How spontaneous brain activity keeps you alive - Nathan S. Jacobs

Come l'attività spontanea del cervello di mantiene in vita - Nathan S. Jacobs

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2015-01-13 ・ TED-Ed


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Come l'attività spontanea del cervello di mantiene in vita - Nathan S. Jacobs

366,513 views ・ 2015-01-13

TED-Ed


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Traduttore: Revisore: Emanuele Francesco Pecora
00:06
You probably don't need to be told how important your brain is.
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Probabilmente non c'è bisogno di dirvi quanto importante sia il vostro cervello.
00:10
After all, every single thing you experience,
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D'altronde, ogni cosa di cui fate esperienza,
00:13
your thoughts and your actions,
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i pensieri, le azioni
00:14
your perceptions and your memories
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le percezioni e i ricordi,
00:17
are processed here in your body's control center.
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sono elaborati qui, nel centro di controllo del vostro corpo.
00:20
But if this already seems like a lot for a single organ to handle,
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Ma se già questo sembra molto per un singolo organo
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it's actually only a small part of what the brain does.
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in realtà è solo una frazione di quello che il cervello fa.
00:28
Most of its activities are ones you'd never be aware of,
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Molte delle sue attività sono quelle di cui non siete mai consapevoli,
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unless they suddenly stopped.
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a meno che non si blocchino di colpo.
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The brain is made up of billions of neurons,
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2231
Il cervello è fatto di miliardi di neuroni,
e milioni di miliardi di connessioni.
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and trillions of connections.
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36144
2062
I neuroni si attivano grazie a specifici stimoli o pensieri,
00:38
Neurons can be activated by specific stimuli or thoughts,
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but they are also often spontaneously active.
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ma spesso sono anche attivi spontaneamente.
00:44
Some fire cyclically in a set pattern.
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Alcuni si accendono ad intervalli specifici.
00:47
Others fire rapidly in short bursts before switching off,
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Altri si accendono rapidamente in piccoli scoppi prima di spegnersi,
00:51
or remain quiet for long periods
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o rimangono silenti per lunghi periodi
per combinarsi correttamente con migliaia di stimoli provenienti da altri neuroni.
00:54
until thousands of inputs from other neurons line up in just the right way.
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In larga scala,
01:00
On a large scale,
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ciò si traduce in ritmi elaborati dell'attività interna del cervello,
01:01
this results in elaborate rhythms of internally generated brain activity,
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humming quietly in the background
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che ronzano in sottofondo
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whether we're awake, asleep,
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che siamo svegli o meno,
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or trying not to think about anything at all.
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o che cerchiamo di non pensare a nulla.
Queste funzioni cerebrali che si verificano spontaneamente
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And these spontaneously occurring brain functions
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creano le fondamenta sulle quali
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form the foundation upon which all other brain functions rely.
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tutte le altre funzioni del cervello si appoggiano.
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The most crucial of these automatically occurring activities
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Le più importanti di queste attività che si attivano automaticamente
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are the ones that keep us alive.
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sono quelle che ci mantengono in vita.
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For example, while you've been paying attention to this video
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Ad esempio, mentre stai guardando questo video
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spontaneous activity in your brain has been maintaining your breathing
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l'attività spontanea del tuo cervello mantiene il respiro
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at 12 to 16 breaths a minute, making sure that you don't suffocate.
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tra 12 a 16 respiri al minuto, assicurandosi che non soffochi.
Senza alcuno sforzo cosciente, i segnali provenienti
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Without any conscious effort,
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signals from parts of your brainstem are sent through the spinal cord
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dal tronco encefalico vengono inviati attraverso il midollo spinale
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to the muscles that inflate your lungs,
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ai muscoli che gonfiano i tuoi polmoni,
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making them expand and contract, whether or not you're paying attention.
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facendoli espandere e contrarre, che tu ci faccia o meno caso.
01:50
The neuronal circuits underlying such rhythmic spontaneous activity
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I circuiti neuronali sottostanti tale attività ritmica spontanea
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are called central pattern generators,
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sono chiamati generatori dello schema centrale
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and control many simple repetitive behaviors,
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e controllano molte azioni semplici e ripetitive,
02:00
like breathing,
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come respirare,
02:01
walking,
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camminare,
02:02
and swallowing.
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e ingoiare.
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Ongoing neural activity also underlies our sensory perception.
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L'attività neurale sta alla base anche della percezione sensoriale.
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It may seem
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Può sembrare che i neuroni nella tua retina
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that the neurons in your retina that translate light into neural signals
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che traducono la luce in segnali neuronali,
02:12
would remain quiet in the dark,
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rimangano tranquilli al buio
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but in fact,
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ma in realtà
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the retinal ganglion cells that communicate with the brain
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le cellule gangliari retiniche che comunicano con il cervello
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are always active.
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sono sempre attive.
02:20
And the signals they send are increases and decreases in the rate of activity,
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E i segnali che inviano sono aumenti o diminuzioni del tasso di attività,
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rather than separate bursts.
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piuttosto che scoppi separati.
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So at every level, our nervous system is teeming with spontaneous activity
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Ad ogni livello, il nostro sistema nervoso brulica di attività spontanea
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that helps it interpret and respond to any signals it might receive.
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che aiuta a interpretare e rispondere a qualsiasi segnale che potrebbe ricevere.
Il pilota automatico del cervello
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And our brain's autopilot isn't just limited to our basic biological functions.
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non si limita alle funzioni biologiche di base.
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Have you ever been on the way home,
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1642
Ti è mai capitato di tornare a casa,
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started thinking about what's for dinner,
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e iniziare a pensare alla cena,
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and then realized you don't remember walking for the past five minutes?
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e poi ti sei reso conto non ricordi di aver camminato per 5 minuti?
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While we don't understand all the details,
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Sebbene non capiamo tutti i dettagli,
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we do know that the ongoing activity in multiple parts of your brain
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sappiamo che l'attività costante nelle molteplici parti del nostro cervello
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is somehow able to coordinate what is actually a complex task
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3862
è in qualche modo in grado di coordinare un compito realmente complesso
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involving both cognitive and motor functions,
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3595
coinvolgendo le funzioni cognitive e motorie,
guidandoti lungo la strada giusta e facendoti muovere le gambe
03:02
guiding you down the right path and moving your legs
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2562
03:04
while you're getting dinner figured out.
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mentre tu pensi alla cena.
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But perhaps the most interesting thing about spontaneous brain function
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Ma forse la cosa più interessante delle funzioni cerebrali spontanee
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is its involvement in one of the most mysterious
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è il suo coinvolgimento in uno dei più misteriosi
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and poorly understood phenomena of our bodies: sleep.
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4342
e poco conosciuti fenomeni del nostro corpo: il sonno.
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You may shut down and become inactive at night,
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3116
Puoi spegnerti ed essere inattivo durante la notte,
ma non il tuo cervello.
03:20
but your brain doesn't.
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200036
2203
03:22
While you sleep,
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202239
1047
Mentre dormi,
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ongoing spontaneous activity gradually becomes more and more synchronized,
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4978
l'attività spontanea non si ferma, anzi diventa sempre più sincronizzata,
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eventually developing into large, rhythmic neural oscillations
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208264
4359
sviluppandosi in grandi, oscillazioni neurali ritmiche
03:32
that envelop your brain.
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2310
che avvolgono il tuo cervello.
03:34
This transition to the more organized rhythms of sleep
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3111
Questa transizione fino ai ritmi più organizzati del sonno
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starts with small clusters of neurons tucked in the hypothalamus.
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218044
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inizia con piccoli gruppi di neuroni posizionati nell'ipotalamo.
03:42
Despite their small number,
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1753
Nonostante il loro piccolo numero,
03:44
these neurons have a huge effect
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224638
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questi neuroni hanno enorme effetto
03:46
in turning off brainstem regions that normally keep you awake and alert,
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226458
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nello spegnimento delle regioni
che normalmente ti tengono sveglio e vigile
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letting other parts, like the cortex and thalamus,
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231097
2388
permettendo ad altre parti, come la corteccia e il talamo
03:53
slowly slip into their own default rhythms.
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233485
3746
di scivolare lentamente nei propri ritmi predefiniti.
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The deeper we fall into sleep,
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Più dormiamo profondamente,
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the slower and more synchronized this rhythm becomes,
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3988
più lento e sincronizzato diventa questo ritmo,
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with the deepest stages dominated by large amplitude, low frequency delta waves.
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6574
con gli stadi più profondi dominati da ampie onde delta a bassa frequenza.
04:09
But surprisingly, in the middle of this slow wave sleep,
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249303
3259
Ma sorprendentemente, nel mezzo di questo sonno ad onde lente,
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the brain's synchronized spontaneous activity
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252562
3002
l'attività sincronizzata spontanea del cervello
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repeatedly transitions into the sort of varied bursts
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cambia più volte in quelle esplosioni diverse
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that occur when we're wide awake.
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259129
2288
che avvengono quando siamo ben svegli.
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This is the sleep stage known as REM sleep,
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Questa è la fase del sonno detta REM,
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where our eyes move rapidly back and forth as we dream.
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4265
dove gli occhi si muovono rapidamente mentre dormiamo.
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Neuroscientists are still trying to answer many fundamental questions about sleep,
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268506
4957
I neuroscienziati stanno ancora cercando una risposta a molte domande sul sonno,
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such as its role in rejuvenating cognitive capacity,
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3056
come il suo ruolo nella capacità cognitiva rigenerante,
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cellular homeostasis,
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276519
1839
l'omeostasi cellulare,
04:38
and strengthening memory.
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278358
1824
e il rafforzamento della memoria.
04:40
And more broadly, they are exploring
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280182
1771
Più in generale, stanno esplorando
04:41
how it is that brain can accomplish such important and complex tasks,
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281953
4735
come il cervello possa svolgere compiti importanti e complessi,
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such as driving, or even breathing, without our awareness.
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286688
4449
come guidare, o persino respirare, senza che ne siamo coscienti.
04:51
But for now, until we are better able
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291137
2088
Ma per adesso, finché non saremo in grado
04:53
to understand the inner workings of their spontaneous functioning,
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293225
3842
di capire i meccanismi interni del loro funzionamento spontaneo,
04:57
we need to give our brains credit for being much smarter
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297067
3087
dobbiamo ammettere che il nostro cervello sia più intelligente
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than we ourselves are.
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300154
2122
di quanto lo siamo noi stessi.
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