Gero Miesenboeck reengineers a brain

Vertaald door: Tars Van hoof Nagekeken door: Els De Keyser

I have a doppelganger.

Ik heb een dubbelganger.

(Laughter)

(Gelach)

Dr. Gero is a brilliant

Dr. Gero is een brilliante

but slightly mad scientist

maar licht gestoorde wetenschapper

in the "Dragonball Z: Android Saga."

in de Dragonball Z "Android Saga."

If you look very carefully,

Als je goed kijkt,

you see that his skull has been replaced

zie je dat zijn hersenpan vervangen werd

with a transparent Plexiglas dome

door een transparante plexiglazen koepel

so that the workings of his brain can be observed

zodat de werking van zijn brein geobserveerd kan worden

and also controlled with light.

en ook met licht bestuurd kan worden.

That's exactly what I do --

Dat is exact wat ik doe --

optical mind control.

optische controle van de geest.

(Laughter)

(Gelach)

But in contrast to my evil twin

Maar in tegenstelling tot mijn kwaadaardige tweelingbroer,

who lusts after world domination,

die uit is op wereldoverheersing,

my motives are not sinister.

zijn mijn motieven niet duister.

I control the brain

Ik controleer het brein

in order to understand how it works.

om te begrijpen hoe het werkt.

Now wait a minute, you may say,

Wacht even, zou je kunnen zeggen,

how can you go straight to controlling the brain

hoe kan je meteen het brein controleren

without understanding it first?

zonder het eerst te begrijpen?

Isn't that putting the cart before the horse?

Is dat niet het paard achter de wagen spannen?

Many neuroscientists agree with this view

Veel neurowetenschappers zijn het daarmee eens

and think that understanding will come

en denken dat het begrip zal komen

from more detailed observation and analysis.

uit meer gedetailleerde observatie en analyse.

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

Ze zeggen, "Als we de activiteit van onze neuronen konden opnemen,

we would understand the brain."

zouden we het brein begrijpen."

But think for a moment what that means.

Maar bedenk even wat dat betekent.

Even if we could measure

Zelfs al konden we meten

what every cell is doing at all times,

wat elke cel doet op elk moment,

we would still have to make sense

dan zouden we nog wijs moeten worden

of the recorded activity patterns,

uit alle opgenomen activiteitspatronen,

and that's so difficult,

en dat is zo moeilijk,

chances are we'll understand these patterns

dat de kans groot is dat we de patronen evenmin begrijpen

just as little as the brains that produce them.

als de hersenen die ze produceren.

Take a look at what brain activity might look like.

Kijk hier hoe hersenactiviteit eruit zou kunnen zien.

In this simulation, each black dot

In deze simulatie stelt elk zwart punt

is one nerve cell.

een zenuwcel voor.

The dot is visible

Het punt is zichtbaar

whenever a cell fires an electrical impulse.

wanneer een cel een elektrische impuls afvuurt.

There's 10,000 neurons here.

Er zijn hier 10.000 neuronen.

So you're looking at roughly one percent

Dus je kijkt naar ruwweg één percent

of the brain of a cockroach.

van het brein van een kakkerlak.

Your brains are about 100 million times

Jouw hersenen zijn ongeveer

more complicated.

100 miljoen keer ingewikkelder.

Somewhere, in a pattern like this,

Ergens in een patroon zoals dit,

is you,

ben jij,

your perceptions,

jouw waarnemingen,

your emotions, your memories,

jouw emoties, jouw herinneringen,

your plans for the future.

jouw plannen voor de toekomst.

But we don't know where,

Maar we weten niet waar,

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

omdat we het patroon niet kunnen lezen.

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

We begrijpen de code van het brein niet.

To make progress,

Om vooruitgang te boeken,

we need to break the code.

moeten we de code breken.

But how?

Maar hoe?

An experienced code-breaker will tell you

Een ervaren code-breker zal je vertellen

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

dat om te ontdekken wat de symbolen in een code betekenen,

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

het essentieel is om ermee te kunnen spelen,

to rearrange them at will.

ze te herschikken naar believen.

So in this situation too,

Dus ook in dit geval,

to decode the information

om de informatie te decoderen

contained in patterns like this,

die vervat zit in patronen zoals deze,

watching alone won't do.

zal enkel toekijken niet volstaan;

We need to rearrange the pattern.

we moeten het patroon herschikken.

In other words,

In andere woorden,

instead of recording the activity of neurons,

in plaats van de activiteit van neuronen op te nemen,

we need to control it.

moeten we ze besturen.

It's not essential that we can control

Het is niet essentieel dat we de activiteit

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

van alle neuronen in het brein kunnen besturen, slechts enkele.

The more targeted our interventions, the better.

Hoe meer gericht onze ingrepen, hoe beter.

And I'll show you in a moment

En ik laat zo zien

how we can achieve the necessary precision.

hoe we de benodigde precisie kunnen bereiken.

And since I'm realistic, rather than grandiose,

En omdat ik realistisch ben, eerder dan hoogmoedig,

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

beweer ik niet dat de mogelijkheid om de werking van het zenuwstelsel te besturen

will at once unravel all its mysteries.

meteen alle mysteries zal prijsgeven.

But we'll certainly learn a lot.

Maar we zullen zeker veel leren.

Now, I'm by no means

Nu, ik ben in geen geval

the first person to realize

de eerste persoon die beseft

how powerful a tool intervention is.

wat een krachtig werktuig interventie is.

The history of attempts

De geschiedenis van pogingen

to tinker with the function of the nervous system

om met de werking van het zenuwstelsel te prutsen

is long and illustrious.

is lang en illuster.

It dates back at least 200 years,

Ze gaat minstens 200 jaar terug,

to Galvani's famous experiments

naar de beroemde experimenten van Galvani

in the late 18th century and beyond.

in de late 18de eeuw en later.

Galvani showed that a frog's legs twitched

Galvani toonde aan dat de poten van een kikker samentrokken

when he connected the lumbar nerve

wanneer hij de lumbale zenuw verbond

to a source of electrical current.

met een elektrische stroombron.

This experiment revealed the first, and perhaps most fundamental,

Dit experiment onthulde het eerste, en misschien ook meest fundamentele

nugget of the neural code:

stukje van de neurale code:

that information is written in the form

informatie is geschreven in de form

of electrical impulses.

van elektrische impulsen.

Galvani's approach

Galvani's benadering

of probing the nervous system with electrodes

om het zenuwstelsel binnen te dringen met elektroden

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

is state-of-the-art gebleven tot vandaag,

despite a number of drawbacks.

met uitzondering van een aantal nadelen.

Sticking wires into the brain is obviously rather crude.

Draden in het brein steken is duidelijk nogal ruw.

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

Het is zeer moeilijk om te doen bij rondlopende dieren,

and there is a physical limit

en er is een fysische limiet

to the number of wires

voor het aantal draden

that can be inserted simultaneously.

die tegelijkertijd kunnen ingebracht worden.

So around the turn of the last century,

Dus rond de vorige eeuwwisseling,

I started to think,

begon ik te denken,

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

zou het niet prachtig zijn als iemand deze logica nam

and turn it upside down?"

en ze ondersteboven draaide.

So instead of inserting a wire

Dus in plaats van een draad in te brengen

into one spot of the brain,

in één plek van het brein,

re-engineer the brain itself

herontwerp het brein zelf

so that some of its neural elements

zodat sommige van de neurale elementen

become responsive to diffusely broadcast signals

gevoelig worden aan diffuus uitgezonden signalen,

such as a flash of light.

zoals een lichtflits.

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

Een dergelijke aanpak zou letterlijk, in een lichtflits,

overcome many of the obstacles to discovery.

vele van de obstakels tot de ontdekking overwinnen.

First, it's clearly a non-invasive,

Ten eerste, het is duidelijk een niet-invasieve,

wireless form of communication.

draadloze vorm van communicatie.

And second, just as in a radio broadcast,

En ten tweede, juist zoals in een radio-uitzending,

you can communicate with many receivers at once.

kan je communiceren met veel ontvangers tegelijk.

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

Je hoeft niet te weten waar die ontvangers zijn.

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

En het doet er niet toe of de ontvangers bewegen --

just think of the stereo in your car.

denk maar aan de stereo in je wagen.

It gets even better,

Het wordt nog beter,

for it turns out that we can fabricate the receivers

want het blijkt dat we de ontvangers kunnen fabriceren

out of materials that are encoded in DNA.

uit materialen die ge-encodeerd zijn in DNA.

So each nerve cell

Dus elke zenuwcel

with the right genetic makeup

met de juiste genetische opbouw

will spontaneously produce a receiver

zal spontaan een ontvanger produceren

that allows us to control its function.

die ons toelaat zijn werking te controleren.

I hope you'll appreciate

Ik hoop dat je kan appreciëren

the beautiful simplicity

hoe prachtig eenvoudig

of this concept.

dit concept is.

There's no high-tech gizmos here,

Er zijn geen high-tech gizmos hier,

just biology revealed through biology.

gewoon biologie verwezenlijkt door biologie.

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

Nu, laten we deze miraculeuze ontvangers dichter bekijken.

As we zoom in on one of these purple neurons,

Als we inzoomen op een van deze paarse neuronen,

we see that its outer membrane

zien we dat het buitenste membraan

is studded with microscopic pores.

bezaaid is met microscopische poriën.

Pores like these conduct electrical current

Zulke poriën geleiden elektrische stroom

and are responsible

and zijn verantwoordelijk

for all the communication in the nervous system.

voor alle communicatie in het zenuwstelsel.

But these pores here are special.

Maar deze poriën hier zijn speciaal.

They are coupled to light receptors

Ze zijn gekoppeld aan lichtreceptoren

similar to the ones in your eyes.

gelijkaardig aan die in je ogen.

Whenever a flash of light hits the receptor,

Wanneer een lichtflits de receptor bereikt,

the pore opens, an electrical current is switched on,

opent de porie en wordt de elektrische stroom aangezet,

and the neuron fires electrical impulses.

en het neuron vuurt elektrische impulsen af.

Because the light-activated pore is encoded in DNA,

Omdat de licht-geactiveerde porie in DNA ge-encodeerd is,

we can achieve incredible precision.

kunnen we een ongelooflijke precisie bereiken.

This is because,

Dit is omdat,

although each cell in our bodies

hoewel elke cel in ons lichaam

contains the same set of genes,

dezelfde set genen bevat,

different mixes of genes get turned on and off

worden verschillende combinaties van genen aan en uitgezet

in different cells.

in verschillende cellen.

You can exploit this to make sure

Je kan dit benutten om ervoor te zorgen

that only some neurons

dat slechts sommige neuronen

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

onze licht-geactiveerde porie bevatten en andere niet.

So in this cartoon, the bluish white cell

Dus in deze tekening, is de blauwachtig-witte cel

in the upper-left corner

in de hoek linksboven

does not respond to light

niet gevoelig aan licht

because it lacks the light-activated pore.

omdat het de licht-geactiveerde porie niet bevat.

The approach works so well

De aanpak werk zo goed

that we can write purely artificial messages

dat we zuiver artificiële boodschappen rechtstreeks

directly to the brain.

in het brein kunnen invoeren.

In this example, each electrical impulse,

In dit voorbeeld is elke elektrische impuls,

each deflection on the trace,

elke uitwijking op het spoor

is caused by a brief pulse of light.

veroorzaakt door een korte lichtflits.

And the approach, of course, also works

En de aanpak werk ook

in moving, behaving animals.

in bewegende dieren.

This is the first ever such experiment,

Dit is het eerste experiment ooit in zijn soort,

sort of the optical equivalent of Galvani's.

een soort van optisch equivalent van Galvani's experiment.

It was done six or seven years ago

Het werd zes of zeven jaar geleden gedaan

by my then graduate student, Susana Lima.

door mijn toenmalig graduaatstudente, Susana Lima.

Susana had engineered the fruit fly on the left

Susana had de fruitvlieg links zo aangepast

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

dat slechts twee van de 200.000 cellen in het brein

expressed the light-activated pore.

de licht-geactiveerde porie bevatten.

You're familiar with these cells

Je kent deze cellen

because they are the ones that frustrate you

want het zijn deze cellen die je kwaad maken

when you try to swat the fly.

wanneer je de vlieg probeert te meppen.

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

Zij zorgen voor de ontsnappingreflex die de vlieg doet opspringen

and fly away whenever you move your hand in position.

en wegvliegen wanneer je je hand in de juiste positie brengt.

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

En je kan hier zien dat een lichtflits exact hetzelfde effect heeft.

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

Het dier springt, spreidt zijn vleugels, slaat ermee,

but it can't actually take off

maar het kan niet echt opstijgen,

because the fly is sandwiched between two glass plates.

want ze is gevangen tussen twee glazen platen.

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

Nu, om zeker te zijn dat dit geen reactie was van de vlieg

to a flash it could see,

doordat ze de lichtflits kon zien,

Susana did a simple

deed Susanna een simpel

but brutally effective experiment.

maar geweldig effectief experiment.

She cut the heads off of her flies.

Ze hakte de hoofden van haar vliegen.

These headless bodies can live for about a day,

Deze hoofdloze lichamen kunnen ongeveer een dag overleven,

but they don't do much.

maar ze doen niet veel.

They just stand around

Ze staan gewoon wat

and groom excessively.

en maken zichzelf overvloedig schoon.

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

Dus het blijkt dat de enige trek die onthoofding overleeft ijdelheid is.

(Laughter)

(Gelach)

Anyway, as you'll see in a moment,

In elk geval, zoals je zo meteen zal zien,

Susana was able to turn on the flight motor

was Susana in staat om de vluchtmotor aan te zetten

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

van wat het equivalent is van het ruggenmerg van deze vliegen

and get some of the headless bodies

en de hoofdloze lichamen

to actually take off and fly away.

werkelijk te doen wegvliegen.

They didn't get very far, obviously.

Ze kwamen vanzelfsprekend niet ver.

Since we took these first steps,

Sinds we deze eerste stappen namen,

the field of optogenetics has exploded.

is het gebied van optogenetica geëxplodeerd.

And there are now hundreds of labs

En er zijn nu honderden labo's

using these approaches.

die deze aanpak gebruiken.

And we've come a long way

En we zijn van ver gekomen

since Galvani's and Susana's first successes

sinds de eerste successen van Galvani en Susana

in making animals twitch or jump.

en dieren doen samentrekken of springen.

We can now actually interfere with their psychology

We kunnen nu werkelijk hun psychologie beïnvloeden

in rather profound ways,

op nogal grondige manieren

as I'll show you in my last example,

zoals ik je laat zien in mijn laatste voorbeeld,

which is directed at a familiar question.

dat toegewijd is aan een bekende vraag.

Life is a string of choices

Het leven is een aaneenrijging van keuzes

creating a constant pressure to decide what to do next.

met een constante druk om te beslissen wat de volgende stap is.

We cope with this pressure by having brains,

We gaan om met deze druk door hersenen te hebben,

and within our brains, decision-making centers

en in onze hersenen, centra die beslissingen maken

that I've called here the "Actor."

die ik de Actor heb genoemd.

The Actor implements a policy that takes into account

De Actor voert een beleid uit dat rekening houdt

the state of the environment

met de status van de omgeving

and the context in which we operate.

en de context waarin we opereren.

Our actions change the environment, or context,

Onze acties veranderen de omgeving, of context,

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

en deze veranderingen worden dan teruggevoerd in de beslissingslus.

Now to put some neurobiological meat

Om een beetje neurobiologische vorm te geven

on this abstract model,

aan dit abstracte model,

we constructed a simple one-dimensional world

hebben we een simpele, eendimensionale wereld gecreëerd

for our favorite subject, fruit flies.

voor ons favoriete onderwerp, fruitvliegjes.

Each chamber in these two vertical stacks

Elke kamer in deze twee verticale stapels

contains one fly.

bevat één vlieg.

The left and the right halves of the chamber

De linkse en rechtse helften van de kamer

are filled with two different odors,

zijn gevuld met twee verschillende geuren,

and a security camera watches

en een veiligheidscamera kijkt toe

as the flies pace up and down between them.

hoe de vliegjes heen en weer lopen tussen de geuren.

Here's some such CCTV footage.

Hier is zulk videomateriaal.

Whenever a fly reaches the midpoint of the chamber

Wanneer een vlieg het middelpunt van de kamer bereikt

where the two odor streams meet,

waar de twee geuren elkaar ontmoeten,

it has to make a decision.

moet ze een beslissing maken.

It has to decide whether to turn around

Ze moet beslissen of ze terugkeert

and stay in the same odor,

en in dezelfde geur blijft,

or whether to cross the midline

of dat ze de middellijn oversteekt

and try something new.

en iets nieuws probeert.

These decisions are clearly a reflection

Deze beslissingen zijn duidelijk een reflectie

of the Actor's policy.

van het beleid van de Actor.

Now for an intelligent being like our fly,

Voor een intelligent wezen zoals onze vlieg,

this policy is not written in stone

is dit beleid niet uit steen gehouwen,

but rather changes as the animal learns from experience.

maar verandert wanneer het dier leert uit ervaringen.

We can incorporate such an element

We kunnen zulks een element

of adaptive intelligence into our model

van adaptieve intelligentie incorporeren in ons model

by assuming that the fly's brain

door aan te nemen dat het brein van de vlieg

contains not only an Actor,

niet enkel een Actor bevat,

but a different group of cells,

maar een verschillende groep cellen,

a "Critic," that provides a running commentary

een Criticus, die een constante commentaar voorziet

on the Actor's choices.

bij de keuzes van de Actor.

You can think of this nagging inner voice

Je kunt deze zeurende stem zien

as sort of the brain's equivalent

als een soort van equivalent van het brein

of the Catholic Church,

van de Katholieke Kerk,

if you're an Austrian like me,

als je een Oostenrijker bent als ik,

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

of het superego, als je Freudiaans bent,

or your mother, if you're Jewish.

of je moeder, als je Joods bent.

(Laughter)

(Gelach)

Now obviously,

Nu, klaarblijkelijk,

the Critic is a key ingredient

is de Criticus een sleutelingrediënt

in what makes us intelligent.

in wat ons intelligent maakt.

So we set out to identify

Dus we zijn uit op het indentificeren

the cells in the fly's brain

van de cellen in het brein van de vlieg

that played the role of the Critic.

die de rol van Criticus op zich nemen.

And the logic of our experiment was simple.

En de logica van ons experiment was simpel.

We thought if we could use our optical remote control

We dachten dat als we onze optische afstandsbediening konden gebruiken

to activate the cells of the Critic,

om de cellen van de Criticus te activeren,

we should be able, artificially, to nag the Actor

we artificieel zouden moeten kunnen de Actor ertoe zetten

into changing its policy.

zijn beleid te veranderen.

In other words,

Met andere woorden,

the fly should learn from mistakes

de vlieg zou moeten leren van fouten

that it thought it had made

die ze dacht gemaakt te hebben,

but, in reality, it had not made.

maar in werkelijkheid niet had gemaakt.

So we bred flies

Dus we kweekten vliegen

whose brains were more or less randomly peppered

wier brein min of meer willekeurig bezaaid was

with cells that were light addressable.

met cellen die lichtgevoelig waren.

And then we took these flies

En dan namen we de vliegen

and allowed them to make choices.

en lieten we hen keuzes maken.

And whenever they made one of the two choices,

En wanneer de vlieg één van de twee keuzes maakte,

chose one odor,

een geur koos,

in this case the blue one over the orange one,

in dit geval de blauwe boven de oranje,

we switched on the lights.

deden we de lichten aan.

If the Critic was among the optically activated cells,

Als de Criticus bij de optisch-geactiveerde cellen was,

the result of this intervention

zou het resultaat van de interventie

should be a change in policy.

een verandering in beleid moeten zijn.

The fly should learn to avoid

De vlieg zou moeten leren

the optically reinforced odor.

de geur die gelinkt is aan de lichten te mijden.

Here's what happened in two instances:

Hier is wat gebeurde in twee gevallen.

We're comparing two strains of flies,

We vergelijken twee verschillende soorten vliegen,

each of them having

elk van hen beschikkend over

about 100 light-addressable cells in their brains,

ongeveer 100 lichtgevoelige cellen in hun brein,

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

hier weergegeven in groen links en rechts.

What's common among these groups of cells

Wat gewoon is onder deze groepen cellen

is that they all produce the neurotransmitter dopamine.

is dat ze allemaal de neurotransmitter dopamine produceren.

But the identities of the individual

Maar de identiteiten van de individuele

dopamine-producing neurons

dopamine-producerende neuronen

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

zijn duidelijk zeer verschillend links en rechts.

Optically activating

Het optisch activeren

these hundred or so cells

van deze honderd cellen

into two strains of flies

in twee soorten vliegen,

has dramatically different consequences.

heeft dramatisch verschillende gevolgen.

If you look first at the behavior

Als je kijkt naar het gedrag

of the fly on the right,

van de vlieg rechts,

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

kan je zien dat wanneer ze het middelpunt van de kamer bereikt

where the two odors meet,

waar de twee geuren elkaar ontmoeten,

it marches straight through, as it did before.

ze rechtdoor loopt zoals ze ervoor deed.

Its behavior is completely unchanged.

Haar gedrag is volledig onveranderd.

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

Maar het gedrag van de vlieg links is zeer verschillend.

Whenever it comes up to the midpoint,

Wanneer ze het middelpunt bereikt,

it pauses,

pauzeert ze,

it carefully scans the odor interface

ze ruikt voorzichtig aan het geurpatroon,

as if it was sniffing out its environment,

alsof ze haar omgeving besnuffelt,

and then it turns around.

en keert dan om.

This means that the policy that the Actor implements

Dit betekent dat het beleid dat de Actor voert

now includes an instruction to avoid the odor

nu een instructie bevat om de geur te mijden

that's in the right half of the chamber.

die zich in de rechterhelft van de kamer bevat.

This means that the Critic

Dit betekent dat de Criticus

must have spoken in that animal,

gesproken moet hebben in dat dier,

and that the Critic must be contained

en dat de Criticus moet vervat zitten

among the dopamine-producing neurons on the left,

bij de dopamine-producerende neuronen links,

but not among the dopamine producing neurons on the right.

maar niet bij de dopamine-producerende neuronen rechts.

Through many such experiments,

Door middel van veel experimenten als deze,

we were able to narrow down

waren we in staat om de indentiteit

the identity of the Critic

van de Criticus toe te schrijven

to just 12 cells.

aan slechts 12 cellen.

These 12 cells, as shown here in green,

Deze 12 cellen, hier weergegeven in het groen,

send the output to a brain structure

zenden de uitvoer naar een hersenstructuur

called the "mushroom body,"

de paddenstoelorganismen genoemd,

which is shown here in gray.

die hier in het grijs zijn weergegeven.

We know from our formal model

We weten van ons formele model

that the brain structure

dat de hersenstructuur aan het ontvangende eind

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

van de commentaar van de Criticus de Actor is.

So this anatomy suggests

Dus deze anatomie suggereert

that the mushroom bodies have something to do

dat de paddenstoel organismen iets te maken hebben

with action choice.

met keuze van actie.

Based on everything we know about the mushroom bodies,

Gebaseerd op alles dat we weten over de paddenstoelorganismen,

this makes perfect sense.

is dit perfect logisch.

In fact, it makes so much sense

Feitelijk is het zo logisch,

that we can construct an electronic toy circuit

dat we een elektronisch speelgoedcircuit kunnen bouwen

that simulates the behavior of the fly.

dat het gedrag van de vlieg simuleert.

In this electronic toy circuit,

In dit elektronisch circuit,

the mushroom body neurons are symbolized

zijn de paddenstoelorganismen gesymboliseerd

by the vertical bank of blue LEDs

door de verticale reeks blauwe LED's

in the center of the board.

in het centrum van het bord.

These LED's are wired to sensors

Deze LED's zijn verbonden aan sensoren

that detect the presence of odorous molecules in the air.

die de aanwezigheid van geurende moleculen in de lucht detecteren.

Each odor activates a different combination of sensors,

Elke geur activeert een verschillende combinatie van sensoren,

which in turn activates

die op zijn beurt een bepaalde

a different odor detector in the mushroom body.

geurdetector in het paddenstoelorganisme activeert.

So the pilot in the cockpit of the fly,

Dus de piloot in de cockpit van de vlieg,

the Actor,

de Actor,

can tell which odor is present

kan vertellen welke geur aanwezig is

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

door eenvoudigweg te kijken naar welke blauwe LED oplicht.

What the Actor does with this information

Wat de Actor doet met deze informatie

depends on its policy,

hangt af van zijn beleid,

which is stored in the strengths of the connection,

dat opgeslagen is in de sterkte van de verbinding,

between the odor detectors

tussen de geurdetectors

and the motors

en de motors

that power the fly's evasive actions.

die de ontwijkende acties van de vlieg aandrijven.

If the connection is weak, the motors will stay off

Als de verbinding zwak is, blijven de motoren uit

and the fly will continue straight on its course.

en blijft de vlieg op dezelfde koers.

If the connection is strong, the motors will turn on

Als de verbinding sterk is, slaan de motoren aan

and the fly will initiate a turn.

en begint de vlieg te draaien.

Now consider a situation

Nu beeld je een situatie in

in which the motors stay off,

waar de motoren uitblijven,

the fly continues on its path

de vlieg zijn weg voortzet op zijn pad

and it suffers some painful consequence

en een pijnlijk gevolg ondergaat

such as getting zapped.

zoals geëlektrocuteerd worden.

In a situation like this,

In een dergelijke situatie,

we would expect the Critic to speak up

zoude we verwachten dat de Criticus opspreekt

and to tell the Actor

en de Actor vertelt

to change its policy.

zijn beleid te veranderen.

We have created such a situation, artificially,

We hebben artificieel een dergelijke situatie gecreëerd

by turning on the critic with a flash of light.

door de Criticus aan te zetten met een lichtflits.

That caused a strengthening of the connections

Die zorgde voor een versterking van de verbindingen

between the currently active odor detector

tussen de momenteel actieve geurdetector

and the motors.

en de motoren.

So the next time

Dus de volgende keer

the fly finds itself facing the same odor again,

dat de vlieg zichzelf voor dezelfde geur bevindt,

the connection is strong enough to turn on the motors

is de verbinding sterk genoeg om de motoren aan te zetten

and to trigger an evasive maneuver.

en een ontwijkend manoeuvre in gang te zetten.

I don't know about you,

Ik weet niet wat jij denkt,

but I find it exhilarating to see

maar ik vind het fascinerend om te zien

how vague psychological notions

hoe vage psychologische begrippen

evaporate and give rise

verdwijnen en plaats maken

to a physical, mechanistic understanding of the mind,

voor een fysisch, mechanistisch begrip van de geest,

even if it's the mind of the fly.

zelfs al is het de geest van vliegen.

This is one piece of good news.

Dit is één goed punt.

The other piece of good news,

Het andere goede nieuws,

for a scientist at least,

voor een wetenschapper tenminste,

is that much remains to be discovered.

is dat er veel overblijft om te ontdekken.

In the experiments I told you about,

In de experimenten waarover ik heb verteld,

we have lifted the identity of the Critic,

hebben we de identiteit van de Criticus opgebracht,

but we still have no idea

maar we hebben nog steeds geen idee

how the Critic does its job.

hoe de Criticus zijn job doet.

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

Als je erover nadenkt, weten wanneer je verkeerd bent

without a teacher, or your mother, telling you,

zonder een leraar, of je moeder, die het je vertelt,

is a very hard problem.

is een zeer moeilijk probleem.

There are some ideas in computer science

Er zijn sommige ideeën in computerwetenschap

and in artificial intelligence

en in artificiële intelligentie

as to how this might be done,

over hoe dit zou kunnen worden gedaan,

but we still haven't solved

maar we hebben nog steeds

a single example

geen enkel voorbeeld opgelost

of how intelligent behavior

van hoe intelligent gedrag

springs from the physical interactions

ontspringt van fysische interacties

in living matter.

in levende materie.

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

Ik denk dat we er zullen geraken in de niet al te verre toekomst.

Thank you.

Dank u.

(Applause)

(Applaus)