چارلز لیم: مغز شما در حال پیشرفت

من جراح هستم و پژوهش من در مورد پدیده نوآوری و ابتکار است و هرگز بیماری نداشتم که به من بگوید که "من واقعا از شما میخواهم که در موقع عمل من مبتکر باشید" بنا براین به نظر من این جا یک تیغ دو لبه دارم. ولی بعد از عملهای جراحی زیادی که انجام داده ام باید بگویم که تا حدی شباهت زیادی با نواختن ساز و موسیقی دارد. و برای من، علاقه عمیق و همیشگی که با صوت دارم عاملی بود که مرا به سوی شغل جراحی و همچنین مطالعه علمی صوت و به خصوص موسیقی برد. بنا بر این در چند دقیقه آینده سعی میکنم در مورد زندگی حرفه ای ام صحبت کنم و در این زمینه که چگونه به مطالعه موسیقی مشغولم و چگونه سعی میکنم به طور جدی با این سوال ها دست و پنجه نرم کنم که مغز چگونه میتواند نوآور باشد؟ من بیشتر این پژوهش را در دانشگاه جانز هاپکینز انجام داده ام و همچنین در انستیتو ملی بهداشت (ان.آی.اچ.-NIH) که قبلا در آنجا کار میکردم. من بعضی از این آزمایشها را با شما دوره میکنم و سعی میکنم سه آزمایش موسیقی را مرور کنم.

خوب، من صحبتهایم را با یک ویدئو شروع میکنم این ویدئو از کیت جارت است، که یکی از بداهه نوازان مشهور جاز میباشد و شاید معروفترین نمونه عالی از کسی است که بداهه نوازی را به سطح بالاتری می برد. و یک کنسرت کامل را بداهه نوازی میکند بدون هیچ گونه تمرین قبلی و بعدا هرگز همان قطعه را به همان شکل نخواهد نواخت. بنا بر این، به عنوان یک کار بسیار خلاقانه، به من نظر من این یک مثال استثنائی است. اجازه بدهید با هم ویدئو را ببینیم.

♫ موسیقی ♪♫

واقعا این یک پدیده استثنائی و زیبائی است که اینجا رخ میدهد. من همیشه - به عنوان یک شنونده، به عنوان یک هوادار - به این قطعه گوش میکنم و فقط در حیرتم که که این چگونه اتفاق میافتد. چگونه مغز این اندازه اطلاعات را، این میزان موسیقی را به خودی خود به وجود می آورد؟ این پرسش را من به دیده علمی نگاه می کنم، که نوآوری هنری جادوئی هست، ولی جادو نیست. به این معنی که این محصول کار مغز است. تعداد زیادی آدم نیستند که پس از مرگ مغزی توانائی نوآوری هنری دارند. پس با در نظر گرفتن این مفهوم که نوآوری هنری در واقع یک پدیده عصبی است، من این فرض را کردم که میشود آن را مطالعه کرد همونطوری که دیگر پدیده های پیچیده عصبی را مطالعه میکنیم و فکر میکنم که میشود چند زیر-پرسش را هم مطرح کرد. که آیا واقعا میشود نوآوری را به طور علمی مطالعه کرد؟ و به نظر من این پرسش خوبی است. و میتوانم بگویم که بیشتر پژوهشهایی که روی موسیقی شده خیلی فشرده هستند. و موقعی که آنها را مرور میکنی، پیدا کردن موسیقی در آنها خیلی سخت است. و در واقع کاملا غیر موسیقیائی هستند و به اساس موسیقی بی توجه هستند.

و این سئوال دوم را پدید می آورد: که چرا دانشمندان باید مساله نوآوری را مورد پژوهش قرار دهند؟ شاید اساسا ما آدمهای مناسب این کار نیستیم. شاید اینگونه باشد، ولی من باید از دیدگاه علمی بگویم - که ما امروز خیلی در مورد نوآوری صحبت کردیم -- در مورد دانش نوآوری، میزان دانشی که ما درباره چگونگی نوآوری مغز داریم هنوز در سطح ابتدائی است. واقعا ما خیلی کم در مورد این میدانیم که چگونه میتوانیم نوآور باشیم. به نظر من ما شاهد این خواهیم بود که در طول 10، 20، یا 30 سال آینده دانش حقیقی نوآوری که الان در حال شکوفه دادن است، به ثمر خواهد نشست. زیرا ما الان روشهائی را داریم که به ما توانائی این را میدهد که فرایندی مانند این را بگیریم -- -- بداهه نوازی پیچیده جاز را -- و آن را به طور جدی مطالعه کنیم. بنابراین همه اینها به مغز ختم میشود. و همه ما این مغز اعجاب انگیز را داریم که لااقل میتوانیم بگوئیم که دانش ما در مورد آن خیلی کم است. به عقیده من دانشمندان مغز و اعصاب تعداد پرسشهایشان از پاسخهایشان بیشتر است. و من به شخصه، امروز به شما پاسخهای زیادی نخواهم داد ولی پرسشهای زیادی را خواهم پرسید.

و اساسا این کاری است که من در آزمایشگاهم میکنم میپرسم این چه کاریست که مغز انجام میدهد که به ما توانائی چنین کاری را میدهد؟ روش اصلی که من به کار میبرم این است. اسمش ام.آر.آی کارکردی است. اگر تا حالا داخل ام.آر.آی بوده اید این همان دستگاه است. ولی این یکی به طور خاصی تجهیز شده که نه تنها از مغز، بلکه از نواحی فعال مغز نیز عکس بگیرد. حالا کاری که این دستگاه میکند این طور است که روشی وجود دارد به اسم عکس برداری BOLD که BOLD مخفف عکس برداری از میزان اکسیژن خون است. وقتی شما درون یک دستگاه ام.آر.آی کارکردی قرار میگیرید اساسا در داخل یک آهن ربای بزرگ هستید که مولکولهای قسمتهایی از بدن شما را همسو میکند وقتی ناحیه ای از مغز فعال میشود خون بیشتری به آن ناحیه سرازیر میشود. این افزایش جریان خون موجب افزایش میزان خون محلی در آن ناحیه میشود و در نتیجه غلظت داکسی هموگلوبین عوض میشود. ام.آر.آی میتواند داکسی هموگلبین را تشخیص دهد در حالی که اکسی هموگلوبین را نمیتواند. بنا بر این براساس این روش نتیجه گیری -- و با توجه به این که ما داریم میزان جریان خون را اندازه میگیریم، نه فعالیت عصبی را -- ما میگوئیم که ناحیه ای که خون بیشتری میگیرد در موقع عمل خاصی فعال بوده و این عموما نحوه کار ام.آر.آی. کارکردی است. که از دهه 1990، برای مطالعه فرایندهای پیچیده مغزی مورد استفاده بوده.

حالا پژوهشی را که من انجام دادم توضیح میدهم که "جاز در داخل ام.آر.آی کارکردی" است. و این کار را من با یکی از همکارانم به نام آلن بران در انستیتو ملی بهداشت (ان.آی.اچ) انجام دادیم. و این ویدئو کوتاهی است از این کار.

(ویدئو) چارلز لیم: این یک صفحه کلید پیانو پلاستیکی میدی (MIDI) است که ما برای آزمایشهای جاز به کار میبریم. یک صفحه کلید 35 کلیدی است که جوری طراحی شده که هم داخل دستگاه جا بشود و هم از لحاظ مغناطیسی امن باشد، حداقل تداخلی را که موجب ایجاد آثار غیرواقعی در تصویر می شود، داشته باشد. و این بالش کوچک را دارد که در حالی که نوازنده ها داخل دستگاه به پشت دراز میکشند و مینوازند، میتواند روی پاهای آنها قرار بگیرد. این خودش به تنهائی صدائی تولید نمیکند یک سیگنال میدی (MIDI) میفرستد -- که MIDI مخفف رابط دیجیتالی سازهای موسیقی است -- که این سیگنالها به کامپیوتر فرستاده میشوند که صدای پیانو را با کیفیت بالا تولید میکنند. این جوری:

♫ (موسیقی) ♪♫

♫ (موسیقی) ♪♫

بسیار خوب، پس کار میکند. حالا از طریق این صفحه کلید پیانو ما تمام ابزاری را که برای مطالعه یک فرایند موسیقی لازم است داریم. خوب حالا با این صفحه کلید پیانوی با حال چه کار میکنید؟ نمیتوانید بگوئید که "خوب، این خیلی عالی است که ما این صفحه کلید را داریم." در واقع ما باید یک آزمایش علمی طراحی کنیم. و آزمایش ما بر این اساس است که در درون مغز چه اتفاقی می افتد وقتی که چیزی را از طریق حفظ کردن یاد میگیریم در مقایسه با وقتی که چیز جدیدی را خلق میکنیم یا بدعت میگذاریم وقتی که این دو عمل از لحاظ فیزیکی معادل هم هستند و از لحاظ سطوح پایه حسی-حرکتی یکسان؟

خوب من اینجا نت هائی دارم که اسم اینها را میگذارم الگوی اولیه. یک الگوی میزان هست که فقط یک میزان را از بالا به پائین حفظ میکنی و مینوازی. و بعد بداهه نوازی از روی یک میزان هست -- با نت های یک چهارم، با استفاده از مترونوم و با استفاده از دست راست -- که از لحاظ علمی بسیار پایدار و امن است ولی از لحاظ موسیقیائی خیلی بی روح و کسل کننده است. و در آخر هم این الگوی جاز میباشد. حالا، کاری که ما کردیم این بود که نوازندگان حرفه ای جاز را به انستیتو ملی بهداشت (ان.آی.اچ) دعوت کردیم، و از آنها خواستیم که آن قطعه پائین سمت چپ را حفظ کنند -- که همان قطعه ای است که شنیدید من نواختم -- و بعد از آنها خواستیم که بر مبنای همان آکوردها بداهه نوازی کنند. و اگر آن دکمه پائین راست را بزنید نمونه ای از موسیقی است که ما از داخل دستگاه ضبط کردیم.

♪ (موسیقی)♫♪

آخرش، اگر چه این یک محیط کاملا طبیعی نیست، ولی توانستند داخلش موسیقی واقعی بنوازند. و من اون قطعه تک نوازی را 200 بار گوش کرده ام، و هنوز هم دوستش دارم. و نوازنده ها هم، آخرش، احساس راحتی داشتند. خوب، حالا ما اولش آمدیم و تعداد نت ها را شمردیم. با این پرسش که آیا هنگام بداهه نوازی اینها تعداد نت زیادتری را مینوازند؟ و بعد دیدیم که نه، اینطور نیست. بعدش آمدیم و به فعالیت مغزی نگاه کردیم. و من سعی میکنم این نتایج را برای شما خلاصه کنم اینها عکسهای تطبیقی است، که تفاوت بداهه نوازی و نواختن از روی حافظه را نشان میدهد رنگ قرمز نواحی فعال کرتکس پیشین را نشان میدهد که در لوب پیشانی قرار دارد. و این نواحی آبی رنگ نواحی هستند که غیر فعال شده بودند. و بعد این منطقه مرکزی است که اسمش ناحیه کرتکس پیشین میانی است که میزان فعالیتش به شدت بالا رفته. و این ناحیه وسیع را داریم به نام ناحیه کرتکس پیشین جانبی که میزان فعالیتش به شدت پائین رفته.

باید در نظر داشت که هر یک از این نواحی وظایف زیادی را در مغز به عهده دارند. اون جور که من دوست دارم بگویم، اینها نواحی جاز مغز نیستند. این نواحی هر یک کارهای متنوعی میکنند که در رابطه با خوداندیشی، درون نگری، حافظه عملی و غیره است. واقعا کل هوشیاری در لوب پیشانی مغز نهفته است. ولی خوب ما این ترکیب را میبینیم که ناحیه ای که مسئول تصحیح خود است، خاموش میشود و این ناحیه ای که تصور میشود مربوط به خویشتن پنداری یا و یا خودبیانگری است، روشن میشود. و از این نتایج مقدماتی به نظر ما میآید -- یک مطالعه است و به احتمال زیاد اشتباه است -- ولی از اون طرف هم بالاخره یک مطالعه است. ما فکر میکنیم که یک نظریه منطقی این است که برای نوآور بودن، این عدم ارتباط عجیب باید در لوب پیشانی مغز پدید بیاید. به نحوی که یک ناحیه فعال میشود، و ناحیه وسیعی خاموش میشود، به نحوی که شما خودتان را منع نمیکنید و حاضر میشوید اشتباه بکنید و به صورتی که دائم در حال خاموش کردن تمام این تمایلات اکتشافگر خودتان نیستید. حالا خیلی ها میدانند که موسیقی همیشه یک کار فردی نیست و گاهی اوقات حالت مکالمه پیدا میکند.

پس پرسش بعدی این است: چه چیزی در حال رخ دادن است وقتی نوازنده ها به هم جواب میدهند، چیزی که اصطلاحا به آن معامله چهارگانه میگویند و کاری است که در یک آزمایش جاز خیلی به وفور انجام میشود. این یک قطعه بلوز با 12 میزان است و من این را به 4-میزانیهای جدا تقسیم کرده ام، طوری که شما میدانید که چگونه به نوازنده ی دیگر جواب بدهید. کاری که ما کردیم این بود که یک موسیقی دان را به داخل دستگاه ام آر آی بردیم -- همان طور که قبلا دیدید. و به او گفته بودیم که این قطعه را حفظ کند و موسیقی دان دیگری را در اتاق کنترل گذاشتیم به نحوی که این دو به صورت زنده با هم پرسش و پاسخ داشتند.

این موسیقی دان ماست، مایک پوپ یکی از بهترین نوازنده های بیس در دنیا و نوازنده فوق العاده پیانو. حالا قطعه ای که ما الان دیدیم، را مینوازد. ولی بهتر از آن چیزی که من نوشته بودم.

چارلز: مایک، بفرما داخل (مرد: خدا قوت) پرستار: چیزی داخل جیب هایت نیست، درسته مایک؟ مایک پوپ: نه. چیزی توی جیب هایم نیست. (پرستار: خیلی خوب)

چارلز: واقعا روحیه ستایش آمیزی دارد که به این کار رضایت داده. (خنده حضار) این کار هم لذت خودش را دارد. و خوب اینجا ما داریم ساز پرسش و پاسخ میزنیم او داخل دستگاه است. پاهایش را میتوانید از اینجا ببینید و منهم اینجا داخل اتاق فرمان هستم و دارم به اون پاسخ میدهم.

♪♫ موسیقی ♫♪

مایک پوپ: این واقعا حس را القا میکند و اینکه چه جوری است. و خوب است که خیلی سریع نیست. و اینکه این کار را بارها و بارها تکرار میکنیم به آدم اجازه میدهد که به محیط اطرافش عادت بکند. برای من سختترین قسمتش همان مساله تشخیص مکان و جهت، از روی نگاه کردن به دستهایم از داخل دو تا آینه بود، در حالی که به پشت خوابیده بودم و نمیتوانستم هیچ چیزی را تکان بدهم به جز دستهایم. این سخت بود. ولی بازهم، قطعا لحظاتی بودند و آن هائی هم آمدند که واقعا خدا وکیلی تبادل موسیقیائی بود.

چارلز: در حال حاضر من به همان چند لحظه هم راضی ام. و چیزی که شما اینجا میبینید -- که من با نشان دادن آن دارم یک گناه کبیره علمی میکنم، که به شما داده های اولیه را نشان میدهم. این داده ها از یک نمونه مطالعاتی است. در واقع این داده ها مربوط به مایک پوپ است. خوب من چه چیزی را اینجا نمایش میدهم؟ وقتی که با من ضرب میگرفت، در حالت بداهه نوازی در مقایسه با وقتی که از حفظ می نواخت ناحیه مربوط به زبان او روشن میشود؛ ناحیه بروکا، که همان ناحیه تحتانی چین پیشانی میباشد در سمت چپ. که برای او همین ناحیه در راست هم روشن شد که باور عمومی در این است که این ناحیه مربوط به ارتباطات عاطفی است. پس این تصور که موسیقی یک زبان است، و به نظر میآید که یک پایه ای در دانش عصب شناسی دارد. و ما میتوانیم این پدیده را وقتی که دو موسیقی دان با هم یک مکالمه موسیقیائی دارند ببینیم. ما این کار را با هشت نمونه مطالعاتی انجام داده ایم و الان در حال ادغام داده ها هستیم. و امید داریم که در آینده نزدیک نتایج قابل ارئه داشته باشیم.

خوب حالا که بحث بداهه و زبان پیش آمد، بعدش چی؟ رپ، خوب معلوم است که رپ -- به سبک آزاد این سبک آزاد همیشه من را شگفت زده کرده. بیایید با هم این ویدئو را ببینیم.

(ویدئو) گروه Mos Def: ♫ پوستم قهوه ایه، ایستاده قدم پنج فوت و ده اینچه ♫ ♫ ضرب میگیرم، وقتی کنار تو ایستادم ♫ ♫ با همگونی کامل، قرینه را ببین ♫ ♫ بیا سعی کن من رو مجروح کنی، ترکیب شیمیائیم رو به هم بزنی ♫ ♫ من M.C. شماره 10 نیستم، خوب بگو ببینم کارم چطوره ♫ این را مثل Kennedy طرحش را ریختم، دیروقت مثل شیفت 10 تا 3 شب ♫ ♫ وقتی میگم، وقتی هستم، دخترا میگن کوتاهش کن قافیه را♫

چ.ل.: بین رپ سبک آزاد و جاز خیلی تشابه هست. بین این دو سبک موسیقی هماهنگی های زیادی وجود دارد البته به نظر من، در دوره های زمانی مختلف از خیلی جهات رپ همان کاربرد اجتماعی را دارد که زمانی جاز داشته. چگونه میشود رپ را به طور علمی مطالعه کرد؟ همکارهای من فکر میکنند من خل هستم ولی من فکر میکنم میشود این کار را انجام داد میشه این کار را کرد: یک هنرمند سبک آزاد را پیدا میکنید و به او میگوئید که رپی را که شما برایش نوشته اید حفظ کند چیزی که قبلا نشنیده باشد و بعد به او میگوئید که به سبک آزاد بخواند. من به همکاران آزمایشگاهم گفتم که من در TED رپ خواهم خواند و آنها به من گفتند که: نه، تو این کار را نمیکنی ولی بعدش با خودم فکر کردم --

(تشویق حضار)

ولی نکته اش اینجاست که با این پرده بزرگ شما میتوانید با رپ من همراهی کنید. باشه؟ پس کاری که آنها انجام دادن این بود که این قطعه پائین سمت چپ را حفط کردند. این شرایط پایه بود. این چیزی بود که آنها حفط کردند

کامپیوتر: ♫ حافظه، بوم ♫ چ.ل: ♫ بوم تکرار یک ضرب آشناست♫ ♫ضرب و آهنگ من را کامل میکنه♫ ♫ رویشم والاست وقتی که پشت میکروفنم ♫ ♫آهنگی می خونم که شما را مثل صاعقه میزنه ♫ ♫ دنبال حقیقت میگردم توی این جست و جوی ابدی ♫ ♫ عشق من مد روز نیست، میبینی که چه طور لباس پوشیده ام ♫ ♫ کلمات جنون آمیز تو ذهنم ظاهر میشند♫ ♫ و شعرهائی را نجوا میکنند که فقط من می تونم بشنوم ♫ ♫ هنر یافتن آن چیزی که معلق است ♫ ♫ داخل ذهن آنهائی که مرز ندارند ♫ ♫ تمام این کلمات که مثل بارون میبارند ♫ ♫ حالا یه دانشمند دیوونه لازم دارم که مغزم را معاینه کنه ♫

(تشویق حضار)

به شما میتوانم قول بدهم که این اتفاق دیگر تکرار نشود.

(خنده حضار)

حالا چیزی که راجع به این سبک آزاد-کارها جالب است این است که، به آنها کلماتی به عنوان سرنخ میگوییم. نمیدانند چه کلمه ای قرار است بیاید، ولی ناگهان یک کلمه را میشنوند سمت راست را با هم میبینیم آنها این کلمات را که با مربع مشخص شده را میگیرند: not , like و head ولی نمیداند کدام کلمه قرار است بیآید

رپر: ♫ من یه جور♫ ♫موجود ماورای زمینم، یه صحنه بهشتی ♫ ♫ روزگاری، زیر اهرام مینشستم و دعا میکردم ♫ ♫ با دوتا میکروفون که دور سرم میچرخیدند ♫ ♫ ببینم میتونم هنوز گوش کنم، و صداها را تکرار کنم ♫ ♫ میبینم که داری میخندی ♫ ♫ من به بچه های ته کلاس ♫ ♫ درس عالم غیب میدم ♫ ♫ ولی واقعا نه، چون باید مطلب را ساده نگه دارم ♫ ♫ با ساز ♫ ♫ کشنده، در حال بازی کامپیوتری سوپر ماریو♫ ♫ جعبه ها، صدای هیپ هاپ ♫

چ.ل.: این چیز خارق العاده ای است که اتفاق میافتد. و انجام این کار از دیدگاه دانش عصب شناسی واقعا جالب است. اینکه شما موسیقی اش را دوست دارید یا نه ربطی به موضوع ندارد. از دیدگاه نوآوری، این پدیده خارق العاده ای است. این ویدئو کوتاهی است از این که ما این کار را چه گونه در درون دستگاه ام.آر.آی. انجام میدهیم. (خنده حضار)

(ویدئو) چ.ل.: ما اینجا با امانوئل هستیم.

چ.ل.: در ضمن ما این را در داخل دستگاه فیلم برداری کردیم.

(ویدئو) چ.ل.: اون امانوئل است که در داخل دستگاه است. او برای ما یک شعر را حفظ کرده.

امانوئل: ♫ سوار ضربی بدون تکرار ♫ ♫ ضرب و آهنگ من را کامل میکنه ♫ ♫ رویشم والاست وقتی که پشت میکروفنم ♫ ♫ آهنگی که میخونم مثل صاعقه شما را میزنه ♫ ♫ دنبال حقیقت میگردم توی این جست و جوی ابدی ♫ ♫ من مد روز میسازم، میبینی که چی پوشیدم ♫

چ.ل.: من این را اینجا نگه میدارم، که با هم ببینیم توی مغزش چی میبینیم. در واقع این مغز چهارتا رپر است. و چیزی که میبینیم این است که نواحی زبانشان روشن شده. ولی بعد وقتی چشمشون را میبندند در سبک آزاد در مقایسه با حفظ کردن میبینیم که نواحی عظیم بینائی هم روشن میشود فعالیت وسیعی در نواحی قشری که همآهنگی حرکتی را موجب میشود میبینیم و این را باید تذکر بدهم که شما روشن شدن این نواحی را وقتی میبینید که کار مشابه با این انجام میدهید وقتی اون کار همراه با نوآوری باشد در مقایسه با کاری که از روی حافظه است. اینها نتایج اولیه هستند، ولی به نظر من جالبند.

برای جمع بندی باید بگویم، که ما خیلی پرسش داریم. و همونجور که گفتم، ما اینجا پرسشها را مطرح میکنیم، نه پاسخشان را. ولی میخواهیم به ریشه این مساله برسیم که از دیدگاه علوم عصب شناسی، نبوغ نوآور چیست. و به نظر من با استفاده از این روشها داریم به مقصد نزدیک میشویم. و من امید این را دارم که در 10 یا 20 سال آینده شما مطالعات معنا داری ببینید به نحوی که علم با هنر همگام شود و شاید ما الان داریم به آنجا نزدیک میشویم.

و در آخر میخواستم از توجه شما تشکر کنم. واقعا متشکرم.

(تشویق حضار)