Michael Merzenich: Growing evidence of brain plasticity

Michael Merzenich: Zunehmende Belege für Neuroplastizität

Übersetzung: Angelika Lueckert Leon Lektorat: Judith Matz

This machine, which we all have residing in our skulls,

Diese Maschine, die in all unseren Schädeln wohnt,

reminds me of an aphorism, of a

erinnert mich an eine Bemerkung von Woody Allen,

comment of Woody Allen

der fragte, was das Beste wäre, das man in seinem Schädel haben kann.

to ask about what is the very best thing to have within your skull.

And it's this machine.

Und es ist diese Maschine.

And it's constructed for change. It's all about change.

Sie ist für Veränderung geschaffen, es geht eigentlich nur darum.

It confers on us the ability to do things tomorrow that we can't do today,

So können wir morgen Dinge tun, die wir heute noch nicht können,

things today that we couldn't do yesterday.

und heute die, die wir gestern noch nicht konnten.

And of course it's born stupid.

Natürlich wird sie dumm geboren.

The last time you were in the presence of a baby --

Das letzte Mal, als Sie ein Baby gesehen haben --

this happens to be my granddaughter, Mitra.

Das ist übrigens meine Enkeltochter Mitra.

Isn't she fabulous?

Ist sie nicht großartig?

(Laughter)

(Lachen)

But nonetheless when she popped out

Aber als sie geboren wurde,

despite the fact that her brain had actually been progressing

obwohl ihr Gehirn sich schon seit Monaten entwickelt hatte,

in its development for several months before

basierend auf den Erfahrungen, die sie in der Gebärmutter gemacht hatte,

on the basis of her experiences in the womb --

nonetheless she had very limited abilities,

waren ihre Fähigkeiten nur sehr schwach ausgebildet,

as does every infant

wie bei jedem Kind

at the time of normal, natural full-term birth.

zur Zeit einer normalen, natürlichen Geburt.

If we were to assay her perceptual abilities, they would be crude.

Ihre Wahrnehmungskompetenzen fielen in einem Test plump aus.

There is no real indication that there is any real thinking going on.

Es gibt keine richtigen Anzeichen für gedankliche Aktivität.

In fact there is little evidence that there is any

Es gibt eigentlich fast keine Beweise dafür,

cognitive ability in a very young infant.

dass sehr kleine Kinder überhaupt kognitive Fähigkeiten haben.

Infants don't respond to much.

Babys reagieren nicht auf viel.

There is not really much of an indication in fact that there is a person on board.

Es gibt kaum Anhaltspunkte dafür, dass eine Person mit von der Partie ist.

(Laughter)

(Lachen)

And they can only in a very primitive way, and in a very limited way

Und sie können ihre Bewegungen

nur auf sehr primitive Art kontrollieren.

control their movements.

It would be several months before this infant

Einige Monate vergehen, bis dieses Kind

etwas so Simples tun kann wie willentlich nach etwas zu greifen,

could do something as simple as reach out and grasp

under voluntary control an object and retrieve it,

zu nehmen und herumzubewegen,

usually to the mouth.

meistens zum Mund.

And it will be some months beforeward,

Es werden einige Monate vergehen,

and we see a long steady progression

und wir sehen eine lange, kontinuierliche Entwicklung

of the evolution from the first wiggles,

der Evolution von den ersten Strampelbewegungen

to rolling over, and sitting up, and crawling,

zum Sich-Umdrehen, Aufsetzen, Krabbeln,

standing, walking,

Stehen, Gehen, Sehen,

before we get to that magical point

bevor wir den magischen Punkt erreichen,

in which we can motate in the world.

an dem wir durch die Welt spazieren.

And yet, when we look forward in the brain

Schauen wir uns jedoch die Zukunft des Gehirns an,

we see really remarkable advance.

finden wir beachtlichen Fortschritt.

By this age the brain can actually store.

In diesem Alter kann das Gehirn bereits Dinge speichern.

It has stored, recorded,

Es hat gespeichert, aufgezeichnet,

can fastly retrieve

kann sehr schnell die Bedeutung

the meanings of thousands,

von Tausenden,

tens of thousands of objects,

Zehntausenden Objekten,

actions, and their relationships in the world.

Handlungen, und deren Verhältnis zur Welt abrufen.

And those relationships can in fact be constructed in hundreds of thousands,

Und diese Beziehungen können auf Hunderttausende,

potentially millions of ways.

wahrscheinlich Millionen, Arten gebildet werden.

By this age the brain controls very refined perceptual abilities.

In diesem Alter kontrolliert das Gehirn

schon sehr verfeinerte Wahrnehmungsfähigkeiten.

And it actually has a growing repertoire of cognitive skills.

Es hat sogar ein wachsendes Potential an kognitiven Fähigkeiten.

This brain is very much a thinking machine.

Das Gehirn ist praktisch eine Denk-Maschine.

And by this age there is absolutely no question

Und in diesem Alter steht es außer Frage,

that this brain, it has a person on board.

dass bei diesem Gehirn eine Person involviert ist.

And in fact at this age it is substantially controlling its own self-development.

Und in diesem Alter steuert es im Wesentlichen seine Selbstentwicklung

And by this age we see a remarkable evolution

und wir sehen eine bemerkenswerte Entwicklung

in its capacity to control movement.

bezüglich der Fähigkeit, Bewegungen zu steuern.

Now movement has advanced to the point

Jetzt hat sich Bewegung so weit entwickelt,

where it can actually control movement simultaneously,

dass das Gehirn mehrere Bewegungen simultan steuern kann,

in a complex sequence, in complex ways

in einer komplexen Abfolge, auf komplizierte Arten,

as would be required for example

wie es zum Beispiel nötig ist,

for playing a complicated game,

um komplizierte Spiele, wie Fußball,

like soccer.

zu spielen.

Now this boy can bounce a soccer ball on his head.

Dieser Junge hier kann mit seinem Kopf Ball spielen.

And where this boy comes from, Sao Paulo, Brazil,

Dort wo er herkommt, Sao Paulo, Brasilien,

about 40 percent of boys of his age have this ability.

können das etwa 40 % der Jungen in seinem Alter.

You could go out into the community in Monterey,

Würde man nach Monterey gehen, hätte man Schwierigkeiten,

and you'd have difficulty finding a boy that has this ability.

einen Jungen zu finden, der das kann.

And if you did he'd probably be from Sao Paulo.

Und wenn man einen finden würde, wäre er wahrscheinlich aus Sao Paulo.

(Laughter)

(Lachen)

That's all another way of saying

Das alles zeigt uns,

that our individual skills and abilities

dass unsere individuellen Fähigkeiten

are very much shaped by our environments.

stark durch unser Umfeld geprägt werden.

That environment extends into our contemporary culture,

Dieses Umfeld erstreckt sich bis in unsere zeitgenössische Kultur,

the thing our brain is challenged with.

diesem Ding, das unser Gehirn sehr fordert.

Because what we've done in our personal evolutions

Was wir mit unserer persönlichen Entwicklung bewältigt haben,

is build up a large repertoire of specific skills and abilities

ist der Aufbau eines großen Repertoires an bestimmten Fähigkeiten,

that are specific to our own individual histories.

die genau an unsere persönliche Vergangenheit angepasst sind.

And in fact they result in a wonderful

Sie bilden wundervolle

differentiation in humankind,

Unterschiede im menschlichen Wesen,

in the way that, in fact, no two of us

sodass keine zwei von uns

are quite alike.

ganz gleich sind.

Every one of us has a different set of acquired skills and abilities

Jeder von uns hat sich verschiedene Fähigkeiten angeeignet,

that all derive out of the plasticity,

die sich alle von der Formbarkeit und Anpassungsfähigkeit

the adaptability of this really remarkable adaptive machine.

dieser bemerkenswert anpassungsfähigen Maschine herleiten.

In an adult brain of course we've built up

Im Gehirn eines Erwachsenen haben wir natürlich

a large repertoire of mastered skills and abilities

ein großes Repertoire an erlernten Fähigkeiten,

that we can perform more or less automatically from memory,

die wir mehr oder weniger automatisch aus der Erinnerung ausführen können,

and that define us as acting, moving, thinking creatures.

was uns zu handelnden, sich bewegenden, denkenden Wesen macht.

Now we study this,

Verklemmte Laborratten an der Uni, also Menschen wie ich,

as the nerdy, laboratory, university-based scientists that we are,

untersuchen dies, indem wir uns Gehirne

by engaging the brains

of animals like rats, or monkeys,

von Tieren wie Ratten oder Affen ansehen,

or of this particularly curious creature --

oder dieser eigenartigen Kreatur --

one of the more bizarre forms of life on earth --

eine der bizarrsten Lebensformen der Welt --

to engage them in learning new skills and abilities.

indem wir sie dazu bringen, sich neue Fähigkeiten anzueignen.

And we try to track the changes that occur

Wir verfolgen die Veränderungen

as the new skill or ability is acquired.

beim Erlernen einer neuen Fähigkeit.

In fact we do this in individuals

Wir machen das mit Individuen jeden Alters,

of any age, in these different species --

dieser verschiedenen Spezies --

that is to say from infancies,

nämlich von der Kindheit an

infancy up to adulthood and old age.

über die Zeit als Erwachsene bis ins Alter.

So we might engage a rat, for example,

Wir nehmen also dazu etwa eine Ratte,

to acquire a new skill or ability

um eine neue Fähigkeit zu erlernen,

that might involve the rat using its paw

die es erfordern könnte, dass die Ratte ihre Pfote benutzt,

to master particular manual grasp behaviors

um bestimmte manuelle Griffweisen zu beherrschen,

just like we might examine a child

so wie wir ein Kind untersuchen

and their ability to acquire the sub-skills,

und dessen Fähigkeit, Teilkenntnisse zu erwerben,

or the general overall skill of accomplishing something

oder eine allgemeine Fertigkeit,

like mastering the ability to read.

wie die Lesefähigkeit, zu erlangen.

Or you might look in an older individual

Oder man schaut sich ein älteres Individuum an,

who has mastered a complex set of abilities

das eine komplexe Reihe von Fähigkeiten gemeistert hat,

that might relate to reading musical notation

etwa das Lesen einer Notenschrift

or performing the mechanical acts of performance

oder die Durchführung eines mechanischen Aktes

that apply to musical performance.

wie eine musikalische Aufführung.

From these studies we defined two great epochs

Ausgehend von diesen Studien definierten wir zwei große Abschnitte

of the plastic history of the brain.

der plastischen Entwicklung des Gehirns.

The first great epoch is commonly called the "Critical Period."

Der erste große Abschnitt heißt meist "Kritische Zeit".

And that is the period in which the brain is setting up

Und in diesem Zeitraum richtet das Gehirn

in its initial form its basic processing machinery.

in seiner ursprünglichen Form seine grundlegende Verarbeitungsmaschine ein.

This is actually a period of dramatic change

Dies ist tatsächlich eine Periode dramatischen Wandels,

in which it doesn't take learning, per se, to drive

in der es nicht das Lernen an sich braucht,

the initial differentiation of the machinery of the brain.

um die anfängliche Differenzierung des Gehirnmechanismus anzuregen.

All it takes for example in the sound domain,

Alles, was es dafür etwa im Klang-Bereich braucht,

is exposure to sound.

ist die Einwirkung von Klang.

And the brain actually is at the mercy

Und das Gehirn ist von der akustischen Umgebung abhängig,

of the sound environment in which it is reared.

in der es heranwächst.

So for example I can rear an animal

Ich kann z. B. ein Tier in einer Umgebung aufziehen,

in an environment in which there is meaningless dumb sound,

in der es einen sinnlosen, dumpfen Klang gibt,

a repertoire of sound that I make up,

ein Klang-Repertoire, das ich erstelle

that I make, just by exposure, artificially important

und für das Tier und sein junges Gehirn nur dadurch bedeutsam mache,

to the animal and its young brain.

dass ich es diesen Klängen aussetze.

And what I see is that the animal's brain sets up

Und ich stelle fest, dass das Gehirn des Tiers

its initial processing of that sound

die ursprüngliche Verarbeitung dieses Klangs idealisiert,

in a form that's idealized, within the limits of its processing achievements

innerhalb der Grenzen seiner Verarbeitungsleistung,

to represent it in an organized and orderly way.

um ihn in einer organisierten und geordneten Weise darzustellen.

The sound doesn't have to be valuable to the animal:

Das Geräusch muss für das Tier nicht wertvoll sein:

I could raise the animal in something that could be hypothetically valuable,

Ich könnte ein Tier etwas hypothetisch Wertvollem aussetzen,

like the sounds that simulate

wie Geräusche, die die Muttersprache eines Kindes simulieren.

the sounds of a native language of a child.

And I see the brain actually develop a processor that is specialized --

Das Gehirn entwickelt dann sogar einen spezialisierten Prozessor --

specialized for that complex array, a repertoire of sounds.

spezialisiert auf ein komplexes Spektrum, auf dieses Klangrepertoir.

It actually exaggerates their separateness of representation,

Es übersteigert die Abgetrenntheit von Bedeutung

in multi-dimensional neuronal representational terms.

auf multi-dimensionale, neuronal-repräsentative Weise.

Or I can expose the animal to a completely meaningless and destructive sound.

Wir können das Tier auch einem komplett bedeutungslosen

und destruktiven Geräusch aussetzen.

Ich kann ein Tier unter Bedingungen halten,

I can raise an animal under conditions

that would be equivalent to raising a baby

die damit vergleichbar wären,

under a moderately loud ceiling fan,

ein Baby unter einem mäßig lauten Deckenventilator aufzuziehen,

in the presence of continuous noise.

in der Präsenz eines kontinuierlichen Rauschens.

And when I do that I actually specialize the brain

Und wenn ich das tue, spezialisiere ich das Gehirn sogar,

to be a master processor for that meaningless sound.

um ein Meisterverarbeiter dieses sinnlosen Rauschens zu werden.

And I frustrate its ability

Als Folge hemme ich seine Fähigkeit,

to represent any meaningful sound as a consequence.

irgendein sinnvolles Geräusch darzustellen.

Such things in the early history of babies

Solche Dinge in der frühen kindlichen Entwicklung

occur in real babies.

passieren bei echten Babys.

And they account for, for example

Und sie sind z. B. für die schöne Entwicklung

the beautiful evolution of a language-specific processor

eines sprachenspezifischen Prozessors verantwortlich,

in every normally developing baby.

bei jedem sich normal entwickelnden Baby.

And so they also account for

Sie sind also auch verantwortlich

development of defective processing

für die Entwicklung von fehlerhafter Verarbeitung

in a substantial population of children

bei einem beträchtlichen Teil an Kindern,

who are more limited, as a consequence,

die als Folge eingeschränkter sind

in their language abilities at an older age.

in ihren Sprachfähigkeiten, wenn sie älter sind.

Now in this early period of plasticity

In diesem frühen Stadium der Plastizität

the brain actually changes outside of a learning context.

ändert sich das Gehirn sogar außerhalb eines Lernkontextes.

I don't have to be paying attention to what I hear.

Ich muss dem Gehörten keine Aufmerksamkeit schenken.

The input doesn't really have to be meaningful.

Der Input muss nicht wirklich sinnvoll sein.

I don't have to be in a behavioral context.

Ich muss nicht in einem Verhaltenskontext sein.

This is required so the brain sets up it's processing

Das ist nötig, damit das Gehirn seine Verarbeitung einrichtet,

so that it can act differentially,

um differentiell und selektiv zu handeln,

so that it can act selectively,

so that the creature that wears it, that carries it,

damit das Lebewesen, das es trägt,

can begin to operate on it in a selective way.

anfangen kann, auf eine selektive Weise zu funktionieren.

In the next great epoch of life, which applies for most of life,

In der nächsten großen Lebensepoche, die auf ein Großteil des Lebens zutrifft,

the brain is actually refining its machinery

verfeinert das Gehirn seinen Mechanismus,

as it masters a wide repertoire of skills and abilities.

während es ein breites Repertoire an Fähigkeiten meistert.

And in this epoch,

Und in diesem Zeitraum,

which extends from late in the first year of life to death;

der sich vom ersten Lebensjahr bis zum Tod hinzieht,

it's actually doing this under behavioral control.

macht es das unter Verhaltenskontrolle.

And that's another way of saying

Und das heißt mit anderen Worten,

the brain has strategies that define

das Gehirn hat Strategien, die die Bedeutung

the significance of the input to the brain.

des Inputs für das Gehirn definieren.

And it's focusing on skill after skill,

Und es konzentriert sich auf eine Fertigkeit

or ability after ability,

oder eine Fähigkeit nach der anderen,

under specific attentional control.

unter spezifischer Aufmerksamkeitssteuerung.

It's a function of whether a goal in a behavior is achieved

Es hat die Funktion, ein Ziel mit einem Verhalten zu erreichen,

or whether the individual is rewarded in the behavior.

oder das Individuum, indem Verhalten belohnt wird.

This is actually very powerful.

Das ist tatsächlich sehr wirksam.

This lifelong capacity for plasticity, for brain change,

Eine ausdrucksstarke Fähigkeit zur Plastizität

is powerfully expressed.

für Veränderungen im Gehirn.

It is the basis of our real differentiation,

Es ist die Basis unserer wirklichen Differenzierung,

one individual from another.

eines Individuums vom anderen.

You can look down in the brain of an animal

Man kann sich das Gehirn eines Tiers anschauen,

that's engaged in a specific skill,

das mit einer spezifischen Fertigkeit beschäftigt ist,

and you can witness or document this change on a variety of levels.

und die Veränderung in mehreren Ebenen miterleben oder dokumentieren.

So here is a very simple experiment.

Hier ist ein sehr einfaches Experiment.

It was actually conducted about five years ago

Es wurde tatsächlich vor 5 Jahren in Kooperation

in collaboration with scientists from the University of Provence

mit Wissenschaftlern von der Universität von Provence

in Marseilles.

in Marseilles durchgeführt.

It's a very simple experiment where a monkey has been trained

Ein sehr einfaches Experiment, bei dem ein Affe trainiert worden war,

in a task that involves it manipulating a tool

mit einem Werkzeug umzugehen,

that's equivalent in its difficulty

was genauso schwierig ist,

to a child learning to manipulate or handle a spoon.

wie der Umgang mit einem Löffel für ein Kind.

The monkey actually mastered the task

Der Affe meisterte diese Aufgabe auch

in about 700 practice tries.

in ca. 700 Praxisversuchen.

So in the beginning the monkey could not perform this task at all.

Anfangs konnte der Affe sie also gar nicht erfüllen.

It had a success rate of about one in eight tries.

Er hatte eine Erfolgsquote von 1 aus 8 Versuchen.

Those tries were elaborate.

Diese Versuche waren sehr aufwendig.

Each attempt was substantially different from the other.

Jeder Versuch unterschied sich erheblich vom nächsten.

But the monkey gradually developed a strategy.

Aber der Affe entwickelte schrittweise eine Strategie.

And 700 or so tries later

Und etwa 700 Versuche später

the monkey is performing it flawlessly -- never fails.

verrichtet der Affe sie fehlerlos -- er scheitert nie.

He's successful in his retrieval of food with this tool every time.

Er ist bei jeder Nahrungsaufnahme mit seinem Werkzeug erfolgreich.

At this point the task is being performed

Zurzeit wird die Aufgabe

in a beautifully stereotyped way:

in einer schön stereotypen Weise ausgeführt:

very beautifully regulated and highly repeated, trial to trial.

sehr schön regulierte und häufig wiederholte Versuche.

We can look down in the brain of the monkey.

Wir können in das Gehirn des Affen blicken.

And we see that it's distorted.

Und da sehen wir eine Verzerrung.

We can track these changes, and have tracked these changes

Wir können diese Änderungen verfolgen und haben das über die Zeit

in many such behaviors across time.

für solche Verhaltensweisen auch getan.

And here we see the distortion

Und hier sehen wir die Verzerrung

reflected in the map of the skin surfaces of the hand of the monkey.

auf der Hautoberfläche der Hand des Affen.

Now this is a map, down in the surface of the brain,

Diese Karte hier zeigt die Oberfläche des Gehirns,

in which, in a very elaborate experiment we've reconstructed the responses,

in der wir in einem aufwendigen Experiment die Reaktionen rekonstruiert haben,

location by location,

Position für Position,

in a highly detailed response mapping of the responses of its neurons.

in einer sehr detaillierten Kartierung der Reaktionen der Neuronen.

We see here a reconstruction of how

Wir sehen hier eine Rekonstruktion davon,

the hand is represented in the brain.

wie die Hand im Gehirn repräsentiert ist.

We've actually distorted the map by the exercise.

Wir haben die Karte durch diese Übung tatsächlich verzerrt.

And that is indicated in the pink. We have a couple fingertip surfaces that are larger.

Das ist in Pink dargestellt. Ein paar Fingerkuppen-Oberflächen sind größer.

These are the surfaces the monkey is using to manipulate the tool.

Diese Oberflächen nutzt der Affe, um das Werkzeug zu handhaben.

If we look at the selectivity of responses

Schauen wir uns die Selektivität der Reaktionen im Kortex des Affen an,

in the cortex of the monkey,

we see that the monkey has actually changed the filter characteristics

sehen wir, dass der Affe sogar die Filtermerkmale geändert hat,

which represents input from the skin

die den Haut-Input der beteiligten Fingerspitzen darstellen.

of the fingertips that are engaged.

In other words there is still a single, simple representation of the fingertips

Es gibt also immer noch eine einzige, einfache Repräsentation der Fingerspitzen

in this most organized of cortical areas

in diesem am besten organisierten kortikalen Bereich

of the surface of the skin of the body.

von der Hautoberfläche des Körpers.

Monkey has like you have.

Beim Affen ist das wie bei uns.

And yet now it's represented in substantially finer grain.

Und jetzt wird es in einer wesentlich feineren Körnung repräsentiert.

The monkey is getting more detailed information from these surfaces.

Der Affe erhält von diesen Oberflächen detailliertere Informationen.

And that is an unknown -- unsuspected, maybe, by you --

Und das ist ein unbekannter -- vielleicht auch unerwarteter --

part of acquiring the skill or ability.

Teil des Erwerbs der Fähigkeit oder Fertigkeit.

Now actually we've looked in several different cortical areas

Wir haben uns unterschiedliche Bereiche des Kortex angesehen,

in the monkey learning this task.

während der Affe diese Aufgabe erfüllt.

And each one of them changes in ways that are specific

Jeder davon ändert sich auf eine Weise,

to the skill or ability.

die spezifisch ist für die Kenntnis oder Fähigkeit.

So for example we can look to the cortical area

So können wir etwa den Großhirnbereich betrachten,

that represents input that's controlling the posture of the monkey.

der den Input darstellt, der die Haltung des Affen kontrolliert.

We look in cortical areas that control specific movements,

Wir betrachten die Großhirnbereiche, die spezifische Bewegungen kontrollieren,

and the sequences of movements

die bei einem Verhalten benötigten Bewegungsabläufe, usw.

that are required in the behavior, and so forth.

They are all remodeled. They all become specialized for the task at hand.

Alle sind umgestaltet und spezialisieren sich auf die vorliegende Aufgabe.

There are 15 or 20 cortical areas that are changed specifically

Es gibt 15 oder 20 Großhirnbereiche, die sich ausdrücklich ändern,

when you learn a simple skill like this.

wenn man solch eine einfache Fertigkeit erlernt.

And that represents in your brain, really massive change.

Und das stellt sich in Ihrem Gehirn als starke Veränderung dar.

It represents the change in a reliable way

Es repräsentiert zuverlässig die Veränderung

of the responses of tens of millions,

der vielen Millionen von Reaktionen

possibly hundreds of millions of neurons in your brain.

von Neuronen in Ihrem Gehirn.

It represents changes

Es stellt die Veränderungen

of hundreds of millions, possibly billions

von Hundertmillionen oder Milliarden

of synaptic connections in your brain.

synaptischer Verbindungen in Ihrem Gehirn dar.

This is constructed by physical change.

Das entsteht durch physische Veränderung.

And the level of construction that occurs is massive.

Und das Ausmaß der Konstruktion ist enorm.

Think about the changes that occur in the brain of a child

Denken Sie an die Änderungen, die im Gehirn eines Kindes stattfinden,

through the course of acquiring their movement behavior abilities in general.

im allgemeinen Verlauf des Erwerbs des Bewegungsverhaltens.

Or acquiring their native language abilities.

Oder beim Erwerb muttersprachlicher Fähigkeiten.

The changes are massive.

Die Änderungen sind massiv.

What it's all about is the selective representations

Es geht vor allem um die selektiven Repräsentationen von Dingen,

of things that are important to the brain.

die für das Gehirn wichtig sind.

Because in most of the life of the brain

Zumeist wird dies im Leben des Gehirns

this is under control of behavioral context.

vom Verhaltenskontext kontrolliert.

It's what you pay attention to.

Diesem schenkt man Aufmerksamkeit.

It's what's rewarding to you.

Dadurch wird man belohnt.

It's what the brain regards, itself,

Das ist, was das Gehirn selbst

as positive and important to you.

als positiv und wichtig für einen erachtet.

It's all about cortical processing

Es geht um kortikale Verarbeitung

and forebrain specialization.

und Spezialisierung des Vorderhirns.

And that underlies your specialization.

Und das unterliegt Ihrer Spezialisierung.

That is why you, in your many skills and abilities,

Deshalb sind Sie in Ihren vielen Kenntnissen und Fähigkeiten

are a unique specialist:

ein einzigartiger Spezialist:

a specialist that's vastly different

Ein Spezialist, dessen physisches Gehirn

in your physical brain in detail

im Einzelnen ganz anders ist

than the brain of an individual 100 years ago;

als das Gehirn einer Person vor 1000 Jahren;

enormously different in the details

im Einzelnen überaus anders geartet

from the brain of the average individual 1,000 years ago.

als ein durchschnittliches Individuum vor 1000 Jahren.

Now, one of the characteristics of this change process

Eine der Eigenschaften dieses Änderungsprozesses

is that information is always related

besteht darin, dass die Information immer

to other inputs or information that is occurring

auf einen anderen Input oder Information bezogen ist,

in immediate time, in context.

die zeitlich unmittelbar im Kontext auftreten.

And that's because the brain is constructing representations of things

Denn das Gehirn konstruiert die Repräsentationen von Dingen,

that are correlated in little moments of time

die sich in kurzen Augenblicken bedingen

and that relate to one another in little moments of successive time.

und sich in kurzen Sequenzen aufeinander beziehen.

The brain is recording all information

Das Gehirn zeichnet alle Information auf

and driving all change

und treibt die Veränderung

in temporal context.

in einem zeitlichen Kontext voran.

Now overwhelmingly the most powerful context

Der überwiegend stärkste Kontext,

that's occurred in your brain is you.

der in Ihrem Gehirn auftritt, sind Sie.

Billions of events have occurred in your history

Milliarden von Ereignissen haben sich in Ihrer Geschichte ereignet,

die sich in der Zeit auf Sie beziehen

that are related in time to yourself

as the receiver,

als dem Empfänger,

or yourself as the actor, yourself as the thinker,

oder als Akteur, Ihnen selbst als Denker,

yourself as the mover.

Ihnen als treibender Kraft.

Billions of times little pieces of sensation have come in

Milliardenfach kommen Sinneseindrücke stückchenweise

from the surface of your body

von der Oberfläche Ihres Körpers,

that are always associated with you as the receiver,

die immer mit Ihnen als Empfänger verbunden sind,

and that result in

und die in Ihnen

the embodiment of you.

als Verkörperung münden.

You are constructed, your self is constructed

Sie werden konstruiert, Ihr Selbst wird

from these billions of events.

aus Millionen von Ereignissen konstruiert.

It's constructed. It's created in your brain.

Es wird konstruiert. Es wird im Gehirn erschaffen.

And it's created in the brain via physical change.

Und es wird im Gehirn durch physikalische Änderung erschaffen.

This is a marvelously constructed thing

Das ist eine wunderbar konstruierte Sache,

that results in individual form

die zu einer individuellen Form führt,

because each one of us has vastly different histories,

denn jeder von uns hat erheblich

and vastly different experiences,

unterschiedliche Geschichten und Erfahrungen,

that drive in to us this marvelous differentiation of self,

die in uns diese fabelhafte Differenzierung des Selbst,

of personhood.

von Persönlichkeit, antreiben.

Now we've used this research

Wir haben diese Forschung genutzt,

to try to understand not just how a normal person develops,

um zu verstehen, wie sich eine normale Person entwickelt

and elaborates their skills and abilities,

und ihre Fähigkeiten und Fertigkeiten verfeinert,

but also try to understand

aber auch um die Ursprünge von Störungen zu verstehen,

the origins of impairment,

und die Entstehungen von Unterschieden oder Variationen,

and the origins of differences or variations

that might limit the capacities of a child, or an adult.

die die Leistungen eines Kindes oder Erwachsenen begrenzen könnten.

I'm going to talk about using these strategies

Ich rede über die Nutzung dieser Strategien,

to actually design brain plasticity-based

um den auf Gehirnplastizität basierenden Ansatz

approach to drive corrections in the machinery of a child

zum Korrekturantrieb im Mechanismus eines Kindes zu gestalten,

that increases the competence of the child

der die Kompetenz des Kindes

as a language receiver and user

als Sprachempfänger und -nutzer erhöht,

and, thereafter, as a reader.

und anschließend als Leser.

And I'm going to talk about experiments that involve

Und ich werde über Experimente sprechen,

actually using this brain science,

die diese Neurowissenschaft tatsächlich anwenden,

first of all to understand how it contributes to the loss of function as we age.

hauptsächlich um zu verstehen, wie das zum Funktionsverlust beim Altern beiträgt.

And then, by using it in a targeted approach

Und indem wir dies in einem zielgerichteten Ansatz anwenden,

we're going to try to differentiate

versuchen wir, den Mechanismus zu differenzieren,

the machinery to recover function in old age.

um im Alter Funktionen wiederherzustellen.

So the first example I'm going to talk about

Mein erstes Beispiel bezieht sich auf Kinder mit Lernschwächen.

relates to children with learning impairments.

We now have a large body of literature

Wir haben jetzt einen ganz großen Fundus an Literatur,

that demonstrates that the fundamental

der das fundamentale Problem zeigt,

problem that occurs in the majority of children

das bei den meisten Kindern mit frühen Sprachschwächen auftritt

that have early language impairments,

and that are going to struggle to learn to read,

und die damit kämpfen, Lesen zu lernen:

is that their language processor

Ihre Sprachverarbeitung entwickelt sich nur defekt.

is created in a defective form.

And the reason that it rises in a defective form

Und der Grund für diese defekte Entstehung ist

is because early in the baby's brain's life

ein Rauschen im Mechanismus im frühen Leben des Babygehirns.

the machine process is noisy.

It's that simple.

So einfach ist das.

It's a signal-to-noise problem. Okay?

Es ist ein Signal-Rausch-Problem. Verstanden?

And there are a lot of things that contribute to that.

Viele Dinge tragen dazu bei.

There are numerous inherited faults

Es gibt zahlreiche ererbte Defekte,

that could make the machine process noisier.

die ein Rauschen in den Mechanismusprozess einführen.

Now I might say the noise problem could also occur

Ich könnte nun sagen, das Rauschproblem könnte auch

on the basis of information provided

aufgrund von Information auftauchen,

in the world from the ears.

die den Ohren von der Welt geliefert werden.

If any -- those of you who are older in the audience know

Die Älteren unter Ihnen im Publikum werden es wissen:

that when I was a child we understood that a child born with a cleft palate

Als ich ein Kind war, war klar: Ein mit einer Gaumenspalte geborenes Kind

was born with what we called mental retardation.

wurde mit einer geistigen Unterentwicklung geboren.

We knew that they were going to be slow cognitively;

Wir wussten, dass es kognitiv langsam sein

we knew they were going to struggle to learn to develop normal language abilities;

und damit kämpfen würde, normale Sprachfähigkeiten zu erlernen;

and we knew that they were going to struggle to learn to read.

wir wussten, dass es damit kämpfen würde, Lesen zu lernen.

Most of them would be intellectual and academic failures.

Die meisten wären intellektuelle und akademische Fehlschläge.

That's disappeared. That no longer applies.

Diese Ansicht tritt nicht länger auf.

That inherited weakness, that inherited condition

Diese ererbte Schwäche,

has evaporated.

dieser ererbte Zustand, hat sich verflüchtigt.

We don't hear about that anymore. Where did it go?

Davon hört man nichts mehr. Wo ist das hin?

Well, it was understood by a Dutch surgeon,

Ein niederländischer Chirurgen verstand vor etwa 35 Jahren,

about 35 years ago,

that if you simply fix the problem early enough,

dass man das Problem einfach früh genug lösen kann,

when the brain is still in this initial plastic period

nämlich in der anfänglichen plastischen Phase des Gehirns.

so it can set up this machinery adequately,

In dieser anfänglichen Installationszeit in der kritischen Phase

in this initial set up time in the critical period,

stellt das Gehirn den Mechanismus einfach angemessen ein

none of that happens.

und nichts davon passiert.

What are you doing by operating on the cleft palate to correct it?

Wie korrigiert man eine Gaumenspalte durch Operation?

You're basically opening up

Man öffnet im Grunde

the tubes that drain fluid from the middle ears,

die Kanäle, die Flüssigkeit aus dem Mittelohr abtransportieren,

which have had them reliably full.

die waren nämlich ziemlich voll.

Every sound the child hears uncorrected is muffled.

Jedes unkorrigierte Geräusch, das das Kind hört, ist gedämpft.

It's degraded.

Es ist reduziert.

The child's native language is such a case is not English.

Die Muttersprache des Kindes ist in diesem Fall nicht Englisch.

It's not Japanese.

Sie ist nicht Japanisch.

It's muffled English. It's degraded Japanese.

Es ist gedämpftes Englisch oder reduziertes Japanisch.

It's crap.

Es ist Mist.

And the brain specializes for it.

Und das Gehirn spezialisiert sich darauf.

It creates a representation of language crap.

Es erstellt eine Repräsentation von Sprach-Mist.

And then the child is stuck with it.

Und dann bleibt das Kind darauf sitzen.

Now the crap doesn't just happen in the ear.

Der Mist passiert aber nicht nur im Ohr.

It can also happen in the brain.

Er kann auch im Gehirn passieren.

The brain itself can be noisy. It's commonly noisy.

Das Gehirn selbst kann rauschen. Es rauscht normalerweise sehr stark.

There are many inherited faults that can make it noisier.

Es gibt viele ererbte Defekte, die zu mehr Rauschen führen.

And the native language for a child with such a brain

Und die Muttersprache eines Kindes mit so einem Gehirn wird reduziert.

is degraded.

It's not English. It's noisy English.

Es ist kein Englisch, sondern rauschendes Englisch.

And that results in defective representations of sounds of words --

Und das führt zu fehlerhaften Repräsentationen von Wortklängen --

not normal -- a different strategy,

nicht den normalen -- einer anderen Strategie,

by a machine that has different time constants and different space constants.

von einer Maschine mit einer unterschiedlichen Zeit- und Raumkonstante.

And you can look in the brain of such a child and record those time constants.

Und man kann im Gehirn so eines Kindes diese Zeitkonstanten aufzeichnen.

They are about an order of magnitude longer,

Sie sind eine Größenordnung länger,

about 11 times longer in duration on average,

durchschnittlich etwa 11 Mal länger

than in a normal child.

als bei einem normalen Kind.

Space constants are about three times greater.

Raumkonstanten sind etwa 3 Mal größer.

Such a child will have memory and cognitive deficits

So ein Kind wird Defizite in der Kognition und Merkfähigkeit

in this domain.

in diesem Bereich haben.

Of course they will. Because as a receiver of language,

Natürlich haben sie das. Denn als Empfänger einer Sprache

they are receiving it and representing it,

empfangen sie sie und bilden sie ab,

and in information it's representing crap.

und als Information bilden sie Mist ab.

And they are going to have poor reading skills.

Und sie werden eine mangelnde Lesefähigkeit haben.

Because reading is dependent upon the translation of word sounds

Denn Lesen hängt von der Übertragung von Wortklängen

into this orthographic or visual

in diese orthografische oder visuelle Darstellungsform ab.

representational form.

If you don't have a brain representation of word sounds

Wenn man keine Gehirn-Repräsentation von Wortklängen hat,

that translation makes no sense.

macht diese Übertragung keinen Sinn.

And you are going to have corresponding abnormal neurology.

Und ist die Neurologie entsprechend abnormal.

Then these children increasingly

Dann haben diese Kinder zunehmend,

in evaluation after evaluation,

in einer Bewertung nach der anderen,

in their operations in language, and their operations in reading --

in deren Sprach- und Lesehandhabung --

we document that abnormal neurology.

dort lässt sich diese abnormale Neurologie belegen.

The point is is that you can train the brain out of this.

Es geht darum, dass man dies dem Gehirn abtrainieren kann.

A way to think about this is you can actually re-refine

Eine Herangehensweise ist, dass man tatsächlich

the processing capacity of the machinery

die Verarbeitungsfähigkeit des Mechanismus verfeinern kann,

by changing it.

indem man ihn verändert.

Changing it in detail. It takes about 30 hours on the average.

Ihn bis ins Detail verändert. Das dauert durchschnittlich 30 Stunden.

And we've accomplished that in about 430,000 kids today.

Und wir haben das bisher bei ca. 430 000 Kindern erreicht.

Actually, probably about 15,000 children are being trained as we speak.

Tatsächlich werden rund 15 000 Kinder geschult, während wir sprechen.

And actually when you look at the impacts, the impacts are substantial.

Und diese Auswirkungen sind beträchtlich.

So here we're looking at the normal distribution.

Hier schauen wir uns also die Normalverteilung an.

What we're most interested in is these kids on the left side of the distribution.

Am meisten interessieren uns die Kinder auf der linken Seite der Verteilung.

This is from about 3,000 children.

Das sind etwa 3000 Kinder.

You can see that most of the children on the left side of the distribution

Sie sehen, dass die meisten Kinder auf der linken Seite der Verteilung

are moving into the middle or the right.

sich in die Mitte oder nach rechts bewegen.

This is in a broad assessment of their language abilities.

Das ist eine umfassende Bewertung von ihren Sprachfähigkeiten.

This is like an IQ test for language.

Das ist wie ein IQ-Test für Sprache.

The impact in the distribution, if you trained every child

Die Auswirkung auf die Verteilung, wenn man jedes Kind in den USA

in the United States, would be to shift the whole distribution to the right

trainieren würde, wäre eine komplette Verschiebung der Verteilung nach rechts

and narrow the distribution.

und eine Einengung der Verteilung.

This is a substantially large impact.

Das ist ein erheblicher Einfluss.

Think of a classroom of children in the language arts.

Denken Sie an eine Klasse von Kindern in Sprachkunst.

Think of the children on the slow side of the class.

Denken Sie an die Kinder am langsamen Ende der Klasse.

We have the potential to move most of those children

Wir haben das Potential, die meisten dieser Kinder

to the middle or to the right side.

zur Mitte oder rechten Seite hin zu bewegen.

In addition to accurate language training

Neben sorgfältigem Sprachtraining

it also fixes memory and cognition

verbessert es auch Gedächtnis, Wahrnehmung,

speech fluency and speech production.

Sprechflüssigkeit und Sprachproduktion.

And an important language dependent skill is enabled by this training --

Eine wichtige sprachabhängige Fähigkeit wird durch dieses Training aktiviert --

that is to say reading.

nämlich das Lesen.

And to a large extent it fixes the brain.

Und das Gehirn wird weitgehend in Ordnung gebracht.

You can look down in the brain of a child

Man kann in das Gehirn eines Kindes schauen,

in a variety of tasks that scientists have at Stanford,

bei verschiedensten Aufgaben, wie das Forscher in Stanford,

and MIT, and UCSF, and UCLA, and a number of other institutions.

MIT, UCSF und UCLA und einigen anderen Institutionen getan haben.

And children operating in various language behaviors,

Und bei Kindern, die in verschieden Sprachverhalten

or in various reading behaviors,

oder in verschiedenen Leseverhalten agieren,

you see for the most extent,

sieht man zum großen Teil,

for most children, their neuronal responses,

für die meisten Kinder, deren neuronale Reaktionen,

complexly abnormal before you start,

die zu Beginn sehr abnormal sind,

are normalized by the training.

und die sich durch Training normalisieren.

Now you can also take the same approach

Man kann nun die gleiche Methode nehmen,

to address problems in aging.

um Probleme beim Altern anzugehen.

Where again the machinery is deteriorating now

Wo sich der Mechanismus wieder verschlechtert

from competent machinery, it's going south.

vom kompetenten Mechanismus. Es geht bergab.

Noise is increasing in the brain.

Das Rauschen im Gehirn nimmt zu.

And learning modulation and control is deteriorating.

Und das Erlernen von Modulation und Kontrolle verschlechtern sich.

And you can actually look down on the brain of such an individual

Und man kann in das Gehirn eines solchen Individuums schauen

and witness a change in the time constants and space constants

und die Veränderung in den Zeit- und Raumkonstanten bezeugen,

with which, for example, the brain is representing language again.

mit denen z. B. das Gehirn die Sprache wieder abbildet.

Just as the brain came out of chaos at the beginning,

So wie das Gehirn zu Beginn aus dem Chaos kam,

it's going back into chaos in the end.

geht es am Ende wieder ins Chaos über.

This results in declines in memory

Daraus ergibt sich eine Schwächung von Gedächtnis,

in cognition, and in postural ability and agility.

Kognition, Haltungsfähigkeit und Beweglichkeit.

It turns out you can train the brain of such an individual --

Es zeigt sich, dass man das Gehirn eines solchen Menschens --

this is a small population of such individuals --

das ist eine so kleine Bevölkerungsgruppe --

train equally intensively for about 30 hours.

genauso intensiv für ca. 30 Stunden trainieren kann.

These are 80- to 90-year-olds.

Das sind 80- bis 90-Jährige.

And what you see are substantial improvements of their immediate memory,

Wir sehen deutliche Verbesserungen ihrer unmittelbaren Erinnerung,

of their ability to remember things after a delay,

ihrer Fähigkeit, Dinge mit Verzögerung zu erinnern,

of their ability to control their attention,

ihrer Fähigkeit, ihre Aufmerksamkeit zu kontrollieren,

their language abilities and visual-spatial abilities.

ihrer Sprachfähigkeiten und visuell-räumlichen Fähigkeiten.

The overall neuropsychological index

Der neuropsychologische Gesamtindex

of these trained individuals in this population

dieser geschulten Individuen in der Bevölkerung

is about two standard deviations.

betrifft zwei Standardabweichungen.

That means that if you sit at the left side of the distribution,

Wenn Sie also auf der linken Seite der Verteilung sitzen,

and I'm looking at your neuropyschological abilities,

und ich Ihre neuropsychologischen Fähigkeiten betrachte,

the average person has moved to the middle

ist der Durchschnittsmensch in die Mitte

or the right side of the distribution.

oder auf die rechte Seite der Verteilung gerückt.

It means that most people who are at risk for senility,

Es bedeutet, dass Menschen mit einem Risiko für Senilität,

more or less immediately,

mehr oder weniger sofort,

are now in a protected position.

sich jetzt in einer geschützten Lage befinden.

My issues are to try to get to rescuing

Mein Anliegen ist es, zu versuchen,

older citizens more completely and in larger numbers,

ältere Mitbürger beinahe vollständig und in großen Zahlen zu retten,

because I think this can be done in this arena on a vast scale --

denn das kann auf diesem Gebiet im großen Umfang getan werden --

and the same for kids.

und das Gleiche trifft auf Kinder zu.

My main interest is how to elaborate this science to address other maladies.

Vor allem möchte ich diese Wissenschaft auf andere Krankheiten ausweiten.

I'm specifically interested in things like autism,

Ich bin besonders an Dingen wie Autismus interessiert,

and cerebral palsy, these great childhood catastrophes.

und Zerebralparese, diesen großen Kindheitskatastrophen.

And in older age conditions like Parkinsonism,

Und bei Altersbedingungen wie Parkinsonismus,

and in other acquired impairments like schizophrenia.

und bei anderen erworbenen Beeinträchtigungen wie Schizophrenie.

Your issues as it relates to this science,

Ihre Hauptfrage hier geht darum, wie Sie Ihren eigenen

is how to maintain your own high-functioning learning machine.

hochfunktionstüchtigen Lernmechanismus aufrechterhalten.

And of course, a well-ordered life

Und natürlich ist der Schlüssel ein wohlgeordnetes Leben,

in which learning is a continuous part of it, is key.

in dem Lernen ständiger Bestandteil ist.

But also in your future is brain aerobics.

Aber in Zukunft gehört Gehirn-Aerobic dazu.

Get ready for it. It's going to be a part of every life

Machen Sie sich dafür bereit. Es wird für alle Teil des Lebens,

not too far in the future,

in nicht allzu ferner Zukunft,

just like physical exercise

genauso wie Leibesübungen

is a part of every well organized life in the contemporary period.

Teil eines gutorganisierten, zeitgemäßen Lebens sind.

The other way that we will ultimately come to consider this

Die andere Art, wie wir diese Literatur und Wissenschaft

literature and the science that is important to you

letztlich betrachten werden, die für Sie wichtig ist,

is in a consideration of how to nurture yourself.

ist unter Berücksichtigung dessen, wie man sich selbst unterstützen kann.

Now that you know, now that science is telling us

Jetzt da Sie wissen, dass die Wissenschaft uns mitteilt,

that you are in charge,

dass Sie verantwortlich sind,

that it's under your control,

dass Sie es unter Kontrolle haben,

that your happiness, your well-being,

dass Ihr Glück, Ihr Wohlbefinden,

your abilities, your capacities,

Ihre Fähigkeiten und Kapazitäten

are capable of continuous modification,

sich ständig verändern und verbessern können,

continuous improvement,

and you're the responsible agent and party.

und Sie der verantwortliche Akteur sind.

Of course a lot of people will ignore this advice.

Natürlich werden viele diesen Ratschlag ignorieren.

It will be a long time before they really understand it.

Es wird lange dauern, bis sie es wirklich verstehen.

(Laughter)

(Gelächter)

Now that's another issue and not my fault.

Das ist ein anderes Problem und nicht meine Schuld.

Okay. Thank you.

Okay. Danke.

(Applause)

(Applaus)