Nancy Kanwisher: A neural portrait of the human mind

Nancy Kanwisher: Ein Porträt der menschlichen Gehirnaktivität

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2014-10-02 ・ TED


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Nancy Kanwisher: Ein Porträt der menschlichen Gehirnaktivität

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TED


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00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Madeleine Aronson
0
0
7000
Übersetzung: Patricia Calderón Koch Lektorat: Jo Pi
00:12
Today I want to tell you
1
12604
1216
Heute möchte ich Ihnen von einem Projekt erzählen,
00:13
about a project being carried out
2
13820
1803
00:15
by scientists all over the world
3
15623
2687
das von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt durchgeführt wird:
00:18
to paint a neural portrait of the human mind.
4
18310
3288
ein Nervenporträt des menschlichen Gehirns zu zeichnen.
00:21
And the central idea of this work
5
21598
2172
Die zentrale Idee hinter dieser Arbeit ist,
00:23
is that the human mind and brain
6
23770
1858
dass das menschliche Gehirn kein einheitlicher Generalprozessor ist,
00:25
is not a single, general-purpose processor,
7
25628
2857
00:28
but a collection of highly specialized components,
8
28485
3442
sondern eine Sammlung hochspezialisierter Komponenten,
00:31
each solving a different specific problem,
9
31927
2983
von denen jede ein anderes spezifisches Problem löst
00:34
and yet collectively making up
10
34910
2336
und sie uns trotzdem in ihrer Gesamtheit zu menschlichen Wesen und Denkern machen.
00:37
who we are as human beings and thinkers.
11
37246
4356
00:41
To give you a feel for this idea,
12
41602
1476
Das folgende Szenario verdeutlicht dieses Konzept vielleicht:
00:43
imagine the following scenario:
13
43078
2664
00:45
You walk into your child's day care center.
14
45742
2196
Sie gehen in die Kita Ihres Kindes.
00:47
As usual, there's a dozen kids there
15
47938
2237
Wie üblich wartet dort ein Dutzend Kinder darauf
00:50
waiting to get picked up,
16
50175
1591
abgeholt zu werden,
00:51
but this time,
17
51766
1632
aber dieses Mal sehen die Gesichter aller Kinder komischerweise gleich aus
00:53
the children's faces look weirdly similar,
18
53398
2985
00:56
and you can't figure out which child is yours.
19
56383
2808
und Sie wissen nicht, welches Kind Ihres ist.
00:59
Do you need new glasses?
20
59191
1749
Brauchen Sie eine neue Brille?
01:00
Are you losing your mind?
21
60940
1908
Verlieren Sie gerade Ihren Verstand?
01:02
You run through a quick mental checklist.
22
62848
2452
Sie gehen eine mentale Checkliste durch.
01:05
No, you seem to be thinking clearly,
23
65300
1894
Sie scheinen klar zu denken.
01:07
and your vision is perfectly sharp.
24
67194
2391
Ihre Sicht ist scharf.
01:09
And everything looks normal
25
69585
1789
Alles scheint normal, bis auf die Gesichter der Kinder.
01:11
except the children's faces.
26
71374
2162
01:13
You can see the faces,
27
73536
1786
Sie können sie sehen, aber nicht unterscheiden,
01:15
but they don't look distinctive,
28
75322
1708
01:17
and none of them looks familiar,
29
77030
1858
keines kommt Ihnen bekannt vor.
01:18
and it's only by spotting an orange hair ribbon
30
78888
2498
Nur ein orangenfarbenes Haarband
01:21
that you find your daughter.
31
81386
1896
verrät Ihre Tochter.
01:23
This sudden loss of the ability to recognize faces
32
83282
3425
Diese plötzliche Unfähigkeit Gesichter zu erkennen,
01:26
actually happens to people.
33
86707
1546
tritt bei Menschen tatsächlich auf.
01:28
It's called prosopagnosia,
34
88253
2054
Man nennt das Prosopagnosie, und sie ensteht,
01:30
and it results from damage
35
90307
1181
weil ein bestimmter Teil des Gehirns geschädigt ist.
01:31
to a particular part of the brain.
36
91488
2126
01:33
The striking thing about it
37
93614
1500
Das Auffälligste ist, dass bloß die Gesichtserkennung beeinträchtigt ist.
01:35
is that only face recognition is impaired;
38
95114
2595
01:37
everything else is just fine.
39
97709
2439
Alles andere ist okay.
01:40
Prosopagnosia is one of many surprisingly specific
40
100148
3868
Prosopagnosie ist eines der vielen überraschend spezifischen
01:44
mental deficits that can happen after brain damage.
41
104016
4535
mentalen Defizite, die nach einer Gehirnschädigung auftreten können.
01:48
These syndromes collectively
42
108551
1363
Zusammen haben diese Syndrome lange Zeit nahegelegt,
01:49
have suggested for a long time
43
109914
2239
01:52
that the mind is divvied up into distinct components,
44
112153
3768
dass die Gehirnaktivität auf verschiedene Komponenten aufgeteilt ist.
01:55
but the effort to discover those components
45
115921
2385
Das Bestreben, diese Komponenten zu entdecken,
01:58
has jumped to warp speed
46
118306
1614
wurde mit den bildgebenden Verfahren enorm beschleunigt,
01:59
with the invention of brain imaging technology,
47
119920
2582
02:02
especially MRI.
48
122502
3048
besonders durch das MRT.
02:05
So MRI enables you to see internal anatomy
49
125550
3240
Das MRT ermöglicht es uns,
die Anatomie mit hoher Auflösung von innen zu betrachten.
02:08
at high resolution,
50
128790
1586
02:10
so I'm going to show you in a second
51
130376
1430
Gleich zeige ich Ihnen MRT-Schnittbilder von bekannten Objekten.
02:11
a set of MRI cross-sectional images
52
131806
3352
02:15
through a familiar object,
53
135158
1618
02:16
and we're going to fly through them
54
136776
875
Wir fliegen durch sie hindurch und Sie müssen das Objekt erraten.
02:17
and you're going to try to figure out what the object is.
55
137651
2473
02:20
Here we go.
56
140124
2111
Fangen wir an.
Gar nicht so einfach.
02:24
It's not that easy. It's an artichoke.
57
144241
1889
Das ist eine Artischocke.
02:26
Okay, let's try another one,
58
146130
1630
Okay, hier noch eines.
02:27
starting from the bottom and going through the top.
59
147760
2596
Von unten nach oben gesehen.
02:32
Broccoli! It's a head of broccoli.
60
152812
1151
Brokkoli!
02:33
Isn't it beautiful? I love that.
61
153963
1664
Ist es nicht schön? Ich liebe es.
02:35
Okay, here's another one. It's a brain, of course.
62
155627
2757
Noch eins. Das ist natürlich ein Gehirn.
02:38
In fact, it's my brain.
63
158384
1586
Es ist sogar mein Gehirn.
02:39
We're going through slices through my head like that.
64
159970
1733
Wir gehen scheibchenweise durch meinen Kopf.
02:41
That's my nose over on the right, and now
65
161703
1758
Rechts, meine Nase.
02:43
we're going over here, right there.
66
163461
3409
Dann gehen wir hier herüber.
02:46
So this picture's nice, if I do say so myself,
67
166870
4601
Nettes Bild, wenn ich das von mir selbst sagen darf,
02:51
but it shows only anatomy.
68
171471
1912
aber es zeigt bloß Anatomie.
02:53
The really cool advance with functional imaging
69
173383
2520
Das bildgebende Verfahren wurde richtig cool,
02:55
happened when scientists figured out how to make
70
175903
1572
als Wissenschaftler neben der Anatomie auch die Aktivität zeigen konnten:
02:57
pictures that show not just anatomy but activity,
71
177475
3395
03:00
that is, where neurons are firing.
72
180870
2435
die feuernden Neuronen.
03:03
So here's how this works.
73
183305
1516
So sieht das aus.
03:04
Brains are like muscles.
74
184821
1117
Das Gehirn ist wie ein Muskel.
03:05
When they get active,
75
185938
1563
Wenn es aktiv wird,
03:07
they need increased blood flow to supply that activity,
76
187501
2974
braucht es mehr Blutzufuhr, die seine Aktivität nährt.
03:10
and lucky for us, blood flow control to the brain is local,
77
190475
3568
Glücklicherweise wird die Blutzufuhr beim Gehirn lokal gesteuert.
03:14
so if a bunch of neurons, say, right there
78
194043
2162
Wenn also ein Bündel Neuronen aktiv wird und zu feuern beginnt,
03:16
get active and start firing,
79
196205
1500
03:17
then blood flow increases just right there.
80
197705
2725
vermehrt sich genau dort die Blutzufuhr.
03:20
So functional MRI picks up on that blood flow increase,
81
200430
3721
Das funktionelle MRT registriert diese vermehrte Blutzufuhr
03:24
producing a higher MRI response
82
204151
2033
und reagiert dort stärker, wo die Nervenaktivität ansteigt.
03:26
where neural activity goes up.
83
206184
2926
03:29
So to give you a concrete feel
84
209110
1700
Damit Sie sich vorstellen können, wie ein funktionelles MRT-Experiment abläuft
03:30
for how a functional MRI experiment goes
85
210810
2485
03:33
and what you can learn from it
86
213295
1439
und was man daraus erkennen kann und was nicht,
03:34
and what you can't,
87
214734
1384
03:36
let me describe one of the first studies I ever did.
88
216118
3442
zeige ich Ihnen eine meiner ersten Studien.
03:39
We wanted to know if there was a special part of the brain for recognizing faces,
89
219560
4138
Die Frage war, ob ein bestimmtes Gehirnareal
für die Gesichtserkennung zuständig ist.
03:43
and there was already reason to think there might be such a thing
90
223698
3072
Es gab Gründe für diese Vermutung.
03:46
based on this phenomenon of prosopagnosia
91
226770
1720
Denn wir wussten von Prosopagnosie, was ich vorhin erklärt habe.
03:48
that I described a moment ago,
92
228490
2123
03:50
but nobody had ever seen that part of the brain
93
230613
2278
Noch keiner hatte aber dieses Gehirnareal bei einem gesunden Menschen gefunden.
03:52
in a normal person,
94
232891
1919
03:54
so we set out to look for it.
95
234810
2056
Wir machten uns also an die Arbeit.
03:56
So I was the first subject.
96
236866
1951
Ich war das erste Versuchsobjekt.
03:58
I went into the scanner, I lay on my back,
97
238817
2212
Ich ließ mich scannen, lag auf dem Rücken, hielt meinen Kopf so still wie möglich
04:01
I held my head as still as I could
98
241029
2583
04:03
while staring at pictures of faces like these
99
243612
5017
und starrte über Stunden laufend auf Gesichter und Dinge wie diese.
04:08
and objects like these
100
248629
2131
04:10
and faces and objects for hours.
101
250760
5165
04:15
So as somebody who has pretty close to the world record
102
255925
2772
Als jemand, der fast einen Weltrekord
04:18
of total number of hours spent inside an MRI scanner,
103
258697
3543
für im MRT-Scanner verbrachte Stunden aufgestellt hat, kann ich sagen,
04:22
I can tell you that one of the skills
104
262240
1432
04:23
that's really important for MRI research
105
263672
2663
dass für diese Forschung die Blasenkontrolle extrem wichtig ist.
04:26
is bladder control.
106
266335
1778
04:28
(Laughter)
107
268113
1802
(Lachen)
04:29
When I got out of the scanner,
108
269915
1537
Als ich dann wieder draußen war,
04:31
I did a quick analysis of the data,
109
271452
2316
analysierte ich schnell die Daten, um in einem Gehirnareal
04:33
looking for any parts of my brain
110
273768
1503
04:35
that produced a higher response when I was looking at faces
111
275271
2806
eine höhere Blutzufuhr beim Betrachten von Gesichtern
04:38
than when I was looking at objects,
112
278077
1870
als bei Dingen zu entdecken.
04:39
and here's what I saw.
113
279947
2171
Und hier ist das Ergebnis.
04:42
Now this image looks just awful by today's standards,
114
282118
3656
Dieses Bild ist für heutige Standards schlecht,
04:45
but at the time I thought it was beautiful.
115
285774
2808
aber damals fand ich es toll.
04:48
What it shows is that region right there,
116
288582
1950
Es zeigt dieses Areal hier, diesen kleinen Klecks
04:50
that little blob,
117
290532
1283
04:51
it's about the size of an olive
118
291815
1747
-- so groß wie eine Olive --
04:53
and it's on the bottom surface of my brain
119
293562
2156
auf der Unterseite meines Gehirns und liegt ungefähr 2,5 cm geradeaus von da.
04:55
about an inch straight in from right there.
120
295718
3206
04:58
And what that part of my brain is doing
121
298924
2790
Dieser Teil meines Gehirns hat eine höhere Blutzufuhr,
05:01
is producing a higher MRI response,
122
301714
2920
05:04
that is, higher neural activity,
123
304634
1748
das heißt höhere Nervenaktivität beim Betrachten von Gesichtern als bei Dingen.
05:06
when I was looking at faces
124
306382
1482
05:07
than when I was looking at objects.
125
307864
2266
05:10
So that's pretty cool,
126
310130
1360
Toll, aber war das nur Zufall?
05:11
but how do we know this isn't a fluke?
127
311490
2318
05:13
Well, the easiest way
128
313808
1420
Am einfachsten ist es, das Ganze zu wiederholen.
05:15
is to just do the experiment again.
129
315228
2114
05:17
So I got back in the scanner,
130
317342
1639
Ich wurde also wieder gescannt.
05:18
I looked at more faces and I looked at more objects
131
318981
2431
Ich sah mir noch mehr Gesichter und Objekte an
05:21
and I got a similar blob,
132
321412
2189
und es entstand ein ähnlicher Klecks.
05:23
and then I did it again
133
323601
1895
Das wiederholte ich immer und immer wieder.
05:25
and I did it again
134
325496
1855
05:27
and again and again,
135
327351
3072
05:30
and around about then
136
330423
1047
Dann dachte ich, das stimmt tatsächlich.
05:31
I decided to believe it was for real.
137
331470
2941
05:34
But still, maybe this is something weird about my brain
138
334411
3753
Aber vielleicht ist das nur bei meinem Gehirn so
05:38
and no one else has one of these things in there,
139
338164
2462
und kein anderer hat solche Kleckse.
05:40
so to find out, we scanned a bunch of other people
140
340626
2455
Wir scannten also ein paar andere Leute
05:43
and found that pretty much everyone
141
343081
2446
und fanden heraus, dass fast alle Leute
05:45
has that little face-processing region
142
345527
2006
Gesichter in einer ähnlichen Gehirnregion verarbeiten.
05:47
in a similar neighborhood of the brain.
143
347533
2893
05:50
So the next question was,
144
350426
1888
Die nächste Frage war:
05:52
what does this thing really do?
145
352314
1474
Wie arbeitet dieses Ding?
05:53
Is it really specialized just for face recognition?
146
353788
3932
Ist es rein auf Gesichtserkennung spezialisiert?
05:57
Well, maybe not, right?
147
357720
1240
Oder vielleicht nicht?
05:58
Maybe it responds not only to faces
148
358960
1802
Vielleicht erkennt es nicht nur Gesichter,
06:00
but to any body part.
149
360762
2109
sondern auch andere Körperteile.
06:02
Maybe it responds to anything human
150
362871
2369
Vielleicht reagiert es auf alles Menschliche, Lebende oder Runde.
06:05
or anything alive
151
365240
1780
06:07
or anything round.
152
367020
1656
06:08
The only way to be really sure that that region
153
368676
2154
Um sicherzugehen,
06:10
is specialized for face recognition
154
370830
2417
dass dieses Areal auf Gesichtserkennung spezialisiert ist,
06:13
is to rule out all of those hypotheses.
155
373247
2643
mussten wir alle anderen Hypothesen ausschließen.
06:15
So we spent much of the next couple of years
156
375890
2830
Wir verbrachten die nächsten paar Jahre damit,
06:18
scanning subjects while they looked at lots
157
378720
1647
Menschen zu scannen, während sie alle möglichen Bilder anschauten.
06:20
of different kinds of images,
158
380367
1606
06:21
and we showed that that part of the brain
159
381973
1957
Wir bewiesen, dass dieser Teil des Gehirns
06:23
responds strongly when you look at
160
383930
1950
höhere Aktivität bei Gesichtern jeder Art aufwies
06:25
any images that are faces of any kind,
161
385880
3453
06:29
and it responds much less strongly
162
389333
1913
und weniger Aktivität bei anderen Objekten,
06:31
to any image you show that isn't a face,
163
391246
3149
06:34
like some of these.
164
394395
1305
wie zum Beispiel diesen.
06:35
So have we finally nailed the case
165
395700
2239
Konnten wir also abschließend beweisen,
06:37
that this region is necessary for face recognition?
166
397939
3240
dass diese Gehirnregion für die Gesichtserkennung zuständig ist?
06:41
No, we haven't.
167
401179
1323
Nein, konnten wir nicht.
06:42
Brain imaging can never tell you
168
402502
1951
Bildgebende Verfahren können nichts
06:44
if a region is necessary for anything.
169
404453
2440
über die Zuständigkeit von Gehirnarealen aussagen.
06:46
All you can do with brain imaging
170
406893
1440
Sie können nur anzeigen, welche Areale reagieren und welche nicht,
06:48
is watch regions turn on and off
171
408333
2048
06:50
as people think different thoughts.
172
410381
1968
wenn Menschen etwas denken.
06:52
To tell if a part of the brain is necessary for a mental function,
173
412349
3611
Will man wissen, ob ein Hirnareal für eine bestimmte Aktivität nötig ist,
06:55
you need to mess with it and see what happens,
174
415960
2509
muss man herumprobieren.
06:58
and normally we don't get to do that.
175
418469
2275
Normalerweise können wir das nicht.
07:00
But an amazing opportunity came about
176
420744
2584
Kürzlich hatten meine Kollegen aber die außergewöhnliche Gelegenheit,
07:03
very recently when a couple of colleagues of mine
177
423328
2464
07:05
tested this man who has epilepsy
178
425792
3071
einen Patienten mit Epilepsie zu testen.
07:08
and who is shown here in his hospital bed
179
428863
2682
Das ist er in seinem Krankenhausbett.
07:11
where he's just had electrodes placed
180
431545
1367
Auf seiner Gehirnoberfläche wurden Elektroden platziert,
07:12
on the surface of his brain
181
432912
2071
07:14
to identify the source of his seizures.
182
434983
2554
um den Ursprung seiner Anfälle zu identifizieren.
07:17
So it turned out by total chance
183
437537
2533
Durch Zufall waren zwei Elektroden
07:20
that two of the electrodes
184
440070
1949
07:22
happened to be right on top of his face area.
185
442019
3223
über dem Gesichtsareal platziert.
07:25
So with the patient's consent,
186
445242
2329
Die Ärzte baten ihn um sein Einverständnis und fragten ihn,
07:27
the doctors asked him what happened
187
447571
2587
was er fühlte, wenn dieses Areal elektrisch stimuliert wurde.
07:30
when they electrically stimulated that part of his brain.
188
450158
4166
07:34
Now, the patient doesn't know
189
454324
1654
Der Patient wusste nicht, wo diese Elektroden waren,
07:35
where those electrodes are,
190
455978
1384
07:37
and he's never heard of the face area.
191
457362
2212
und vom Gesichtsareal wusste er auch nichts.
07:39
So let's watch what happens.
192
459574
1991
Beobachten wir, was geschah.
07:41
It's going to start with a control condition
193
461565
1969
Zu Beginn gibt es einen vorgetäuschten Versuch.
07:43
that will say "Sham" nearly invisibly
194
463534
2407
Sie sehen das Wort "Sham" unten links, wenn kein Strom zugeführt wird.
07:45
in red in the lower left,
195
465941
1710
07:47
when no current is delivered,
196
467651
2282
07:49
and you'll hear the neurologist speaking to the patient first. So let's watch.
197
469933
3815
Zuerst spricht der Neurologe zum Patienten. Schauen wir uns das an.
07:53
(Video) Neurologist: Okay, just look at my face
198
473748
2081
(Video) Neurologe: Schauen Sie mich an
07:55
and tell me what happens when I do this.
199
475829
3285
und sagen Sie mir, was passiert, wenn ich das tue.
07:59
All right?
200
479114
934
Okay?
08:00
Patient: Okay.
201
480048
2823
Patient: Okay.
08:02
Neurologist: One, two, three.
202
482871
4320
Neurologe: Eins, zwei, drei.
08:07
Patient: Nothing. Neurologist: Nothing? Okay.
203
487191
3015
Patient: Nichts. Neurologe: Nichts? Okay.
08:10
I'm going to do it one more time.
204
490206
2407
Ich mach es nochmal.
08:12
Look at my face.
205
492613
3194
Schauen Sie mich an.
08:15
One, two, three.
206
495807
4500
Eins, zwei, drei.
08:20
Patient: You just turned into somebody else.
207
500307
2824
Patient: Sie wurden grad jemand anderes.
08:23
Your face metamorphosed.
208
503131
2137
Ihr Gesicht hat sich verändert.
08:25
Your nose got saggy, it went to the left.
209
505268
3011
Ihre Nase hing runter und zeigte nach links.
08:28
You almost looked like somebody I'd seen before,
210
508279
3536
Sie sahen aus wie jemand,
den ich schon mal gesehen habe, aber irgendwie anders.
08:31
but somebody different.
211
511815
2634
08:34
That was a trip.
212
514449
2072
Das war ein Trip.
08:36
(Laughter)
213
516521
3132
(Lachen)
08:39
Nancy Kanwisher: So this experiment —
214
519653
1615
N. Kanwisher: Dieses Experiment --
08:41
(Applause) —
215
521268
4223
(Applaus) --
08:45
this experiment finally nails the case
216
525491
2682
Dieses Experiment bewies endgültig,
08:48
that this region of the brain is not only
217
528173
1825
dass dieses Areal nicht nur auf Gesichter reagiert,
08:49
selectively responsive to faces
218
529998
2137
08:52
but causally involved in face perception.
219
532135
3045
sondern auch kausal mit der Gesichtserkennung verbunden ist.
08:55
So I went through all of these details
220
535180
2130
Ich habe Ihnen all diese Details zum Gesichtserkennungsareal gezeigt,
08:57
about the face region to show you what it takes
221
537310
2464
08:59
to really establish that a part of the brain
222
539774
2339
damit Sie sehen, wie schwierig die Zuordnung eines Areals
09:02
is selectively involved in a specific mental process.
223
542113
3128
zu einem spezifischen mentalen Prozess ist.
Ab jetzt gehen wir etwas schneller
09:05
Next, I'll go through much more quickly
224
545241
2159
09:07
some of the other specialized regions of the brain
225
547400
2660
durch einige andere spezialisierte Gehirnareale,
09:10
that we and others have found.
226
550060
2100
die wir und andere entdeckt haben.
09:12
So to do this, I've spent a lot of time
227
552160
2114
Im letzten Monat habe ich also viel Zeit im Scanner verbracht,
09:14
in the scanner over the last month
228
554274
1867
09:16
so I can show you these things in my brain.
229
556141
2261
um Ihnen diese Dinge in meinem Gehirn zu zeigen.
09:18
So let's get started. Here's my right hemisphere.
230
558402
3233
Fangen wir an. Das ist meine rechte Gehirnhälfte.
09:21
So we're oriented like that. You're looking at my head this way.
231
561635
2662
Dies ist die Ausrichtung. Sie schauen so drauf.
09:24
Imagine taking the skull off
232
564297
1093
Denken Sie sich die Schädeldecke weg.
09:25
and looking at the surface of the brain like that.
233
565390
2268
Sie blicken auf die Oberfläche des Gehirns.
09:27
Okay, now as you can see,
234
567658
1758
Sie ist ganz zusammengefaltet.
09:29
the surface of the brain is all folded up.
235
569416
1503
09:30
So that's not good. Stuff could be hidden in there.
236
570919
1721
Nicht gut. Dahinter kann was sein.
09:32
We want to see the whole thing,
237
572640
1434
Wir wollen das Ganze sehen.
09:34
so let's inflate it so we can see the whole thing.
238
574074
3312
Wir blasen es auf, um alles zu sehen.
09:37
Next, let's find that face area I've been talking about
239
577386
2829
Suchen wir nun das besprochene Areal der Gesichtserkennung,
09:40
that responds to images like these.
240
580215
2227
das auf Bilder wie diese reagiert.
09:42
To see that, let's turn the brain around
241
582442
1519
Drehen wir das Gehirn um und schauen wir uns die innere Oberfläche
09:43
and look on the inside surface on the bottom,
242
583961
2019
09:45
and there it is, that's my face area.
243
585980
2305
auf dem Grund an. Das ist mein Gesichtsareal.
09:48
Just to the right of that is another region
244
588285
2707
Rechts daneben sehen wir ein anderes Areal, hier in Lila.
09:50
that is shown in purple
245
590992
1638
09:52
that responds when you process color information,
246
592630
3072
Es reagiert, wenn wir Farben verarbeiten.
09:55
and near those regions are other regions
247
595702
2691
Daneben gibt es weitere Areale,
09:58
that are involved in perceiving places,
248
598393
2363
die mit dem Raumverständnis zu tun haben,
10:00
like right now, I'm seeing this layout of space around me
249
600756
2838
wie jetzt, wenn ich den ausgebreiteten Raum um mich sehe.
10:03
and these regions in green right there
250
603594
1752
Sie sehen, diese grünen Areale sind richtig aktiv.
10:05
are really active.
251
605346
1274
10:06
There's another one out on the outside surface again
252
606620
2370
Es gibt auch andere an der äußeren Oberfläche,
10:08
where there's a couple more face regions as well.
253
608990
2805
wo es einige andere Areale für Gesichter gibt.
10:11
Also in this vicinity
254
611795
2345
Ebenfalls in der Nähe ist das Areal, das visuelle Bewegung verarbeitet,
10:14
is a region that's selectively involved
255
614140
1645
10:15
in processing visual motion,
256
615785
1936
10:17
like these moving dots here,
257
617721
1504
wie diese sich bewegenden Punkte hier,
10:19
and that's in yellow at the bottom of the brain,
258
619225
2689
in Gelb an der Unterseite des Gehirns.
10:21
and near that is a region that responds
259
621914
3168
In der Nähe befindet sich das Areal,
10:25
when you look at images of bodies and body parts
260
625082
2897
das reagiert, wenn man Körper oder Körperteile wie diese zeigt,
10:27
like these, and that region is shown in lime green
261
627979
2745
hier in Hellgrün an der Unterseite des Gehirns.
10:30
at the bottom of the brain.
262
630724
2003
10:32
Now all these regions I've shown you so far
263
632727
2632
Alle Areale, die Sie bis jetzt gesehen haben,
10:35
are involved in specific aspects of visual perception.
264
635359
4432
sind mit spezifischen Aspekten des Sehens befasst.
10:39
Do we also have specialized brain regions
265
639791
2148
Haben wir z. B. für das Hören
10:41
for other senses, like hearing?
266
641939
2813
auch solche spezialisierten Hirnareale?
10:44
Yes, we do. So if we turn the brain around a little bit,
267
644752
3037
Ja, haben wir.
Wenn wir das Gehirn drehen,
10:47
here's a region in dark blue
268
647789
2401
gibt es hier eine Region in Dunkelblau,
10:50
that we reported just a couple of months ago,
269
650190
2346
von der wir erst vor Kurzem berichtet haben.
10:52
and this region responds strongly
270
652536
1634
Diese Region reagiert stark,
10:54
when you hear sounds with pitch, like these.
271
654170
3429
wenn man Geräusche in dieser Tonhöhe hört.
10:57
(Sirens)
272
657599
2143
(Sirenen)
10:59
(Cello music)
273
659742
2081
(Cellomusik)
11:01
(Doorbell)
274
661823
1917
(Klingel an der Tür)
11:03
In contrast, that same region does not respond strongly
275
663740
3608
Diese Region reagiert aber nicht stark,
11:07
when you hear perfectly familiar sounds
276
667348
1562
wenn man vertraute Klänge hört, die keine klare Tonhöhe aufweisen:
11:08
that don't have a clear pitch, like these.
277
668910
2362
11:11
(Chomping)
278
671272
2469
(Klatschen)
11:13
(Drum roll)
279
673741
2200
(Paukenschlag)
11:15
(Toilet flushing)
280
675941
2767
(Toilettenspülung)
11:18
Okay. Next to the pitch region
281
678708
2498
Okay. Neben dem Tonhöhenareal
11:21
is another set of regions that are selectively responsive
282
681206
2474
gibt es weitere Areale, die selektiv reagieren,
11:23
when you hear the sounds of speech.
283
683680
2765
wenn man Stimmen wahrnimmt.
11:26
Okay, now let's look at these same regions.
284
686445
1840
Schauen wir uns diese Areale mal an.
11:28
In my left hemisphere, there's a similar arrangement —
285
688285
2468
Meine linke Hemisphäre hat eine ähnliche Einteilung
11:30
not identical, but similar —
286
690753
1473
-- beinahe identisch --
11:32
and most of the same regions are in here,
287
692226
2209
und die meisten ähnlichen Areale sind hier,
11:34
albeit sometimes different in size.
288
694435
2002
weisen aber Größenunterschiede auf.
11:36
Now, everything I've shown you so far
289
696437
2014
Alles, was ich Ihnen gezeigt habe,
11:38
are regions that are involved in different aspects of perception,
290
698451
3026
sind verschiedene Areale der Wahrnehmung:
11:41
vision and hearing.
291
701477
1833
des Sehens und des Hörens.
11:43
Do we also have specialized brain regions
292
703310
1660
Haben wir spezialisierte Areale
11:44
for really fancy, complicated mental processes?
293
704970
3435
für ganz ausgefallene und komplizierte mentale Prozesse?
11:48
Yes, we do.
294
708405
1429
Ja, haben wir.
11:49
So here in pink are my language regions.
295
709834
3389
In Pink sehen Sie meine Sprachareale.
11:53
So it's been known for a very long time
296
713223
1428
Man weiß schon sehr lange,
11:54
that that general vicinity of the brain
297
714651
2035
dass diese Gehirnregion generell mit Sprachverarbeitung zu tun hat.
11:56
is involved in processing language,
298
716686
2193
11:58
but we showed very recently
299
718879
1732
Aber kürzlich konnten wir beweisen,
12:00
that these pink regions
300
720611
1710
dass diese pinkfarbenen Regionen extrem selektiv vorgehen.
12:02
respond extremely selectively.
301
722321
2205
12:04
They respond when you understand the meaning of a sentence,
302
724526
2812
Sie reagieren beim Verstehen eines Satzes,
12:07
but not when you do other complex mental things,
303
727338
2838
aber nicht bei anderen komplexeren mentalen Aktivitäten
12:10
like mental arithmetic
304
730176
2179
wie z. B. Kopfrechnen, etwas im Gedächtnis behalten
12:12
or holding information in memory
305
732355
2396
12:14
or appreciating the complex structure
306
734751
2655
oder eine komplexe Struktur in einem Musikstück erkennen.
12:17
in a piece of music.
307
737406
2284
12:21
The most amazing region that's been found yet
308
741664
2889
Die faszinierendste bekannte Region ist die hier rechts in Türkis.
12:24
is this one right here in turquoise.
309
744553
3307
12:27
This region responds
310
747860
2190
Diese Region reagiert, wenn Sie überlegen, was jemand anderer wohl denkt.
12:30
when you think about what another person is thinking.
311
750050
4268
12:34
So that may seem crazy,
312
754318
1644
Das erscheint vielleicht verrückt,
12:35
but actually, we humans do this all the time.
313
755962
3868
aber wir Menschen machen das pausenlos.
12:39
You're doing this when you realize
314
759830
2193
Sie tun dies, wenn Ihnen klar wird, dass Ihr Partner sich sorgen wird,
12:42
that your partner is going to be worried
315
762023
1631
12:43
if you don't call home to say you're running late.
316
763654
2507
wenn Sie ihn nicht anrufen, dass Sie später kommen.
12:46
I'm doing this with that region of my brain right now
317
766161
3469
Mein Gehirn macht das gerade,
12:49
when I realize that you guys
318
769630
2281
weil es merkt, dass Sie sich wahrscheinlich fragen,
12:51
are probably now wondering about
319
771911
1598
12:53
all that gray, uncharted territory in the brain,
320
773509
2547
was wohl diese ganze graue unbekannte Fläche im Gehirn ist.
12:56
and what's up with that?
321
776056
1964
12:58
Well, I'm wondering about that too,
322
778020
1685
Ich frage mich das auch.
12:59
and we're running a bunch of experiments in my lab right now
323
779705
2395
Dazu führen wir derzeit einige Experimente durch,
13:02
to try to find a number of other
324
782100
2013
um andere mögliche Spezialisierungen des Gehirns zu entdecken,
13:04
possible specializations in the brain
325
784113
2032
13:06
for other very specific mental functions.
326
786145
3368
die für andere sehr spezifische Funktionen zuständig sind.
13:09
But importantly, I don't think we have
327
789513
2621
Wichtig ist aber, dass wir vermutlich keine eigene Spezialregion
13:12
specializations in the brain
328
792134
1564
13:13
for every important mental function,
329
793698
2746
für jede wichtige geistige Funktion haben,
13:16
even mental functions that may be critical for survival.
330
796444
3409
nicht einmal für Überlebensfunktionen.
13:19
In fact, a few years ago,
331
799853
2102
Vor einigen Jahren
13:21
there was a scientist in my lab
332
801955
1117
war ein Wissenschaftler in meinem Labor sehr davon überzeugt,
13:23
who became quite convinced
333
803072
1409
13:24
that he'd found a brain region
334
804481
1749
dass er ein Gehirnareal gefunden hatte,
13:26
for detecting food,
335
806230
1912
das Nahrung erkannte,
13:28
and it responded really strongly in the scanner
336
808142
1918
und es reagierte stark im Scanner, wenn solche Bilder gezeigt wurden.
13:30
when people looked at images like this.
337
810060
2728
13:32
And further, he found a similar response
338
812788
2912
Er fand eine ähnliche Reaktion
13:35
in more or less the same location
339
815700
1939
mehr oder weniger am gleichen Ort bei 10 von 12 Menschen.
13:37
in 10 out of 12 subjects.
340
817639
2001
13:39
So he was pretty stoked,
341
819640
2294
Er war Feuer und Flamme, rannte im Labor herum
13:41
and he was running around the lab
342
821934
1260
13:43
telling everyone that he was going to go on "Oprah"
343
823194
2002
und erzählte allen, mit dieser Entdeckung würde er bei "Oprah" auftreten.
13:45
with his big discovery.
344
825196
2018
13:47
But then he devised the critical test:
345
827214
3022
Aber dann kam der alles entscheidende Test.
13:50
He showed subjects images of food like this
346
830236
3183
Er zeigte Leuten Bilder von Speisen wie diese
13:53
and compared them to images with very similar
347
833419
2741
und verglich sie mit Bildern von ähnlicher Form und Farbe,
13:56
color and shape, but that weren't food, like these.
348
836160
3810
bei denen es sich aber nicht um Speisen handelte.
13:59
And his region responded the same
349
839970
2131
Die Gehirnregion reagierte auf beide Bildertypen genau gleich.
14:02
to both sets of images.
350
842101
1949
14:04
So it wasn't a food area,
351
844050
1327
Kein "Essensareal" also,
14:05
it was just a region that liked colors and shapes.
352
845377
2771
sondern nur ein Areal, das Farben und Formen mag.
14:08
So much for "Oprah."
353
848148
2561
So viel zu "Oprah".
14:12
But then the question, of course, is,
354
852483
2225
Natürlich stellt sich die Frage,
14:14
how do we process all this other stuff
355
854708
2126
wie wir all die anderen Dinge verarbeiten,
14:16
that we don't have specialized brain regions for?
356
856834
2970
für die wir keine Spezialisierung haben?
14:19
Well, I think the answer is that in addition
357
859804
1811
Wir haben vermutlich zusätzlich
14:21
to these highly specialized components that I've been describing,
358
861615
3554
zu den hochspezialisierten Komponenten, die ich beschrieben habe,
14:25
we also have a lot of very general- purpose machinery in our heads
359
865169
3679
auch eine Generalmaschinerie in unseren Köpfen,
14:28
that enables us to tackle
360
868848
1494
die es uns erlaubt,
14:30
whatever problem comes along.
361
870342
2106
mit allen möglichen Problemen fertig zu werden.
14:32
In fact, we've shown recently that
362
872448
2055
Wir haben kürzlich herausgefunden,
14:34
these regions here in white
363
874503
2068
dass diese Regionen hier in Weiß immer dann reagieren,
14:36
respond whenever you do any difficult mental task
364
876571
3411
wenn man eine schwierige mentale Aufgabe vor sich hat,
14:39
at all —
365
879982
1101
immer -- na ja, bei den sieben Versuchspersonen jedenfalls.
14:41
well, of the seven that we've tested.
366
881083
3571
14:44
So each of the brain regions that I've described
367
884654
2169
Jede der Regionen, die ich heute beschrieben habe,
14:46
to you today
368
886823
1306
14:48
is present in approximately the same location
369
888129
2767
befindet sich bei jedem gesunden Menschen ungefähr an der gleichen Stelle.
14:50
in every normal subject.
370
890896
1742
14:52
I could take any of you,
371
892638
1623
Ich könnte jeden von Ihnen
14:54
pop you in the scanner,
372
894261
1226
im Scanner durchleuchten
14:55
and find each of those regions in your brain,
373
895487
2285
und diese Areale finden.
14:57
and it would look a lot like my brain,
374
897772
1905
Sie würden aussehen wie mein Gehirn.
14:59
although the regions would be slightly different
375
899677
2070
Es gäbe geringe Unterschiede
15:01
in their exact location and in their size.
376
901747
3564
in der exakten Lage und Größe.
15:05
What's important to me about this work
377
905311
2365
Bei dieser Arbeit
15:07
is not the particular locations of these brain regions,
378
907676
2969
ist mir nicht der exakte Ort dieser Gehirnareale wichtig,
15:10
but the simple fact that we have
379
910645
2587
sondern dass wir in unserem Gehirn
15:13
selective, specific components of mind and brain
380
913232
2568
überhaupt selektive, spezifische Komponenten haben.
15:15
in the first place.
381
915800
1648
15:17
I mean, it could have been otherwise.
382
917448
2011
Es hätte auch andersherum sein können.
15:19
The brain could have been a single,
383
919459
2441
Das Gehirn hätte auch
ein einheitlicher Generalprozessor sein können,
15:21
general-purpose processor,
384
921900
1495
15:23
more like a kitchen knife
385
923395
1472
eher wie ein Küchenmesser
15:24
than a Swiss Army knife.
386
924867
1683
als ein Schweizer Taschenmesser.
15:26
Instead, what brain imaging has delivered
387
926550
3111
Aber die bildgebenden Verfahren zeigen
15:29
is this rich and interesting picture of the human mind.
388
929661
3846
vielfältige, interessante Bilder der menschlichen Gehirnaktivität.
15:33
So we have this picture of very general-purpose
389
933507
2463
Wir haben also einen Generalprozessor,
15:35
machinery in our heads
390
935970
1070
15:37
in addition to this surprising array
391
937040
2357
zusätzlich zu hoch spezialisierten Komponenten im Kopf.
15:39
of very specialized components.
392
939397
3435
15:43
It's early days in this enterprise.
393
943712
2153
Wir stehen erst am Anfang.
15:45
We've painted only the first brushstrokes
394
945865
2776
Wir haben erst ein paar Pinselstriche
15:48
in our neural portrait of the human mind.
395
948641
2927
auf unserem Abbild der menschlichen Gehirnaktivität gemalt.
15:51
The most fundamental questions remain unanswered.
396
951568
3082
Die wichtigsten Fragen bleiben unbeantwortet.
15:54
So for example, what does each of these regions do exactly?
397
954650
3800
Was machen beispielsweise all diese Regionen ganz genau?
15:58
Why do we need three face areas
398
958450
2142
Warum brauchen wir drei Gesichtserkennungsareale
16:00
and three place areas,
399
960592
1465
und drei räumliche?
16:02
and what's the division of labor between them?
400
962057
2868
Wie teilen sie sich ihre Aufgaben?
16:04
Second, how are all these things
401
964925
2693
Zweitens: Wie sind all diese Dinge im Gehirn vernetzt?
16:07
connected in the brain?
402
967618
1712
16:09
With diffusion imaging,
403
969330
1587
Mit Diffusionsbildgebung können Neuronenbündel aufgespürt werden,
16:10
you can trace bundles of neurons
404
970917
2179
16:13
that connect to different parts of the brain,
405
973096
2575
die verschiedene Teile des Gehirns vernetzen.
16:15
and with this method shown here,
406
975671
1631
Mit dieser hier gezeigten Methode
16:17
you can trace the connections of individual neurons in the brain,
407
977302
3697
kann man die Verbindungen individueller Neuronen zeigen.
16:20
potentially someday giving us a wiring diagram
408
980999
2718
Vielleicht führt sie irgendwann einmal zu einem Schaltplan
16:23
of the entire human brain.
409
983717
2066
des gesamten menschlichen Gehirns.
16:25
Third, how does all of this
410
985783
2047
Drittens: Wie verläuft dieser systematische Aufbau
16:27
very systematic structure get built,
411
987830
3149
16:30
both over development in childhood
412
990979
2956
in der Entwicklung während der Kindheit und in der Evolution unserer Spezies?
16:33
and over the evolution of our species?
413
993935
2812
16:36
To address questions like that,
414
996747
1900
Um diese Fragen zu beantworten,
16:38
scientists are now scanning
415
998647
1783
scannen Wissenschaftler jetzt auch Tierarten und menschliche Babys.
16:40
other species of animals,
416
1000430
2157
16:42
and they're also scanning human infants.
417
1002587
5386
16:48
Many people justify the high cost of neuroscience research
418
1008931
3651
Viele Menschen rechtfertigen die hohen Kosten dieser Forschung damit,
16:52
by pointing out that it may help us someday
419
1012582
2754
dass sie vielleicht einmal Störungen wie Alzheimer und Autismus behandeln können.
16:55
to treat brain disorders like Alzheimer's and autism.
420
1015336
3457
16:58
That's a hugely important goal,
421
1018793
1947
Das ist ein enorm wichtiges Ziel.
17:00
and I'd be thrilled if any of my work contributed to it,
422
1020740
3221
Ich wäre sehr glücklich, dazu beigetragen zu haben.
17:03
but fixing things that are broken in the world
423
1023961
2998
Aber die Möglichkeit einer Reparatur ist nicht das einzig Wertvolle.
17:06
is not the only thing that's worth doing.
424
1026959
2801
17:09
The effort to understand the human mind and brain
425
1029760
3228
Der Versuch, die menschliche Gehirnaktivität zu verstehen,
17:12
is worthwhile even if it never led to the treatment
426
1032988
2818
lohnt sich auch,
wenn er niemals zur Behandlung einer Krankheit führt.
17:15
of a single disease.
427
1035806
1677
17:17
What could be more thrilling
428
1037483
2037
Was könnte spannender sein,
17:19
than to understand the fundamental mechanisms
429
1039520
3141
als die grundlegenden Mechanismen
17:22
that underlie human experience,
430
1042661
2296
der menschlichen Erfahrung zu begreifen,
17:24
to understand, in essence, who we are?
431
1044957
2926
und zu erfassen, wer wir eigentlich sind?
17:27
This is, I think, the greatest scientific quest
432
1047883
3449
Das ist wohl die größte wissenschaftliche Herausforderung aller Zeiten.
17:31
of all time.
433
1051332
2713
17:34
(Applause)
434
1054045
5470
(Applaus)
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