ABOUT THE SPEAKER
Gero Miesenboeck - Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior.

Why you should listen

Gero Miesenboeck is pioneering the field of optogenetics: genetically modifying nerve cells to respond to light. By flashing light at a modified neuron in a living nervous system, Miesenboeck and his collaborators can mimic a brain impulse -- and then study what happens next. Optogenetics will allow ever more precise experiments on living brains, allowing us to gather better evidence on how electrical impulses on tissue translate into actual behavior and thoughts.

In one experiment, done at Yale, he and his team engineered fruit flies to be light-sensitive in the neural area responsible for escape response. Then the flies were beheaded; fruit flies can live for a day without their heads, but they don't move. When the modified cells were flashed with light, though, the headless flies flew. Miesenboeck had successfully simulated an order from a brain that wasn't even there anymore.

Miesenboeck's current research at Oxford's growing department of neurobiology focuses on the nerve cell networks that underpin what animals perceive, remember and do. In one recent experiment, he used optogenetics to implant an unpleasant memory in a fruit fly, causing it to "remember" to avoid a certain odor as it traveled around. He and his team were able, in fact, to find the fly's specific 12-neuron brain circuit that govern memory formation.

More profile about the speaker
Gero Miesenboeck | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2010

Gero Miesenboeck: Re-engineering the brain

Gero Miesenboeck: Att bygga om hjärnan

Filmed:
717,411 views

I sökandet efter att kartlägga hjärnan har många forskare försökt sig på den otroligt överväldigande uppgiften att spela in aktiviteten hos varje neuron. Gero Miesenboeck bemöter uppgiften omvänt - genom att manipulera specifika neuroner kan han komma underfund med vad de gör. Han gör det genom en serie förbluffande experiment som förändrar hur bananflugor uppfattar ljus.
- Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
I have a doppelgangerdubbelgångare.
0
0
3000
Jag har en dubbelgångare.
00:18
(LaughterSkratt)
1
3000
3000
(Skratt)
00:21
DrDr. GeroGero is a brilliantlysande
2
6000
3000
Doktor Gero är en strålande
00:24
but slightlylite madgalen scientistforskare
3
9000
2000
men något galen vetenskapsman
00:26
in the "DragonballDragonBall Z: AndroidAndroid SagaSaga."
4
11000
3000
i animen "Dragonball Z: Android Saga".
00:29
If you look very carefullyförsiktigt,
5
14000
2000
Om ni tittar noggrant,
ser ni att hans övre kranium har ersatts
00:31
you see that his skullskalle has been replacedersatt
6
16000
3000
med en en genomskinlig plexiglas-kupa
00:34
with a transparenttransparent PlexiglasPlexiglas domekupol
7
19000
2000
00:36
so that the workingsfungerar of his brainhjärna can be observedobserverad
8
21000
3000
så att de inre mekanismerna
i hjärnan kan observeras,
00:39
and alsoockså controlledkontrollerade with lightljus.
9
24000
3000
och även kontrolleras, med ljus.
00:42
That's exactlyexakt what I do --
10
27000
2000
Det är exakt vad jag sysslar med -
00:44
opticaloptiska mindsinne controlkontrollera.
11
29000
2000
optisk tankekontroll.
00:46
(LaughterSkratt)
12
31000
2000
(Skratt)
00:48
But in contrastkontrast to my evilondska twintvilling-
13
33000
2000
Men till skillnad från min onda tvilling
00:50
who lustslustar after worldvärld dominationherravälde,
14
35000
3000
som törstar efter att ta över världen,
00:53
my motivesmotiv are not sinisterolycksbådande.
15
38000
3000
är mina motiv inte lömska.
00:56
I controlkontrollera the brainhjärna
16
41000
2000
Jag kontrollerar hjärnan
för att förstå hur den fungerar.
00:58
in orderbeställa to understandförstå how it worksArbetar.
17
43000
2000
01:00
Now wait a minuteminut, you mayMaj say,
18
45000
2000
Men vänta ett ögonblick, kanske ni säger,
01:02
how can you go straightrakt to controllingkontrollerande the brainhjärna
19
47000
3000
hur kan du gå direkt in på
att kontrollera hjärnan
utan att först förstå den?
01:05
withoututan understandingförståelse it first?
20
50000
2000
01:07
Isn't that puttingsätta the cartvagn before the horsehäst?
21
52000
3000
Är det inte att spänna vagnen
framför hästarna?
01:11
ManyMånga neuroscientistsneuroforskare agreehålla med with this viewse
22
56000
3000
Många neurologer
håller med om detta synsätt
01:14
and think that understandingförståelse will come
23
59000
3000
och anser att förståelse kommer
01:17
from more detaileddetaljerad observationobservation and analysisanalys.
24
62000
3000
från mer detaljerad observation och analys.
01:20
They say, "If we could recordspela in the activityaktivitet of our neuronsneuroner,
25
65000
4000
De säger att, "Om vi kunde spela in
aktiviteten i våra neuroner,
01:24
we would understandförstå the brainhjärna."
26
69000
3000
skulle vi förstå hjärnan".
01:27
But think for a momentögonblick what that meansbetyder.
27
72000
3000
Men tänk efter ett ögonblick
på vad det betyder.
01:30
Even if we could measuremäta
28
75000
2000
Även om vi kunde mäta
vad varje cell gör i varje givet ögonblick,
01:32
what everyvarje cellcell is doing at all timesgånger,
29
77000
2000
01:34
we would still have to make sensekänsla
30
79000
2000
måste vi fortfarande få ordning på
01:36
of the recordedspelade in activityaktivitet patternsmönster,
31
81000
2000
mönstret i den inspelade aktiviteten,
01:38
and that's so difficultsvår,
32
83000
2000
och det är så svårt,
01:40
chanceschanser are we'llväl understandförstå these patternsmönster
33
85000
2000
risken är att vi kommer förstå
precis lika lite av dessa mönster
01:42
just as little as the brainshjärnor that produceproducera them.
34
87000
3000
som hjärnan som producerar dem.
01:45
Take a look at what brainhjärna activityaktivitet mightmakt look like.
35
90000
3000
Ta en titt på vad hjärnaktivitet
kan se ut som.
01:48
In this simulationsimulering, eachvarje blacksvart dotpunkt
36
93000
2000
I denna simulering
representerar varje svart prick
01:50
is one nervenerv cellcell.
37
95000
2000
en enda nervcell.
01:52
The dotpunkt is visiblesynlig
38
97000
2000
Pricken är synlig
när en cell avfyrar en elektrisk impuls.
01:54
whenevernärhelst a cellcell firesbränder an electricalelektrisk impulseimpuls.
39
99000
2000
01:56
There's 10,000 neuronsneuroner here.
40
101000
2000
Det är 10 000 neuroner på den här bilden.
01:58
So you're looking at roughlyungefär one percentprocent
41
103000
2000
Så ni tittar på i runda slängar en procent
02:00
of the brainhjärna of a cockroachkackerlacka.
42
105000
3000
av hjärnaktiviteten hos en kackerlacka.
02:04
Your brainshjärnor are about 100 millionmiljon timesgånger
43
109000
3000
Era egna hjärnor
är omkring 100 miljoner gånger
02:07
more complicatedkomplicerad.
44
112000
2000
mer komplexa.
02:09
SomewhereNågonstans, in a patternmönster like this,
45
114000
2000
Någonstans, i ett mönster som detta,
02:11
is you,
46
116000
2000
finns du,
02:13
your perceptionsuppfattningar,
47
118000
2000
dina uppfattningar,
02:15
your emotionskänslor, your memoriesminnen,
48
120000
3000
dina känslor, dina minnen,
02:18
your plansplaner for the futureframtida.
49
123000
2000
dina planer för framtiden.
02:20
But we don't know where,
50
125000
2000
Men vi vet inte var,
02:22
sincesedan we don't know how to readläsa the patternmönster.
51
127000
3000
eftersom vi inte vet
hur vi ska läsa av dessa mönster.
02:25
We don't understandförstå the codekoda used by the brainhjärna.
52
130000
3000
Vi förstår inte koden
som hjärnan använder.
02:28
To make progressframsteg,
53
133000
2000
För att ta oss framåt,
02:30
we need to breakha sönder the codekoda.
54
135000
2000
måste vi knäcka koden.
02:32
But how?
55
137000
2000
Men hur?
Erfarna dechiffrerare skulle säga
02:35
An experiencederfaren code-breakerkod-brytare will tell you
56
140000
2000
02:37
that in orderbeställa to figurefigur out what the symbolssymboler in a codekoda mean,
57
142000
3000
att för att kunna förstå
vad symbolerna i en kod betyder,
02:40
it's essentialgrundläggande to be ablestånd to playspela with them,
58
145000
3000
är det grundläggande
att ha möjlighet att leka med dem,
02:43
to rearrangeordna om them at will.
59
148000
2000
att arrangera om dem efter egna önskemål.
02:45
So in this situationsituation too,
60
150000
2000
Så även i denna situation,
02:47
to decodeavkoda the informationinformation
61
152000
2000
för att avkoda informationen
02:49
containedinnehöll in patternsmönster like this,
62
154000
2000
som ett sånt här mönstret innehåller,
02:51
watchingtittar på aloneensam won'tvana do.
63
156000
2000
kommer det inte räcka
att enbart se på det.
02:53
We need to rearrangeordna om the patternmönster.
64
158000
2000
Vi måste arrangera om mönstret.
02:55
In other wordsord,
65
160000
2000
Med andra ord,
02:57
insteadistället of recordinginspelning the activityaktivitet of neuronsneuroner,
66
162000
2000
istället för att spela in
neuronernas aktivitet,
02:59
we need to controlkontrollera it.
67
164000
2000
måste vi kontrollera den.
03:01
It's not essentialgrundläggande that we can controlkontrollera
68
166000
2000
Det är inte nödvändigt att vi kontrollerar
03:03
the activityaktivitet of all neuronsneuroner in the brainhjärna, just some.
69
168000
3000
samtliga neuroners aktivitet
i hjärnan, endast några.
03:06
The more targetedmålinriktad our interventionsinterventioner, the better.
70
171000
2000
Ju mer inriktad interventionen är,
desto bättre.
03:08
And I'll showshow you in a momentögonblick
71
173000
2000
Jag kommer strax visa er
03:10
how we can achieveuppnå the necessarynödvändig precisionprecision.
72
175000
3000
hur vi kan uppnå
den nödvändiga precisionen.
03:13
And sincesedan I'm realisticrealistiska, rathersnarare than grandiosegrandios,
73
178000
3000
Och eftersom jag är realist,
snarare än storslagen,
kommer jag inte hävda
att förmågan att kontrollera
03:16
I don't claimkrav that the abilityförmåga to controlkontrollera the functionfungera of the nervousnervös systemsystemet
74
181000
3000
funktionen hos nervsystemet
03:19
will at onceen gång unravelreda ut all its mysteriesmysterier.
75
184000
3000
kommer att avslöja alla dess hemligheter.
03:22
But we'llväl certainlysäkert learnlära sig a lot.
76
187000
3000
Men vi kommer sannerligen
lära oss en hel del.
03:27
Now, I'm by no meansbetyder
77
192000
2000
Men, jag är inte på långa vägar
03:29
the first personperson to realizeinse
78
194000
2000
den första personen som inser
03:31
how powerfulkraftfull a toolverktyg interventionintervention is.
79
196000
3000
vilket kraftfullt verktyg intervention är.
03:34
The historyhistoria of attemptsFörsök
80
199000
2000
Försöken att manipulera
03:36
to tinkerknåpa with the functionfungera of the nervousnervös systemsystemet
81
201000
2000
funktionen hos nervsystemet
03:38
is long and illustriouslysande.
82
203000
2000
har en lång och berömd historia.
03:40
It datesdatum back at leastminst 200 yearsår,
83
205000
3000
Den börjar för åtminstone 200 år sedan,
03:43
to Galvani'sGalvanis famouskänd experimentsexperiment
84
208000
2000
i Galvanis kända experiment
03:45
in the latesent 18thth centuryårhundrade and beyondbortom.
85
210000
3000
under sent 1700-tal och framåt.
03:49
GalvaniGalvani showedvisade that a frog'sGrodans legsben twitchedryckte
86
214000
3000
Galvani visade att en grodas ben ryckte
03:52
when he connectedansluten the lumbarländryggen nervenerv
87
217000
2000
när han anslöt nerverna i ländryggen
03:54
to a sourcekälla of electricalelektrisk currentnuvarande.
88
219000
3000
till en elektrisk strömkälla.
03:57
This experimentexperimentera revealedavslöjade the first, and perhapskanske mostmest fundamentalgrundläggande,
89
222000
3000
Detta experiment avslöjade den första
och kanske mest grundläggande
04:00
nuggetNugget of the neuralneurala codekoda:
90
225000
2000
byggstenen hos den neurologiska koden:
04:02
that informationinformation is writtenskriven in the formform
91
227000
2000
att information skrivs
04:04
of electricalelektrisk impulsesimpulser.
92
229000
3000
i form av elektriska impulser.
04:08
Galvani'sGalvanis approachnärma sig
93
233000
2000
Galvanis metod
04:10
of probingsondering the nervousnervös systemsystemet with electrodeselektroder
94
235000
2000
av att sondera nervsystemet med elektroder
04:12
has remainedförblev state-of-the-arttoppmodern untilfram tills todayi dag,
95
237000
3000
har fortsatt vara spjutspetsteknologi
fram till våra dagar,
04:15
despitetrots a numbersiffra of drawbacksnackdelar.
96
240000
3000
trots ett antal bakslag.
04:18
StickingSticker wirestrådar into the brainhjärna is obviouslysjälvklart rathersnarare crude.
97
243000
3000
Att sticka in trådar i hjärnan
är självklart en ganska grov metod.
04:21
It's hardhård to do in animalsdjur that runspringa around,
98
246000
2000
Det är svårt att göra
på djur som rör på sig,
04:23
and there is a physicalfysisk limitbegränsa
99
248000
2000
och det finns en fysisk gräns
04:25
to the numbersiffra of wirestrådar
100
250000
2000
för hur många trådar
04:27
that can be insertedinförd simultaneouslysamtidigt.
101
252000
3000
som kan stickas in samtidigt.
Så vid omkring det senaste sekelskiftet
04:30
So around the turnsväng of the last centuryårhundrade,
102
255000
2000
04:32
I startedsatte igång to think,
103
257000
2000
började jag tänka,
04:34
"Wouldn'tSkulle inte it be wonderfulunderbar if one could take this logiclogik
104
259000
3000
"Hade det inte varit fantastiskt
om man kunde ta denna logik
04:37
and turnsväng it upsideupside down?"
105
262000
2000
och vända upp och ner på den?"
04:39
So insteadistället of insertingInfoga a wiretråd
106
264000
2000
Så istället för att sticka in en tråd
04:41
into one spotfläck of the brainhjärna,
107
266000
3000
på en punkt i hjärnan,
04:44
re-engineeromskapa the brainhjärna itselfsig
108
269000
2000
skulle man omarbeta själva hjärnan
04:46
so that some of its neuralneurala elementselement
109
271000
3000
så att några av dess neurologiska element
04:49
becomebli responsivemottaglig to diffuselydiffust broadcastsändning signalssignaler
110
274000
3000
blev mottagliga för diffust utsända signaler
04:52
suchsådan as a flashblixt of lightljus.
111
277000
3000
som exempelvis en ljusblixt.
04:55
SuchSådana an approachnärma sig would literallybokstavligen, in a flashblixt of lightljus,
112
280000
3000
Ett sånt tillvägagångssätt
skulle bokstavligen, som en blixt,
04:58
overcomebetagen manymånga of the obstacleshinder to discoveryupptäckt.
113
283000
3000
övervinna många av de hinder
som finns för ytterligare upptäckter.
05:01
First, it's clearlyklart a non-invasiveicke-invasiv,
114
286000
3000
Först och främst är det en icke-invasiv
05:04
wirelesstrådlös formform of communicationkommunikation.
115
289000
3000
trådlös form av kommunikation.
05:07
And secondandra, just as in a radioradio broadcastsändning,
116
292000
2000
Och för det andra,
precis som vid en radioutsändning,
05:09
you can communicatekommunicera with manymånga receiversmottagare at onceen gång.
117
294000
3000
kan man kommunicera
med många mottagare samtidigt.
05:12
You don't need to know where these receiversmottagare are,
118
297000
3000
Man måste inte veta
var dessa mottagare finns,
05:15
and it doesn't mattermateria if these receiversmottagare moveflytta --
119
300000
2000
och det spelar ingen roll
om mottagarna rör på sig --
05:17
just think of the stereostereo- in your carbil.
120
302000
3000
jämför det exempelvis med radion i din bil.
05:20
It getsblir even better,
121
305000
3000
Det blir ännu bättre,
05:23
for it turnsvarv out that we can fabricatefabricera the receiversmottagare
122
308000
3000
för det visade sig
att vi kan tillverka mottagarna
05:26
out of materialsmaterial that are encodedkodade in DNADNA.
123
311000
3000
i material som är kodade i DNA.
05:29
So eachvarje nervenerv cellcell
124
314000
2000
Så varje nervcell
05:31
with the right geneticgenetisk makeupsmink
125
316000
2000
med rätt genetiska uppbyggnad
05:33
will spontaneouslyspontant produceproducera a receivermottagare
126
318000
3000
kommer spontant att producera en mottagare
05:36
that allowstillåter us to controlkontrollera its functionfungera.
127
321000
3000
som låter oss kontrollera dess funktion.
05:39
I hopehoppas you'lldu kommer appreciateuppskatta
128
324000
2000
Jag hoppas att ni kommer uppskatta
05:41
the beautifulvacker simplicityenkelhet
129
326000
2000
den vackra enkelheten
05:43
of this conceptbegrepp.
130
328000
2000
i detta koncept.
Det finns inga tekniska manicker här,
05:45
There's no high-techavancerad gizmosGizmos here,
131
330000
2000
05:47
just biologybiologi revealedavslöjade throughgenom biologybiologi.
132
332000
3000
bara biologi som visar sig genom biologi.
05:51
Now let's take a look at these miraculousmirakulös receiversmottagare up closestänga.
133
336000
3000
Men låt oss ta en närmare titt
på dessa mirakulösa mottagare.
05:54
As we zoomzoom in on one of these purplelila neuronsneuroner,
134
339000
3000
När vi zoomar in
på en av dessa lila neuroner
05:57
we see that its outeryttre membranemembran
135
342000
2000
kan vi se dess yttre membran
05:59
is studdeddubbdäck with microscopicmikroskopiska poresporer.
136
344000
2000
är översållat med mikroskopiska porer.
06:01
PoresPorer like these conductbeteende electricalelektrisk currentnuvarande
137
346000
2000
Porer som dessa leder elektrisk ström
06:03
and are responsibleansvarig
138
348000
2000
och är ansvariga
06:05
for all the communicationkommunikation in the nervousnervös systemsystemet.
139
350000
2000
för all kommunikation i nervsystemet.
06:07
But these poresporer here are specialsärskild.
140
352000
2000
Men dessa porer är speciella.
06:09
They are coupledtillsammans to lightljus receptorsreceptorer
141
354000
2000
De är sammankopplade med ljusreceptorer
06:11
similarliknande to the onesettor in your eyesögon.
142
356000
3000
liknande de som finns i era ögon.
06:14
WheneverNär a flashblixt of lightljus hitshits the receptorreceptor,
143
359000
2000
När en ljusblixt träffar receptorerna,
06:16
the porepore opensöppnar, an electricalelektrisk currentnuvarande is switchedbytte on,
144
361000
3000
öppnas porerna, en elektrisk ström slås på,
06:19
and the neuronnervcell firesbränder electricalelektrisk impulsesimpulser.
145
364000
3000
och neuronen avfyrar elektriska impulser.
06:22
Because the light-activatedljusaktiverat porepore is encodedkodade in DNADNA,
146
367000
3000
Eftersom de ljusaktiverade porerna
är kodade i DNA,
06:25
we can achieveuppnå incredibleotrolig precisionprecision.
147
370000
3000
kan vi uppnå otrolig precision.
06:28
This is because,
148
373000
2000
Det beror på att,
06:30
althoughfastän eachvarje cellcell in our bodieskroppar
149
375000
2000
fastän varje cell i våra kroppar
06:32
containsinnehåller the samesamma setuppsättning of genesgener,
150
377000
2000
innehåller samma uppsättning gener,
06:34
differentannorlunda mixesmixar of genesgener get turnedvände on and off
151
379000
2000
kan olika blandningar av gener
bli på- och avslagna
06:36
in differentannorlunda cellsceller.
152
381000
2000
i olika celler.
06:38
You can exploitutnyttja this to make sure
153
383000
2000
Man kan utnyttja detta för att säkerställa
06:40
that only some neuronsneuroner
154
385000
2000
att endast ett antal neuroner
06:42
containinnehålla our light-activatedljusaktiverat porepore and othersandra don't.
155
387000
3000
innehåller våra ljusaktiverade porer
och andra inte gör det.
06:45
So in this cartoontecknad serie, the bluishblåaktig whitevit cellcell
156
390000
2000
Så i denna animation
reagerar den blåaktigt vita cellen
06:47
in the upper-leftövre vänstra cornerhörn
157
392000
2000
i övre vänstra hörnet inte på ljus
06:49
does not respondsvara to lightljus
158
394000
2000
eftersom den saknar
de ljuskänsliga porerna.
06:51
because it lackssaknar the light-activatedljusaktiverat porepore.
159
396000
3000
06:54
The approachnärma sig worksArbetar so well
160
399000
2000
Detta tillvägagångssätt fungerar bra
06:56
that we can writeskriva purelyrent artificialartificiell messagesmeddelanden
161
401000
2000
för att skriva helt artificiella meddelanden
06:58
directlydirekt to the brainhjärna.
162
403000
2000
direkt till hjärnan.
07:00
In this exampleexempel, eachvarje electricalelektrisk impulseimpuls,
163
405000
2000
I detta exempel är varje elektrisk impuls,
07:02
eachvarje deflectionnedböjning on the tracespår,
164
407000
3000
varje avvikelse i utskriften
07:05
is causedorsakad by a briefkort pulsepuls of lightljus.
165
410000
3000
orsakad av en kort ljuspuls.
07:08
And the approachnärma sig, of coursekurs, alsoockså worksArbetar
166
413000
2000
Och detta tillvägagångssätt
fungerar självklart
07:10
in movingrör på sig, behavingbeter sig animalsdjur.
167
415000
3000
även på djur i rörelse
eller annat naturligt beteende.
07:13
This is the first ever suchsådan experimentexperimentera,
168
418000
2000
Det här är det allra första experimentet,
07:15
sortsortera of the opticaloptiska equivalentlikvärdig of Galvani'sGalvanis.
169
420000
3000
på sätt och vis
den optiska motsvarigheten till Galvanis.
07:18
It was doneGjort sixsex or sevensju yearsår agosedan
170
423000
2000
Det gjordes sju eller åtta år sedan
07:20
by my then graduateexamen studentstuderande, SusanaSusana LimaLima.
171
425000
3000
av en av mina doktorander, Susana Lima.
07:23
SusanaSusana had engineeredengineered the fruitfrukt flyflyga on the left
172
428000
3000
Susana hade omarbetat
bananflugan till vänster
07:26
so that just two out of the 200,000 cellsceller in its brainhjärna
173
431000
4000
så att endast två
av de 200 000 cellerna i hjärnan
07:30
expresseduttryckt the light-activatedljusaktiverat porepore.
174
435000
3000
hade de ljuskänsliga porerna.
07:33
You're familiarbekant with these cellsceller
175
438000
2000
Du känner till dessa celler
07:35
because they are the onesettor that frustrateomintetgöra you
176
440000
2000
eftersom de är de som gör dig frustrerad
07:37
when you try to swatflugsmälla the flyflyga.
177
442000
2000
när du försöker slå till flugan.
07:39
They trainedtränad the escapefly reflexReflex that makesgör the flyflyga jumphoppa into the airluft
178
444000
3000
De tränade upp flyktreflexen
som får den att hoppa upp i luften
07:42
and flyflyga away whenevernärhelst you moveflytta your handhand in positionplacera.
179
447000
3000
och flyga iväg när du förflyttar din hand
till en position för att slå.
07:46
And you can see here that the flashblixt of lightljus has exactlyexakt the samesamma effecteffekt.
180
451000
3000
Och ni kan se här att ljusblixten
har precis samma effekt.
07:49
The animaldjur- jumpshopp, it spreadssprider sig its wingsvingar, it vibratesvibrerar them,
181
454000
3000
När djuret hoppar,
sträcker den ut sina vingar,
den vibrerar dem,
men kan faktiskt inte lyfta
07:52
but it can't actuallyfaktiskt take off
182
457000
2000
eftersom flugan är inklämd mellan två glasplattor.
07:54
because the flyflyga is sandwichedinklämt betweenmellan two glassglas platestallrikar.
183
459000
3000
07:58
Now to make sure that this was no reactionreaktion of the flyflyga
184
463000
2000
Men för att säkerställa
att det här inte var en reaktion hos flugan
08:00
to a flashblixt it could see,
185
465000
3000
till ett ljus som den såg med ögonen,
08:03
SusanaSusana did a simpleenkel
186
468000
2000
använde Susana en simpel
08:05
but brutallybrutalt effectiveeffektiv experimentexperimentera.
187
470000
2000
men brutalt effektiv experimentmetod.
08:07
She cutskära the headsbeger sig off of her fliesflugor.
188
472000
3000
Hon skar av huvudet på sina flugor.
08:11
These headlessheadless bodieskroppar can liveleva for about a day,
189
476000
3000
Dessa huvudlösa kroppar
kan överleva i ungefär en dag,
08:14
but they don't do much.
190
479000
2000
men de gör inte mycket.
08:16
They just standstå around
191
481000
3000
De bara står still
08:19
and groombrudgummen excessivelyöverdrivet.
192
484000
3000
och putsar sig överdrivet mycket.
Så det verkar som
att det enda karaktärsdrag
08:22
So it seemsverkar that the only traitdrag that survivesöverlever decapitationhalshuggning is vanityfåfänga.
193
487000
3000
som överlever halshuggning är fåfänga.
08:25
(LaughterSkratt)
194
490000
3000
(Skratt)
08:30
AnywayÄndå, as you'lldu kommer see in a momentögonblick,
195
495000
2000
Nåja, som ni kommer se snart,
08:32
SusanaSusana was ablestånd to turnsväng on the flightflyg motormotor-
196
497000
3000
lyckades Susana stänga av flygstyrningen
08:35
of what's the equivalentlikvärdig of the spinalryggrads- cordsladd of these fliesflugor
197
500000
3000
i vad som är motsvarigheten
till ryggraden i dessa flugor
08:38
and get some of the headlessheadless bodieskroppar
198
503000
2000
och därmed få några
av de huvudlösa kropparna
08:40
to actuallyfaktiskt take off and flyflyga away.
199
505000
3000
att faktiskt lyfta och flyga iväg.
08:47
They didn't get very farlångt, obviouslysjälvklart.
200
512000
2000
De kom dock inte så långt, såklart.
08:50
SinceSedan we tooktog these first stepssteg,
201
515000
2000
Sedan vi tog dessa första trevande steg,
08:52
the fieldfält of optogeneticsoptogenetik has explodedexploderad.
202
517000
3000
har optogenetik som akademiskt område
fullkomligt exploderat.
08:55
And there are now hundredshundratals of labslabs
203
520000
2000
Det finns idag hundratals laboratorium
08:57
usinganvänder sig av these approachestillvägagångssätt.
204
522000
2000
som använder detta tillvägagångssätt.
08:59
And we'vevi har come a long way
205
524000
2000
Och vi har kommit långt sedan Galvanis
09:01
sincesedan Galvani'sGalvanis and Susana'sSusana first successesframgångar
206
526000
3000
och Susanas första framgångar
09:04
in makingtillverkning animalsdjur twitchTwitch or jumphoppa.
207
529000
2000
i att få djur att rycka till eller hoppa.
09:06
We can now actuallyfaktiskt interfereblanda sig i with theirderas psychologypsykologi
208
531000
3000
Vi kan nu faktiskt påverka deras psykologi
09:09
in rathersnarare profounddjupgående wayssätt,
209
534000
2000
på rätt omfattande vis,
09:11
as I'll showshow you in my last exampleexempel,
210
536000
2000
som jag kommer visa er
i mitt sista exempel,
09:13
whichsom is directedriktad at a familiarbekant questionfråga.
211
538000
3000
som är inriktat på en välkänd fråga.
09:16
Life is a stringsträng of choicesval
212
541000
3000
Livet består av en rad val
09:19
creatingskapande a constantkonstant pressuretryck to decidebesluta what to do nextNästa.
213
544000
3000
vilket skapar en konstant press
att bestämma vad man ska göra härnäst.
09:23
We copeklara with this pressuretryck by havinghar brainshjärnor,
214
548000
3000
Vi uthärdar denna press
genom att ha hjärnor,
09:26
and withininom our brainshjärnor, decision-makingbeslutsfattande centerscentra
215
551000
3000
och inom våra hjärnor,
finns beslutsfattande centra
09:29
that I've calledkallad here the "ActorSkådespelare."
216
554000
3000
som jag valt att kalla för "Aktören".
09:33
The ActorSkådespelare implementsimplementerar a policypolitik that takes into accountkonto
217
558000
3000
I Aktören inrättas en policy
som tar hänsyn till
09:36
the statestat of the environmentmiljö
218
561000
2000
vilket tillstånd omgivningen har
09:38
and the contextsammanhang in whichsom we operatefungera.
219
563000
3000
och kontexten inom vilken vi agerar.
09:41
Our actionshandlingar changeByta the environmentmiljö, or contextsammanhang,
220
566000
3000
Våra handlingar förändrar omgivningen,
eller kontexten, och dessa förändringar
09:44
and these changesförändringar are then fedmatad back into the decisionbeslut loopslinga.
221
569000
3000
matas då tillbaka in i beslutsprocessen.
09:48
Now to put some neurobiologicalneurobiologiska meatkött
222
573000
3000
Men för att ge lite neurologisk tyngd
09:51
on this abstractabstrakt modelmodell,
223
576000
2000
till denna abstrakta modell,
09:53
we constructedkonstruerad a simpleenkel one-dimensionalendimensionella worldvärld
224
578000
2000
konstruerade vi
en enkel endimensionell värld
09:55
for our favoritefavorit- subjectämne, fruitfrukt fliesflugor.
225
580000
3000
för våra favoritförsöksdjur, bananflugorna.
09:58
EachVarje chamberkammare in these two verticalvertikal stacksstackar
226
583000
2000
Varje kammare
i dessa två vertikala staplar
10:00
containsinnehåller one flyflyga.
227
585000
2000
innehåller en fluga.
10:02
The left and the right halveshalvor of the chamberkammare
228
587000
3000
I de vänstra och högre halvorna av kammaren
10:05
are filledfylld with two differentannorlunda odorslukter,
229
590000
2000
finns två olika luktämnen,
10:07
and a securitysäkerhet camerakamera watchesklockor
230
592000
2000
och en övervakningskamera registrerar
10:09
as the fliesflugor pacetakt up and down betweenmellan them.
231
594000
3000
hur flugorna rör sig
fram och tillbaka mellan halvorna.
10:12
Here'sHär är some suchsådan CCTVCCTV footageantal fot.
232
597000
2000
Här ser ni lite inspelat material.
10:14
WheneverNär a flyflyga reachesnår the midpointmittpunkt of the chamberkammare
233
599000
3000
När en fluga rör sig
över mittpunkten i kammaren
10:17
where the two odorlukt streamsströmmar meetträffa,
234
602000
2000
där de två strömmarna av luktämnen möts,
10:19
it has to make a decisionbeslut.
235
604000
2000
måste den ta ett beslut.
10:21
It has to decidebesluta whetherhuruvida to turnsväng around
236
606000
2000
Den måste bestämma om den ska vända sig om
10:23
and staystanna kvar in the samesamma odorlukt,
237
608000
2000
och stanna i samma lukt,
10:25
or whetherhuruvida to crosskorsa the midlinemittlinjen
238
610000
2000
eller om den ska korsa mittlinjen
10:27
and try something newny.
239
612000
2000
och försöka något nytt.
10:29
These decisionsbeslut are clearlyklart a reflectionreflexion
240
614000
3000
Dessa val är tydligt en återspegling
10:32
of the Actor'sSkådespelarens policypolitik.
241
617000
3000
av Aktörens policy.
10:36
Now for an intelligentintelligent beingvarelse like our flyflyga,
242
621000
3000
Men för en smart varelse som vår fluga
10:39
this policypolitik is not writtenskriven in stonesten
243
624000
3000
är denna policy inte skriven i sten,
10:42
but rathersnarare changesförändringar as the animaldjur- learnslär sig from experienceerfarenhet.
244
627000
3000
utan förändras i takt med att djuret
lär sig genom erfarenhet.
10:45
We can incorporateinförliva suchsådan an elementelement
245
630000
2000
Vi kan ta med ett sådant element
10:47
of adaptiveadaptiv intelligenceintelligens into our modelmodell
246
632000
3000
av adaptiv intelligens i vår modell
10:50
by assumingunder antagande that the fly'sFlugans brainhjärna
247
635000
2000
genom att anta att flugans hjärna
10:52
containsinnehåller not only an ActorSkådespelare,
248
637000
2000
innehåller inte bara en Aktör,
10:54
but a differentannorlunda groupgrupp of cellsceller,
249
639000
2000
utan också en annan grupp hjärnceller,
10:56
a "CriticKritikern," that provideserbjuder a runninglöpning commentarykommentar
250
641000
3000
en "Kritiker", som ger löpande kommentarer
10:59
on the Actor'sSkådespelarens choicesval.
251
644000
2000
om Aktörens val.
11:01
You can think of this naggingtjat innerinre voiceröst
252
646000
3000
Du kan tänka på denna inre gnatande röst
11:04
as sortsortera of the brain'shjärnans equivalentlikvärdig
253
649000
2000
som en sorts hjärnans motsvarighet
11:06
of the CatholicKatolska ChurchKyrkan,
254
651000
2000
till Katolska kyrkan,
11:08
if you're an AustrianÖsterrikiska like me,
255
653000
3000
om du är österrikare som jag,
11:11
or the super-egoSuper-ego, if you're FreudianFreudiansk,
256
656000
3000
eller överjaget, om du är Freudian,
11:14
or your mothermor, if you're JewishJudiska.
257
659000
2000
eller din moder, om du är jude.
11:16
(LaughterSkratt)
258
661000
4000
(Skratt)
11:20
Now obviouslysjälvklart,
259
665000
2000
Men uppenbarligen,
11:22
the CriticKritikern is a keynyckel- ingredientingrediensen
260
667000
3000
är Kritikern en nyckelingrediens
11:25
in what makesgör us intelligentintelligent.
261
670000
2000
i det som gör oss intelligenta.
11:27
So we setuppsättning out to identifyidentifiera
262
672000
2000
Så vi inriktar oss på att identifiera
11:29
the cellsceller in the fly'sFlugans brainhjärna
263
674000
2000
de hjärnceller i flugans hjärna
11:31
that playedspelade the roleroll of the CriticKritikern.
264
676000
2000
som spelar Kritikerns roll.
11:33
And the logiclogik of our experimentexperimentera was simpleenkel.
265
678000
3000
Och logiken i vårt experiment är enkel.
11:36
We thought if we could use our opticaloptiska remoteavlägsen controlkontrollera
266
681000
3000
Vi trodde att om vi kunde använda
vår optiska fjärrkontroll
11:39
to activateAktivera the cellsceller of the CriticKritikern,
267
684000
3000
för att aktivera de celler
som innehåller Kritikern,
11:42
we should be ablestånd, artificiallyartificiellt, to nagNag the ActorSkådespelare
268
687000
3000
borde vi på konstgjord väg
kunna gnata på Aktören
11:45
into changingskiftande its policypolitik.
269
690000
2000
för att förändra dess policy.
11:47
In other wordsord,
270
692000
2000
Med andra ord,
flugan borde lära sig från misstag
11:49
the flyflyga should learnlära sig from mistakesmisstag
271
694000
2000
11:51
that it thought it had madegjord
272
696000
2000
som den trodde att den hade gjort
11:53
but, in realityverklighet, it had not madegjord.
273
698000
3000
men som den inte
hade begått i verkligheten.
11:56
So we breduppfödda fliesflugor
274
701000
2000
Så vi födde upp flugor vars hjärnor var
11:58
whosevars brainshjärnor were more or lessmindre randomlyslumpvis pepperedspäckat
275
703000
3000
mer eller mindre slumpmässigt översållade
12:01
with cellsceller that were lightljus addressableadresserbara.
276
706000
2000
med celler som var ljuskänsliga.
12:03
And then we tooktog these fliesflugor
277
708000
2000
Och sedan tog vi dessa flugor
12:05
and allowedtillåten them to make choicesval.
278
710000
2000
och tillät dem att göra val.
12:07
And whenevernärhelst they madegjord one of the two choicesval,
279
712000
2000
Och när de gjorde ett av två val,
12:09
chosevalde one odorlukt,
280
714000
2000
valde ett luktämne,
12:11
in this casefall the blueblå one over the orangeorange one,
281
716000
2000
i detta fall det blå över det orange,
12:13
we switchedbytte on the lightslampor.
282
718000
2000
så slog vi på lamporna.
12:15
If the CriticKritikern was amongbland the opticallyoptiskt activatedaktiverat cellsceller,
283
720000
3000
Om Kritikern fanns med
bland de optiskt aktiverade cellerna,
12:18
the resultresultat of this interventionintervention
284
723000
2000
så skulle resultatet
av denna intervention bli
12:20
should be a changeByta in policypolitik.
285
725000
3000
att den förändrade sin beteendepolicy.
12:23
The flyflyga should learnlära sig to avoidundvika
286
728000
2000
Flugan skulle lära sig att undvika
12:25
the opticallyoptiskt reinforcedförstärkt odorlukt.
287
730000
2000
den optiskt förstärkta lukten.
12:27
Here'sHär är what happenedhände in two instancesinstanser:
288
732000
3000
Här är vad som hände i två fall:
12:30
We're comparingjämförande two strainsstammar of fliesflugor,
289
735000
3000
Vi jämför två stammar av flugor,
12:33
eachvarje of them havinghar
290
738000
2000
var och en av dem
med cirka 100 ljuskänsliga celler
12:35
about 100 light-addressableljus-adresserbara cellsceller in theirderas brainshjärnor,
291
740000
2000
i sina hjärnor,
12:37
shownvisad here in greengrön on the left and on the right.
292
742000
3000
de syns i grönt till vänster och höger.
12:40
What's commonallmänning amongbland these groupsgrupper of cellsceller
293
745000
3000
Det som är gemensamt
bland dessa grupper av celler
12:43
is that they all produceproducera the neurotransmittersignalsubstans dopaminedopamin.
294
748000
3000
är att de alla producerar
signalsubstansen dopamin.
12:46
But the identitiesidentiteter of the individualenskild
295
751000
2000
Men identiteten hos de individuella
12:48
dopamine-producingdopamin-producerande neuronsneuroner
296
753000
2000
dopamin-producerande neuronerna
12:50
are clearlyklart largelyi stora drag differentannorlunda on the left and on the right.
297
755000
3000
är klart olika till vänster och höger.
12:53
OpticallyOptiskt activatingaktivering
298
758000
2000
Att optiskt aktivera
12:55
these hundredhundra or so cellsceller
299
760000
2000
dessa omkring hundra celler
12:57
into two strainsstammar of fliesflugor
300
762000
2000
i dessa två stammar av flugor
12:59
has dramaticallydramatiskt differentannorlunda consequenceskonsekvenser.
301
764000
2000
har dramatiskt skilda konsekvenser.
13:01
If you look first at the behaviorbeteende
302
766000
2000
Om ni först tar en titt på beteendet
13:03
of the flyflyga on the right,
303
768000
2000
hos flugan till höger,
13:05
you can see that whenevernärhelst it reachesnår the midpointmittpunkt of the chamberkammare
304
770000
3000
kan ni se att när den når
mittpunkten i kammaren
13:08
where the two odorslukter meetträffa,
305
773000
2000
där de två luktämnena möts,
13:10
it marchesmarscher straightrakt throughgenom, as it did before.
306
775000
3000
fortsätter den rakt genom,
som den gjorde tidigare.
13:13
Its behaviorbeteende is completelyfullständigt unchangedoförändrad.
307
778000
2000
Dess beteende är fullständigt oförändrat.
13:15
But the behaviorbeteende of the flyflyga on the left is very differentannorlunda.
308
780000
3000
Men beteendet hos flugan till vänster
är helt annorlunda.
13:18
WheneverNär it comeskommer up to the midpointmittpunkt,
309
783000
3000
När den kommer fram till mittpunkten,
13:21
it pausespausar,
310
786000
2000
stannar den upp,
13:23
it carefullyförsiktigt scansskanningar the odorlukt interfacegränssnitt
311
788000
2000
den undersöker noggrant luktgränssnittet
13:25
as if it was sniffingsniffa out its environmentmiljö,
312
790000
2000
som om den sniffade av sin omgivning,
13:27
and then it turnsvarv around.
313
792000
2000
och vänder sedan om.
13:29
This meansbetyder that the policypolitik that the ActorSkådespelare implementsimplementerar
314
794000
3000
Det betyder att policyn
som Aktören inrättat
13:32
now includesinnefattar an instructioninstruktion to avoidundvika the odorlukt
315
797000
2000
nu även inkluderar en instruktion
att undvika den lukt
13:34
that's in the right halfhalv of the chamberkammare.
316
799000
3000
som finns i den högre halvan av kammaren.
13:37
This meansbetyder that the CriticKritikern
317
802000
2000
Det betyder att Kritikern
måste ha uttalat sig hos detta djur,
13:39
mustmåste have spokentalad in that animaldjur-,
318
804000
2000
och att Kritikern måste ha funnits
13:41
and that the CriticKritikern mustmåste be containedinnehöll
319
806000
2000
bland de dopamin-producerande
neuronerna på vänstra sidan, men inte
13:43
amongbland the dopamine-producingdopamin-producerande neuronsneuroner on the left,
320
808000
3000
13:46
but not amongbland the dopaminedopamin producingproducerande neuronsneuroner on the right.
321
811000
3000
bland de dopamin-producerande
neuronerna till höger.
13:49
ThroughGenom manymånga suchsådan experimentsexperiment,
322
814000
3000
Genom många sådana experiment,
13:52
we were ablestånd to narrowsmal down
323
817000
2000
hade vi möjlighet
att spåra Kritikerns ursprung
13:54
the identityidentitet of the CriticKritikern
324
819000
2000
13:56
to just 12 cellsceller.
325
821000
2000
till endast 12 hjärnceller.
13:58
These 12 cellsceller, as shownvisad here in greengrön,
326
823000
3000
Dessa 12 celler, som visas här i grönt,
14:01
sendskicka the outputproduktion to a brainhjärna structurestrukturera
327
826000
2000
skickar ut signaler till hjärnstrukturen
14:03
calledkallad the "mushroomsvamp bodykropp,"
328
828000
2000
som kallas "svampkroppen",
14:05
whichsom is shownvisad here in graygrå.
329
830000
2000
vilket här visas i grått.
14:07
We know from our formalformell modelmodell
330
832000
2000
Vi vet från vår tidigare modell
14:09
that the brainhjärna structurestrukturera
331
834000
2000
att i hjärnstrukturen
14:11
at the receivingtar emot endslutet of the Critic'sCritics commentarykommentar is the ActorSkådespelare.
332
836000
3000
är Aktören mottagare
av Kritikerns kommentarer.
14:14
So this anatomyanatomi suggestsföreslår
333
839000
2000
Så denna anatomi föreslår
14:16
that the mushroomsvamp bodieskroppar have something to do
334
841000
3000
att svampkropparna
har någonting att göra med
14:19
with actionhandling choiceval.
335
844000
2000
val av handling.
14:21
BasedBaserat on everything we know about the mushroomsvamp bodieskroppar,
336
846000
2000
Baserat på allt vi tidigare vet
om svampkropparna,
14:23
this makesgör perfectperfekt sensekänsla.
337
848000
2000
verkar detta fullständigt rimligt.
14:25
In factfaktum, it makesgör so much sensekänsla
338
850000
2000
Faktum är, det verkar så rimligt
14:27
that we can constructkonstruera an electronicelektronisk toyleksak circuitkrets
339
852000
3000
att vi kan konstruera
en elektronisk modellkrets
14:30
that simulatessimulerar the behaviorbeteende of the flyflyga.
340
855000
3000
som simulerar beteendet hos flugan.
14:33
In this electronicelektronisk toyleksak circuitkrets,
341
858000
3000
I denna elektroniska modellkrets,
14:36
the mushroomsvamp bodykropp neuronsneuroner are symbolizedsymboliserade
342
861000
2000
symboliseras svampkroppsneuronerna
14:38
by the verticalvertikal bankBank of blueblå LEDsLysdioder
343
863000
3000
av den vertikala rad av blå LED-lampor
14:41
in the centerCentrum of the boardstyrelse.
344
866000
3000
som finns i mitten av kretskortet.
14:44
These LED'sLysdioder are wiredtrådbunden to sensorssensorer
345
869000
2000
Dessa LED-lampor är kopplade till sensorer
14:46
that detectupptäcka, detektera the presencenärvaro of odorousillaluktande moleculesmolekyler in the airluft.
346
871000
3000
som upptäcker närvaron
av luktmolekyler i luften.
14:50
EachVarje odorlukt activatesaktiverar a differentannorlunda combinationkombination of sensorssensorer,
347
875000
3000
Varje luktämne aktiverar
olika kombinationer av sensorer,
14:53
whichsom in turnsväng activatesaktiverar
348
878000
2000
vilket i sin tur aktiverar
14:55
a differentannorlunda odorlukt detectordetektorn in the mushroomsvamp bodykropp.
349
880000
3000
en annan luktsensor i svampkroppen.
14:58
So the pilotpilot in the cockpitcockpit of the flyflyga,
350
883000
2000
Så piloten i cockpit på flugan,
15:00
the ActorSkådespelare,
351
885000
2000
Aktören,
15:02
can tell whichsom odorlukt is presentnärvarande
352
887000
2000
kan avgöra vilken lukt som är närvarande
15:04
simplyhelt enkelt by looking at whichsom of the blueblå LEDsLysdioder lightslampor up.
353
889000
4000
helt enkelt genom att se efter
vilka blå LED som tänds.
15:09
What the ActorSkådespelare does with this informationinformation
354
894000
2000
Vad Aktören gör med denna information
15:11
dependsberor on its policypolitik,
355
896000
2000
beror på dess policy,
15:13
whichsom is storedlagrade in the strengthsstarka sidor of the connectionförbindelse,
356
898000
2000
vilken är lagrad i styrkan hos kopplingen,
15:15
betweenmellan the odorlukt detectorsdetektorer
357
900000
2000
mellan de luktsensorer
15:17
and the motorsmotorer
358
902000
2000
och motorer
15:19
that powerkraft the fly'sFlugans evasiveundvikande actionshandlingar.
359
904000
2000
som styr flugans undflyende handlingar.
15:22
If the connectionförbindelse is weaksvag, the motorsmotorer will staystanna kvar off
360
907000
2000
Om kopplingen är svag,
förblir motorerna avslagna
15:24
and the flyflyga will continueFortsätta straightrakt on its coursekurs.
361
909000
3000
och flugan kommer fortsätta
rakt på samma kurs.
15:27
If the connectionförbindelse is strongstark, the motorsmotorer will turnsväng on
362
912000
3000
Om kopplingen är stark,
kommer motorerna att slås på
15:30
and the flyflyga will initiateinitiera a turnsväng.
363
915000
3000
och flugan kommer påbörja en gir.
15:33
Now consideröverväga a situationsituation
364
918000
2000
Men föreställ er en situation
15:35
in whichsom the motorsmotorer staystanna kvar off,
365
920000
2000
i vilken motorerna fortsätter vara av,
15:37
the flyflyga continuesfortsätter on its pathväg
366
922000
3000
flugan fortsätter rakt fram
15:40
and it sufferslider some painfulsmärtsam consequenceKonsekvens
367
925000
2000
vilket får smärtsamma följder
15:42
suchsådan as getting zappedzapped.
368
927000
2000
som till exempelvis att bli bränd.
15:44
In a situationsituation like this,
369
929000
2000
I en sådan situation,
15:46
we would expectförvänta the CriticKritikern to speaktala up
370
931000
2000
så förväntar man sig att Kritikern
kommer att säga ifrån
15:48
and to tell the ActorSkådespelare
371
933000
2000
och säga åt Aktören
15:50
to changeByta its policypolitik.
372
935000
2000
att förändra sin policy.
15:52
We have createdskapad suchsådan a situationsituation, artificiallyartificiellt,
373
937000
3000
Vi har skapat en sådan situation
på konstgjord väg
15:55
by turningvändning on the critickritikern with a flashblixt of lightljus.
374
940000
3000
genom att slå på Kritikern
med en ljusblixt.
15:58
That causedorsakad a strengtheningstärka of the connectionsanslutningar
375
943000
3000
Detta orsakar en förstärkning
i de kopplingar
16:01
betweenmellan the currentlyför närvarande activeaktiva odorlukt detectordetektorn
376
946000
3000
som finns mellan
den för tillfället aktiverade luktsensorn
16:04
and the motorsmotorer.
377
949000
2000
och motorerna.
16:06
So the nextNästa time
378
951000
2000
Så nästa gång
flugan ställs inför samma luktämne igen,
16:08
the flyflyga findsfynd itselfsig facingvänd the samesamma odorlukt again,
379
953000
3000
16:11
the connectionförbindelse is strongstark enoughtillräckligt to turnsväng on the motorsmotorer
380
956000
3000
kommer kopplingen vara stark nog
för att slå på motorerna
16:14
and to triggeravtryckare an evasiveundvikande maneuvermanöver.
381
959000
3000
och utlösa en undvikande manöver.
16:19
I don't know about you,
382
964000
3000
Jag vet inte hur ni känner,
16:22
but I find it exhilaratinguppiggande to see
383
967000
3000
men jag finner det uppiggande att se
16:25
how vaguevag psychologicalpsykologisk notionsföreställningar
384
970000
3000
hur vaga föreställningar om psykologi
16:28
evaporateavdunsta and give risestiga
385
973000
2000
försvinner och ger plats
16:30
to a physicalfysisk, mechanisticmekanistisk understandingförståelse of the mindsinne,
386
975000
3000
för en fysisk, mekanisk förståelse av sinnet,
16:33
even if it's the mindsinne of the flyflyga.
387
978000
3000
även om det är sinnet hos en fluga.
16:36
This is one piecebit of good newsNyheter.
388
981000
3000
Det här är en god nyhet.
16:39
The other piecebit of good newsNyheter,
389
984000
2000
Den andra goda nyheten,
16:41
for a scientistforskare at leastminst,
390
986000
2000
för forskare åtminstone,
16:43
is that much remainsresterna to be discoveredupptäckt.
391
988000
3000
är att mycket kvarstår att utforska.
16:46
In the experimentsexperiment I told you about,
392
991000
2000
I experimenten som jag berättat om för er,
16:48
we have liftedlyfts the identityidentitet of the CriticKritikern,
393
993000
3000
har vi lyft fram Kritikerns identitet,
16:51
but we still have no ideaaning
394
996000
2000
men vi har fortfarande ingen aning
om hur Kritikern utför sitt jobb.
16:53
how the CriticKritikern does its jobjobb.
395
998000
2000
16:55
Come to think of it, knowingmenande when you're wrongfel
396
1000000
2000
På tal om det, att veta när man har fel
16:57
withoututan a teacherlärare, or your mothermor, tellingtalande you,
397
1002000
3000
utan en lärare eller din mor
som rättar dig
17:00
is a very hardhård problemproblem.
398
1005000
2000
är ett väldigt svårt problem.
17:02
There are some ideasidéer in computerdator sciencevetenskap
399
1007000
2000
Det finns idéer inom datavetenskapen
17:04
and in artificialartificiell intelligenceintelligens
400
1009000
2000
och inom artificiell intelligens
17:06
as to how this mightmakt be doneGjort,
401
1011000
2000
om hur detta skulle kunna tänkas göras,
17:08
but we still haven'thar inte solvedlöst
402
1013000
2000
men vi har fortfarande inte lösningen
17:10
a singleenda exampleexempel
403
1015000
2000
på ett enda exempel
17:12
of how intelligentintelligent behaviorbeteende
404
1017000
3000
av hur intelligent beteende
17:15
springskällor from the physicalfysisk interactionsinteraktioner
405
1020000
2000
träder fram ur fysiska interaktioner
17:17
in livinglevande mattermateria.
406
1022000
2000
hos levande materia.
17:19
I think we'llväl get there in the not too distantavlägsen futureframtida.
407
1024000
3000
Jag tror att vi kommer dit
inom en inte allt för avlägsen framtid.
17:22
Thank you.
408
1027000
2000
Tack så mycket.
17:24
(ApplauseApplåder)
409
1029000
4000
(Applåder)
Translated by Björn Fredberg
Reviewed by Annika Bidner

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Gero Miesenboeck - Optogeneticist
Using light and a little genetic engineering -- optogenetics -- Gero Miesenboeck has developed a way to control how living nerve cells work, and advanced understanding of how the brain controls behavior.

Why you should listen

Gero Miesenboeck is pioneering the field of optogenetics: genetically modifying nerve cells to respond to light. By flashing light at a modified neuron in a living nervous system, Miesenboeck and his collaborators can mimic a brain impulse -- and then study what happens next. Optogenetics will allow ever more precise experiments on living brains, allowing us to gather better evidence on how electrical impulses on tissue translate into actual behavior and thoughts.

In one experiment, done at Yale, he and his team engineered fruit flies to be light-sensitive in the neural area responsible for escape response. Then the flies were beheaded; fruit flies can live for a day without their heads, but they don't move. When the modified cells were flashed with light, though, the headless flies flew. Miesenboeck had successfully simulated an order from a brain that wasn't even there anymore.

Miesenboeck's current research at Oxford's growing department of neurobiology focuses on the nerve cell networks that underpin what animals perceive, remember and do. In one recent experiment, he used optogenetics to implant an unpleasant memory in a fruit fly, causing it to "remember" to avoid a certain odor as it traveled around. He and his team were able, in fact, to find the fly's specific 12-neuron brain circuit that govern memory formation.

More profile about the speaker
Gero Miesenboeck | Speaker | TED.com