Electrical experiments with plants that count and communicate | Greg Gage

Traducător: Oana Micheten Corector: Mihaida Meila

I'm a neuroscientist,

Sunt neurolog

and I'm the co-founder of Backyard Brains,

și sunt co-fondator al Backyard Brains,

and our mission is to train the next generation of neuroscientists

iar misiunea noastră e să învățăm viitoarea generație de neurologi,

by taking graduate-level neuroscience research equipment

folosind echipament performant de cercetare neurologică

and making it available for kids in middle schools and high schools.

și punându-l la dispoziția copiilor din gimnazii și licee.

And so when we go into the classroom,

Și când ajungem în sala de clasă,

one way to get them thinking about the brain, which is very complex,

un mod prin care le motivăm gândirea asupra creierului, care e foarte complex

is to ask them a very simple question about neuroscience,

e întrebându-i un lucru foarte simplu despre neurologie,

and that is, "What has a brain?"

și anume: „Ce are creier?”

When we ask that,

Când întrebăm asta,

students will instantly tell you that their cat or dog has a brain,

elevii vor răspunde automat că pisica sau câinele lor au creier,

and most will say that a mouse or even a small insect has a brain,

și mulți vor spune că un șoarece sau o mică insectă au creier,

but almost nobody says that a plant or a tree

dar aproape nimeni nu spune că o plantă, sau un pom

or a shrub has a brain.

sau un tufiș au creier.

And so when you push --

Când aprofundezi -

because this could actually help describe a little bit

fiindcă asta ar putea descrie puțin

how the brain actually functions --

cum funcționează de fapt creierul -

so you push and say,

deci aprofundezi și spui:

"Well, what is it that makes living things have brains versus not?"

„Ei bine, ce le face pe viețuitoare să aibă creier și ce nu?”

And often they'll come back with the classification

Adeseori vor răspunde

that things that move tend to have brains.

că lucrurile care se mișcă tind să aibă creier.

And that's absolutely correct.

Și e absolut corect.

Our nervous system evolved because it is electrical.

Sistemul nostru nervos a evoluat fiindcă e electric.

It's fast, so we can quickly respond to stimuli in the world

E rapid, pentru a putea reacționa rapid la stimuli în lume

and move if we need to.

și să ne mișcăm dacă trebuie.

But you can go back and push back on a student,

Dar îi poți răspunde unui elev:

and say, "Well, you know, you say that plants don't have brains,

„Știi, spui că plantele nu au creier,

but plants do move."

dar plantele se mișcă.”

Anyone who has grown a plant

Oricine a avut o plantă

has noticed that the plant will move

a observat că planta se întoarce

and face the sun.

cu fața la soare.

But they'll say, "But that's a slow movement.

Dar vor spune: „Dar aceea e o mișcare lentă.

You know, that doesn't count. That could be a chemical process."

Știi, asta nu se ia în considerare. Poate fi un proces chimic.”

But what about fast-moving plants?

Dar plantele care se mișcă rapid?

Now, in 1760, Arthur Dobbs, the Royal Governor of North Carolina,

În 1760, Arthur Dobbs Guvernatorul Regal al Carolinei de Nord,

made a pretty fascinating discovery.

a făcut o descoperire uluitoare.

In the swamps behind his house,

În mlaștinile din spatele casei lui,

he found a plant that would spring shut

a găsit o plantă care se închidea rapid

every time a bug would fall in between it.

de fiecare dată când o insectă cădea în ea.

He called this plant the flytrap,

A numit această plantă capcana-de-muște,

and within a decade, it made its way over to Europe,

și în mai puțin de zece ani, a ajuns în Europa,

where eventually the great Charles Darwin got to study this plant,

unde marele Charles Darwin a ajuns să studieze această plantă,

and this plant absolutely blew him away.

și această plantă l-a uimit complet.

He called it the most wonderful plant in the world.

A numit-o cea mai minunată plantă din întreaga lume.

This is a plant that was an evolutionary wonder.

E o plantă ce a fost o minune evoluționistă.

This is a plant that moves quickly,

Aceasta e o plantă care se mișcă rapid,

which is rare,

fapt rar,

and it's carnivorous, which is also rare.

și e carnivoră, de asemenea un fapt rar.

And this is in the same plant.

Aceasta e aceeași plantă.

But I'm here today to tell you

Astăzi sunt aici să vă spun

that's not even the coolest thing about this plant.

că ăsta nu e cel mai grozav lucru la această plantă.

The coolest thing is that the plant can count.

Cel mai grozav lucru e că această plantă poate număra.

So in order to show that,

Pentru a vă arăta asta,

we have to get some vocabulary out of the way.

trebuie să dăm la o parte niște cuvinte.

So I'm going to do what we do in the classroom with students.

Voi face același lucru pe care-l fac cu elevii în clase.

We're going to do an experiment on electrophysiology,

Vom face un experiment asupra electrofiziologiei,

which is the recording of the body's electrical signal,

care înseamnă înregistrarea semnalelor electrice ale corpului,

either coming from neurons or from muscles.

ce vin de la neuroni sau de la mușchi.

And I'm putting some electrodes here on my wrists.

Pun niște electrozi pe încheieturile mâinilor.

As I hook them up,

Conectându-i,

we're going to be able to see a signal

vom vedea un semnal

on the screen here.

aici pe ecran.

And this signal may be familiar to you.

Acest semnal v-ar putea fi familiar.

It's called the EKG, or the electrocardiogram.

Se numește EKG, sau electrocardiograma.

And this is coming from neurons in my heart

Și provine de la neuronii inimii mele

that are firing what's called action potentials,

ce elimină ceea ce se numește potențiali de acțiune

potential meaning voltage and action meaning it moves quickly up and down,

potențial însemnând tensiune și acțiune însemnând că se mișcă rapid sus-jos,

which causes my heart to fire,

astfel inima mea elimină,

which then causes the signal that you see here.

și apoi formează semnalul pe care-l vedeți aici.

And so I want you to remember the shape of what we'll be looking at right here,

Vreau să țineți minte forma la care ne uităm aici,

because this is going to be important.

fiindcă va fi importantă.

This is a way that the brain encodes information

E un mod prin care creierul codifică informația

in the form of an action potential.

în forma unui potențial de acțiune.

So now let's turn to some plants.

Să vedem niște plante.

So I'm going to first introduce you to the mimosa,

Mai întâi vă voi prezenta mimoza,

not the drink, but the Mimosa pudica,

nu băutura, ci Mimosa pudica,

and this is a plant that's found in Central America and South America,

o plantă pe care o găsim în America Centrală și America de Sud,

and it has behaviors.

și are comportamente.

And the first behavior I'm going to show you

Primul comportament pe care vi-l voi arăta

is if I touch the leaves here,

e că dacă ating aici frunzele,

you get to see that the leaves tend to curl up.

vezi că frunzele au tendința să se ghemuiască.

And then the second behavior is,

Al doilea comportament e că,

if I tap the leaf,

dacă ating frunza,

the entire branch seems to fall down.

întreaga ramură pare să cadă.

So why does it do that?

De ce face asta?

It's not really known to science.

Știința nu știe.

One of the reasons why could be that it scares away insects

Unul din motive ar fi că astfel alungă insectele

or it looks less appealing to herbivores.

sau le repugnă ierbivorelor.

But how does it do that? Now, that's interesting.

Dar cum face asta? Asta-i interesant.

We can do an experiment to find out.

Pentru a afla putem face un experiment.

So what we're going to do now,

Ce vom face acum,

just like I recorded the electrical potential from my body,

exact cum mi-am înregistrat potențialul electric al corpului,

we're going to record the electrical potential from this plant, this mimosa.

vom înregistra potențialul electric al acestei plante, al acestei mimoze.

And so what we're going to do is I've got a wire wrapped around the stem,

Ce vom face acum, am înfășurat un cablu în jurul tulpinii,

and I've got the ground electrode where?

și unde e electrodul de împământare?

In the ground. It's an electrical engineering joke. Alright.

În pământ. E o glumă de inginerie electrică. Așadar.

(Laughter)

(Râsete)

Alright. So I'm going to go ahead and tap the leaf here,

Așadar. Voi atinge frunza aici,

and I want you to look at the electrical recording

și vreau să priviți înregistrarea electrică

that we're going to see inside the plant.

ce-o vom vedea în interiorul plantei,

Whoa. It is so big, I've got to scale it down.

O! E atât de mare, trebuie să o micșorez.

Alright. So what is that?

Așadar. Ce e aceea?

That is an action potential that is happening inside the plant.

E un potențial de acțiune care are loc în interiorul plantei.

Why was it happening?

De ce a avut loc?

Because it wanted to move. Right?

Fiindcă a vrut să se miște, nu?

And so when I hit the touch receptors,

Și când am lovit receptorii de atingere,

it sent a voltage all the way down to the end of the stem,

a trimis o tensiune jos de tot la capătul tulpinii,

which caused it to move.

ce a făcut-o să se miște.

And now, in our arms, we would move our muscles,

Ei bine, în brațele noastre, ne mișcăm mușchii,

but the plant doesn't have muscles.

dar planta nu are mușchi.

What it has is water inside the cells

Ea conține apă în celule

and when the voltage hits it, it opens up, releases the water,

și când tensiunea o lovește, se deschide, elimină apa,

changes the shape of the cells, and the leaf falls.

schimbă forma celulelor, iar frunza cade.

OK. So here we see an action potential encoding information to move. Alright?

Ok. Aici vedem un potențial de acțiune ce codifică informația de mișcare. Bine?

But can it do more?

Dar poate face mai mult?

So let's go to find out.

Hai să descoperim.

We're going to go to our good friend, the Venus flytrap here,

Vom merge la bunul nostru prieten, capcana-de-muște Venus,

and we're going to take a look at what happens inside the leaf

și vom observa ce se întâmplă în interiorul frunzei

when a fly lands on here.

atunci când o muscă aterizează aici.

So I'm going to pretend to be a fly right now.

Acum voi pretinde că sunt o muscă.

And now here's my Venus flytrap,

Aici e capcana-de-muște Venus,

and inside the leaf, you're going to notice

și înăuntrul frunzei, vei observa

that there are three little hairs here, and those are trigger hairs.

că aici sunt trei fire mici, și acestea sunt fire declanșatoare.

And so when a fly lands --

Și când o muscă aterizează

I'm going to touch one of the hairs right now.

acum voi atinge unul din fire.

Ready? One, two, three.

Pregătiți? Unu, doi, trei.

What do we get? We get a beautiful action potential.

Ce obținem? Obținem un frumos potențial de acțiune.

However, the flytrap doesn't close.

Însă, capcana-de muște nu se închide.

And to understand why that is,

Pentru a înțelege de ce,

we need to know a little bit more about the behavior of the flytrap.

trebuie să știm mai multe despre comportamentul capcanei-de muște.

Number one is that it takes a long time to open the traps back up --

Primul e că îi ia mult timp să redeschidă capcanele

you know, about 24 to 48 hours if there's no fly inside of it.

în jur de 24 până la 48 de ore dacă nu e nicio muscă înăuntru.

And so it takes a lot of energy.

Și îi ia multă energie.

And two, it doesn't need to eat that many flies throughout the year.

Al doilea, nu are nevoie să mănânce multe muște pe durata anului.

Only a handful. It gets most of its energy from the sun.

Doar câteva. În general își ia energia de la soare.

It's just trying to replace some nutrients in the ground with flies.

Doar încearcă să înlocuiască cu muște, niște nutrienți din pământ.

And the third thing is,

Al treilea lucru

it only opens then closes the traps a handful of times

e că deschide și închide capcana doar de câteva ori

until that trap dies.

până ce capcana moare

So therefore, it wants to make really darn sure

Așadar, vrea să se asigure

that there's a meal inside of it before the flytrap snaps shut.

că e mâncare în ea înainte să închidă capcana de tot.

So how does it do that?

Și cum face asta?

It counts the number of seconds

Numără secundele

between successive touching of those hairs.

dintre atingerile succesive ale acelor fire.

And so the idea is that there's a high probability,

Ideea e că există o mare șansă,

if there's a fly inside of there, they're going to be quick together,

dacă e o muscă înăuntru, ca ele să fie atinse simultan,

and so when it gets the first action potential,

iar dacă primește primul potențial de acțiune,

it starts counting, one, two,

începe să numere, unu, doi,

and if it gets to 20 and it doesn't fire again,

și dacă ajunge la 20 și nu se mai declanșează,

then it's not going to close,

atunci nu se va închide,

but if it does it within there, then the flytrap will close.

dar dacă o face în acel interval, capcana se va închide.

So we're going to go back now.

Ne vom întoarce.

I'm going to touch the Venus flytrap again.

Voi atinge iar capcana-de-muște Venus.

I've been talking for more than 20 seconds.

Am vorbit pentru mai mult de 20 secunde.

So we can see what happens when I touch the hair a second time.

Putem vedea ce se întâmplă când ating firul a doua oară.

So what do we get? We get a second action potential,

Ce obținem? Un al doilea potențial de acțiune,

but again, the leaf doesn't close.

dar, din nou, frunza nu se închide.

So now if I go back in there

Acum, dacă mă întorc acolo

and if I'm a fly moving around,

și sunt o muscă ce se mișcă în jur,

I'm going to be touching the leaf a few times.

voi atinge frunza de câteva ori.

I'm going to go and brush it a few times.

O voi peria de câteva ori,

And immediately,

Și instant,

the flytrap closes.

capcana se închide.

So here we are seeing the flytrap actually doing a computation.

Aici observăm cum capcana-de muște face un calcul.

It's determining if there's a fly inside the trap,

Determină prezența unei muște în capcană,

and then it closes.

și apoi se închide.

So let's go back to our original question.

Să ne întoarcem la întrebarea de bază.

Do plants have brains?

Plantele au creier?

Well, the answer is no.

Ei bine, răspunsul e nu.

There's no brains in here.

Nu e nici un creier aici.

There's no axons, no neurons.

Nu există axoni, nici neuroni.

It doesn't get depressed.

Nu se deprimă.

It doesn't want to know what the Tigers' score is.

Nu vrea să știe scorul echipei Tigrilor.

It doesn't have self-actualization problems.

Nu are probleme de auto-actualizare.

But what it does have is something that's very similar to us,

Dar are ceva asemănător nouă,

which is the ability to communicate using electricity.

și anume abilitatea de a comunica folosind electricitatea.

It just uses slightly different ions than we do,

Folosește ioni ușor diferiți de ai noștri,

but it's actually doing the same thing.

dar face exact același lucru.

So just to show you

Pentru a vă arăta

the ubiquitous nature of these action potentials,

natura universală a acestor potențialuri de acțiune,

we saw it in the Venus flytrap,

le-am văzut în capcana-de-muște Venus,

we've seen an action potential in the mimosa.

am văzut un potențial de acțiune în mimoză.

We've even seen an action potential in a human.

Până și la om am văzut un potențial de acțiune.

Now, this is the euro of the brain.

Acum, acesta e euro-ul creierului.

It's the way that all information is passed.

E modul cum toată informația e transmisă.

And so what we can do is we can use those action potentials

Așadar putem folosi acele potențiale de acțiune

to pass information

pentru a transmite informația

between species of plants.

între specii de plante diferite.

And so this is our interspecies plant-to-plant communicator,

Acesta e comunicatorul inter-specii de la plantă la plantă,

and what we've done is we've created a brand new experiment

am creat un experiment nou-nouț

where we're going to record the action potential from a Venus flytrap,

unde vom înregistra potențialul de acțiune de la o capcană-de-muște Venus,

and we're going to send it into the sensitive mimosa.

și îl vom transmite în sensibila mimoză.

So I want you to recall what happens

Vreau să vă amintiți ce se întâmplă

when we touch the leaves of the mimosa.

când îi atingem frunzele mimozei.

It has touch receptors that are sending that information

Are receptori de atingere care trimit aceea informație

back down in the form of an action potential.

înapoi în forma unui potențial de acțiune.

And so what would happen

Ce se întâmplă

if we took the action potential from the Venus flytrap

dacă luăm potențialul de acțiune de la capcana-de-muște Venus

and sent it into all the stems of the mimosa?

și îl trimitem în toate tulpinile mimozei?

We should be able to create the behavior of the mimosas

Ar trebui să creăm comportamentul mimozei

without actually touching it ourselves.

fără ca noi să o atingem.

And so if you'll allow me,

Dacă îmi permiteți,

I'm going to go ahead and trigger this mimosa right now

voi declanșa mimoza chiar acum

by touching on the hairs of the Venus flytrap.

atingând firele din capcana-de-muște Venus

So we're going to send information about touch from one plant to another.

Vom trimite informația atingerii de la o plantă la alta.

So there you see it.

Acum o vedeți.

So --

Așadar

(Applause)

(Aplauze)

So I hope you learned a little bit, something about plants today,

Sper că astăzi ați învățat un pic despre plante,

and not only that.

și nu doar asta.

You learned that plants could be used to help teach neuroscience

Ați învățat că plantele pot ajuta în predarea neurologiei

and bring along the neurorevolution.

și pot aduce neuro-revoluția.

Thank you.

Mulțumesc.

(Applause)

(Aplauze)