的任意一个人,
14:54
pop流行的 you in the scanner扫描器,
371
882261
1226
把你塞进扫描仪,
14:55
and find each of those regions地区 in your brain,
372
883487
2285
然后发现你大脑的那些区域
14:57
and it would look a lot like my brain,
373
885772
1905
和我大脑的区域非常相似。
14:59
although虽然 the regions地区 would be slightly different不同
374
887677
2070
尽管可能这两者间
15:01
in their exact精确 location位置 and in their size尺寸.
375
889747
3564
会在准确的位置和大小上有所不同。
15:05
What's important重要 to me about this work
376
893311
2365
对我而言这项工作最重要的
15:07
is not the particular特定 locations地点 of these brain regions地区,
377
895676
2969
不是那些大脑区域的准确位置,
15:10
but the simple简单 fact事实 that we have
378
898645
2587
而是我们得出的结论:
15:13
selective可选择的, specific具体 components组件 of mind心神 and brain
379
901232
2568
我们的大脑和思想从一开始就由
15:15
in the first place地点.
380
903800
1648
选择性的和精细的各部分组成。
15:17
I mean, it could have been otherwise除此以外.
381
905448
2011
我的意思是,我们的大脑大可不必成为这样。
15:19
The brain could have been a single,
382
907459
2441
大脑可以是一个独立的,
15:21
general-purpose一般用途 processor处理器,
383
909900
1495
功能宽泛的处理器,
15:23
more like a kitchen厨房 knife
384
911395
1472
看起来更像一把菜刀
15:24
than a Swiss瑞士人 Army军队 knife.
385
912867
1683
而不是瑞士军刀。
15:26
Instead代替, what brain imaging成像 has delivered交付
386
914550
3111
但是,大脑成像呈现给我们的
15:29
is this rich丰富 and interesting有趣 picture图片 of the human人的 mind心神.
387
917661
3846
是人类思想的丰富的和有趣的图景。
15:33
So we have this picture图片 of very general-purpose一般用途
388
921507
2463
这样这图片展示了大脑中
15:35
machinery机械 in our heads
389
923970
1070
既有功能宽泛的机件,
15:37
in addition加成 to this surprising奇怪 array排列
390
925040
2357
也有令人惊讶的数量的
15:39
of very specialized专门 components组件.
391
927397
3435
高度专门化的组分。
15:43
It's early days in this enterprise企业.
392
931712
2153
我们仍在这项研究的初期,
15:45
We've我们已经 painted only the first brushstrokes笔触
393
933865
2776
我们只在人类思想的神经学解释上
15:48
in our neural神经 portrait肖像 of the human人的 mind心神.
394
936641
2927
迈出了第一步。
15:51
The most fundamental基本的 questions问题 remain unanswered悬而未决.
395
939568
3082
最基本的问题仍然没有解答。
15:54
So for example, what does each
of these regions地区 do exactly究竟?
396
942650
3800
比如说,每个这些区域究竟是做什么的?
15:58
Why do we need three face面对 areas
397
946450
2142
为什么我们需要三个脸部区域
16:00
and three place地点 areas,
398
948592
1465
和三个地点区域?
16:02
and what's the division of labor劳动 between之间 them?
399
950057
2868
它们之间的分工是怎么样的?
16:04
Second第二, how are all these things
400
952925
2693
第二,这些东西
16:07
connected连接的 in the brain?
401
955618
1712
和大脑又是怎样联系起来的?
16:09
With diffusion扩散 imaging成像,
402
957330
1587
借助弥散成像,
16:10
you can trace跟踪 bundles捆绑 of neurons神经元
403
958917
2179
你能够追踪许多连接到
16:13
that connect to different不同 parts部分 of the brain,
404
961096
2575
大脑各个部分的神经元。
16:15
and with this method方法 shown显示 here,
405
963671
1631
通过这里展示的方法,
16:17
you can trace跟踪 the connections连接 of
individual个人 neurons神经元 in the brain,
406
965302
3697
你就能找到单个神经元和大脑的联系。
16:20
potentially可能 someday日后 giving us a wiring接线 diagram
407
968999
2718
这样也许有一天就能给我们
16:23
of the entire整个 human人的 brain.
408
971717
2066
一幅大脑的线路状图象。
16:25
Third第三, how does all of this
409
973783
2047
第三,这些非常系统的结构
16:27
very systematic系统的 structure结构体 get built内置,
410
975830
3149
是怎样在幼年的成长
16:30
both over development发展 in childhood童年
411
978979
2956
和在物种的进化中
16:33
and over the evolution演化 of our species种类?
412
981935
2812
被建立起来的呢?
16:36
To address地址 questions问题 like that,
413
984747
1900
为了解答这样的问题,
16:38
scientists科学家们 are now scanning扫描
414
986647
1783
科学家们现在在扫描
16:40
other species种类 of animals动物,
415
988430
2157
其他种类的动物。
16:42
and they're also scanning扫描 human人的 infants婴儿.
416
990587
5386
他们也在扫描人类婴孩。
16:48
Many许多 people justify辩解 the high
cost成本 of neuroscience神经科学 research研究
417
996931
3651
许多人为神经元科学研究的高成本辩护,
16:52
by pointing指点 out that it may可能 help us someday日后
418
1000582
2754
他们指出这项研究也许某天会帮助我们
16:55
to treat对待 brain disorders障碍 like Alzheimer's老年痴呆症 and autism自闭症.
419
1003336
3457
治疗如阿兹海默症和自闭症这些神经紊乱。
16:58
That's a hugely巨大 important重要 goal目标,
420
1006793
1947
这是极其重要的目标,
17:00
and I'd be thrilled高兴 if any of my work contributed贡献 to it,
421
1008740
3221
如果我的工作能够给予帮助,我将非常激动。
17:03
but fixing定影 things that are broken破碎 in the world世界
422
1011961
2998
但是修理世上已经坏掉的东西
17:06
is not the only thing that's worth价值 doing.
423
1014959
2801
不是唯一值得去做的事。
17:09
The effort功夫 to understand理解 the human人的 mind心神 and brain
424
1017760
3228
为了了解人类心理和大脑而做出的努力
17:12
is worthwhile合算 even if it never led to the treatment治疗
425
1020988
2818
即使无法用于治疗某种疾病
17:15
of a single disease疾病.
426
1023806
1677
也是有价值的。
17:17
What could be more thrilling惊险
427
1025483
2037
还有什么事
17:19
than to understand理解 the fundamental基本的 mechanisms机制
428
1027520
3141
能比了解人类体验的基础机制
17:22
that underlie背后 human人的 experience经验,
429
1030661
2296
和本质上了解“我们是谁”
17:24
to understand理解, in essence本质, who we are?
430
1032957
2926
更令人激动的呢?
17:27
This is, I think, the greatest最大 scientific科学 quest寻求
431
1035883
3449
我认为,这是有史以来
17:31
of all time.
432
1039332
2713
最伟大的科学探寻
17:34
(Applause掌声)
433
1042045
5470
(掌声)
Translated by Steven Dang
Reviewed by Qiwen Lu

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ABOUT THE SPEAKER
Nancy Kanwisher - Brain researcher
Using fMRI imaging to watch the human brain at work, Nancy Kanwisher’s team has discovered cortical regions responsible for some surprisingly specific elements of cognition.

Why you should listen

Does the brain use specialized processors to solve complex problems, or does it rely instead on more general-purpose systems?

This question has been at the crux of brain research for centuries. MIT researcher Nancy Kanwisher seeks to answer this question by discovering a “parts list” for the human mind and brain. "Understanding the nature of the human mind," she says, "is arguably the greatest intellectual quest of all time."

Kanwisher and her colleagues have used fMRI to identify distinct sites in the brain for face recognition, knowing where you are, and thinking about other people’s thoughts. Yet these discoveries are a prelude to bigger questions: How do these brain regions develop and function? What are the actual computations that go on in each region, and how are these computations implemented in circuits of neurons? And how do these work together to produce human intelligence?

To learn more, see Kanwisher's collection of short talks on how scientists actually study the human mind and brain and what they have learned so far.

More profile about the speaker
Nancy Kanwisher | Speaker | TED.com