Ντάνιελ Γουόλπερτ: Ο πραγματικός σκοπός του εγκεφάλου

Είμαι επιστήμονας νευρολόγος και στη νευρολογία έχουμε να κάνουμε με πολλές διαφορετικές ερωτήσεις σχετικά με τον εγκέφαλο. Θέλω όμως να ξεκινήσω με την ευκολότερη ερώτηση την ερώτηση που όλοι σας θα έπρεπε να έχετε κάνει στους εαυτούς σας σε κάποια στιγμή της ζωής σας, διότι αποτελεί θεμελιώδης ερώτηση εάν θέλουμε να καταλάβουμε τη λειτουργία του εγκεφάλου. Αυτή είναι, γιατί εμείς και τα υπόλοιπα ζώα έχουμε εγκέφαλο; Δεν έχουν όλα τα είδη του πλανήτη μας εγκέφαλο, άρα αν θέλουμε να ξέρουμε γιατί υπάρχει ο εγκέφαλος, ας σκεφτούμε για ποιο λόγο ο δικός μας είναι εξελιγμένος. Μπορεί να θεωρείτε ότι έχουμε εγκέφαλο για να αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο ή για να σκεφτόμαστε αλλά αυτό είναι εντελώς λάθος. Εάν αναρωτηθείτε αυτή την ερώτηση για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα, είναι τρομερά προφανανές γιατί έχουμε εγκέφαλο. Έχουμε εγκέφαλο για έναν και μόνο λόγο, και αυτός είναι το να κάνουμε προσαρμόσιμες και πολύπλοκες κινήσεις. Δεν υπάρχει άλλος λόγος για να τον έχουμε. Σκεφτείτε το. Η κίνηση είναι ο μόνος τρόπος που έχετε για να επιδράτε στον κόσμο γύρω σας. Βέβαια αυτό δεν έναι εντελώς σωστό.Υπάρχει άλλος ένας τρόπος, ο ιδρώτας. Αλλά εκτός από αυτό, όλα τα υπόλοιπα έχουν να κάνουν με την συστολή των μυών.

Σκεφτείτε την επικοινωνία -- ομιλία,χειρονομίες,γραφή,νοήματα -- όλα διαδίδονται μέσω της συστολής των μυών σας. Άρα είναι πολύ σημαντικό να θυμάστε ότι οι αισθητικές, μνημονικές και γνωστικές διεργασίες είναι όλες σημαντικές, αλλά είναι σημαντικές μόνο για να κατευθύνουμε ή να καταστείλουμε μελλοντικές κινήσεις. Δεν μπορεί να αποτελέσει εξελιγκτικό πλεονέκτημα ο καθορισμός παιδικών αναμνήσεων ή η αντίληψη του χρώματος ενός τριαντάφυλλου εάν δεν επηρεάζει τον τρόπο που θα κινηθείτε αργότερα στη ζωή.

Τώρα για εκείνους που δεν υποστηρίζουν αυτή την άποψη, έχουμε δέντρα και γρασίδι στον πλανήτη μας χωρίς εγκέφαλο, αλλά η αδιάψευστη απόδειξη είναι αυτό εδώ το ζώο -- το ταπεινό θαλάσσιο ασκίδιο. Είναι στοιχειώδες ζώο, έχει νευρικό σύστημα, και νεαρό κολυμπάει στον ωκεανό. Σε κάποιο σημείο τις ζωής του κολλάει σε έναν βράχο. Και το πρώτο πράγμα που κάνει αφού κολλήσει στον βράχο, από τον οποίο δεν φεύγει ποτέ, είναι το να αφομοιώσει τον εγκέφαλο και το νευρικό του σύστημα ως τροφή. Άρα από τη στιγμή που δεν χρειάζεται να κινείσαι, δεν χρειάζεσαι την πολυτέλεια του εγκεφάλου. Και αυτό το ζώο χρησιμοποιείται συχνά σαν αναλογία με το τι συμβαίνει στα πανεπιστήμια όταν οι καθηγητές "παλιώνουν", αλλά αυτό είναι άλλο θέμα.

(Χειροκρότημα)

Οπότε είμαι ένας σοβινιστής της κίνησης. Πιστεύω ότι η κίνηση είναι η πιο σημαντική λειτουργία του εγκεφάλου, και μην αφήσετε κανέναν να σας πει το αντίθετο. Τώρα εάν η κίνηση είναι τόσο σημαντική, πόσο καλά πάμε στο να καταλάβουμε πώς ο εγκέφαλος ελέγχει την κίνηση; Και η απάντηση είναι ότι δεν τα πάμε και τόσο καλά· είναι ένα πολύ δύσκολο πρόβλημα. Αλλά μπορούμε να δούμε πώς τα πάμε αν σκεφτούμε πόσο καλά τα πάμε στην κατασκευή μηχανών που μπορούν να κάνουν ότι και οι άνθρωποι.

Σκεφτείτε μία παρτίδα σκάκι. Πόσο καλά τα πάμε στον προσδιορισμό ποιο πιόνι θα πάει πού; Εάν βάλετε τον Γκάρυ Κασπάρωφ εδώ, όταν δεν βρίσκεται στην φυλακή, εναντίον του Ντιπ Μπλου της ΙΒΜ, η απάντηση είναι ότι ο Ντιπ Μπλου της ΙΒΜ θα κερδίσει κάποιες φορές. Και σκεφτείτε ότι εάν ο Ντιπ Μπλου της ΙΒΜ έπαιζε με κάποιον από αυτή εδώ την αίθουσα, θα κέρδιζε συνέχεια. Αυτό το πρόβλημα λύθηκε. Τι γίνεται όμως με το πρόβλημα του να παίρνεις ένα πιόνι, να το χειρίζεσαι επιδέξια και να το βάζεις πίσω στην σκακιέρα; Εάν βάλετε την επιδεξιότητα ενός πεντάχρονου παιδιού απέναντι στα καλύτερα ρομπότ του σήμερα, η απάντηση είναι απλή: το παιδί κερδίζει εύκολα. Δεν υπάρχει καθόλου ανταγωνισμός.

Τώρα γιατί το πάνω πρόβλημα είναι τόσο απλό ενώ το κάτω πρόβλημα τόσο δύσκολο; Ένας λόγος είναι ότι ένας πολύ έξυπνος πεντάχρονος θα μπορούσε να σας πει τον αλγόριθμο για το πάνω πρόβλημα -- κοιτάζεις όλες τις πιθανές κινήσεις εώς το τέλος της παρτίδας και διαλέγεις εκείνη που σου δίνει την νίκη. Άρα είναι ένας πολύ απλός αλγόριθμος. Τώρα φυσικά υπάρχουν και άλλες κινήσεις, αλλά με τεράστιους υπολογιστές εκτιμούμε και πλησιάζουμε στην ιδανικότερη λύση. Σχετικά με την επιδεξιότητα, δεν είναι καν ξεκάθαρο ποιον αλγόριθμο πρέπει να λύσετε για να είστε επιδέξιοι. Και θα δούμε ότι πρέπει και να αντιληφθείτε αλλά και να πράξετε στον κόσμο, κάτι που έχει πολλά προβλήματα.

Αλλά επιτρέψτε μου να σας δείξω ρομπότ τελευταίας αιχμής. Τώρα πολλά ρομπότ είναι εντυπωσιακά, αλλά η ρομποτική χειρισμών είναι ακόμα στον Μεσαίωνα. Αυτό είναι το τέλος μιας διδακτορικής διατριβής από ένα από τα καλύτερα ιδρύματα ρομποτικής. Και ο φοιτητής έχει εκπαιδεύσει αυτό το ρομπότ να βάζει νερό σε ποτήρι. Είναι ένα δύσκολο πρόβλημα διότι το νερό χύνεται, αλλά μπορεί να το κάνει. Αλλά δεν το κάνει με την ευχέρεια που το κάνει ένας άνθρωπος. Τώρα αν θέλετε να κάνει αυτό το ρομπότ κάτι άλλο, θα χρειαστεί μία ακόμη τριετής διδακτορική διατριβή. Δεν υπάρχει καμία κοινή βάση ανάμεσα στις διάφορες εφαρμογές στην ρομποτική.

Τώρα μπορούμε να το συγκρίνουμε αυτό με τελευταίας αιχμής ανθρώπινη απόδοση. Αυτό που θα σας δείξω είναι την Έμιλι Φοξ να κερδίζει το παγκόσμιο ρεκόρ στο "χτίσιμο" με ποτήρια. Τώρα οι Αμερικάνοι στο κοινό θα ξέρουν τα πάντα σχετικά με το "χτίσμο" με ποτήρια. Είναι ένα άθλημα του γυμνασίου όπου έχεις 12 πλαστικά ποτήρια και πρέπει να τα "χτίσεις" και να τα "ξεχτίσεις" με χρόνο και σε συγκεκριμένη διάταξη. Και εδώ,σε πραγματικό χρόνο, κάνει το παγκόσμιο ρεκόρ. (Γέλια) (Χειροκρότημα) Και είναι αρκετά χαρούμενη. Δεν έχουμε ιδέα για το τι συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλό της όταν το κάνει, και αυτό είναι που θα θέλαμε να μάθουμε.

Έτσι στην ομάδα μου, αυτο που προσπαθούμε να κάνουμε είναι να κατασκευάσουμε αντίστροφα το πώς οι άνθρωποι ελέγχουν την κίνηση. Και ακούγεται απλό. Στέλνεις μια εντολή, αυτή προκαλεί συστολή των μυών. Το χέρι ή το σώμα σου κινείται, και οι αισθήσεις σου ανατροφοδοτούνται από την όραση,το δέρμα,τους μύες κλπ. Το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα σήματα δεν είναι όσο όμορφα θα ήθελες. Έτσι κάτι που κάνει τον έλεγχο της κίνησης δύσκολο είναι,για παράδειγμα, το ότι η ανατροφοδότηση έχει πολύ θόρυβο. Τώρα ως θόρυβο δεν εννοώ ήχο. Τον χρησιμοποιούμε στην μηχανική και την νευρολογία εννοώντας έναν τυχαίο θόρυβο που αλλοιώνει ένα σήμα. Έτσι παλιότερα ,πριν το ψηφιακό ραδιόφωνο, όταν έψαχνες σταθμούς και άκουγες "χρρρ" στο σταθμό που ήθελες να ακούσεις, αυτό ήταν θόρυβος. Αλλά γενικότερα, αυτός ο θόρυβος είναι κάτι που αλλοιώνει το σήμα.

Για παράδειγμα, εάν βάλετε το χέρι σας κάτω από ένα τραπέζι και προσπαθήσετε να το εντοπίσετε με το άλλο σας χέρι, θα πέσετε έξω κατά μερικά εκατοστά εξαιτίας του θορύβου στην ανατροφοδότηση των αισθήσεων. Παρομοίως, όταν μπει η μηχανική εισαγωγή πάνω στην κινητήρια έχω πολύ θόρυβο. Μην προσπαθείτε να χτυπήσετε κέντρο στα βελάκια, απλά σημαδέψτε το ίδιο σημείο ξανά και ξανά. Έχετε μια τεράστια διασπορά εξαιτίας της μεταβλητότητας των κινήσεων. Επιπλέον,ο έξω κόσμος είναι διφορούμενος και μεταβλητός. Η τσιαγέρα θα μπορούσε να είναι γεμάτη, θα μπορούσε να είναι άδεια. Αλλάζει με την ώρα. Έτσι δουλεύουμε σε μία σούπα θορύβου αισθητήριων και κινήσεων.

Αυτός ο θόρυβος είναι τόσο μεγάλος που η κοινωνία ξεχώρίζει εκείνους που μπορούν να μειώσουν τις συνέπειες του θορύβου. Έτσι έαν μπορείτε να βάλετε μια άσπρη μπάλα σε μια τρύπα μερικές εκατοντάδες μέτρα μακριά χρησιμοποιώντας ένα μακρύ μεταλλικό μπαστούνι, τότε η κοινωνία θα σας αναταμείψει με εκατοντάδες εκατομμύρια δολλάρια.

Τώρα εγώ θέλω να σας πείσω ότι ο εγκέφαλος πρσπαθεί πάρα πολύ να μειώσει τις αρνητικές συνέπειες αυτού του θορύβου και αυτής της μεταβλητότητας. Και για να το κάνω αυτό,θα σας μιλήσω για ένα πλαίσιο που είναι πολύ δημοφιλές στην στατιστική και στην εκμάθηση μηχανών για πάνω από 50 χρόνια και ονομάζεται Μπεϋζιανή θεωρία αποφάσεων. Και είναι πιο πρόσφατα ένας ενοποιημένος τρόπος σκέψης για το πώς αντιμετωπίζει ο εγκέφαλος την αβεβαιότητα. Και η θεμελιώδης ιδέα είναι ότι θέλεις να βγάλεις συμπεράσματα προτού λάβεις μέτρα.

Άρα ας σκεφτούμε το συμπέρασμα. Θέλετε να παράγετε πεποιθήσεις σχετικά με τον κόσμο. Τι είναι οι πεποιθήσεις; Θα μπορούσαν να είναι: πού βρίσκονται τα χέρια μου στον χώρο; Κοιτάω μία γάτα ή μια αλεπού; Αλλά θα αντιπροσωπεύσουμε τις πεποιθήσεις με πιθανότητες. Θα αντιπροσωπεύσουμε μία πεποίθηση με έναν αρθμό μεταξύ μηδέν και ένα -- μηδέν για όταν δεν το πιστεύω καθόλου, και ένα για όταν είμαι απόλυτα σίγουρος. Και οι αριθμοί ανάμεσα δίνουν τα "γκρίζα" επίπεδα της αβεβαιότητας. Η βασική ιδέα στο Μπεϋζιανό συμπέρασμα είναι ότι έχεις δύο πηγές πληροφορίας για να βγάλεις το συμπέρασμά σου. Έχεις δεδομένα, και τα δεδομένα στην νευρολογία είναι η αίσθηση. Έτσι έχω αίσθηση, από όπου μπορώ να φτιάξω πεποιθήσεις. Αλλά υπάρχει και μία άλλη πηγή πληροφορίας, και αυτή είναι η προγενέστερη γνώση. Συσωρεύετε γνώση από όλη σας τη ζωή σε αναμνήσεις. Και το θέμα με την Μπεϋζιανή θεωρία αποφάσεων είναι ότι σας δίνει τα μαθηματικά του βέλτιστου τρόπου συνδυασμού της προγενέστερης γνώσης σας με τα αποτελέσματα των αισθήσεών σας για την παραγωγή νέων πεποιθήσεων.

Και έχω βάλει τον τύπο εκεί πάνω. Δεν θα εξηγήσω τι είναι αυτός ο τύπος,αλλά είναι πολύ όμορφος. Και έχει αληθινή ομορφιά και αληθινή επεξηγηματική δύναμη. Και αυτό που λέει πραγματικά,και είναι αυτό που θέλετε να υπολογίσετε είναι την πιθανότητα διαφορετικών πεποιθήσεων δεδομένου του τι αισθανθείτε. Επιτρέψτε μου να σας δώσω ένα διαισθητικό παράδειγμα. Φανταστείτε ότι μαθαίνετε να παίζετε τέννις και θέλετε να αποφασίσετε πού θα σκάσει το μπαλάκι καθώς περνάει το δίχτυ και έρχεται προς τα εσάς. Έχουμε δύο πηγές πληροφοριών κατά τον κανόνα του Μπέυζ. Υπάρχουν αποτελέσματα αισθήσεων -- μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οπτικοακουστικές πληροφορίες, που μπορούν να σας πουν να επιτρέψετε το κόκκινο σημείο. Αλλά ξέρετε πως οι αισθήσεις σας δεν είναι τέλειες, και για αυτό υπάρχει αβεβαιότητα για το που θα προσγειωθεί που φαίνεται από το κόκκινο σύννεφο, και αντιπροσωπεύει τους αριθμούς μεταξύ 0.5 και ίσως 0.1

Αυτή η πληροφορία είναι διαθέσιμη σε αυτή την βολή, αλλά υπάρχει και κάποια άλλη πηγή πληροφορίας που δεν είναι διαθέσιμη εδώ, παρά μόνο μετά από αρκετή εμπειρία στο τέννις, και αυτή είναι ότι το μπαλάκι δεν σκάει με ίση πιθανότητα κατά τη διακεια του παιχνιδιού. Εάν παίζετε εναντίον ενός πολύ καλού αντιπάλου, μπορεί να μοιραστούν στην πράσινη περιοχή, που είναι η βασική κατανομή κάνοντας πολύ δύσκολη την απόκρουσή σας. Αυτές οι δύο πηγές μεταφέρουν σημαντικές πληροφορίες. Και σύμφωνα με τον κανόνα του Μπέυζ θα έπρεπε να πολλαπλασιάσω τους αριθμούς στο κόκκινο με τους αριθμούς στο πράσινο για να πάρω τους αριθμούς στο κίτρινο, που έχουν τις ελλείψεις, και αυτή είναι τελικά η πεποίθησή μου. Έτσι είναι ο καλύτερος τρόπος συνδυασμού πληροφορίας.

Δεν θα σας τα έλεγα όλα αυτά εάν πριν από μερικά χρόνια, δεν δείχναμε τι ακριβώς κάνουν οι άνθρωποι όταν μαθαίνουν νέες κινήσεις. Τί σημαίνει ότι είμαστε Μπεϋζιανές μηχανές συμπερασμάτων. Καθώς μεγαλώνουμε, μαθαίνουμε για την στατιστική στον κόσμο, αλλά μαθαίνουμε επίσης πόσο θορυβώδεις είναι οι δικές μας αισθητήριες "συσκευές", και μετά τα συνδυάζουμε με Μπεϋζιανό τρόπο.

Το σημείο κλειδί του Μπεϋζιανού τύπου είναι αυτό εδώ το μέρος. Και αυτό που λέει είναι ότι πρέπει να προβλέψω την πιθανότητα των διαφορετικών αισθητήριων ανατροφοδοτήσεων σύμφωνα με τα πιστεύω μου. Έτσι αυτό σημαίνει πραγματικά ότι πρέπει να προβλέπω το μέλλον. Και θέλω να σας πείσω ότι ο εγκέφαλος κάνει προβλέψεις των ανατροφοδοτήσεων που πρόκειται να δεχθεί. Και επιπλέον,αλλάζει ριζικά τις αντιλήψεις σας από αυτό που κάνετε. Και για να το κάνω αυτό, θα σας πω πώς ο εγκέφαλος χειρίζεται μία αίσθηση. Στέλνετε μια εντολή, παίρνετε πίσω αισθητήρια ανατροφοδότηση, και αυτή η μετατροπή διέπεται από την φυσική του σώματός σας και τις αισθητήριες συσκευές σας.

Αλλά μπορείτε να φανταστείτε κοιτάζοντας μέσα στον εγκέφαλο. Και εδώ είναι το εσωτερικό του εγκεφάλου. Μπορεί να έχετε ένα μικρό παράγοντα πρόβλεψης, ένα νευρωνικό προσομοιωτή, της φυσικής του σώματός σας και των αισθήσεων σας. Έτσι καθώς στέλνετε μία εντολή για κίνηση, κάνετε ένα αντίγραφό της και το περνάτε από τον νευρωνικό προσομοιωτή σας για να δείτε τις αισθητήριες συνέπειες της κίνησής σας. Έτσι ενώ κουνάω ένα μπουκάλι κέτσαπ, παίρνω κάποια πραγματική αισθητηριακή ανατροφοδότηση σαν τη συνάρτηση του χρόνου στην κάτω σειρά. Και εάν έχω καλό παράγοντα πρόβλεψης, προβλέπει ακριβώς το ίδιο.

Αλλά γιατί να το κάνω αυτό; Θα πάρω την ιδια ανατροφοδότηση ούτως ή άλλως. Υπάρχουν καλοί λόγοι. Φανταστείτε, ενώ κουνάω την κέτσαπ, κάποιος πολύ ευγενικά έρχεται και χτυπάει τον πάτο του μπουκαλιού. Τώρα έχω έξτρα αισθητήρια πληροφορία λόγω αυτής της παρέμβασης. Έτσι έχω δύο πηγές. εσάς που χτυπατε τον πάτο και εμένα που κουνάω το μπουκάλι. αλλά για τις αισθήσεις μου, αυτά συνδυάζονται σε μία πληροφορία.

Είναι λογικό να θέλετε να έχετε την ικανότητα να ξεχωρίζετε εξωτερικά από εσωτερικά συμβάντα. Διότι τα εξωτερικά συμβάντα είναι πιο σχετικά με τη συμπεριφορά από το να αισθάνομαι ό,τι συμβαίνει μέσα μου. Ένας τρόπος να το αναδομήσω είναι να συγκρίνω την πρόβλεψη -- που βασίζεται μόνο στις κινητήριες εντολές -- με την πραγματικότητα. Οποιαδήποτε απόκλιση θα προέρχεται από έξω. Έτσι καθώς περιφέρομαι, κάνω προβλέψεις για το τι θα πάρω και μετά τις αφαιρώ. Ό,τι μένει είναι για μένα εξωτερικό.

Τι απόδειξη έχω για αυτό; Υπάρχει ένα ξεκάθαρο παράδειγμα όπου κάτι που νιώθω εγώ είναι πολύ διαφορετικό όταν το νιώθει κάποιος άλλος. Έτσι αποφασίσαμε πως το πιο πρφανές για να ξεκινήσουμε ήταν το γαργαλητό. Είναι γνωστό από παλιά πως δεν μπορείς να γαργαλήσεις τον εαυτό σου όπως σε γαργαλούν οι άλλοι. Άλλα αν και δεν έχει αποδειχθεί πραγματικά,είναι επειδή έχετε έναν νευρικό προσομοιωτή, που προσομοιώνει το ίδιο σας το σώμα και αφαιρεί αυτή την αίσθηση. Έτσι μπορούμε να φέρουμε τα πειράματα στον 21ου αιώνα εφαρμόζοντας ρομποτική τεχνολογία σε αυτό το πρόβλημα. Και στην πραγματικότητα, αυτό που έχουμε είναι ένα είδος ραβδιού στο ένα χέρι που συνδέεται με ένα ρομπότ, και θα το κουνήσουν μπρος πίσω. Στη συνέχεια θα το καταγράψουμε σε έναν υπολογιστή και θα το χρησιμοποιήσουμε σε ένα άλλο ρομπότ, που θα γαργαλήσει την παλάμη τους με ένα άλλο ραβδί. Μέτα θα τους ρωτήσουμε να βαθμολογήσουν διάφορα πράγματα συμπεραλαμβανομένου και του γαργαλητού.

Θα σας δείξω ένα μέρος της μελέτης μας. Εδώ έχω απομακρύνει τα ρομπότ, αλλά οι άνθρωποι κουνούν το δεξί τους χέρι ημιτονοειδώς μπρος πίσω. Επαναλαμβάνουμε στο άλλο χέρι με λίγη καθυστέρηση. Είτε χωρίς καθυστέρηση, οπότε απλά γαργαλιέται η παλάμη σας, ή με καθυστέρηση ενός,δύο και τριών δεκάτων του δευτερολέπτου. Έτσι το σημαντικό εδώ είναι ότι το δεξί χέρι κάνει πάντα τα ίδια -- ημιτονοειδή κίνηση. Το αριστερό πάντα τα ίδια και γαργαλιέται ημιτονοειδώς. Αυτό που μεταβάλλουμε είναι η συχνότητα του αιτίου. Καθώς πάμε από το μηδέν στο ένα δέκατο του δευτερολέπτου, το γαργαλητό γίνεται εντονότερο. Από το ένα στα δύο δέκατα του δευτερολέπτου, γίνεται πάλι πιο έντονο. Στα 2 δέκατα του δευτερολέπτου, γίνεται το ίδιο έντονο με όταν σας γαργάλησε το ρομπότ χωρίς να κάνετε τίποτα. Έτσι σε ό,τι και αν οφείλεται αυτή η ακύρωση είναι αυστηρά συνδεδεμένο με την συχνότητα του αιτίου. Βασιζόμενοι σε αυτή την παρουσίαση, πειστήκαμε ότι ο εγκέφαλος κάνει ακριβείς προβλέψεις και τις σβήνει από τις αισθήσεις.

Πρέπει να παραδεχτώ, αυτή είναι η χειρότερη μελέτη που έχει κάνει ποτέ το εργαστήριό μου. Επειδή η αίσθηση του γαργαλητού φεύγει και επανέρχεται, χρειάζονται πάρα πολλά υποκείμενα με αστεράκια που τους κάνουν σημαντικούς. Έτσι ψάχνουμε έναν πιο αντικειμενικό τρόπο να αξιολογήσουμε αυτό το φαινόμενο. Στα χρόνια που μεσολάβησαν απέκτησα δύο κόρες. Αυτό που παρατηρεί κανείς στα παιδιά στο πίσω κάθισμα σε ένα μεγάλο ταξίδι, είναι οτι τσακώνονται -- το ένα ξεκινάει να ενοχλεί το άλλο,το άλλο αντιδράει. Κλιμακώνεται γρήγορα. Και τα παιδιά συνηθίζουν να μπλέκουν σε καυγάδες όπου η δύναμη κλιμακώνεται. Όταν φώναζα στα παιδιά μου να σταματήσουν, μου έλεγαν μερικές φορές ότι ο άλλος χτύπησε πιο δυνατά.

Τυχαίνει να ξέρω ότι τα παιδιά μου δεν λένε ψέματα, και έτσι σκέφτηκα,σαν νευρολόγος, θα ήταν σημαντικό να εξηγήσω πώς λένε μη συνεπείς αλήθειες. Υποθέτουμε σύμφωνα με την μελέτη για το γαργαλητό ότι όταν το ένα παιδί χτυπά το άλλο παράγει την κινητήρια εντολή. Προβλέπει τις αισθητήριες συνέπειες και μετά την αφαιρεί. Έτσι πιστεύουν ότι χτύπησαν τον άλλον λιγότερο δυνατά -- κάπως σαν το γαργαλητό. Όπου ο αποδέκτης δεν κάνει την πρόβλεψη, και αισθάνεται όλο το πλήγμα. Έτσι αν ανταποδόσουν με την ίδια δύναμη ο πρώτος θα πιστέψει πως υπάρχει κλιμάκωση.

Έτσι αποφασίσαμε να το δοκιμάσουμε στο εργαστήριο. (Γέλια) Δεν δουλεύουμε με παιδιά ούτε με χτυπήματα, αλλα η ιδέα είναι η ίδια. Παίρνουμε δύο ενήλικες.Τους λέμε ότι θα παίξουν ένα παιχνίδι. Και εδώ ο ένας παίκτης κάθεται απέναντι στον άλλον. Το παιχνίδι είναι πολύ απλό. Ξεκινήσαμε με μία μηχανή με έναν μικρό μοχλό, εναν μικρό μεταδότη κίνησης. Χρησιμοποιούμε αυτή την μηχανή για να ασκήσουμε δύναμη στα δάχτυλα του πρώτου παίκτη για τρία δευτερόλεπτα. Λέμε στον παίκτη να θυμηθεί πώς ένιωσε την δύναμη και με το άλλο δάχτυλο να ασκήσει την ίδια δύναμη στο δάχτυλο του άλλου παίκτη μέσω ενός μεταδότη δύναμης -- και το κάνουν. Λέμε στον δεύτερο παίχτη να θυμηθεί την δύναμη. Και με το άλλο χέρι να την εφαρμόσει πίσω. Και έτσι ο καθένας εφαρμόζει τη δύναμη που μόλις δέχτηκε.

Αλλά οι κανόνες τους έχουν δωθεί σε διαφορετικά δωμάτια. Έτσι ο ένας δεν ξέρει με ποιούς κανόνες παίζει ο άλλος. Μετρήσαμε τη δύναμη ως συνάρτηση των εκτελέσεων. Αν δούμε με τι αρχίζουμε, ένα τέταρτο του Νιούτον με τον αριθμό των εκτελέσεων, το τέλειο θα ήταν η κόκκινη γραμμή. Αυτό που βλέπουμε σε όλα τα ζεύγη συμμετεχόντων είναι αυτό -- μία κλιμάκωση της δύναμης κατά 70% σε κάθε εκτέλεση. Έτσι το συμπέρασμα είναι -- βάσει και άλλων μελετών μας -- ότι ο εγκέφαλος ακυρώνει τις συνέπειες όσων αισθανόμαστε και υποτιμά τη δύναμη που παράγει. Άρα μας ξαναδείχνει ότι ο εγκέφαλος κάνει προβλέψεις και αλλάζει ριζικά τους ηθικούς κανόνες. Οπότε είδαμε τα συμπεράσματα,είδαμε τις προβλέψεις, τώρα πρέπει να δούμε την ανάπτυξη ενεργειών. Αυτό που θεωρώ ότι λέει ο κανόνας του Μπέυζ είναι πως κάθε ενέργεια θα πρέπει να είναι η καλύτερη κατά κάποιο τρόπο.

Άλλα έχουμε ένα πρόβλημα. Οι εργασίες είναι συμβολικές -- θέλω να πιω, θέλω να χορέψω -- αλλά το σύστημά μου πρέπει να κινήσει 600 μύες με συγκεκριμένη σειρά. Υπάρχει ένα μεγάλο κενό ανάμεσα στην εργασία και το σύστημά μου. Θα μπορούσε να γεφυρωθεί με άπειρους τρόπους. Σκεφτείτε μία απλή κίνηση από ένα σημείο σε ένα άλλο. Θα μπορούσα να διαλέξω αυτούς τους δύο δρόμους από ένα σύνολο άπειρων δρόμων. Αφού διαλέξω έναν δρόμο, μπορώ να κρατήσω το χέρι μου εκεί ενώ κάνω άπειρους συνδυασμούς με τις αρθρώσεις μου. Επίσης μπορώ να κρατήσω το χέρι με έναν συγκεκριμένο συνδυασμό και να το σφίξω ή να το χαλαρώσω. Έτσι έχουμε έναν τεράστιο αριθμό επιλογών. Αποδεικνύεται όμως ότι μας αρέσουν τα στερεότυπα. Όλοι κινούμαστε σχεδόν με τον ίδιο τρόπο.

Μάλιστα είμαστε τόσο στερεοτυπικοί, που οι εγκέφαλοί μας έχουν νευρικό κύκλωμα για να αποκοδικωποιούν αυτον τον στερεοτυπισμό. Αν πάρω μερικές τελείες και τις βάλω να κινούνται με ανθρώπινες κινήσεις, το κύκλωμα του εγκεφάλου σας θα καταλάβει αμέσως τι συμβαίνει. Αυτό είναι ένα μάτσο τελείες που κουνιούνται. Θα ξέρετε τι κάνει αυτός εδώ, εάν είναι χαρούμενος,λυπημένος,ηλικιωμένος,νέος -- πάρα πολλές πληροφορίες. Έαν οι τελείες ήταν αυτοκίνητα σε πίστα, δεν θα είχατε ιδέα περί τίνος πρόκειται.

Γιατί λοιπόν κινούμαστε όπως κινούμαστε; Ας σκεφτούμε τι συμβαίνει πραγματικά. Ίσως δεν κινούμαστε όλοι το ίδιο. Ίσως υπάρχουν διαφορές μέσα στον πληθυσμό. Και ίσως εκείνοι που κινούνται καλύτερα από τους άλλους να έχουν περισσότερες πιθανότητες να κάνουν παιδιά. Έτσι εξελιγκτικώς, οι κινήσεις μας γίνονται καλύτερες. Και ίσως στη ζωή, οι κινήσεις βελτιώνονται μέσω της μάθησης.

Τι κάνει όμως μία κίνηση καλή ή κακή; Φανταστείτε ότι θέλω να πιάσω αυτή την μπάλα. Εδώ έχω δύο πιθανούς τρόπους. Εάν διαλέξω τον αριστερό τρόπο, Μπορώ να υπολογίσω τις δυνάμεις που χρειάζονται σε ένα από τους μύες μου συναρτήσει του χρόνου. Αλλά υπάρχει θόρυβος. Έτσι τελικά με αυτή την ωραία,απαλή δύναμη, παίρνω έναν τρόπο με πολύ θόρυβο. Αν διαλέξω το ίδιο πολλές φορές, θα πάρω διαφορετικούς θορυβώδεις τρόπους, επειδή ο θόρυβος αλλάζει κάθε φορά. Αυτό που μπορώ να σας δείξω εδώ είναι πώς θα εξελειχθεί η μεταβλητότητα της κίνησης αν διαλέξω αυτόν τον τρόπο. Εάν διαλέξω άλλο τρόπο -- τον δεξί για παράδειγμα -- θα έχω διαφορετική εντολή, διαφορετικό θόρυβο, να παίζουν μέσα σε ένα μη γραμμικό σύστημα, πολύ πολύπλοκα. Για το μόνο που είμαστε σίγουροι είναι ότι η μεταβλητότητα θα είναι διαφορετική. Έαν κινηθώ έτσι, καταλήγω με μικρότερη μεταβλητότητα. Εάν λοιπόν έπρεπε να διαλέξω, θα διάλεγα τον δεξί επειδή έχει μικρότερη μεταβλητότητα.

Η ριζική ιδέα είναι ότι θέλετε να σχεδιάσετε τις κινήσεις σας ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι επιπτώσεις του θορύβου. Μία διαίσθηση που καταλήγουμε είναι ότι το μέγεθος του θορύβου ή η μεταβλητότητα που έδειξα μεγαλώνει καθώς αυξάνεται η δύναμη. Έτσι θέλετε να αποφύγετε μεγάλες δυνάμεις ώς αρχή. Δείξαμε ότι με αυτό εδώ, μπορούμε να εξηγήσουμε έναν τεράστιο αριθμό δεδομένων -- ότι ακριβώς οι άνθρωποι στη ζωή τους σχεδιάζουν κινήσεις με σκοπό την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων του θορύβου.

Έστι ελπίζω να σας έπεισα ότι ο εγκέφαλος υπάρχει και εξελίχθηκε για να ελέγχει τις κινήσεις. Είναι μία πνευματική πρόκληση να καταλάβουμε πώς γίνεται. Αλλά είναι το ίδιο σχετικό με τις αρρώστιες και την αποκατάσταση. Υπάρχουν πολλές αρρώστιες που επηρεάζουν την κίνηση. Και ελπίζουμε πως αν καταλάβουμε το πως ελέγχεται η κίνηση, θα μπορούμε να το εφαρμόσουμε στην ρομποτική. Και τελικώς,θέλω να σας υπενθυμίσω ότι όταν βλέπετε ζώα να κάνουν κάτι που φαίνεται απλό, η πραγματική πολυπλοκότητα του τι συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλό τους είναι αρκετά δραματική.

Σας ευχαριστώ πολύ.

(Χειροκρότημα)

Κρις Άντερσον: Σου έχω μία γρήγορη ερώτηση, Νταν Είσαι λοιπόν ένας σωβινιστής της κίνησης. Αυτό σημαίνει ότι τα υπόλοιπα που πιστεύουμε ότι κάνει ο εγκέφαλός μας -- τα όνειρα,το χασμουρητό,τον έρωτα, όλα αυτα -- είναι κάτι παράπλευρο, ένα ατύχημα;

Όχι,όχι πιστεύω ότι όλα είναι σημαντικά στο να οδηγήσουν στις σωστες κινήσεις και τελικώς σε κάτι παραγωγικό. Έτσι πιστεύω πως οι άνθρωποι μελετούν τις αισθήσεις ή την μνήμη χωρίς να συνειδητοποιούν για ποιο λόγο έχουμε μνήμες από τα παιδικά μας χρόνια. Το γεγονός ότι ξεχνάμε το μεγαλύτερο μέρος της παιδικής μας ηλικίας, για παράδειγμα, είναι μάλλον καλό, επειδή δεν επηρεάζει τις κινήσεις μας αργότερα στη ζωή. Χρειάζεται να αποθηκεύουμε μόνο εκείνα που θα επηρεάσουν τον τρόπο που κινούμαστε.

Άρα πιστεύετε ότι όσοι ασχολούνται με τον εγκέφαλο, και τη συνείδηση γενικότερα, μπορούν να γίνουν πιο διορατικοί αν αναρωτηθούν τον ρόλο της κίνησης;

Οι άνθρωποι έχουν ανακαλύψει για παράδειγμα ότι το να μελετούν την όραση χωρίς να έχουν καταλάβει γιατί την έχουμε είναι λάθος. Πρέπει να μελετήσεις την όραση με την αντίληψη του πώς το σύστημα κίνησης θα την χρησιμοποιήσει. Και την χρησιμοποιεί πολύ διαφορετικά εάν το δεις από αυτή τη σκοπιά.

Λοιπόν ήταν συναρπαστικό.Σας ευχαριστούμε πάρα πολύ.

(Χειροκροτήματα)