Gero Miesenboeck reengineers a brain

Gero Miesenboeck tái cấu trúc não bộ.

Translator: Huong Ha Reviewer: Thach Thao Nguyen Phuc

I have a doppelganger.

Tôi có một bản sao ma quái của chính mình!

(Laughter)

(Cười)

Dr. Gero is a brilliant

Tiến sĩ Gero là một nhà khoa học xuất chúng

but slightly mad scientist

nhưng hơi hơi điên

in the "Dragonball Z: Android Saga."

trong viên ngọc rồng Z thuộc "Tiểu thuyết Saga của người máy giả nhân".

If you look very carefully,

Nếu bạn quan sát kĩ càng,

you see that his skull has been replaced

bạn sẽ thấy hộp sọ của ông ta đã bị thay thế

with a transparent Plexiglas dome

với một cái vòm Plexiglas trong suốt

so that the workings of his brain can be observed

nhờ vậy mọi hoạt động của não có thể được quan sát

and also controlled with light.

và điều khiển với án sáng.

That's exactly what I do --

Đó chính xác là điều mà tôi làm -

optical mind control.

kiểm soát suy nghĩ bằng quang học.

(Laughter)

(cười)

But in contrast to my evil twin

Nhưng trái hẳn với kẻ sinh đôi quỷ quái của tôi,

who lusts after world domination,

cái kẻ luôn mơ mộng thống trị thế giới,

my motives are not sinister.

mục tiêu của tôi hoàn toàn trong sáng chứ không tàn bạo hay ác ôn.

I control the brain

Tôi kiểm soát não bộ

in order to understand how it works.

để hiểu cách thức vận hành của nó.

Now wait a minute, you may say,

Hãy đợi một chút nhá, có thể bạn sẽ nói

how can you go straight to controlling the brain

làm sao mà anh chàng này kiểm soát được não

without understanding it first?

khi vẫn chưa hiểu nó?

Isn't that putting the cart before the horse?

Chẳng khác nào dùng xe thồ để kéo ngựa thay vì dùng ngựa kéo xe thồi?

Many neuroscientists agree with this view

Rất nhiều nhà thần kinh học đồng ý với quan điểm này

and think that understanding will come

họ nghĩ rằng sự hiểu biết sẽ đến từ

from more detailed observation and analysis.

các quan sát chi tiết và phân tích tỉ mỉ.

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

Họ nói, "Nếu như chúng ta có thể ghi nhận lại hoạt động của từng tế bào thần kinh,

we would understand the brain."

chúng ta sẽ hiểu rõ bộ não."

But think for a moment what that means.

Nhưng hãy nghĩ một chút về ý nghĩa của điều này.

Even if we could measure

Cho dù ta có đo đạc được

what every cell is doing at all times,

công việc của từng tế bào tại tất cả thời điểm

we would still have to make sense

chúng ta còn phải giải mã xem

of the recorded activity patterns,

các chuỗi hoạt động đó có ý nghĩa gì,

and that's so difficult,

điều đó là rất khó,

chances are we'll understand these patterns

khả năng là chúng ta sẽ hiểu những chuỗi hoạt động này,

just as little as the brains that produce them.

cũng ít như bộ não đã sản sinh ra chúng.

Take a look at what brain activity might look like.

Hãy thử xem coi hoạt động của não bộ trông như thế nào nhé.

In this simulation, each black dot

Trong lần kích thích này, mỗi điểm đen

is one nerve cell.

là một neuron - tế bào thần kinh.

The dot is visible

Chung ta chỉ nhìn thấy các điểm này

whenever a cell fires an electrical impulse.

khi nào tế bào có lực điện trường đi qua.

There's 10,000 neurons here.

Có khoảng 10 ngàn neuron ở đây.

So you're looking at roughly one percent

Vậy là, bạn chỉ mới quan sát được khoảng 1%

of the brain of a cockroach.

bộ não của một con gián thôi đó!

Your brains are about 100 million times

Não của chính bạn thì phức tạp gấp 100 triệu lần

more complicated.

vâng, 100 triệu lần cỗ máy đơn giản này.

Somewhere, in a pattern like this,

Ở đâu đó, những chuỗi tín hiệu này

is you,

là chính bạn,

your perceptions,

là quan niệm và nhận thức của bạn,

your emotions, your memories,

là cảm xúc, là trí nhớ,

your plans for the future.

là kế hoạch của bạn trong tương lai

But we don't know where,

Nhưng chúng ta không biết ở đâu

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

vì chúng ta không biết cách đọc những chuỗi tín hiệu này.

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

Chúng ta không hiểu thứ ngôn ngữ được não sử dụng.

To make progress,

Đẻ có thể đi xa hơn,

we need to break the code.

chúng ta phải tìm cách phá vỡ các mật mã này.

But how?

Nhưng bằng cách nào đây?

An experienced code-breaker will tell you

Một nhà phá mật mã có kinh nghiệm sẽ nói với bạn rằng

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

để tìm hiểu xem kí hiệu trên một mật mã có ý nghĩa gì,

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

điều cần thiết là phải có khả năng chơi với chúng,

to rearrange them at will.

sắp xếp chúng theo cách bạn mong muốn.

So in this situation too,

Và trong tình huống này cũng vậy,

to decode the information

để giải mã các thông tin

contained in patterns like this,

bên trong những chuỗi tính hiệu này,

watching alone won't do.

chỉ quan sát thôi thì không đủ.

We need to rearrange the pattern.

Chúng ta cần phải sắp xếp lại chúng.

In other words,

Nói cách khác,

instead of recording the activity of neurons,

thay vì ghi nhận hoạt động của neuron,

we need to control it.

chúng ta phải điều khiến nó.

It's not essential that we can control

Chúng ta không cần thiết phải kiếm soát toàn bộ

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

các neuron bên trong não, chỉ cần một vài neuron là đủ.

The more targeted our interventions, the better.

Sự can thiệp của chúng ta càng đưỡ xác định rõ ràng càng tốt.

And I'll show you in a moment

Tôi sẽ cho bạn thấy trong một khoảng khắc

how we can achieve the necessary precision.

làm cách nào chúng ta đạt được độ chính xác cần thiết.

And since I'm realistic, rather than grandiose,

Và tôi khá là thực tế chứ không hão huyền.

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

Tôi không dám chắc rằng khả năng kiểm soát chức năng của hệ thần kinh

will at once unravel all its mysteries.

có thể ngay lập tức giúp chúng ta khám phá mọi bí ẩn của nó.

But we'll certainly learn a lot.

Nhưng chắc chắn chúng ta sẽ biết được rất nhiều từ đó.

Now, I'm by no means

Và tôi bây giờ không có cách nào

the first person to realize

là người đầu tiên nhận ra

how powerful a tool intervention is.

sức mạnh to lớn của các công cụ can thiệp này.

The history of attempts

Lịch sử của những lần cố gắng

to tinker with the function of the nervous system

để kết nối chức năng của hệ thần kinh

is long and illustrious.

là một lịch sử dài và vinh quang.

It dates back at least 200 years,

Ít nhất nó đã kéo dài hơn 200 năm rồi,

to Galvani's famous experiments

nó bắt đầu từ thời các thí nghiệm nổi tiếng của Galvani

in the late 18th century and beyond.

hồi cuối thế kỉ 18, và thậm chí là xa hơn nữa kia.

Galvani showed that a frog's legs twitched

Galvani chứng minh rằng chân của mấy chú ếch bị co giật

when he connected the lumbar nerve

khi ông nối những dây thần kinh thắt lưng

to a source of electrical current.

với một luồng điện.

This experiment revealed the first, and perhaps most fundamental,

Thí nghiệm này đã làm sáng tỏ một điều đầu tiên, và có lẽ là quan trọng nhất,

nugget of the neural code:

nó là quặng vàng trong mật mã thần kinh:

that information is written in the form

thông tin này đã được viết lại trong hình hài

of electrical impulses.

của các luồng xung điện.

Galvani's approach

Phương thức tiếp cận của Galvani

of probing the nervous system with electrodes

- thử nghiệm hệ thần kinh với các cực điện

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

vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho tới tận ngày nay

despite a number of drawbacks.

mặc dù còn khá nhiều nhược điểm.

Sticking wires into the brain is obviously rather crude.

Dĩ nhiên là việc gắn dây điện vô não khá tàn bạo.

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

Rất khó để thực hiện đối với những con vật di chuyển nhiều,

and there is a physical limit

và có sự hạn chế nhất định về mặt cơ học

to the number of wires

đối với số lượng dây điện

that can be inserted simultaneously.

có thể được gắn cùng lúc.

So around the turn of the last century,

Vì vậy, khoảng cuối thế kỉ vừa rồi,

I started to think,

tôi bắt đầu nghĩ,

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

chẳng phải là rất tuyệt sao, nếu như một người có thể nắm vững logic này

and turn it upside down?"

và lật ngược lại nó.

So instead of inserting a wire

Thay vì gắn một sợi dây điện

into one spot of the brain,

vào một điểm của bộ não,

re-engineer the brain itself

tôi tái thiết lại bộ não

so that some of its neural elements

để một vài nhân tố thần kinh trong đó

become responsive to diffusely broadcast signals

có khả năng đáp ứng với nhiều tín hiệu thông tin khác nhau

such as a flash of light.

ví dụ như là một chùm ánh sáng chẳng hạn.

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

Phương pháp tiếp cận này sẽ, về mặt lý thuyết, vượt qua được rất nhiều trở ngại

overcome many of the obstacles to discovery.

để chúng ta khám phá bí ẩn của não bộ chỉ trong vòng một ánh chớp.

First, it's clearly a non-invasive,

Trước hết, phương pháp này không gây đau đớn,

wireless form of communication.

đó là một dạng trao đổi tín hiệu không cần tới dây.

And second, just as in a radio broadcast,

Thứ hai, cũng như khi dùng sóng radio,

you can communicate with many receivers at once.

bạn có thể giao tiếp với nhiều người nghe cùng một lúc.

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

Bạn không cần biết những người nghe này đang nằm ở đâu

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

và việc họ có di chuyển tới đâu đi chăng nữa cũng không thành vấn đề

just think of the stereo in your car.

cũng giống như âm thanh nổi trong chiếc xe hơi của bạn vậy đó.

It gets even better,

Nó thậm chí còn tốt hơn nữa kìa,

for it turns out that we can fabricate the receivers

vì hóa ra là chúng ta có thể xây dựng nên những "người nghe" này

out of materials that are encoded in DNA.

từ những vật liệu được mã hóa trong DNA.

So each nerve cell

Như vậy, mỗi tế bào thần kinh

with the right genetic makeup

với bộ mã di truyền được chỉnh sửa đúng cách

will spontaneously produce a receiver

có thể cùng lúc tạo ra một "người nghe"

that allows us to control its function.

cho phép chúng ta điều khiển chức năng của chúng.

I hope you'll appreciate

Hi vọng các bạn có thể cảm nhận được

the beautiful simplicity

sự đơn giản đẹp đẽ

of this concept.

trong khái niệm này.

There's no high-tech gizmos here,

Không có bất kì công nghệ hi-tech nào ở đây cả,

just biology revealed through biology.

chỉ có bản chất sinh học được khám phá bằng chính sinh học.

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

Nào bây giờ hãy cùng quan sát kĩ hơn những "người nghe" kì diệu này nhé.

As we zoom in on one of these purple neurons,

Khi chúng ta nhìn kĩ từng cụm tế bào thần kinh màu tím này,

we see that its outer membrane

chúng ta sẽ thấy lớp màng ngoài của chúng

is studded with microscopic pores.

được khảm đầy những lỗ li ti rất nhỏ.

Pores like these conduct electrical current

Những lỗ này sẽ tạo nên các dòng điện

and are responsible

và chính những xung điện này

for all the communication in the nervous system.

tạo nên sự giao tiếp trong hệ thần kinh.

But these pores here are special.

Nhưng các cánh cổng này rất đặc biệt.

They are coupled to light receptors

Chúng được kết nối với những điểm tiếp nhận ánh sáng

similar to the ones in your eyes.

gần giống với các thụ thể trong mắt của bạn.

Whenever a flash of light hits the receptor,

Bất kì khi nào có một luồng ánh sáng chạm vô những thụ thể này,

the pore opens, an electrical current is switched on,

các lỗ sẽ được mở ra và luồng điện được bật,

and the neuron fires electrical impulses.

và các tế bào thần kinh chuyển đi các xung điện.

Because the light-activated pore is encoded in DNA,

Bởi vì những cánh cổng nhạy sáng này được mã hóa trong DNA,

we can achieve incredible precision.

chúng ta có thể đạt được một mức độ chính xác tới khó tin.

This is because,

Đó là bởi vì,

although each cell in our bodies

dù mỗi tế bào trong cơ thể chúng ta

contains the same set of genes,

chứa cùng một tập hợp gen,

different mixes of genes get turned on and off

nhưng trong mỗi tế bào, những nhóm gen khác nhau

in different cells.

sẽ được đóng mở theo một cách riêng.

You can exploit this to make sure

Bạn có thể lợi dụng điều này

that only some neurons

để đảm bảo rằng chỉ có một số tế bào thần kinh nhất định

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

chứa những cánh cổng nhạy sáng, còn các tế bào khác thì không.

So in this cartoon, the bluish white cell

Và như vậy, trong bức tranh này, chúng ta sẽ làm cho các tế bào trắng xanh

in the upper-left corner

trong góc trên bên trái

does not respond to light

làm cho chúng không đáp ứng với ánh sáng,

because it lacks the light-activated pore.

vì thiếu những cánh cổng nhạy sáng.

The approach works so well

Cách thức tiếp cận này hoạt động hiệu quả tới mức

that we can write purely artificial messages

chúng ta có thể viết những thông tin hoàn toàn nhân tạo

directly to the brain.

trực tiếp trên bộ não.

In this example, each electrical impulse,

Trong ví dụ này, mỗi luồng xung điện,

each deflection on the trace,

mỗi sự chệch hướng trên đường đi

is caused by a brief pulse of light.

được gây ra bởi một luồng sáng ngắn.

And the approach, of course, also works

Và phương pháp này cũng có thể được sử dụng

in moving, behaving animals.

đối với các động vật đang di chuyển và hoạt động.

This is the first ever such experiment,

Đây có lẽ là một thí nghiệm đầu tiên,

sort of the optical equivalent of Galvani's.

có tương quan với thí nghiệm về điện của Galvani.

It was done six or seven years ago

Nó được thực hiện khoảng sáu hay bảy năm trước

by my then graduate student, Susana Lima.

bởi một nghiên cứu sinh của tôi, Susana Lima.

Susana had engineered the fruit fly on the left

Susana đã kiến tạo lại chú ruồi giấm bên tay trái

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

để cho chỉ có hai trong hơn 200 000 tế bào não của nó

expressed the light-activated pore.

có chứa các cánh cổng nhạy sáng.

You're familiar with these cells

Bạn có thể quen với các tế bào này đó,

because they are the ones that frustrate you

vì chính chúng khiến bạn khó chịu

when you try to swat the fly.

khi bạn đuổi ruồi đi.

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

Chúng khiến cho những con ruồi có khả năng phản xạ chạy thoát, nhảy vào không trung

and fly away whenever you move your hand in position.

và bay đi xa khi bạn có động thái di chuyển tay của mình.

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

Và bạn có thể thấy ở đây, những chùm sáng cũng gây ra tác động tương tự.

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

Con vật này nhảy, mở cánh rộng ra, và đập cánh

but it can't actually take off

nhưng không thể bay lên được

because the fly is sandwiched between two glass plates.

bởi vì chúng bị kẹp giữa hai tấm kính

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

Bây giờ khi đã chắc chắn rằng không có phản ứng nào của con ruồi

to a flash it could see,

đối với chùm sáng mà nó thấy được,

Susana did a simple

Susana thực hiện một thí nghiệm

but brutally effective experiment.

đơn giản nhưng cực kì hiệu quả.

She cut the heads off of her flies.

Cô ấy cắt bỏ đầu của những con ruồi.

These headless bodies can live for about a day,

Cơ thể không có đầu kia có thể sống được trong một ngày,

but they don't do much.

nhưng chúng không thể hoạt động được nhiều.

They just stand around

Chúng chỉ có thể đứng ở đó

and groom excessively.

và khua khua, chải chải liên tục.

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

Có lẽ tính cách duy nhất còn lại sau khi bị cắt bỏ đi bộ não chính là sự phù phiếm, tự cao tự đại.

(Laughter)

(Cười)

Anyway, as you'll see in a moment,

Dù sao đi nữa, bạn sẽ thấy rằng trong một khoảnh khắc đó,

Susana was able to turn on the flight motor

Susana đã có thể làm cho cỗ máy bay lượn này hoạt động

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

và một thứ gì đó tương đương với xương sống của những con ruồi này

and get some of the headless bodies

khiến cho thân thể không có đầu này

to actually take off and fly away.

cất cánh và bay đi xa.

They didn't get very far, obviously.

Thực ra thì cũng không xa lắm đâu, dĩ nhiên rồi.

Since we took these first steps,

Kể từ khi chúng tôi có tiến đi những bước đầu tiên,

the field of optogenetics has exploded.

lĩnh vực quang di truyền học đã thực sự bùng nổ.

And there are now hundreds of labs

Và tới nay thì có hàng trăm phòng thí nghiệm

using these approaches.

đang sử dụng cách thức này.

And we've come a long way

Và chúng ta đã đi một quãng đường rất xa

since Galvani's and Susana's first successes

kể từ những thành công đầu tiên của Galvani và Susana

in making animals twitch or jump.

trong việc bắt các con vật nhảy hay co giựt.

We can now actually interfere with their psychology

Bây giờ, chúng ta thậm chí có thể tác động lên tâm lý của chúng

in rather profound ways,

bằng những cách rất uyên thâm

as I'll show you in my last example,

giống như cách mà tôi sẽ nói cho các bạn nghe trong ví dụ cuối cùng đây,

which is directed at a familiar question.

nó nhắm tới một câu hỏi rất quen thuộc.

Life is a string of choices

Cuộc sống là một chuỗi những lựa chọn

creating a constant pressure to decide what to do next.

tạo ra một áp lực bất biến bắt chúng ta quyết định hành động nào phải xảy ra tiếp theo.

We cope with this pressure by having brains,

Và chúng ta đối mặt với áp lực này bằng bộ não của chúng ta

and within our brains, decision-making centers

và trong cỗ máy này, có một trung tâm ra quyết định

that I've called here the "Actor."

tôi tạm gọi nó là Actor.

The Actor implements a policy that takes into account

Actor sẽ cung cấp các chính sách dựa trên

the state of the environment

trạng thái môi trường

and the context in which we operate.

và hoàn cảnh mà chúng ta vận hành.

Our actions change the environment, or context,

Hành động của chúng ta thay đổi môi trường, thay đổi hoàn cảnh

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

và sự thay đổi này được phản hồi lại với vòng xoáy quyết định..

Now to put some neurobiological meat

Nào, hãy thử mang lại chút hình hài sinh động,

on this abstract model,

cho mô hình trừu tượng này nhé.,

we constructed a simple one-dimensional world

chúng tôi tạo nên thế giới một chiều đơn giản

for our favorite subject, fruit flies.

để cho đối tượng của chúng ta - những chú ruồi dấm.

Each chamber in these two vertical stacks

Mỗi căn phòng trong gian nhà dựng đứng này

contains one fly.

sẽ chỉ chứa một con ruồi.

The left and the right halves of the chamber

Mảng bên trái và bên phải của phòng

are filled with two different odors,

được tô hai màu khac nhau

and a security camera watches

và có máy quay phim theo dõi.

as the flies pace up and down between them.

Máy giúp quan sát các con ruồi tăng và giảm vận tốc giữa hai bức tường.

Here's some such CCTV footage.

Ở đây có một vài thang đo chiều dài CCTV.

Whenever a fly reaches the midpoint of the chamber

Bất kì lúc nào con ruồi bay đến giữa căn phòng

where the two odor streams meet,

nơi mà hai dòng mùi hương chạm nhau.

it has to make a decision.

nó phải đưa ra một quyết định

It has to decide whether to turn around

Nó phải quyết định quay ngược lại

and stay in the same odor,

và ở trong vùng có vùi hương cũ

or whether to cross the midline

hay là vượt qua đường trung gian đó

and try something new.

và thử một vài điều mới.

These decisions are clearly a reflection

Những quyết định này chắc chắn là phản xạ

of the Actor's policy.

từ các chính sách mà Actor đưa ra.

Now for an intelligent being like our fly,

Đối với những dạn trí thông minh như con ruồi của chúng ta,

this policy is not written in stone

các chính sách này không được viết trên đá, không bất biến

but rather changes as the animal learns from experience.

mà thường thay đổi khi con vật học được một kinh nghiệm mới.

We can incorporate such an element

Chúng ta có thể kết hợp yếu tố đó

of adaptive intelligence into our model

của những trí thông minh có khả năng thích nghi đó, vào với mô hình của chúng ta

by assuming that the fly's brain

bằng cách giả định rằng bộ não của chú ruồi bay

contains not only an Actor,

không chỉ có trung khu Actor

but a different group of cells,

mà còn có những nhóm tế bào khác nữa,

a "Critic," that provides a running commentary

đó là Critic, trung khu này đưa ra những lời nhận định

on the Actor's choices.

đối với các lựa chọn của Actor.

You can think of this nagging inner voice

Bạn có thể hình dung giọng nói này

as sort of the brain's equivalent

giống như là một phần cân bằng trong não bộ

of the Catholic Church,

tương tự như nhà thờ Công giáo

if you're an Austrian like me,

nếu như bạn là người Áo giống tôi,

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

hoặc là một thứ siêu ngã, nếu như bạn theo trường phái của Freud,

or your mother, if you're Jewish.

hoặc đó chính là mẹ của bạn, nếu như bạn là người Do Thái,

(Laughter)

(cười)

Now obviously,

Bây giờ rõ ràng là

the Critic is a key ingredient

Critic - sự phàn nàn chính là một nhân tố quan trọng

in what makes us intelligent.

trong trí thông minh của chúng ta

So we set out to identify

Vì vậy chúng tôi quyết định tìm hiểu

the cells in the fly's brain

các tế bào trong bộ não của ruồi

that played the role of the Critic.

đóng vai trò của Critic.

And the logic of our experiment was simple.

Và lý luận của chúng tôi rất đơn giản.

We thought if we could use our optical remote control

Chúng tôi nghĩ rằng, nếu có thể dùng cách điều khiển từ xa của quang học

to activate the cells of the Critic,

để hoạt hóa những tế bào Critic,

we should be able, artificially, to nag the Actor

chúng tôi có thể, theo một cách nhân tạo, rầy rà Actor

into changing its policy.

khiến nó thay đối chính sách.

In other words,

Nói cách khác,

the fly should learn from mistakes

những con ruồi này phải học từ các sai phạm

that it thought it had made

mà nó nghĩa là nó đã trải qua,

but, in reality, it had not made.

nhưng trên thực tế thì nó không hề sai phạm.

So we bred flies

Do vậy, chúng tôi cho lai các con ruồi giấm

whose brains were more or less randomly peppered

với bộ não có phần nào đó nghiêm khắc

with cells that were light addressable.

với những tế bào có khả năng nhận sáng.

And then we took these flies

Sau đó chúng tôi lấy những con ruồi này ra

and allowed them to make choices.

và để cho chúng tiến hành lựa chọn.

And whenever they made one of the two choices,

Bất kì khi nào chúng đưa ra một trong hai quyết định.

chose one odor,

lựa chọn một cách cửa,

in this case the blue one over the orange one,

ví dụ như chọn cánh cửa xanh thay vì cách cửa cam,

we switched on the lights.

chúng tôi sẽ bật sáng lên.

If the Critic was among the optically activated cells,

Nếu như Critic là một trong số những tế bào được kích quang,

the result of this intervention

thì sự can thiệp của chúng tôi sẽ đưa đến két quả là

should be a change in policy.

một thay đổi về chính sách.

The fly should learn to avoid

Và các con ruồi có thể học được cách tránh xa

the optically reinforced odor.

những mùi được quang học làm mạnh lên.

Here's what happened in two instances:

Sẽ có hai trường hợp khác nhau như thế này.

We're comparing two strains of flies,

Chúng tôi so sánh hai dòng ruồi dấm,

each of them having

mỗi nhóm trong chúng

about 100 light-addressable cells in their brains,

có khoảng 100 tế bào nhạy quang trong não

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

được thể hiện bằng màu xanh lá cây ở bên trái và bên phải.

What's common among these groups of cells

Điểm chung giữa các nhóm tế bào này

is that they all produce the neurotransmitter dopamine.

là chúng sản sinh ra chất dẫn truyền thần kinh dopamine.

But the identities of the individual

Nhưng đặc điểm nhận dạng của những tế bào thần kinh

dopamine-producing neurons

tạo ra dopamine

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

có sự khác biệt rất lớn ở hai nhóm bên phải và bên trái.

Optically activating

Nếu dùng quang học kích thích

these hundred or so cells

những tế bào này

into two strains of flies

trong hai nhóm ruồi giấm,

has dramatically different consequences.

chúng ta sẽ thu được kết quả khác xa nhau.

If you look first at the behavior

Nếu bạn nhìn nhận trước tiên ở hành vi

of the fly on the right,

của những con ruồi ở bên phải,

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

bạn có thể thấy rằng mỗi lần chúng đi tới giữa chừng của căn phòng

where the two odors meet,

nơi hai mùi hương gặp nhau,

it marches straight through, as it did before.

nó sẽ đi thẳng tiếp giống như nó từng làm.

Its behavior is completely unchanged.

Hành vi của nó hoàn toàn không thay đổi.

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

Nhưng nhóm ruồi bên trái thì khác hẳn,

Whenever it comes up to the midpoint,

Mỗi khi nó tới điểm giữa này,

it pauses,

nó dừng lại,

it carefully scans the odor interface

cẩn thận rà soát mùi hương ở vùng giao điểm,

as if it was sniffing out its environment,

giống như là chúng đang khụt khịt hửi môi trường xung quanh,

and then it turns around.

và rồi chúng quay đầu lại.

This means that the policy that the Actor implements

Điều này có nghĩa là những chính sách mà Actor đưa ra

now includes an instruction to avoid the odor

bây giờ bao hàm một chỉ dẫn rằng phải tránh xa mùi hương

that's in the right half of the chamber.

ở bên phải của căn phòng.

This means that the Critic

Chắc chắn là Critic

must have spoken in that animal,

đã lên tiếng bên trong con vật,

and that the Critic must be contained

và Critic nhất định được cấu thành

among the dopamine-producing neurons on the left,

ở giữa những tế bào tạo dopamine ở bên trái,

but not among the dopamine producing neurons on the right.

nhưng không có trong tế bào tạo dopamine ở bên phải.

Through many such experiments,

Thông qua những ví dụ như thế này,

we were able to narrow down

chúng tôi có thể giảm dần phạm vi tìm kiếm,

the identity of the Critic

cho tới mức giới hạn Critic

to just 12 cells.

chỉ trong một nhóm 12 tế bào.

These 12 cells, as shown here in green,

Nhóm tế bào này, được minh họa bằng màu xanh lá cây ở đây,

send the output to a brain structure

chúng sẽ gửi thông điệp tới một bộ phận của não

called the "mushroom body,"

có tên gọi thể nấm,

which is shown here in gray.

được minh họa bằng màu xám.

We know from our formal model

Chúng tôi biết rằng bằng những mô hình này

that the brain structure

chúng tôi có thể biết được cấu trúc não

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

ở đầu bên kia nhận lệnh của Critic chính là Actor.

So this anatomy suggests

Cấu trúc này cho thấy

that the mushroom bodies have something to do

những thể nấm này có liên quan gì đó

with action choice.

tới sự hành động, tới các lựa chọn.

Based on everything we know about the mushroom bodies,

Với tất cả những hiểu biết của chúng ta về thể nấm,

this makes perfect sense.

điều này có một ý nghĩa hoàn hảo.

In fact, it makes so much sense

Thưc tế, nó có quá nhiều ý nghĩa trong việc

that we can construct an electronic toy circuit

chúng ta có thể thiết kế nên một dòng điện đồ chơi

that simulates the behavior of the fly.

có khả năng nhái lại hành vi của con ruồi.

In this electronic toy circuit,

Trong dòng điện mô hình này,

the mushroom body neurons are symbolized

những tế bào thần kinh trong thể nấm được tượng trưng

by the vertical bank of blue LEDs

bằng các đèn LED nằm dọc màu xanh

in the center of the board.

ở chính giữa bảng.

These LED's are wired to sensors

Các đèn LED này được nối dây với cảm biến

that detect the presence of odorous molecules in the air.

có khả năng nhận biết sự hiện diện của các phân tử mùi trong không khí.

Each odor activates a different combination of sensors,

Mỗi mùi sẽ kích hoạt một nhóm cảm biến khác nhau,

which in turn activates

và từ đó hoạt hóa

a different odor detector in the mushroom body.

một nhân tố dò mùi ở bên trong thể nấm.

So the pilot in the cockpit of the fly,

Như vậy, phi tiêu trong buồng lái của những chú ruồi này,

the Actor,

Actor,

can tell which odor is present

có thể biết mùi nào đang hiện diện

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

chỉ bằng cách nhìn xem chiếc đèn LED xanh nào đang được thắp sáng.

What the Actor does with this information

Còn việc Actor làm gì với thông tin này

depends on its policy,

thì còn phụ thuộc vào chính sách của nó,

which is stored in the strengths of the connection,

và các quy định này được lưu trữ trong độ mạnh của những liên kết,

between the odor detectors

giữa những chiếc máy dò mùi

and the motors

và những động cơ

that power the fly's evasive actions.

khởi động các hoạt động chạy trốn của con ruồi.

If the connection is weak, the motors will stay off

Nếu liên kết này quá yếu, động cơ này không khởi động được

and the fly will continue straight on its course.

và con ruồi sẽ tiếp tục đi thẳng.

If the connection is strong, the motors will turn on

Còn nếu liên kết đủ mạnh, động cơ sẽ được bật lên

and the fly will initiate a turn.

và chú ruồi sẽ bắt đầu đổi hướng.

Now consider a situation

Hãy xem xét một tình huống

in which the motors stay off,

mà trong đó động cơ này không được bật lên

the fly continues on its path

chú ruồi cứ tiếp tục đi theo con đường đó

and it suffers some painful consequence

và nó gánh chịu một hậu quả đau đớn

such as getting zapped.

chẳng hạn như bị hạ gục chẳng hạn.

In a situation like this,

Và khi đó,

we would expect the Critic to speak up

chúng ta có thể trông đợi Critic lên tiếng

and to tell the Actor

nói với Actor

to change its policy.

để thay đổi chính sách của nó.

We have created such a situation, artificially,

Và chúng tôi đã tạo ra tình huống đó một cách nhân tạo

by turning on the critic with a flash of light.

bằng cách khởi động Critic thông qua một chùng tia sáng.

That caused a strengthening of the connections

Và nó tạo nên một sự gắn kết chặt chẽ hơn

between the currently active odor detector

giữa các máy dò mùi đang hoạt động

and the motors.

với động cơ của chú ruồi.

So the next time

Thế là trong lần tiếp theo,

the fly finds itself facing the same odor again,

nếu như những chú ruồi này cảm thấy mình đang chạm trán với mùi hương cũ,

the connection is strong enough to turn on the motors

kết nối này đã đủ mạnh để khởi động mô tơ

and to trigger an evasive maneuver.

và tạo ra phản ứng chạy trốn.

I don't know about you,

Tôi không biết bạn nghĩ sao,

but I find it exhilarating to see

nhưng tôi cảm thấy rất phấn khích khi hiểu

how vague psychological notions

sự mù mờ trong các nhắc nhở về mặt tâm lý

evaporate and give rise

bằng cách nào mà chúng có thể làm biến mất hay dẫn tới

to a physical, mechanistic understanding of the mind,

những sự thay đổi, những hiểu biết cơ học trong bộ não,

even if it's the mind of the fly.

ngay cả khi đó chỉ là não của một con ruồi.

This is one piece of good news.

Đây là một thông tin rất quan trọng và đầy hứa hẹn.

The other piece of good news,

Một thông tin vui khác nữa

for a scientist at least,

ít nhất là cho các nhà khoa học,

is that much remains to be discovered.

đó là còn rất nhiều điều để chúng ta khám phá.

In the experiments I told you about,

Trong các thí nghiệm tôi kể với bạn,

we have lifted the identity of the Critic,

chúng tôi đã phần nào nhận biết được Critic,

but we still have no idea

nhưng vẫn chưa hiểu

how the Critic does its job.

nhóm tế bào này thực hiện chức năng của chúng ra sao.

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

Và chúng tôi bắt đầu liên hệ với chuyện khi bạn làm sai điều gì đó

without a teacher, or your mother, telling you,

mẹ bạn, thầy cô của bạn không ở đó để nhắc nhở bạn nữa,

is a very hard problem.

thật là khó khăn làm sao.

There are some ideas in computer science

Có một vài ý tưởng trong ngành khoa học máy tính

and in artificial intelligence

và trí thông mình nhân tạo

as to how this might be done,

để giúp ta hiểu được cơ chế của những việc này

but we still haven't solved

nhưng chúng ta vẫn còn một ví dụ

a single example

chưa giải quyết được

of how intelligent behavior

đó là bằng cách nào những hành vi thông minh

springs from the physical interactions

được nảy sinh từ các tương tác cơ học

in living matter.

bên trong vật chất sống.

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

Tôi nghĩ chúng ta sẽ sớm đi tới đó thôi, trong một tương lai gần.

Thank you.

Cảm ơn các bạn!

(Applause)

(Vỗ tay).