Gero Miesenboeck reengineers a brain

جرو مایسنبوک مغز را بازطراحی می کند.

Translator: Hossein Moarefi Reviewer: mahmood rokni

I have a doppelganger.

بنده یک هم شکل ( دو قلو) دیگر هم دارم...

(Laughter)

( خندیدن )

Dr. Gero is a brilliant

دکتر جئو عالیه...

but slightly mad scientist

اما كمي بد اخلاق هم هست.

in the "Dragonball Z: Android Saga."

در پروژه دراگون Z. آندروید ساگا..

If you look very carefully,

اگر به دقت بنگرید

you see that his skull has been replaced

مشاهده خواهید کرد که جمجمه ایشان جایگزین شده با

with a transparent Plexiglas dome

بافت شفاف پلکسی گلاس...

so that the workings of his brain can be observed

اینطور هست که ما می توانیم فعالیت های مغز ایشسان را مشاهده کنیم....

and also controlled with light.

.. و همینطور توسط نور آن را کنترل کنیم.

That's exactly what I do --

این دقیقا چیزی است که ما انجام می دهیم

optical mind control.

کنترل نوری مغز.. کنترل اپتیکال مغز

(Laughter)

( خندیدن حاضران )

But in contrast to my evil twin

اما درست بالعکس ، برای جفت دوقلوی بد ذات من

who lusts after world domination,

کسی که شهوت تسخیر جهان را دارد ،

my motives are not sinister.

انگیزه من انگیزه پلید و شیطانی نیست...

I control the brain

من مغز را کنترل می کنم

in order to understand how it works.

بدین جهت که دریابم که چگونه کار میکند.

Now wait a minute, you may say,

یه لحظه تامل کنید. شما ممکن است بپرسید...

how can you go straight to controlling the brain

چطور می تونی مغز را بدرستی کنترل کنی

without understanding it first?

بدون اینکه حتی مغز را بشناشی ؟

Isn't that putting the cart before the horse?

( اصطلاح) این موضوع خیالی نسیت؟

Many neuroscientists agree with this view

بسیاری از ذهن شناسان با این عقیده موافق هستند

and think that understanding will come

و معتقدند که شناخت مغز از

from more detailed observation and analysis.

مشاهده جزئیات و آنالیز آنها بدست خواهد آمد.

They say, "If we could record the activity of our neurons,

ذهن شناسان می گویند : " اگر ما بتوانیم فعالیت نورون های مغز را ضبط کنیم...

we would understand the brain."

می توانیم مغز را درک کنیم ".

But think for a moment what that means.

لحظه ای درنگ کنید که این به چه معناست !

Even if we could measure

حتی اگر ما بتوانیم

what every cell is doing at all times,

آنچه که هر سلول انجام می دهد، اندازه گیری کنیم

we would still have to make sense

مجبور خواهیم شد تا

of the recorded activity patterns,

الگوی فعالیت های ضبط شده مغز را درک کنیم...

and that's so difficult,

و این واقعا مشکل است .

chances are we'll understand these patterns

احتمال این هم وجود دارد که ما این الگو ها را دریابیم

just as little as the brains that produce them.

اما آنقدر ناچیز و ذره ذره که مغز آنها را تولید می کند...

Take a look at what brain activity might look like.

نگاهی بیاندازید به این تصویر که فعالیت های مغز شبیه چه می باشد..

In this simulation, each black dot

در این شبیه سازی هر نقطه سیاه

is one nerve cell.

یک سلول عصبی نورون می باشد.

The dot is visible

این نقطه قابل مشاهده است

whenever a cell fires an electrical impulse.

هر زمان که پالس الکتریکی از آن منتشر شود.

There's 10,000 neurons here.

در این تصویر ده هزار نورون وجود دارد.

So you're looking at roughly one percent

شما در حدود یک درصد آنها را مشاهده می کنید

of the brain of a cockroach.

آنهم مغز یک سوسک ...

Your brains are about 100 million times

مغز شما در حدود 100 میلیون بار پیچیده تر از این می باشد.

more complicated.

...

Somewhere, in a pattern like this,

در جایی ، الگویی اینچنین ،

is you,

در شما ،

your perceptions,

در ذهن شما ،

your emotions, your memories,

احساسات شما ، خاطرات شما ،

your plans for the future.

و برنامه هایتان برای آینده.. و امثال آنها می تواند باشد.

But we don't know where,

اما ما نمی دانیم کجا ؟

since we don't know how to read the pattern.

از آنجائیکه نمی دانیم که چگونه این الگو ها را بخوانیم.

We don't understand the code used by the brain.

ما کد ها و رمز های مغزی را نمی فهمیم.

To make progress,

برای پیشرفت ،

we need to break the code.

ما بایست این کد ها را بشکافیم

But how?

اما چگونه ؟

An experienced code-breaker will tell you

یک تجزیه کننده با تجربه کد به شما خواهد گفت که

that in order to figure out what the symbols in a code mean,

به این منظور که دریابید این نشانه ها به چه معناست

it's essential to be able to play with them,

لازم است تا کمی با آنها بازی کنید

to rearrange them at will.

و آنها را باز آرایی کنید.

So in this situation too,

با این شرایط هم همچنان

to decode the information

تحلیل و كد برداري اطلاعات

contained in patterns like this,

که در این الگو جمع شده

watching alone won't do.

بررسی مجزای آن بی فایده خواهد بود.

We need to rearrange the pattern.

ما نیاز به بازآرایی این الگو داریم...

In other words,

به عبارت دیگر

instead of recording the activity of neurons,

در عوض ضبظ فعالیت های نورونی

we need to control it.

ما می بایست آنها را کنترل کنیم.

It's not essential that we can control

کنترل همه نورون های مغر به یکباره

the activity of all neurons in the brain, just some.

هیچ ضرورتی ندارد. تنها به تعدادی از آن نیازمندیم...

The more targeted our interventions, the better.

هرچه هدف های تجسس و جستجوی ما بیشتر باشد ، نتیجه بهتر است.

And I'll show you in a moment

من در این لحظه به شما نشان خواهم داد

how we can achieve the necessary precision.

که چطور می توانیم به حقایق ضروری دست یابیم.

And since I'm realistic, rather than grandiose,

از آنجائیکه من واقع گرا هستم ، در عوض قاطع و مصمم ،

I don't claim that the ability to control the function of the nervous system

من مدعی نمی باشم که با توانایی کنترل کارکرد های سیستم های عصبی مغز

will at once unravel all its mysteries.

قادر خواهیم بود همهی رازهایش را بر ملا کنیم.

But we'll certainly learn a lot.

اما اینگونه مطمئنا چیز های زیادی خواهیم آموخت.

Now, I'm by no means

هرگز من اولین کسی که

the first person to realize

....

how powerful a tool intervention is.

تاثیر و قدرت مغز را دریافته باشد نیستم .... (!)

The history of attempts

تاریخ کوشش ها و تلاش هایی

to tinker with the function of the nervous system

که به کارکرد سیستم های عصبی پرداخته اتد

is long and illustrious.

بسیار طولانی و بارز بوده است...

It dates back at least 200 years,

این تلاشها به حداقل 200 سال قبل باز می گردد،

to Galvani's famous experiments

به آزمایش معروف گالوانی

in the late 18th century and beyond.

در حدود قرن 18 و پس از آن...

Galvani showed that a frog's legs twitched

گالوانی نشان داد که پاهای غورباقه به آرامی تکان می خورد وقتی

when he connected the lumbar nerve

که عصب های لومبر ( حرکتی ) در ارتباط با

to a source of electrical current.

منبع ای از جریاناتت الکتریکی قرار می گیریند یا تحریک می شوند

This experiment revealed the first, and perhaps most fundamental,

این آزمایش موضوعات ابتدایی و شاید مهمترین بنیان ها را فاش کرد

nugget of the neural code:

موارد با ارزش از کد های عصبی :

that information is written in the form

که اطلاعات آن به شکل

of electrical impulses.

پالس های الکتریکی نوشته شده است.

Galvani's approach

راهبرد گالوانی

of probing the nervous system with electrodes

در کشف سیستم عصبی به کمک الکترود ها

has remained state-of-the-art until today,

به عنوان شاهکار هایی تا به امروز باقی مانده است.

despite a number of drawbacks.

بر خلاف تعدادی از زیان ها و خساراتی که داشته .

Sticking wires into the brain is obviously rather crude.

چسباندن سیم ها به مغز آشکارا یک کار غیر حرفه ای بوده

It's hard to do in animals that run around,

این کار بر روی حیوانات مورد مطالعه دشوار بوده

and there is a physical limit

و محدودیت های فیزیکی

to the number of wires

برای تعداد سیم ها وجود دارد

that can be inserted simultaneously.

آنهایی که می توانند در یک لحظه با هم متصل شوند.

So around the turn of the last century,

بنابراین در حدود قرن اخیر

I started to think,

من به این فکر افتادم که

"Wouldn't it be wonderful if one could take this logic

شگفت انگیز نخواهد بود اگر کسی این منطق را بتواند

and turn it upside down?"

در یابد و آن را وارونه بررسی کند.

So instead of inserting a wire

پس در عوض اتصال سیم

into one spot of the brain,

در یک نقطه مشخص از مغر

re-engineer the brain itself

خود مغز بررسی مجدد شود.

so that some of its neural elements

اینگونه تعدادی از المانهای عصبی

become responsive to diffusely broadcast signals

در قبال سیگنال های ارسالی خنثی گر ، پاسخگو باشد (!)

such as a flash of light.

مثل یک نور فلاش.

Such an approach would literally, in a flash of light,

اینگونه این راهکرد ها

overcome many of the obstacles to discovery.

در راه کشف بسیاری از مشکلات به ما کمک خواهد کرد.

First, it's clearly a non-invasive,

اولا ، مشخصا چیزی وارد بدن شخص نمی شود

wireless form of communication.

ارتباط از نوع بی سیم

And second, just as in a radio broadcast,

و دوما ، درست مثل امواج رادیویی ،

you can communicate with many receivers at once.

می توانید با تعداد زیادی از دریافت کنندهی سیگنال ها در همان لحظه ارتباط برقرار کنید.

You don't need to know where these receivers are,

نیاز به این نست که بدانید گیرنده ها در کجا هستند.

and it doesn't matter if these receivers move --

و اهمیتی هم ندارد که این گیرنده ها حتی حرکت کنند.

just think of the stereo in your car.

به استریو ماشین تان فکر کنید.

It gets even better,

و حتی بهتر از این

for it turns out that we can fabricate the receivers

که می توانیم گیرنده هایی هم ایجاد کنیم.

out of materials that are encoded in DNA.

خارج از آنچه که توسط DNA رمز نگاری شده است.

So each nerve cell

پس هر سلول عصبی

with the right genetic makeup

با نشان ژنتیکی خاص خود

will spontaneously produce a receiver

به طور ذاتی خواهد توانست گیرنده ای تولید کند

that allows us to control its function.

این کار به ما اجازه می دهد تا کارکرد هایش را کنترل کنیم

I hope you'll appreciate

امید وارم شما

the beautiful simplicity

زیبایی سادگی این مفهوم را قدر بدانید.

of this concept.

...

There's no high-tech gizmos here,

هیچ ابزار فوق پیشرفته ای وجود ندارد

just biology revealed through biology.

تنها بیولوژی از طریق زیست شناسی کشف شده.

Now let's take a look at these miraculous receivers up close.

حال بییاییم بر این گیرنده های شگفت انگیز نگاه نزدیکی داشته باشیم.

As we zoom in on one of these purple neurons,

وقتی به یکی ازین نورون های ارغوانی زوم می کنیم

we see that its outer membrane

ما می بینیم که لایه نازک خارجی

is studded with microscopic pores.

با روزنه های میکروسکوپیک پوشانده شده است.

Pores like these conduct electrical current

حفره های اینچنینی جریان های الکتریکی را عبور می دهند

and are responsible

و مسئولیت

for all the communication in the nervous system.

تمام ارتباطات شبکه عصبی را بر عهده دارند.

But these pores here are special.

ولی حفره های این ناحیه شرایط خاصی دارند.

They are coupled to light receptors

آنها برای دریافت نور جفت شده اند ( ؟)

similar to the ones in your eyes.

مانند آنهایی که در چشمان شما وجود دارند.

Whenever a flash of light hits the receptor,

هرگاه یک تابش نور به این گیرنده ها اصابت کند

the pore opens, an electrical current is switched on,

حفره ها باز شده و جریان الکتریکی متصل می شود

and the neuron fires electrical impulses.

و نورون ها پالس های الکتریکی را موجب می شوند.

Because the light-activated pore is encoded in DNA,

زیرا که فعال شدن حفره ها بدلیل تابش پرتو نور در DNA رمز نگاری شده .

we can achieve incredible precision.

ما می توانیم به حقایق شکفت انگیزی دست یابیم.

This is because,

بخاطر اینکه

although each cell in our bodies

اگرچه هر سلول در بدن ما

contains the same set of genes,

شامل بر دسته های مشابه ای از ژن هاست

different mixes of genes get turned on and off

ترکیب های متفاوت ژن ها

in different cells.

در سلول های مختلف روشن و خاموش می شوند.

You can exploit this to make sure

شما جهت اطمینان یافتن از

that only some neurons

اینکه تنها تعدادی از نورون ها

contain our light-activated pore and others don't.

شامل حفره های فعال شدنی با نور هستند و برخی دیگر نیستند می توانید از این شرایط بهره ببرید.

So in this cartoon, the bluish white cell

در این نمایش، این سلول سفید مایل به آبی

in the upper-left corner

در گوشه سمت چپ- بالا

does not respond to light

به تابش نور پاسخ نمی دهند

because it lacks the light-activated pore.

زیرا فقدان حفره های حساس به نور وجود دارد.

The approach works so well

این روش آنقدر خوب بکار آمده

that we can write purely artificial messages

که ما می توانیم پیام های کاملا هوشمندانه

directly to the brain.

مستیقیما روی مغز بنگاریم.

In this example, each electrical impulse,

در این مثال هر پالس الکتریکی ،

each deflection on the trace,

هریک با انحراف خودشان از مسیر ، (؟)

is caused by a brief pulse of light.

به وسیله پالس های نوری مختصری ایجاد شده است و

And the approach, of course, also works

این روش همچنین

in moving, behaving animals.

در حرکت و رفتار های حیوانات به کار گرفته شد.

This is the first ever such experiment,

این اولین نوع از این دست تجربیات بود

sort of the optical equivalent of Galvani's.

نوعی از روشهای اپتیکال مشابه روش گالوانی.

It was done six or seven years ago

این کار حدود 6 یا 7 سال قبل انجام گرفت

by my then graduate student, Susana Lima.

به وسیله دانشجوی لیسانس من، سوزان لیما.

Susana had engineered the fruit fly on the left

سوزان مگس سمت چپی را آزمود

so that just two out of the 200,000 cells in its brain

طوریکه که تنها 2 تا از دویست هزار سلول مغزش

expressed the light-activated pore.

به عنوان حفره های حساس به نور بیان شد.

You're familiar with these cells

شما با این سلول ها آشنایی دارید

because they are the ones that frustrate you

زیرا که مگس ها موجوداتی هستند که

when you try to swat the fly.

وقتی سعی می کنید مگس را بکشید شما را نا امید می کنند و فرار می کنند.

They trained the escape reflex that makes the fly jump into the air

آنها آموخته اند واکنش فرار آنها را مجبور می کند به هوا بجهند و

and fly away whenever you move your hand in position.

و از آنجا دور شوند هر زمان که شما دستهایتان را اینگونه حر کت می دهید.

And you can see here that the flash of light has exactly the same effect.

شما می توانید ببینید که تابش نور تاثیر یکسانی داشته.

The animal jumps, it spreads its wings, it vibrates them,

حیوان جهید ، بالهایش را گستراند ، آنها را تکان داد ،

but it can't actually take off

اما این نمی تواند واقعا یک پرواز کامل باشد

because the fly is sandwiched between two glass plates.

چرا که سرنوشت این مگس مرگ بوده است . و بین دو صفحه ساندویچ شده است .

Now to make sure that this was no reaction of the fly

حال جهت اطمینان از اینکه این حالت واکنش مگس

to a flash it could see,

در دیدن فلاش نوری که دیده است نبوده ،

Susana did a simple

سوزان یک آزمایش ساده و خصمانه را

but brutally effective experiment.

با این مگس انجام می دهد.

She cut the heads off of her flies.

سوزان سر آن مگس را از تنش جدا می کند.

These headless bodies can live for about a day,

این بدن بی سر می تواند تا حدود یک روز دیگر زنده بماند

but they don't do much.

اما کاری نمی تواند بکند

They just stand around

تنها همان جا می ماند و

and groom excessively.

بشدت تیمار می کند.

So it seems that the only trait that survives decapitation is vanity.

پس بنظر می رسد تنها گونه ای که بدون سر زنده می ماند غرور و خود بینی است.

(Laughter)

ها ها ها ها ...

Anyway, as you'll see in a moment,

حال ، آنچه که دیده ایم

Susana was able to turn on the flight motor

سوزان قادر بود تا موتور پرواز

of what's the equivalent of the spinal cord of these flies

چیزی که مشابه سیم پشتی موتور مگس است را روشن کند

and get some of the headless bodies

و بدن بی سر مگس را وادار کند

to actually take off and fly away.

تا عملا از زمین بلند شود و پرواز کند.

They didn't get very far, obviously.

ولی منطقا آنها بیش ازین جلو نرفتند

Since we took these first steps,

از زمانی که ما ابن قدم های اولیه را برداشتیم

the field of optogenetics has exploded.

رشته ژن سنجی گسترش یافته بود.

And there are now hundreds of labs

و هم اکنون صد ها آزمایشگاه

using these approaches.

از این روش ها استفاده می کنند.

And we've come a long way

و ما مسیر طولانی را پیمودیم

since Galvani's and Susana's first successes

از آزمایش گالوانی گرفته تا موفقیت سوزان .

in making animals twitch or jump.

در وادار کردن حیوانات به جهش ...

We can now actually interfere with their psychology

ما در واقع میتوانیم با روانشناسی آنها مربوط شویم

in rather profound ways,

در روش های ژرف و عمیق آن

as I'll show you in my last example,

آنطور که من در آزمایش آخرم نشان خواهم داد

which is directed at a familiar question.

که به یک سوال آشنا ختم می شود.

Life is a string of choices

زندگی رسته ای از انتخابها است

creating a constant pressure to decide what to do next.

که فشار ثابتی برای ما ایجاد میکند که ما در گام بعدی چه انتخاب کنیم.

We cope with this pressure by having brains,

ما به این فشارها توانستیم به کمک مغزمان، به آنها عادت کنیم

and within our brains, decision-making centers

و در درون مغزمان، مرکز تصمیم گیری

that I've called here the "Actor."

که من در اینجا آنرا بازیگر می نامم بما کمک می کند.

The Actor implements a policy that takes into account

این بازیگر سیاست یا رویه ای را پیاده سازی می کند که

the state of the environment

با شرایط محیط سازگار و معتبر می باشد.

and the context in which we operate.

و همینطور زمینه ای که ما بدان عمل می کنیم.

Our actions change the environment, or context,

اعمال ما محیط و یا مفهوم کار ما را تغییر می دهند

and these changes are then fed back into the decision loop.

و این تغییرات مجددا در چرخه تصمیم گیری ما وارد می شود.

Now to put some neurobiological meat

حال چند نمونه نوروبیولوژیک

on this abstract model,

در این مدل انتزاعی قرار دهید.

we constructed a simple one-dimensional world

ما یک جهان یک بعدی ساده را ایجاد کرده ایم

for our favorite subject, fruit flies.

برای موضوع مطلوبمان، مگس ها.

Each chamber in these two vertical stacks

هر اتاق در این بسته های عمودی

contains one fly.

شامل یک مگس می شود.

The left and the right halves of the chamber

نیمه چپ و نیمه راست از این اتاق

are filled with two different odors,

از دو نوع عطر مختلف پر شده است

and a security camera watches

و دوربین امنیتی

as the flies pace up and down between them.

پیمایش بالا و پایین مگس ها را بین آنها را بررسی می کند.

Here's some such CCTV footage.

اینجا بعضی از ردپاهای سی سی تی وی دوربین آمده است.

Whenever a fly reaches the midpoint of the chamber

که هرگاه مگس به نقطه میانی اتاق رسیده است

where the two odor streams meet,

جایی که دو بو با هم در تماس هستند

it has to make a decision.

باید برای خود تصمیم گیری کند.

It has to decide whether to turn around

او باید انتخاب کند که باز گردد و در این عطر بماند

and stay in the same odor,

در این بو،

or whether to cross the midline

و یا این خط میانی را بگذرد

and try something new.

و بوی دیگر را آزمایش کند.

These decisions are clearly a reflection

این حقایق در واقع بازتاب

of the Actor's policy.

سیاست بازیگر می باشد.

Now for an intelligent being like our fly,

حال برای هوشمند بودن مانند مگس خودمان

this policy is not written in stone

این سياست روی سنگ نوشته نشده

but rather changes as the animal learns from experience.

بلکه به تدریج که این حیوان از تجربیاتش می آموزد تغییر می کند.

We can incorporate such an element

ما می توانیم این المان ها را بکار گیریم

of adaptive intelligence into our model

تا هوشمندی را در مدل های خودمان نهاده کنیم.

by assuming that the fly's brain

با دریافت اینکه مغز مگس

contains not only an Actor,

نه تنها شامل آن بازیگر سیاست پرداز است

but a different group of cells,

بلکه از گروه دیگری از سلول ها تشکیل شده

a "Critic," that provides a running commentary

بخش نقد ، که گزارش و تفسیر پیوسته ای را

on the Actor's choices.

برای انتخاب های بازیگر فراهم می آورد.

You can think of this nagging inner voice

شما می توانبد به صدای گوشزد کننده درونی تان فکر کنید مانند

as sort of the brain's equivalent

مغز کسانی که در

of the Catholic Church,

کلیسای کاتولیک هستند فکر کنید

if you're an Austrian like me,

اگر مانند من استرالیایی هستید

or the super-ego, if you're Freudian,

و یا وجدان، اگر که وابسته به فروید هستید،

or your mother, if you're Jewish.

یا صدای مادرتان ، اگر که یهودی هستید.

(Laughter)

ها ها ها ها ها ...

Now obviously,

بطور شفاف می بینیم ،

the Critic is a key ingredient

که عامل نقد ار ملزومات مهم

in what makes us intelligent.

در چیزی است که که هوشمندی در ما را باعث می شود.

So we set out to identify

بنابراین ما قصد داریم تا

the cells in the fly's brain

سلول هایی در مغز مگس را شناسایی کنیم که

that played the role of the Critic.

نقش عامل نقد و مقایسه را بازی میکند.

And the logic of our experiment was simple.

منطق آزمایش ما ساده بوده ،

We thought if we could use our optical remote control

ما می پنداشتیم اگر بتوانیم از کنترل از راه دور نوری استفاده کنیم

to activate the cells of the Critic,

تا سلول های بررسی کننده و نقاد را فعال کنیم ،

we should be able, artificially, to nag the Actor

ما می بایست قادر باشیم تا بطور مصنوعی این بازیگر را

into changing its policy.

مجبور به تغییر رویه هایش کنیم.

In other words,

به بیان دیگر

the fly should learn from mistakes

مگس بایست از اشتباهاتش

that it thought it had made

آنهایی را که فکر می کرد اتفاق افتاده ، بیاموزد

but, in reality, it had not made.

در واقع چنین چیزی رخ نداده بود. ( ؟)

So we bred flies

پس ما مگس هایی را پرورش دادیم

whose brains were more or less randomly peppered

که مغزهایشان کما بیش بطور تصادفی

with cells that were light addressable.

با سلول هایی که نور-آدرس پذیر بودند تقویت شده بود.

And then we took these flies

و سپس این مگس ها را آورده و

and allowed them to make choices.

اجازه دادیم تا انتخاب هایشان را انجام دهند.

And whenever they made one of the two choices,

و هرگاه که آنها یکی از دو انتخاب را انجام می دادند

chose one odor,

و یک بوی زا انتخاب می کردند

in this case the blue one over the orange one,

در این مورد نوع آبی نسبت به نوع نارنجی

we switched on the lights.

ما نور ها را با هم عوض می کردیم.

If the Critic was among the optically activated cells,

اگر عامل نقد کننده در میان سلول های فعال ساز شده با نور بود

the result of this intervention

نتیجه این آزمایش

should be a change in policy.

بایست تغییر در رویه بوده باشد.

The fly should learn to avoid

مگس می بایست بیاموزد تا

the optically reinforced odor.

بوی اجبار شده نوري را نپذیرد.

Here's what happened in two instances:

اینها نتایجی است که در این دو مثال اتفاق افتاد.

We're comparing two strains of flies,

ما در حال مقایسه این دو دسته از مگس ها هستیم که

each of them having

هر کدامشان

about 100 light-addressable cells in their brains,

حدود یکصد سلول نور-آدرس پذیر در مغشان دارند .

shown here in green on the left and on the right.

نشان داده شده در اینجا سمت چپ و سمت راست

What's common among these groups of cells

چه چیزی در بین این گروهها آنچه که معمول و عادی است

is that they all produce the neurotransmitter dopamine.

چيزی است که همه آنها تولید می کنند ترشحات (؟) فرستندهای نورونی مغز است

But the identities of the individual

اما شناسایی هر کدام

dopamine-producing neurons

از نورون های تولید کننده این مواد در مغز

are clearly largely different on the left and on the right.

در بین سمت چپی و سمت راستی بسیار متفاوت است .

Optically activating

فعال سازی نوری

these hundred or so cells

این چند صد سلول

into two strains of flies

از دو دسته از مگس ها

has dramatically different consequences.

بطور چشمگير فرایند ها و نتایج متفاوتی دارد.

If you look first at the behavior

اگر ابتدا به رفتار

of the fly on the right,

مگس های سمت راست نگاه کنید

you can see that whenever it reaches the midpoint of the chamber

خواهید دید که آنها به محض اینکه به نقطه میانی فضا می رسند

where the two odors meet,

جایی که دو بو در کنار هم قرار دارند

it marches straight through, as it did before.

مطابق آنچه قبلا انجا م می داده از میانش میگذرد.

Its behavior is completely unchanged.

رفتارشان کاملا بی تغییر مانده است.

But the behavior of the fly on the left is very different.

اما رفتار آن سمت چپی کاملا متفاوت است .

Whenever it comes up to the midpoint,

هرگاه آنها به نقطه میانی می رسند

it pauses,

مکث می کنند و

it carefully scans the odor interface

به دقت ورودی بوی دیگر را حس می کنند و

as if it was sniffing out its environment,

همانطور که در طبیعت بو می کشند ،

and then it turns around.

و سپس باز می گردند.

This means that the policy that the Actor implements

این بدان معناست که رویه هایی که بازیگر ما بر می گزیند

now includes an instruction to avoid the odor

اکنون شامل دستورالعمل امتناع از بویی که

that's in the right half of the chamber.

در نیمه راست اتاق وجود دارد نیز می شود.

This means that the Critic

یعنی عامل نقد

must have spoken in that animal,

باید در آن حیوان چیزی گفته باشد

and that the Critic must be contained

و اینکه عامل نقد باید

among the dopamine-producing neurons on the left,

شامل نورون هایی تولید کننده دوپامین در دسته سمت چپی نیز باشد ،

but not among the dopamine producing neurons on the right.

اما در میان نورون های تولیدگر دوپامین در دسته سمت راستی ...

Through many such experiments,

از طریق چندین آزمایش مشابه

we were able to narrow down

توانستیم تا

the identity of the Critic

عامل نقد و بررسی را

to just 12 cells.

تنها 12 سلول شناسایی کنیم.

These 12 cells, as shown here in green,

این 12 سلول که در اینجا با سبز نمایش داده شده

send the output to a brain structure

خروجی هایی را به ساختار مغز ارسال می کنند

called the "mushroom body,"

که قارچ بدن ( مخچه ) نامیده می شود.

which is shown here in gray.

که در اینجا به رنگ خاکستری آمده .

We know from our formal model

از مدل رسمی خود می دانیم که

that the brain structure

ساختار مغز

at the receiving end of the Critic's commentary is the Actor.

بخش انتهایی گزارشات عامل نقد ختم به آن بازیگر می شود.

So this anatomy suggests

این آناتومی بیان می دارد

that the mushroom bodies have something to do

که مخچه با

with action choice.

انتخاب های عملگرا در ارتباط است .

Based on everything we know about the mushroom bodies,

بر اساس هرآنچه از قارچ بدن می دانیم

this makes perfect sense.

بسیار فرایند جالبی است .

In fact, it makes so much sense

در واقع بسیار جالب خواهد بود که

that we can construct an electronic toy circuit

ما بتوانیم مدار اسبابی اکترونیکی را بسازیم که

that simulates the behavior of the fly.

رفتار مگس را شبیه سازی کند.

In this electronic toy circuit,

در این اسباب الکترونیکی

the mushroom body neurons are symbolized

نورونهای مغزی مخچه سمبل شده اند

by the vertical bank of blue LEDs

به تعدادی ال ای دی های آبی رنگ بطور عمودی

in the center of the board.

در وسط برد مرتب شده اند.

These LED's are wired to sensors

این چراغ ها به سنسور ها سیم کشی شده اند

that detect the presence of odorous molecules in the air.

که حضور مولکول های معطر در هوا را شناسایی می کند.

Each odor activates a different combination of sensors,

هر بو ترکیب متفاوتی از سنسور ها را فعال می کند

which in turn activates

که هر کدام

a different odor detector in the mushroom body.

شناساگر بوی متفاوتی را در مخچه فعال می سازد

So the pilot in the cockpit of the fly,

بنابراین خلبان کابین مگس

the Actor,

آن بازیگر ،

can tell which odor is present

می تواند بگوید کدام بو حاضر است

simply by looking at which of the blue LEDs lights up.

تنها با نگاه بر روشن شدن چراغ ها .

What the Actor does with this information

آنچه که این بازیگر انجام میدهد با این اطلاعات

depends on its policy,

بستگی به رویه اش دارد که

which is stored in the strengths of the connection,

که در رشته ای از ارتباطات نهفته است .

between the odor detectors

میان شناساگر بوها

and the motors

و موتور ها یی که

that power the fly's evasive actions.

امکان امتناع مگس ها را تامین می کند.

If the connection is weak, the motors will stay off

اگر ارتباط ضعیف باشد موتور خاموش می ماند و

and the fly will continue straight on its course.

و مگس در مسیر مستقیم در همان بخش ادامه میدهد.

If the connection is strong, the motors will turn on

اگر ارتباط قوی باشد موتور روشن می شود و

and the fly will initiate a turn.

و مگس یک دور را انجام می دهد.

Now consider a situation

حال وضعی را در نظر بگیرید که

in which the motors stay off,

موتور ها خاموش هستند و

the fly continues on its path

مگس به راهش ادامه می دهد

and it suffers some painful consequence

و تعدادی روند دردناک مثل جریان برق را احساس می کند.

such as getting zapped.

جریان برق ...

In a situation like this,

در شرایطی چنین ،

we would expect the Critic to speak up

ما انتظار داریم تا عامل نقد برخیزد و به

and to tell the Actor

بازیگر بگوید

to change its policy.

تا رویه اش را تییر دهد

We have created such a situation, artificially,

ما این روند را به طور مصنوعی ایجاد کردیم و

by turning on the critic with a flash of light.

آنهم با فعال سازی عامل نقد بکمک فلاش نور.

That caused a strengthening of the connections

که باعث تقویت ارتباطات شد

between the currently active odor detector

بین شناساگر های فعلی بو

and the motors.

و موتور ها

So the next time

و دفعه بعد نیز

the fly finds itself facing the same odor again,

مگس خود را رویاروی همان بو می بیند

the connection is strong enough to turn on the motors

و این ارتباط آنقدر قوی هست تا موتور ها را به کار اندازد

and to trigger an evasive maneuver.

تا مانور بازدارنده را در مگس ایجاد کند.

I don't know about you,

در مورد شما نمی دانم

but I find it exhilarating to see

اما برای من هیجان انگیز است تا دریابم

how vague psychological notions

که چطور این عوامل مغزی و روانی

evaporate and give rise

تغییر مییابد و

to a physical, mechanistic understanding of the mind,

به درک مکانیکی و فیزیکی مغز می انجامد.

even if it's the mind of the fly.

حتی در مغز مگس ...

This is one piece of good news.

این تنها یک بخش از خبر های خوب است .

The other piece of good news,

خبر خوب دیگر

for a scientist at least,

حداقل برای دانشمندان

is that much remains to be discovered.

هنوز خیلی مانده تا کشف شود و بدست آید.

In the experiments I told you about,

در آزمایشاتی که من راجع بهشان گفتم ،

we have lifted the identity of the Critic,

ما تلاش کردیم تا عامل نقد را بیابیم

but we still have no idea

اما هنوز نظری راجع به

how the Critic does its job.

اینکه این بخش چگونه کارش را انجام می دهد نداریم .

Come to think of it, knowing when you're wrong

بیایید به آن بیاندیشیم ، با دانستن اینکه شما بدون معلم یا مادرتان که به شما بگوید

without a teacher, or your mother, telling you,

...

is a very hard problem.

که مساله سختی است !

There are some ideas in computer science

چند نظر در علوم کامپیوتر وجود دارد

and in artificial intelligence

و در هوش مصنوعی

as to how this might be done,

که چطور ممکن است اینطور شود ،

but we still haven't solved

ولی ما هنوز حلی برای

a single example

یک مثال ساده

of how intelligent behavior

از اینکه رفتار هوشمندانه

springs from the physical interactions

چگونه از تعاملات فیزیکی نشات می گیرد

in living matter.

در موجودات زنده ، نداریم.

I think we'll get there in the not too distant future.

و من فکر میکنم ، در آینده ای نه چندان دور بدانجا خواهیم رسید...

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

تشویق حاضران و گل و بلبل ...