Daniel Wolpert: The real reason for brains

Daniel Wolpert: La verdadera razón del cerebro

Traductor: Andrea Pisera Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

I'm a neuroscientist.

Soy neurocientífico.

And in neuroscience,

Y en neurociencia,

we have to deal with many difficult questions about the brain.

abordamos interrogantes muy complejos acerca del cerebro.

But I want to start with the easiest question

Pero quiero comenzar con el más sencillo,

and the question you really should have all asked yourselves at some point in your life,

es una pregunta que seguramente, alguna vez, se habrán hecho,

because it's a fundamental question

porque es una cuestión fundamental,

if we want to understand brain function.

si queremos comprender la función del cerebro.

And that is, why do we and other animals

Y es, ¿por qué nosotros y los demás animales

have brains?

tenemos cerebro?

Not all species on our planet have brains,

No todas las especies del planeta tienen cerebro,

so if we want to know what the brain is for,

entonces si queremos saber para qué sirven los cerebros,

let's think about why we evolved one.

pensemos por qué evolucionó el nuestro.

Now you may reason that we have one

Podrían plantear que esto se produjo

to perceive the world or to think,

para percibir el mundo y para pensar,

and that's completely wrong.

y eso es totalmente erróneo.

If you think about this question for any length of time,

Si lo piensan bien,

it's blindingly obvious why we have a brain.

es claramente evidente por qué tenemos un cerebro.

We have a brain for one reason and one reason only,

Tenemos cerebro por una razón y solo una razón.

and that's to produce adaptable and complex movements.

Y es para producir movimientos adaptativos y complejos.

There is no other reason to have a brain.

No hay otra razón para tener un cerebro.

Think about it.

Piénsenlo.

Movement is the only way you have

El movimiento es la única manera que tenemos

of affecting the world around you.

de modificar el mundo que nos rodea.

Now that's not quite true. There's one other way, and that's through sweating.

Eso no es del todo cierto; otra forma es a través del sudor.

But apart from that,

Pero además de eso,

everything else goes through contractions of muscles.

todo sucede a través de las contracciones musculares.

So think about communication --

Piensen en la comunicación:

speech, gestures, writing, sign language --

el habla, los gestos, la escritura, el lenguaje de señas;

they're all mediated through contractions of your muscles.

todos se deben a contracciones musculares.

So it's really important to remember

Por lo tanto, es muy importante recordar

that sensory, memory and cognitive processes are all important,

que todos los procesos de la memoria, sensoriales, y cognitivos son importantes,

but they're only important

pero sólo son importantes

to either drive or suppress future movements.

en la medida que impulsan o suprimen futuros movimientos.

There can be no evolutionary advantage

No podría tener una ventaja evolutiva

to laying down memories of childhood

poder establecer los recuerdos infantiles

or perceiving the color of a rose

o percibir el color de una rosa,

if it doesn't affect the way you're going to move later in life.

si no influyeran en las acciones futuras.

Now for those who don't believe this argument,

Para aquellos que no creen en esta argumentación,

we have trees and grass on our planet without the brain,

tenemos árboles y hierba sin cerebros,

but the clinching evidence is this animal here --

pero la evidencia contundente es este animal de aquí:

the humble sea squirt.

la humilde ascidia.

Rudimentary animal, has a nervous system,

Es un animal rudimentario; posee un sistema nervioso,

swims around in the ocean in its juvenile life.

y nada en el océano durante su juventud.

And at some point of its life,

Y en un momento de su vida,

it implants on a rock.

se implanta en una roca, a la que nunca más abandonará,

And the first thing it does in implanting on that rock, which it never leaves,

y lo primero que hace al implantarse,

is to digest its own brain and nervous system

es comerse su cerebro y el sistema nervioso,

for food.

para alimentarse.

So once you don't need to move,

Dado que no necesita moverse,

you don't need the luxury of that brain.

tampoco necesita el lujo de un cerebro.

And this animal is often taken

Y a este animal a menudo se lo suele comparar

as an analogy to what happens at universities

con los profesores universitarios

when professors get tenure,

cuando logran el puesto vitalicio,

but that's a different subject.

pero ese es otro tema.

(Applause)

(Aplausos)

So I am a movement chauvinist.

Soy un chovinista del movimiento.

I believe movement is the most important function of the brain --

Creo que el movimiento es la función más importante del cerebro,

don't let anyone tell you that it's not true.

y que nadie les diga lo contrario.

Now if movement is so important,

Entonces, si el movimiento es tan importante,

how well are we doing

¿comprendemos bien

understanding how the brain controls movement?

cómo el cerebro controla el movimiento?

And the answer is we're doing extremely poorly; it's a very hard problem.

Y la respuesta es, que lo comprendemos muy mal. Es un problema muy difícil.

But we can look at how well we're doing

Sin embargo, podemos observar lo bien que lo hacemos

by thinking about how well we're doing building machines

cuando fabricamos máquinas

which can do what humans can do.

que hacen tareas humanas.

Think about the game of chess.

Piensen en el ajedrez.

How well are we doing determining what piece to move where?

¿Cómo de bien determinamos qué pieza mover?

If you pit Garry Kasparov here, when he's not in jail,

Y si enfrentan a Gary Kasparov, cuando no está en prisión,

against IBM's Deep Blue,

cotra la computadora Azul Profundo de IBM,

well the answer is IBM's Deep Blue will occasionally win.

ésta ganará ocasionalmente.

And I think if IBM's Deep Blue played anyone in this room, it would win every time.

Y si Azul Profundo de IBM jugara con cualquiera de Uds., ganaría siempre.

That problem is solved.

Ese problema está resuelto.

What about the problem

Ahora otro problema, ¿qué sucede

of picking up a chess piece,

si tomamos una pieza de ajedrez, la manipulamos con destreza,

dexterously manipulating it and putting it back down on the board?

y la ponemos nuevamente sobre el tablero?

If you put a five year-old child's dexterity against the best robots of today,

Si se desafía la destreza de un niño de cinco años con los mejores robots actuales,

the answer is simple:

la respuesta es simple:

the child wins easily.

el niño gana fácilmente.

There's no competition at all.

No hay competencia en absoluto.

Now why is that top problem so easy

¿Por qué entonces el problema de arriba es tan sencillo

and the bottom problem so hard?

y el de abajo tan difícil?

One reason is a very smart five year-old

Una de las razones es que un niño inteligente de 5 años

could tell you the algorithm for that top problem --

podría resolver el algoritmo para el problema de arriba:

look at all possible moves to the end of the game

observa todos las ejecuciones posibles y hacia el final del juego,

and choose the one that makes you win.

elige la jugada ganadora.

So it's a very simple algorithm.

Es un algoritmo muy sencillo.

Now of course there are other moves,

Por supuesto que hay otros movimientos,

but with vast computers we approximate

pero con la mayoría de las computadoras

and come close to the optimal solution.

nos acercamos a la solución óptima.

When it comes to being dexterous,

Cuando se trata de ser hábil,

it's not even clear what the algorithm is you have to solve to be dexterous.

tampoco está claro cuál es el algoritmo a resolver para llegar a serlo.

And we'll see you have to both perceive and act on the world,

Y al mismo tiempo, se tiene que percibir y actuar en el mundo,

which has a lot of problems.

lo que acarrea muchos problemas.

But let me show you cutting-edge robotics.

Pero permítanme mostrarles la vanguardia en robótica.

Now a lot of robotics is very impressive,

La mayoría de la robótica es muy impresionante,

but manipulation robotics is really just in the dark ages.

pero la manipulación robótica, aún se encuentra en la Edad Media.

So this is the end of a Ph.D. project

Este es un proyecto de una tesis doctoral

from one of the best robotics institutes.

de uno de los mejores institutos en robótica.

And the student has trained this robot

Y un alumno ha entrenado a este robot

to pour this water into a glass.

para verter el agua en el vaso.

It's a hard problem because the water sloshes about, but it can do it.

Es una tarea difícil, porque el agua se esparce, pero lo logra.

But it doesn't do it with anything like the agility of a human.

Pero no lo hace con la agilidad de un humano.

Now if you want this robot to do a different task,

Ahora, si quieren que este robot haga otra tarea,

that's another three-year Ph.D. program.

ese es otro doctorado de tres años.

There is no generalization at all

En robótica, no hay en absoluto

from one task to another in robotics.

generalización de una tarea a otra.

Now we can compare this

Ahora podemos comparar esto

to cutting-edge human performance.

con un rendimiento humano de vanguardia.

So what I'm going to show you is Emily Fox

Y voy a mostrarles a Emily Fox,

winning the world record for cup stacking.

récord mundial de apilamiento de vasos.

Now the Americans in the audience will know all about cup stacking.

Los estadounidenses aquí presentes conocen muy bien el apilamiento de vasos.

It's a high school sport

Es un deporte de la escuela secundaria,

where you have 12 cups you have to stack and unstack

en el que hay 12 vasos para apilar y desapilar,

against the clock in a prescribed order.

a contra reloj y en un orden determinado.

And this is her getting the world record in real time.

Y aquí está logrando el récord mundial en tiempo real.

(Laughter)

(Risas)

(Applause)

(Aplausos)

And she's pretty happy.

Y está muy feliz.

We have no idea what is going on inside her brain when she does that,

No sabemos qué sucede en su mente al hacerlo,

and that's what we'd like to know.

y eso es lo que nos gustaría saber.

So in my group, what we try to do

Para eso, lo que hacemos con mi equipo

is reverse engineer how humans control movement.

es realizar ingeniería inversa a cómo los humanos controlan el movimiento.

And it sounds like an easy problem.

Y parece un problema sencillo.

You send a command down, it causes muscles to contract.

Se envía una orden que hace que los músculos se contraigan.

Your arm or body moves,

Cuando se mueve un brazo o el cuerpo,

and you get sensory feedback from vision, from skin, from muscles and so on.

se obtiene retroalimentación sensorial de la visión, de la piel, de los músculos, y etc.

The trouble is

El problema es que estas señales

these signals are not the beautiful signals you want them to be.

no son tan perfectas como desearíamos que fueran.

So one thing that makes controlling movement difficult

Y una cosa que dificulta el control del movimiento es,

is, for example, sensory feedback is extremely noisy.

que la retroalimentación es extremadamente ruidosa.

Now by noise, I do not mean sound.

Pero cuando digo ruido, no me refiero al sonido.

We use it in the engineering and neuroscience sense

Nosotros lo utilizamos en ingeniería y neurociencia,

meaning a random noise corrupting a signal.

en el sentido de aquel ruido aleatorio que altera una señal.

So the old days before digital radio when you were tuning in your radio

Así que antes de la era digital, cuando se sintonizaba la radio

and you heard "crrcckkk" on the station you wanted to hear,

y se escuchaba “crrcckkk” en la emisora de radio deseada,

that was the noise.

eso significaba ruido.

But more generally, this noise is something that corrupts the signal.

Pero en un sentido mas amplio, este sonido es algo que corrompe la señal.

So for example, if you put your hand under a table

Por ejemplo, si colocan una mano debajo de la mesa

and try to localize it with your other hand,

y tratan de localizarla con la otra mano,

you can be off by several centimeters

podrían errar por varios centímetros

due to the noise in sensory feedback.

debido al ruido en la retroalimentación sensorial.

Similarly, when you put motor output on movement output,

Lo mismo sucede al estimular el movimiento en los efectores,

it's extremely noisy.

es extremadamente ruidoso.

Forget about trying to hit the bull's eye in darts,

Olvídense de dar en el blanco con los dardos

just aim for the same spot over and over again.

una y otra vez.

You have a huge spread due to movement variability.

Hay una enorme propagación debido a la variabilidad del movimiento.

And more than that, the outside world, or task,

Y mas aún, en el mundo exterior o en una tarea,

is both ambiguous and variable.

son ambos ambiguos y variables.

The teapot could be full, it could be empty.

La tetera puede llenarse y puede vaciarse;

It changes over time.

cambia con el tiempo.

So we work in a whole sensory movement task soup of noise.

Por lo tanto, trabajamos en tareas de desempeño motor inmersas en ruidos.

Now this noise is so great

Ahora bien, el ruido es tan grandioso

that society places a huge premium

que la sociedad le otorga un lugar destacado

on those of us who can reduce the consequences of noise.

a aquellos que reducimos las consecuencias del mismo.

So if you're lucky enough to be able to knock a small white ball

Entonces, si se tiene la suerte de embocar una pequeña bola blanca en un agujero

into a hole several hundred yards away using a long metal stick,

a cientos de metros de distancia empleando una vara de metal,

our society will be willing to reward you

nuestra sociedad estará dispuesta a premiarlo

with hundreds of millions of dollars.

con cientos de millones de dólares.

Now what I want to convince you of

De lo que quiero convencerlos

is the brain also goes through a lot of effort

es de que el cerebro también hace un gran esfuerzo

to reduce the negative consequences

en reducir las consecuencias negativas

of this sort of noise and variability.

de esta clase de ruidos y sus variantes.

And to do that, I'm going to tell you about a framework

Y para hacerlo, voy a darles un marco teórico

which is very popular in statistics and machine learning of the last 50 years

muy usado los últimos 50 años en estadística y en aprendizaje automático,

called Bayesian decision theory.

llamado teoría de la decisión bayesiana.

And it's more recently a unifying way

Y actualmente, hay una manera unificadora

to think about how the brain deals with uncertainty.

de pensar cómo el cerebro aborda lo incierto.

And the fundamental idea is you want to make inferences and then take actions.

Y la idea fundamental es que primero se hacen deducciones y luego se toman decisiones.

So let's think about the inference.

Así que pensemos en la deducción.

You want to generate beliefs about the world.

Uno genera creencias sobre el mundo.

So what are beliefs?

Pero ¿qué son las creencias?

Beliefs could be: where are my arms in space?

Creencias pueden ser: ¿dónde están mis brazos en el espacio?

Am I looking at a cat or a fox?

¿Veo un gato o un zorro?

But we're going to represent beliefs with probabilities.

Representaremos las creencias con probabilidades.

So we're going to represent a belief

Representemos entonces una creencia

with a number between zero and one --

con un número entre cero y uno,

zero meaning I don't believe it at all, one means I'm absolutely certain.

con el que 0 significa, no creo en absoluto y 1 significa, estoy absolutamente seguro.

And numbers in between give you the gray levels of uncertainty.

Y los números intermedios les darán los niveles grises de incertidumbre.

And the key idea to Bayesian inference

Y la idea clave de la inferencia bayesiana

is you have two sources of information

es que hay dos fuentes de información

from which to make your inference.

de donde hacer deducciones.

You have data,

Se dispone de datos

and data in neuroscience is sensory input.

y datos en neurociencia es la percepción sensorial

So I have sensory input, which I can take in to make beliefs.

Así, tengo la percepción sensorial, de la que parto para crear mis creencias.

But there's another source of information, and that's effectively prior knowledge.

Pero hay otra fuente de información y es, efectivamente, el conocimiento previo.

You accumulate knowledge throughout your life in memories.

Se acumula conocimiento en la memoria a lo largo de la vida.

And the point about Bayesian decision theory

Y respecto a la teoría de decisión bayesiana,

is it gives you the mathematics

ésta aporta las matemáticas

of the optimal way to combine

de la mejor manera para combinar

your prior knowledge with your sensory evidence

los conocimientos previos con la evidencia sensorial,

to generate new beliefs.

para generar nuevas creencias.

And I've put the formula up there.

Y puse la fórmula allí arriba

I'm not going to explain what that formula is, but it's very beautiful.

No explicaré esa fórmula, pero es muy hermosa.

And it has real beauty and real explanatory power.

Y tiene una belleza y un poder explicativo real.

And what it really says, and what you want to estimate,

Y lo que realmente dice y lo que queremos estimar,

is the probability of different beliefs

es la probabilidad de diferentes creencias

given your sensory input.

dado el receptor sensorial.

So let me give you an intuitive example.

Les daré un ejemplo intuitivo.

Imagine you're learning to play tennis

Imaginen que están aprendiendo a jugar al tenis

and you want to decide where the ball is going to bounce

y tienen que decidir donde rebotará la pelota,

as it comes over the net towards you.

mientras viene hacia Uds. al pasar la red.

There are two sources of information

Hay dos fuentes de información

Bayes' rule tells you.

según la regla de Bayes.

There's sensory evidence -- you can use visual information auditory information,

Hay evidencia sensorial: se puede usar información visual y auditiva,

and that might tell you it's going to land in that red spot.

lo que le dirá que reconozca ese espacio rojo.

But you know that your senses are not perfect,

Pero sabemos que los sentidos no son perfectos, y por lo tanto,

and therefore there's some variability of where it's going to land

habrá cierto grado de variabilidad en donde caerá la pelota,

shown by that cloud of red,

graficado por la nube roja

representing numbers between 0.5 and maybe 0.1.

y representado por números entre 0,5 y tal vez 0,1.

That information is available in the current shot,

Esa información esta disponible en este tiro,

but there's another source of information

pero hay otra fuente de información

not available on the current shot,

que no se presenta en este tiro

but only available by repeated experience in the game of tennis,

y que sólo se obtiene al repetirse la experiencia durante el partido,

and that's that the ball doesn't bounce

porque la pelota no rebota en la cancha durante el partido

with equal probability over the court during the match.

con igual probabilidad.

If you're playing against a very good opponent,

Si juega contra un gran rival,

they may distribute it in that green area,

distribuirá las pelotas por el área verde,

which is the prior distribution,

siendo ése el espacio a priori,

making it hard for you to return.

porque es más difícil que desde allí la devuelva.

Now both these sources of information carry important information.

Ahora, ambas fuentes de información contienen información importante.

And what Bayes' rule says

Y lo que dice la regla de Bayes es que,

is that I should multiply the numbers on the red by the numbers on the green

tendría que multiplicar los números del área roja por los números del área verde

to get the numbers of the yellow, which have the ellipses,

para obtener los números del área amarilla,

and that's my belief.

que es la que posee las elipses, y que es mi creencia.

So it's the optimal way of combining information.

Por lo tanto, es la manera óptima de combinar información.

Now I wouldn't tell you all this if it wasn't that a few years ago,

Pero no les diría todo esto si no fuera porque hace unos años,

we showed this is exactly what people do

demostramos que esto es exactamente lo que la gente hace

when they learn new movement skills.

cuando aprende nuevas habilidades de movimiento.

And what it means

Y significa

is we really are Bayesian inference machines.

que somos verdaderamente máquinas de inferencia bayesiana.

As we go around, we learn about statistics of the world and lay that down,

A medida que avanzamos, aprendemos las estadísticas del mundo y las utilizamos,

but we also learn

pero también aprendemos

about how noisy our own sensory apparatus is,

que nuestro sistema sensorial es muy ruidoso

and then combine those

y entonces combinamos ambos

in a real Bayesian way.

de una manera muy bayesiana.

Now a key part to the Bayesian is this part of the formula.

Y el punto clave de esta regla, es ésta parte de la fórmula.

And what this part really says

Y lo que dice realmente esta fórmula es que,

is I have to predict the probability

dadas mis creencias,

of different sensory feedbacks

tengo que predecir la probabilidad

given my beliefs.

de diferentes reacciones sensoriales.

So that really means I have to make predictions of the future.

Lo que significa, que tengo que predecir el futuro.

And I want to convince you the brain does make predictions

Y quiero convencerlos de que el cerebro hace predicciones.

of the sensory feedback it's going to get.

de la información sensorial que va a obtener.

And moreover, it profoundly changes your perceptions

Y además, esto cambia profundamente su percepción

by what you do.

de lo que hace.

And to do that, I'll tell you

Y para hacer eso, les explicaré

about how the brain deals with sensory input.

cómo el cerebro maneja la percepción sensorial.

So you send a command out,

Entonces, se envía una orden

you get sensory feedback back,

y se obtiene retroalimentación sensorial.

and that transformation is governed

Y esa transformación se rige

by the physics of your body and your sensory apparatus.

por la física del cuerpo y el sistema sensorial.

But you can imagine looking inside the brain.

Pero imaginen el interior del cerebro.

And here's inside the brain.

Y aquí lo tienen.

You might have a little predictor, a neural simulator,

Y es posible que exista un factor predictivo, como un simulador neuronal

of the physics of your body and your senses.

de la física corporal y de los sentidos.

So as you send a movement command down,

Así, cuando se ordena un movimiento,

you tap a copy of that off

éste se copia

and run it into your neural simulator

y se ejecuta en el simulador neuronal

to anticipate the sensory consequences of your actions.

para anticipar las consecuencias sensoriales de las acciones.

So as I shake this ketchup bottle,

De esta manera, al agitar la botella de ketchup,

I get some true sensory feedback as the function of time in the bottom row.

obtengo una retroalimentación sensorial, como la función de tiempo en la parte de abajo.

And if I've got a good predictor, it predicts the same thing.

Y si tengo un buen predictor, predice lo mismo.

Well why would I bother doing that?

Pues bien, ¿por qué me molesto en hacer esto?

I'm going to get the same feedback anyway.

Voy a lograr la misma retroalimentación de todos modos.

Well there's good reasons.

Hay buenas razones.

Imagine, as I shake the ketchup bottle,

Imaginen si mientras agito la botella de ketchup,

someone very kindly comes up to me and taps it on the back for me.

alguien se acerca muy amablemente y la golpetea.

Now I get an extra source of sensory information

Ahora obtengo una fuente de información sensorial adicional,

due to that external act.

debido a la acción externa.

So I get two sources.

Entonces hay dos fuentes:

I get you tapping on it, and I get me shaking it,

el golpeteo de la otra persona y yo agitándola.

but from my senses' point of view,

Pero desde el punto de vista de mis sentidos,

that is combined together into one source of information.

ambas se combinan en una sola fuente de información.

Now there's good reason to believe

Pero hay una buena razón para creer

that you would want to be able to distinguish external events from internal events.

que queremos ser capaces de distinguir los hechos externos de los internos.

Because external events are actually much more behaviorally relevant

Porque los acontecimientos externos, son de hecho, mucho más relevantes en términos de la conducta,

than feeling everything that's going on inside my body.

que las sensaciones internas del cuerpo.

So one way to reconstruct that

Entonces, una manera de reconstruir eso,

is to compare the prediction --

es comparando la predicción,

which is only based on your movement commands --

--que se basa en las órdenes de movimiento--

with the reality.

con la realidad.

Any discrepancy should hopefully be external.

Cualquier discrepancia debería, afortunadamente, ser externa.

So as I go around the world,

Así, mientras transito por el mundo,

I'm making predictions of what I should get, subtracting them off.

hago predicciones de lo que puedo obtener, sustrayéndolas.

Everything left over is external to me.

Todo lo restante, es externo para mí.

What evidence is there for this?

¿Qué pruebas hay de ello?

Well there's one very clear example

Pues, hay un ejemplo muy claro.

where a sensation generated by myself feels very different

Y es que se siente diferente si una sensación es generada por mí

then if generated by another person.

que si es generada por otra persona.

And so we decided the most obvious place to start

Y decidimos que el lugar más indicado para comenzar

was with tickling.

fueran las cosquillas.

It's been known for a long time, you can't tickle yourself

Se sabe desde hace mucho tiempo que es imposible hacerse cosquillas a uno mismo

as well as other people can.

tan bien como a otras personas.

But it hasn't really been shown, it's because you have a neural simulator,

Pero si no ha sido demostrado realmente, es porque existe

simulating your own body

un simulador neuronal que simula el propio cuerpo humano

and subtracting off that sense.

y sustrae ese sentido.

So we can bring the experiments of the 21st century

Y podemos traer los experimentos del siglo XXI

by applying robotic technologies to this problem.

aplicando tecnologías robóticas a este problema.

And in effect, what we have is some sort of stick in one hand attached to a robot,

Y, en efecto, lo que tenemos es una especie de palo en una mano, unido a un robot,

and they're going to move that back and forward.

y lo moverán de atrás para adelante.

And then we're going to track that with a computer

Luego lo rastrearemos con una computadora

and use it to control another robot,

y lo usaremos para controlar a otro robot,

which is going to tickle their palm with another stick.

quien se hará cosquillas en la palma con otro palo.

And then we're going to ask them to rate a bunch of things

Luego les pediremos que evalúen una serie de cosas,

including ticklishness.

incluyendo el cosquilleo.

I'll show you just one part of our study.

Les mostraré sólo una parte de nuestro estudio.

And here I've taken away the robots,

Y aquí he quitado a los robots,

but basically people move with their right arm sinusoidally back and forward.

pero básicamente, la gente mueve su brazo derecho hacia atrás y adelante sinuosamente.

And we replay that to the other hand with a time delay.

Repetimos eso con el otro brazo con una demora.

Either no time delay,

Y sin retraso,

in which case light would just tickle your palm,

una luz haría cosquillas en la mano,

or with a time delay of two-tenths of three-tenths of a second.

o con una demora de dos a tres décimas de segundo.

So the important point here

El punto importante aquí

is the right hand always does the same things -- sinusoidal movement.

es que la mano derecha siempre hace el mismo movimiento sinusoidal.

The left hand always is the same and puts sinusoidal tickle.

La mano izquierda, lo mismo, hace cosquillas sinusoidales.

All we're playing with is a tempo causality.

Lo que hacemos es jugar con una causalidad de tiempo.

And as we go from naught to 0.1 second,

Y a medida que van de 0 a 0,1 segundos,

it becomes more ticklish.

se vuelve mas cosquilloso.

As you go from 0.1 to 0.2,

A medida que va de 0,1 a 0,2,

it becomes more ticklish at the end.

se vuelve mas cosquilloso al final.

And by 0.2 of a second,

Y a 0,2 de segundos,

it's equivalently ticklish

es igualmente cosquilloso

to the robot that just tickled you without you doing anything.

que el robot que le hizo cosquillas sin que Ud. hiciera nada.

So whatever is responsible for this cancellation

Aquello esponsable de esta cancelación,

is extremely tightly coupled with tempo causality.

está sumamente conectado con la causalidad de tiempo.

And based on this illustration, we really convinced ourselves in the field

Y basados en esta representación, en nuestro ámbito, estamos convencidos

that the brain's making precise predictions

de que el cerebro hace predicciones precisas

and subtracting them off from the sensations.

que sustrae de las sensaciones.

Now I have to admit, these are the worst studies my lab has ever run.

Pero tengo que admitir, que estos han sido los peores estudios hechos en mi laboratorio.

Because the tickle sensation on the palm comes and goes,

Dado que la sensación de cosquillas en la palma de la mano va y viene,

you need large numbers of subjects

se necesita un número mayor de sujetos

with these stars making them significant.

con este desempeño para que sea significativo.

So we were looking for a much more objective way

Estuvimos buscando una manera mucho más objetiva

to assess this phenomena.

de evaluar este fenómeno.

And in the intervening years I had two daughters.

Y en el transcurso de esos años tuve dos hijas.

And one thing you notice about children in backseats of cars on long journeys,

Y lo que notas en los niños cuando van sentados en el asiento trasero

they get into fights --

durante viajes prolongados, es que se pelean,

which started with one of them doing something to the other, the other retaliating.

que comienza uno haciéndole algo al otro, y el otro contraatacando.

It quickly escalates.

Se intensifican rápidamente.

And children tend to get into fights which escalate in terms of force.

Y los niños tienden a desatan peleas que se desarrollan en términos de fuerza.

Now when I screamed at my children to stop,

Así, cuando gritaba a mis hijas para que pararan,

sometimes they would both say to me

a veces me decían

the other person hit them harder.

que la otra la había golpeado más fuerte.

Now I happen to know my children don't lie,

Ahora, sé que mis hijas no mienten,

so I thought, as a neuroscientist,

entonces como neurocientífico, pensé

it was important how I could explain

que sería importante poder explicar

how they were telling inconsistent truths.

cómo podrían decir verdades contradictorias.

And we hypothesize based on the tickling study

Y basados en el estudio del cosquilleo, planteamos la hipótesis de que

that when one child hits another,

cuando un niño golpea a otro,

they generate the movement command.

genera la orden del movimiento.

They predict the sensory consequences and subtract it off.

Ellos predicen las consecuencias sensoriales y las sustraen.

So they actually think they've hit the person less hard than they have --

Es así que creen de verdad que no han golpeado tan fuerte como en realidad han hecho,

rather like the tickling.

algo así como el cosquilleo.

Whereas the passive recipient

Mientras que el receptor pasivo no hace la predicción

doesn't make the prediction, feels the full blow.

y siente el golpe de lleno.

So if they retaliate with the same force,

Y si se contraataca con la misma fuerza,

the first person will think it's been escalated.

la primera persona piensa que ha aumentado.

So we decided to test this in the lab.

Fue así que decidimos comprobar esto en el laboratorio.

(Laughter)

(Risas)

Now we don't work with children, we don't work with hitting,

Ahora, no trabajamos con niños ni con golpes,

but the concept is identical.

pero el concepto es idéntico.

We bring in two adults. We tell them they're going to play a game.

Trabajamos con dos adultos y les hacemos jugar a un juego.

And so here's player one and player two sitting opposite to each other.

Los jugadores se sientan uno frente a otro

And the game is very simple.

y el juego es muy simple.

We started with a motor

Comenzamos con un motor,

with a little lever, a little force transfuser.

con una pequeña palanca, y un transfusor de poca fuerza.

And we use this motor to apply force down to player one's fingers

Y usamos ese motor para aplicar fuerza en uno de los dedos de los jugadores

for three seconds and then it stops.

durante tres segundos y luego se detiene.

And that player's been told, remember the experience of that force

Entonces, se le dice a ese jugador que recuerde la fuerza experimentada

and use your other finger

y que use otro dedo

to apply the same force

para aplicar la misma fuerza sobre el dedo del otro sujeto,

down to the other subject's finger through a force transfuser -- and they do that.

a través del transfusor de fuerza, y lo hacen.

And player two's been told, remember the experience of that force.

Luego, se le pide al otro jugador que recuerde la fuerza experimentada

Use your other hand to apply the force back down.

y que utilice la otra mano para aplicar la fuerza.

And so they take it in turns

Por turnos,

to apply the force they've just experienced back and forward.

aplican la fuerza que han experimentado una y otra vez.

But critically,

Pero para ser más precisos,

they're briefed about the rules of the game in separate rooms.

ellos han recibido las reglas en salas separadas,

So they don't know the rules the other person's playing by.

por lo tanto, no saben con qué reglas juega el otro.

And what we've measured

Y lo que hemos medido

is the force as a function of terms.

es la fuerza en función de los términos.

And if we look at what we start with,

Y si observamos con lo que comenzamos,

a quarter of a Newton there, a number of turns,

un cuarto de Newton allí, la cantidad de turnos,

perfect would be that red line.

perfecto sería la línea roja.

And what we see in all pairs of subjects is this --

Y lo que hemos observado en todas las parejas de jugadores es esto:

a 70 percent escalation in force

un 70% de intensificación de la fuerza

on each go.

en cada turno.

So it really suggests, when you're doing this --

Entonces, lo que demostramos con esto,

based on this study and others we've done --

basados en este estudio y otros realizados,

that the brain is canceling the sensory consequences

es que el cerebro cancela las consecuencias sensoriales

and underestimating the force it's producing.

y subestima la fuerza que produce.

So it re-shows the brain makes predictions

Por lo tanto, esto vuelve a demostrar que el cerebro hace predicciones,

and fundamentally changes the precepts.

y fundamentalmente, cambia los preceptos.

So we've made inferences, we've done predictions,

Es así que hemos hecho inferencias, predicciones,

now we have to generate actions.

ahora tenemos que generar acciones.

And what Bayes' rule says is, given my beliefs,

Y lo que la regla de Bayes dice es que, teniendo en cuenta mis creencias,

the action should in some sense be optimal.

la acción debe ser en algún sentido óptima.

But we've got a problem.

Pero tenemos un problema,

Tasks are symbolic -- I want to drink, I want to dance --

las tareas son simbólicas: quiero beber, quiero danzar,

but the movement system has to contract 600 muscles

pero el sistema motor tiene que contraer 600 músculos

in a particular sequence.

en una secuencia determinada

And there's a big gap

Y hay una gran brecha

between the task and the movement system.

entre la tarea y el sistema motor.

So it could be bridged in infinitely many different ways.

Y esa brecha podría salvarse de infinitas maneras.

So think about just a point to point movement.

Piensen sólo en el movimiento punto por punto.

I could choose these two paths

Podría elegir estos dos caminos

out of an infinite number of paths.

entre un número infinito de posibilidades.

Having chosen a particular path,

Habiendo elegido un camino en particular

I can hold my hand on that path

puedo sostener mi mano en ese camino

as infinitely many different joint configurations.

como un número infinito de configuraciones de uniones diferentes.

And I can hold my arm in a particular joint configuration

Y puedo sostener mi brazo en una configuración de conexión en particular

either very stiff or very relaxed.

o muy rígidos o muy relajados.

So I have a huge amount of choice to make.

Así que tengo un montón de opciones para hacer.

Now it turns out, we are extremely stereotypical.

Ahora resulta que somos muy estereotipados.

We all move the same way pretty much.

Todos nos movemos más a o menos de la misma manera.

And so it turns out we're so stereotypical,

Y resulta que somos tan estereotipados,

our brains have got dedicated neural circuitry

que nuestro cerebro tiene circuitos neuronales

to decode this stereotyping.

dedicados a descifrar este estereotipo.

So if I take some dots

Y si tomo algunos puntos

and set them in motion with biological motion,

y los pongo en marcha con movimiento biológico,

your brain's circuitry would understand instantly what's going on.

los circuitos cerebrales entenderían instantáneamente lo que está pasando.

Now this is a bunch of dots moving.

Ese es un conjunto de puntos en movimiento.

You will know what this person is doing,

Uds. sabrán lo que esta persona hace,

whether happy, sad, old, young -- a huge amount of information.

si está feliz o triste, si es vieja o joven. Una gran cantidad de información.

If these dots were cars going on a racing circuit,

Si éstos puntos fueran autos en un circuito de carreras,

you would have absolutely no idea what's going on.

no tendrían la menor idea de lo que pasa.

So why is it

Entonces, ¿por qué

that we move the particular ways we do?

nos movemos de la manera singular que lo hacemos?

Well let's think about what really happens.

Pensemos en lo que realmente sucede.

Maybe we don't all quite move the same way.

Tal vez no todos nos movemos de la misma manera.

Maybe there's variation in the population.

Tal vez haya una variación en la población.

And maybe those who move better than others

Y quizá, los que se mueven mejor que otros

have got more chance of getting their children into the next generation.

tienen más posibilidades de lograr que sus hijos se inserten en la nueva generación.

So in evolutionary scales, movements get better.

Así, en escalas evolutivas, los movimientos mejoran.

And perhaps in life, movements get better through learning.

Y quizá en la vida, los movimientos mejoran a través del aprendizaje.

So what is it about a movement which is good or bad?

Entonces, ¿qué tiene un movimiento para que sea bueno o malo?

Imagine I want to intercept this ball.

Imaginen que quiero atrapar esta pelota.

Here are two possible paths to that ball.

Aquí hay dos caminos posibles para hacerlo.

Well if I choose the left-hand path,

Si elijo hacerlo con la izquierda,

I can work out the forces required

puedo trabajar las fuerzas requeridas

in one of my muscles as a function of time.

con uno de mis músculos en función del tiempo.

But there's noise added to this.

Pero hay ruido añadido a esto.

So what I actually get, based on this lovely, smooth, desired force,

Así que lo que consigo realmente, basado en esta agraciada, suave y deseada fuerza,

is a very noisy version.

es una versión muy ruidosa.

So if I pick the same command through many times,

Entonces, si reiteradamente elijo la misma orden,

I will get a different noisy version each time, because noise changes each time.

obtendré una versión ruidosa diferente, porque el ruido cambia constantemente.

So what I can show you here

Lo que puedo mostrarles aquí

is how the variability of the movement will evolve

es cómo la variabilidad del movimiento evolucionará

if I choose that way.

si escojo esa manera.

If I choose a different way of moving -- on the right for example --

Si opto por una forma de movimiento diferente, por ejemplo, a la derecha,

then I'll have a different command, different noise,

entonces tendré una orden y ruido distinto,

playing through a noisy system, very complicated.

jugando a través de un sistema ruidoso; muy complicado.

All we can be sure of is the variability will be different.

De lo que podemos estar seguros es de que la variabilidad será diferente.

If I move in this particular way,

Si me muevo de esta manera en particular,

I end up with a smaller variability across many movements.

acabaré con una movilidad menor a través de los movimientos.

So if I have to choose between those two,

Y si tengo que elegir entre esos dos,

I would choose the right one because it's less variable.

elegiría el de la derecha, porque es menos variable.

And the fundamental idea

Y la idea principal

is you want to plan your movements

es que Ud. quiere planificar sus movimientos

so as to minimize the negative consequence of the noise.

a fin de minimizar las consecuencias negativas del ruido.

And one intuition to get

Y algo intuitivo que muestro aquí

is actually the amount of noise or variability I show here

es de hecho la cantidad de ruido o la variabilidad

gets bigger as the force gets bigger.

que aumenta a medida que aumenta la fuerza.

So you want to avoid big forces as one principle.

Por tanto, como principio, querrán evitar grandes esfuerzos.

So we've shown that using this,

Hemos demostrado que usando esto,

we can explain a huge amount of data --

podemos explicar una gran cantidad de información,

that exactly people are going about their lives planning movements

y que precisamente, la gente va por la vida planeando sus movimientos

so as to minimize negative consequences of noise.

para minimizar las consecuencias negativas del ruido.

So I hope I've convinced you the brain is there

Así que, espero haberlos convencido de que sus cerebros están ahí

and evolved to control movement.

y han evolucionado para controlar el movimiento.

And it's an intellectual challenge to understand how we do that.

Y es un reto intelectual comprender cómo lo hacemos.

But it's also relevant

Pero es relevante también,

for disease and rehabilitation.

para la enfermedad y la rehabilitación.

There are many diseases which effect movement.

Hay muchas enfermedades que afectan el movimiento.

And hopefully if we understand how we control movement,

Y afortunadamente, si comprendemos cómo controlamos el movimiento,

we can apply that to robotic technology.

podremos aplicar eso a la tecnología en robótica.

And finally, I want to remind you,

Y por último, quisiera recordarles que,

when you see animals do what look like very simple tasks,

cuando ven animales haciendo tareas que parecen muy simples,

the actual complexity of what is going on inside their brain

la verdadera complejidad de lo que sucede en sus cerebros,

is really quite dramatic.

es realmente espectacular.

Thank you very much.

Muchas gracias.

(Applause)

(Aplausos)

Chris Anderson: Quick question for you, Dan.

Chris Anderson: Una pregunta rápida, Dan.

So you're a movement -- (DW: Chauvinist.) -- chauvinist.

Entonces, tú eres un…del movimiento (DW: Chovinista)…chovinista.

Does that mean that you think that the other things we think our brains are about --

¿Con eso quieres decir que las otras cosas relacionadas con nuestro cerebro, p. ej.:

the dreaming, the yearning, the falling in love and all these things --

soñar, bostezar, enamorarse, y todo eso

are a kind of side show, an accident?

¿son funciones secundarias, son casualidades?

DW: No, no, actually I think they're all important

DW: No, no, en realidad creo que todas son importantes

to drive the right movement behavior to get reproduction in the end.

para conducir el comportamiento del movimiento apropiadamente para lograr la reproducción.

So I think people who study sensation or memory

Así que creo que la gente que estudia la sensibilidad o la memoria,

without realizing why you're laying down memories of childhood.

lo hacen sin darse cuenta por qué se establecen los recuerdos de la infancia.

The fact that we forget most of our childhood, for example,

El hecho de que nos olvidamos de la mayor parte de nuestra infancia, por ejemplo,

is probably fine, because it doesn't effect our movements later in life.

probablemente esté bien, porque no afectan nuestros movimientos en el futuro.

You only need to store things which are really going to effect movement.

Solo necesitas almacenar aquellas cosas que realmente afectarán el movimiento.

CA: So you think that people thinking about the brain, and consciousness generally,

CA: Entonces crees que la gente, pensando en el cerebro y en la conciencia, en general,

could get real insight

podría lograr una comprensión real

by saying, where does movement play in this game?

preguntándose: ¿dónde está involucrado el movimiento en este juego?

DW: So people have found out for example

DW: La gente ha descubierto, por ejemplo,

that studying vision in the absence of realizing why you have vision

que estudiar la visión sin atender a comprender por qué se posee la visión,

is a mistake.

es un error.

You have to study vision with the realization

Se debe estudiar la visión comprendiendo

of how the movement system is going to use vision.

cómo el sistema motor la usará.

And it uses it very differently once you think about it that way.

Y la usa de manera diferente cuando lo piensas de esa manera.

CA: Well that was quite fascinating. Thank you very much indeed.

CA: Realmente fascinante. Muchas gracias de verdad.

(Applause)

(Aplausos)