دیوید ولپرت: دلیل اصلی وجود مغز

من متخصص مغز و اعصاب هستم. و در حوزه علم مغز و اعصاب، ما باید با تعداد زیادی سوال سخت درباره مغز سر و کار داشته باشیم. ولی میخوام با ساده ترین اونها شروع کنم و سوالی که همه شما باید یه موقعی در زندگی تون از خودتون پرسیده باشید، چون اگر بخوایم کارکرد مغز رو بفهمیم، این یه سوال اساسیه. چون اگر بخوایم کارکرد مغز رو بفهمیم، این یه سوال اساسیه. و اون سوال اینه که، چرا ما و دیگر حیوانات دارای مغز هستیم؟ و اون سوال اینه که، چرا ما و دیگر حیوانات دارای مغز هستیم؟ همه موجودات روی زمین دارای مغز نیستند، بنابراین اگر بخواهیم بدونیم که مغز به چه دردی میخوره، بیاین درباره این فکر کنیم که چرا اون رو از طریق تکامل ساختیم. حالا شما ممکنه استدلالتون این باشه که ما برای درک جهان یا برای فکر کردن دارای مغز هستیم، حالا شما ممکنه استدلالتون این باشه که ما برای درک جهان یا برای فکر کردن دارای مغز هستیم، و این استدلال کاملا غلطه. هرچقدر که شما به این سوال فکر کنید، بصورت خیره کننده ای مشخصه که چرا ما دارای مغز هستیم. ما مغز داریم بخاطر یک دلیل و فقط یک دلیل، و اون بخاطر تولید کردن حرکت های وفق پذیر و پیچیده اس. هیچ دلیل دیگه ای برای داشتن مغز وجود نداره. بهش فکر کنید. تحرک تنها راه برای اثر گذاشتن بر دنیای اطرافه. تحرک تنها راه برای اثر گذاشتن بر دنیای اطرافه. حالا اون هم کاملا درست نیست. یه راه دیگه هم هست، و اونم از طریق عرق کردنه. ولی از اون گذشته، همه چیز دیگه از طریق منقبض شدن مفاصل انجام میشه.
خب، ارتباط برقرار کردن رو در نظر بگیرید -- گویایی، اشارات، نوشتن، زبان ایما اشاره -- همه اونها با مداخله انقباض مفاصل شما انجام میشن. این خیلی مهمه که یادمون باشه که فرآیندهای حسی، حافظه و فرایند های شناختی مغز، همه شون مهم اند، ولی اونها فقط در پیش بری یا جلوگیری از حرکت های بعدی مهم هستند. ولی اونها فقط در پیش بری یا جلوگیری از حرکت های بعدی مهم هستند. ساختن خاطرات بچه گی و درک رنگ یک گل رز، هیچ فایده تکاملی ای برای ما نداره ساختن خاطرات بچه گی و درک رنگ یک گل رز، هیچ فایده تکاملی ای برای ما نداره ساختن خاطرات بچه گی و درک رنگ یک گل رز، هیچ فایده تکاملی ای برای ما نداره اگر نخواهد روی حرکت های بعدی ما در زندگی اثر بزاره.
حالا برای اونایی که به این استدلال اعتقادی ندارن، ما درختان و سبزه ها رو روی کره زمین داریم که بدون مغز هستند، ولی این حیوان اینجا مدرک محکمیه -- آب پران کوچک دریایی. گونه اولیه اون، یه سیستم عصبی داره، در فرم اولیه زندگیش، در اقیانوس شنا میکنه. و در نقطه ای از زندگیش، روی یک سنگ جا میگیره. و در نقطه ای از زندگیش، روی یک سنگ جا میگیره. و اولین کاری که بعد از جا گیریش روی اون سنگ میکنه، سنگی که هیچوقت ترکش نمیکنه، اینه که مغز و سیستم عصبی خودش رو به عنوان غذا میخوره. اینه که مغز و سیستم عصبی خودش رو به عنوان غذا میخوره. پس همینکه دیگه لازم نیست حرکتی انجام بشه، اون مغز لوکس دیگه لازم نمیشه. و این حیوان معمولا بعنوان قیاس با اتفاقی که در دانشگاه ها میافته وقتی که اساتید کرسی ای رو در اون دانشگاه میگیرن، گرفته میشه، وقتی که اساتید کرسی ای رو در اون دانشگاه میگیرن، گرفته میشه، ولی اون یه موضوع دیگه ایه.
(تشویق حاضرین)
بنابراین من طرفدار پر وپا قرص تحرک هستم. من معتقدم تحرک مهم ترین کارکرد مغزه، و به کسی اجازه ندید که بهتون بگه این اشتباهه. حالا اگه تحرک خیلی مهمه، ما چقدر خوب تونستیم کنترل حرکات توسط مغز رو بفهمیم؟ ما چقدر خوب تونستیم کنترل حرکات توسط مغز رو بفهمیم؟ و جواب این سوال اینه که ما خیلی داریم ضعیف عمل می کنیم، این یه مشکل خیلی دشواریه. ولی برای اینکه بفهمیم چقدر داریم کارمون رو خوب انجام میدیم مینونیم به این فکر کنیم که به چه خوبی ما ماشینهایی را میسازیم که میتونن آنچه که آدمها میکنن را انجام دهند. مینونیم به این فکر کنیم که به چه خوبی ما ماشینهایی را میسازیم که میتونن آنچه که آدمها میکنن را انجام دهند.
درباره بازی شطرنج فکر کنیم. اینکه چه مهره ای رو میخوایم به کجا حرکت بدیم رو چقدر خوب انجام میدیم؟ اگر گری کاسپاروف رو، وقتی که در زندان نبود، در مقابل کامپیوتر 'آبی تیره ی' آی.بی.ام قرار بدیم، جواب اینه که 'آبی تیره ی' آی.بی.ام بعضی وقتا میبره. و فکر کنم اگر 'آبی تیره ی' آی.بی.ام با هرکسی در این سالن بازی کنه، هر دفعه میبره. مشکل حل شد. مشکل برداشتن مهره های شطرنج چی میشه؟ مشکل برداشتن مهره های شطرنج چی میشه؟ بصورت ماهرانه برداشتن شون و دوباره روی صفحه شطرنج قراردادن شون؟ اگر شما یه بچه 5ساله رو در مقابل بهترین روبات حال حاضر قرار بدین، جواب آسونه: بچه هه به راحتی میبره. اصلا رقابتی وجود نداره.
حالا چرا اون مشکل بالایی آنقدر آسونه و مشکل پایینی آنقدر سخته؟ یه دلیلش اینه که یه بچه 5ساله باهوش میتونه با در نظرگرفتن همه حرکت های امکانپذیر تا آخر بازی، الگوریتم مشکل بالاییه رو بهتون بگه میتونه با در نظرگرفتن همه حرکت های امکانپذیر تا آخر بازی، الگوریتم مشکل بالاییه رو بهتون بگه و اونی رو که باعث برنده شدن میشه رو انتخاب کنه. بنابراین یه الگوریتم خیلی ساده اس. حالا البته که حرکت های بعدی ای هم هست، ولی با کامپیوترهای بزرگ ما تقریب میزنیم و به راه حل بهینه نزدیک میشیم. ولی با کامپیوترهای بزرگ ما تقریب میزنیم و به راه حل بهینه نزدیک میشیم. ولی وقتی نوبت به ماهرانه بودن میرسه، حتی معلوم نیست که چه الگوریتمی باید حل بشه که بشه ماهرانه حرکت داد. و خواهیم دید که باید هم دنیای اطراف رو درک کرد و هم عکس العمل انجام داد، که خیلی مشکلات در خودش داره.
ولی اجازه بدین بهتون روبات های پیشرفته رو نشون بدم. امروزه رباتهای زیادی بسیار چشمگیر و جذاب هستند ولی روبات هایی که با دست کارها رو انجام میدن واقعا هنوز هنوز در اوایل راه هستند. خب این نتیجه یه پروژه فوق دکترا از یکی از بهترین انیسیتو های روبوتیکه. خب این نتیجه یه پروژه فوق دکترا از یکی از بهترین انیسیتو های روبوتیکه. و این دانشجو به این روبات یاد داده که این آب رو داخل این گیلاس( لیوان) بریزه. و این دانشجو به این روبات یاد داده که این آب رو داخل این گیلاس بریزه. این یه مشکل سختیه چون آب جریان پیش بینی شده ای نداره، ولی اون میتونه انجامش بده. ولی اصلا به فرزی و تندی یه آدمیزاد انجامش نمیده. حال اگر بخواین این روبات یه کار دیگه انجام بده، یه برنامه تحقیق فوق دکترای سه ساله دیگریست. در روباتیک کلا نمیشه بین کارها و و فعالیت ها کارهای مشترکی بوجود آورد و کاری رو به کار دیگه ای تعمیم داد. در روباتیک کلا نمیشه بین کارها و و فعالیت ها کارهای مشترکی بوجود آورد و کاری رو به کار دیگه ای تعمیم داد.
حالا ما میتونیم این رو با کارایی پیشرفته انسانی مقایسه کنیم. حالا ما میتونیم این رو با کارایی پیشرفته انسانی مقایسه کنیم. چیزی که میخوام نشونتون بدم امیلی فاکس که داره رکورد جهانی چیدن لیوان روی هم رو بدست میاره. حالا آمریکایی هایی که اینجا در بین حاضرین هستن راجع به اینکار همه چیز رو میدونن. یه ورزش توی دبیرستانه که باید 12 لیوان به ترتیب مشخصی و در کمترین زمان روی هم چیده بشه و بعدش جمع بشه. که باید 12 لیوان به ترتیب مشخصی و در کمترین زمان روی هم چیده بشه و بعدش جمع بشه. و ایشون داره رکورد جهانی رو بی درنگ به دست میاره. (خنده حاضرین) (تشویق حاضرین) و خیلی هم خوشحاله. ما اصلا نمیدونیم وقتی این خانم داره این کارو انجام میده، چی توی مغزش داره اتفاق میافته، و این چیزیه که دوست داریم بدونیم.
بنابراین کاری که گروه من داره سعی میکنه که انجام بده اینه که نحوه کنترل حرکت انسانها رو مهندسی معکوس کنه. و به نظر میرسه که این یه مساله ساده اس. یه دستور به پایین فرستاده میشه، و اون باعث میشه مفصل ها منقبض بشن. دست یا بدن حرکت میکنه، و از بینایی، پوست، مفاصل و غیره فیدبک (بازخورد) حسی گرفته میشه. مشکل اینه که این سیگنال ها اون سیگنال های زیبایی نیستند که شما میخواید باشن. بنابراین یه چیزی که کنترل حرکت رو سخت میکنه اینه که، برای مثال، فیدبک (بازخورد) حسی بشدت همراه با نویزه. حالا منظورم از نویز، صدا و صوت نیست. ما در مهندسی و علم مغز و اعصاب از این عبارت استفاده میکنیم به معنی یک نویز تصادفی که سیگنال رو خراب میکنه. مثل دوران قدیم قبل از اومدن رادیوی دیجیتالی، که وقتی در حال تنظیم ایستگاه رادیو صدای "خر خر" رو، روی ایستگاه رادیویی ای که میخواستید بگیرید، اون نویز بود. ولی بصورت کلی تر، این نویز چیزیه که سیگنال رو خراب میکنه.
بنابراین برای مثال، اگر شما دستتون رو زیر میز قرار بدین و سعی کنین که اون رو با دست دیگرتون مکان یابی کنید، ممکنه بخاطر نویز در فیدبک حسی، تا چند سانتیمتر اشتباه کنید. ممکنه بخاطر نویز در فیدبک حسی، تا چند سانتیمتر اشتباه کنید. بصورت مشابه، وقتی خروجی موتوری روی خروجی حرکتی قرار میگیره، بشدت نویز داره. در بازی با دارت سعی کردن برای اینکه بزنید وسط خال رو فراموش کنید، فقط پشت سر هم یک نقطه یکسان رو نشانه بگیرید. شما با توجه به تغییرات حرکتی یک تغییرات زیادی دارید. و از این گذشته، دنیا یا فعالیت های دنیای خارج، هم مبهم وهم متغیره. قوری چای هم میتونه پر باشه، هم میتونه خالی باشه. در طول زمان تغییر میکنه. بنابراین ما در یک بلبشوی پر از نویز فعالیت های حرکتی مراکز حساس عمل میکنیم.
حالا این نویز آنقدر مهمه که جامعه پاداش خیلی بزرگی حالا این نویز آنقدر مهمه که جامعه پاداش خیلی بزرگی به اونهایی میده که میتونن عواقب نویز رو کم کنن. بنابراین اگر شما به اندازه کافی خوش شانس باشید که بتونین یه توپ سفید کوچیک رو بوسیله یه عصای بلند آهنی داخل یه سوراخ که صدها یارد اونطرف تره بندازید، جامعه ما حاضره که به شما صدها میلیون دلار پاداش بده. جامعه ما حاضره که به شما صدها میلیون دلار پاداش بده.
حالا چیزی که میخوام شما رو درباره اش متقاعد کنم اینه که مغز همچنین تلاش خیلی زیادی میکنه که عواقب منفی اینجور نویز و بی ثباتی ها رو کم کنه. که عواقب منفی اینجور نویز و بی ثباتی ها رو کم کنه. و برای اینکه شما رو متقاعد کنم، میخوام درباره چهارچوبی باهاتون صحبت کنم که برای یادگرفتن آمار و فراگیری ماشین در 50 سال گذشته خیلی محبوب بوده بهش میگن تئوری 'بیژی ان'. و این تئوری تازگیها یه راه متحده برای فکر کردن به اینکه مغز چطوری با تردید و بلاتکلیفی کنار میاد. و ایده اساسی اینه که، قراره استنتاجی صورت بگیره و بعد از اون اقدام به کاری بشه.
خب، بیایید راجع به استنتاج فکر کنیم. شما میخواهید راجع به جهان، باور و عقیده بسازید. خب، باورها چه چیزی هستند؟ باورها ممکنه این باشن که: بازوهای من در کجای فضا قرار دارند؟ یا اینکه آیا من دارم به یه گربه نگاه میکنم یا یه روباه؟ ولی ما عقایدمون رو با توجه به احتمالات نشون میدیم. بنابراین ما یک عقیده رو با یک عدد بین صفر و یک نشون میدیم -- بنابراین ما یک عقیده رو با یک عدد بین صفر و یک نشون میدیم -- صفر یعنی من اصلا بهش اعتقاد ندارم، یک یعنی من کاملا مطمئنم. و اعداد بین صفر و یک سطوح خاکستری شک هستند. و ایده اساسی در استنتاج 'بیژی ان' ای اینه که شما دو منبع اصلاعات دارید که ازشون استنتاجتون رو میکنید. اینه که شما دو منبع اصلاعات دارید که ازشون استنتاجتون رو میکنید. شما اطلاعات دارید، و در علم مغز و اعصاب اصلاعات، ورودی های حسی است. پس من ورودی های حسی دارم، که میتونم اون ها رو به باور تبدیل کنم. ولی یه منبع دیگه اطلاعات هم وجود داره، و اون آگاهی قبلی یه. آگاهی در طول زندگی در حافظه انباشته میشه. و نکته تئوری تصمیم گیری 'بیژی ان' اینه که به شما فرمول ریاضی و نکته تئوری تصمیم گیری 'بیژی ان' اینه که به شما فرمول ریاضی روش بهینه ترکیب کردن آگاهی قبلی با مشاهدات حسی روش بهینه ترکیب کردن آگاهی قبلی با مشاهدات حسی برای تولید باورهای جدید رو میده.
و من اون فرمول رو اون بالا براتون گذاشتم. من نمیخوام براتون توضیح بدم که اون فرمول چیه، ولی خیلی زیباست. و زیبایی و قدرت روشنگری واقعی ای داره. و چیزی که میگه، و چیزی که میخواید تخمین بزنید، احتمال باورهای متفاوتیه که با توجه به اطلاعات ورودی سنسورهای حسی شما بدست میاد. احتمال باورهای متفاوتیه که با توجه به اطلاعات ورودی سنسورهای حسی شما بدست میاد. خب اجازه بدید یه مثال ملموس براتون بزنم. فرض کنید که دارید تنیس یاد میگیرید و درحالیکه توپ از روی تور رد میشه و داره به طرفتون میاد، میخواید تصمیم بگیرید که توپ کجا به زمین میخوره. و درحالیکه توپ از روی تور رد میشه و داره به طرفتون میاد، میخواید تصمیم بگیرید که توپ کجا به زمین میخوره. قانون بایز(ریاضیدان انگلیسی) میگه دوتا منبع اصلاعات وجود داره. قانون بایز(ریاضیدان انگلیسی) میگه دوتا منبع اصلاعات وجود داره. مشاهدات حسی وجود داره -- شما میتونید از اطلاعات دیداری و شنوایی استفاده کنید، و اون ممکنه به شما بگه که اون قسمت قرمز رو اجازه بدید. ولی شما میدونید که حس های شما بی نقص نیستند، و بنابراین یه مقدار تغییرات در جایی که قراره به زمین بخوره هست که بصورت ابر قرمزی نشون داده شده، که نمایان کننده اعداد بین 0.5 یا شاید 0.1 هستند.
این اطلاعات در عکس حاضر موجود هستند، ولی یه منبع اطلاعات دیگه ای هم وجود داره که در عکس حاضر موجود نیست، ولی فقط در تجربه تکرار بازی تنیس وجود داره، و اینه که توپ با احتمال یکسانی در زمین در طول مسابقه به زمین نمیخوره. و اینه که توپ با احتمال یکسانی در زمین در طول مسابقه به زمین نمیخوره. اگر شما دارین در مقابل یه حریف خیلی خوب بازی میکنید، اونها ممکنه توپ رو در بخش سبز پخش کنن، که توزیع مقدمه، که کار برگردوندن توپ رو براتون سخت میکنه. حالا این دوتا منبع اطلاعات، اطلاعات مهمی رو با خودشون به همراه دارن. و چیزی که قانون بایس میگه اینکه که من باید ارقام روی قسمت های قرمز رو در ارقام روی قسمت های سبز ضرب کنم که ارقام قسمت های زرد رو به دست بیارم، که بیضی ها رو در خودشون دارن، و اون باوره منه. بنابراین این روش بهینه ترکیب کردن اطلاعاته.
حالا اگر اتفاق چند سال پیش نمی افتاد من اینا رو الان به شما نمیگفتم، ما ثابت کردیم این دقیقا کاریه که آدما وقتی یه حرکت جدید یاد میگیرن، انجام میدن. ما ثابت کردیم این دقیقا کاریه که آدما وقتی یه حرکت جدید یاد میگیرن، انجام میدن. و معنی این اینه که ما واقعا ماشین های استنتاج 'بیژی ان' ای هستیم. و معنی این اینه که ما واقعا ماشین های استنتاج 'بیژی ان' ای هستیم. ما درطول زندگیمون درباره آمار دنیای اطرافمون چیز یاد میگیریم و اونها رو ذخیره میکنیم، ولی همچنین یاد میگیریم که دستگاه حسی مون چقدر خطا داره، ولی همچنین یاد میگیریم که دستگاه حسی مون چقدر خطا داره، و بعد اون ها رو به روش 'بیژی ان' با همدیگه ترکیب میکنیم. و بعد اون ها رو به روش 'بیژی ان' با همدیگه ترکیب میکنیم.
حالا یه قسمت مهم از تئوری 'بیژی ان' این قسمت از فرموله. و منظور مهم این قسمت اینه که من باید احتمال وجود داشتن فیدبک های حسی متفاوت را و منظور مهم این قسمت اینه که من باید احتمال وجود داشتن فیدبک های حسی متفاوت را و منظور مهم این قسمت اینه که من باید احتمال وجود داشتن فیدبک های حسی متفاوت را با درنظر گرفتن باورهام پیش بینی کنم. بنابراین معنی واقعیش اینه که من باید درباره آینده پیش بینی کنم. و من میخوام شما رو متقاعد کنم که مغز درباره فیدبک های حسی ای که قراره دریافت کنه، پیش بینی میکنه. و من میخوام شما رو متقاعد کنم که مغز درباره فیدبک های حسی ای که قراره دریافت کنه، پیش بینی میکنه. و علاوه براین، درک شما رو بصورت خیلی عمیقی با توجه به کاری که میکنید تغییر میده. و علاوه براین، درک شما رو بصورت خیلی عمیقی با توجه به کاری که میکنید تغییر میده. و برای اینکار، به شما خواهم گفت که مغز چطوری با ورودی های حسی برخورد میکنه. و برای اینکار، به شما خواهم گفت که مغز چطوری با ورودی های حسی برخورد میکنه. خب، یه دستور فرستاده میشه، و فیدبک حسی اش برمیگرده، و این تبدیل توسط فیزیک و سیستم حسی بدن، کنترل میشه. و این تبدیل توسط فیزیک و سیستم حسی بدن، کنترل میشه.
ولی میشه با نگاه کردن به داخل مغز تصور کرد. و این داخل مغزه. ممکنه یه پیش بینی کننده کوچک از فیزیک اندام و حواس اونجا باشه، یه شبیه ساز نٍرونی. ممکنه یه پیش بینی کننده کوچک از فیزیک اندام و حواس اونجا باشه، یه شبیه ساز نٍرونی. وقتی که یک فرمان فرستاده میشه یه کپی از اون فرمان به اون قسمت شبیه ساز نٍرونی میره یه کپی از اون فرمان به اون قسمت شبیه ساز نٍرونی میره برای پیش بینی کردن عواقب حسی اون عمل انجام شده. بنابراین در حین اینکه من دارم این ظرف سس رو تکون میدم، من بعنوان تابعی از زمان در سطر پایینی، فیدبک درستی از سیستم حسگرهام میگیرم. و اگر من یه پیش بینی کننده خوبی داشته باشم، اون هم همین رو پیش بینی خواهد کرد.
خب حالا چرا باید به خودم زحمت بدم که اون کار رو بکنم؟ من که بهرحال فیدبک یکسانی میگیرم. خب دلایل خوبی وجود داره. تصور کنید، در حین اینکه دارم ظرف سس رو تکون میدم، یه نفر میاد و خیلی دوستانه میزنه پشت من. حالا من بخاطر اون عمل خارجی، اطلاعات حسی بیشتری دریافت میکنم. حالا من بخاطر اون عمل خارجی، اطلاعات حسی بیشتری دریافت میکنم. بنابراین من دو منبع اطلاعات دارم. شما که ضربه ای روش زدید، و من که تکونش دادم، ولی از نقطه نظر حواس من، اونها با همدیگه ترکیب شدن ویک منبع اطلاعات واحد رو ساختن.
حالا یه دلیل خوب وجود داره که باور کنیم که میخواهیم توانایی تمیز دادن بین وقایع داخلی و خارجی رو داشته باشیم. چون وقایع خارجی در واقع بیشتر مربوط به رفتار هستند تا احساس که داره داخل بدن من اتفاق میافته. چون وقایع خارجی در واقع بیشتر مربوط به رفتار هستند تا احساس که داره داخل بدن من اتفاق میافته. بنابراین یه راه برای دوباره ساختن اون اینه که پیش بینی هایی -- بنابراین یه راه برای دوباره ساختن اون اینه که پیش بینی هایی -- که فقط بر اساس فرمان های حرکتی هستند -- با واقعیت مقایسه بشن. و امیدوار باشیم که اختلاف اونها خارجی باشه. خب، در حالیکه روی زمین حرکت میکنم، دارم درباره چیزایی که برام پیش میاد پیش بینی میکنم، و اونها رو از همدیگه کم میکنم. باقیمانده این تفریق برای من واقعه ای خارجیه.
چه شواهدی برای این وجود داره؟ خب، یه مثال خیلی شفاف وجود داره یعنی حسی که توسط خودم تولید شده از اونی که بوسیله یه نفر دیگه تولید شده خیلی حس متفاوتی برای من داره. یعنی حسی که توسط خودم تولید شده از اونی که بوسیله یه نفر دیگه تولید شده خیلی حس متفاوتی برای من داره. و بنابراین ما از واضح ترین چیزی که به نظر میرسید شروع کردیم با قلقلک دادن. خیلی وقته که همه میدونن کسی نمیتونه خودش رو به خوبی طوری که دیگران قلقلک میدن، قلقلک بده. خیلی وقته که همه میدونن کسی نمیتونه خودش رو به خوبی طوری که دیگران قلقلک میدن، قلقلک بده. ولی نشون داده نشده بود، بخاطر اینه که یه شبیه ساز نٍرونی هست که بدن خود فرد رو شبیه سازی میکنه ولی نشون داده نشده بود، بخاطر اینه که یه شبیه ساز نٍرونی هست که بدن خود فرد رو شبیه سازی میکنه و اون حس رو ازش کم میکنه. خب، ما میتونیم از تجربه های قرن 21ام با استفاده کردن از تکنولوژی روباتیک برای حل این مساله استفاده کنیم. خب، ما میتونیم از تجربه های قرن 21ام با استفاده کردن از تکنولوژی روباتیک برای حل این مساله استفاده کنیم. و در اثر این، چیزی که ما بدست آوردیم یه جورایی یه چوب کوچک در یک دست بود که به یه روبات متصل بود، و روبات ها میخواستند که اون چوب ها رو به عقب و جلو حرکت بدن. و بعد ما اون حرکات رو با یک کامپیوتر پیگیری می کنیم و ازش برای کنترل کردن یه روبات دیگه استفاده میکنیم، که کف دستشون رو با یه چوب دیگه قلقلک میده. بعدش ما ازشون میخوایم که یه سری چیزها، از جمله حس قلقلک رو برای ما درجه بندی کنن. بعدش ما ازشون میخوایم که یه سری چیزها، از جمله حس قلقلک رو برای ما درجه بندی کنن.
من فقط یه قسمت از تحقیقمون رو به شما نشون خواهم داد. و اینجا من روبات ها رو کنار بردم، ولی اساسا افراد با دست راستشون به جلو و عقب حرکت سینوسی شکل میدن. و ما اون حرکت رو با کمی تاخیر به دست دیگه شون منتقل میکنیم. یا بدون تاخیر، در هر صورت کف دستشون قلقلک داده میشه، یا با تاخیر زمانی دو-دهم یا سه-دهم ثانیه ای. بنابراین نکته مهم اینجا اینه که دست راست همیشه یه کار انجام میده - حرکت سینوسی. دست چپ همیشه یکسانه و حرکت قلقلک سینوسی رو دریافت میکنه. و چیزی که ما تغییر میدیم، گام رابطه علت و معلولیه. و همینطور که ما از بدون تاخیر به سمت 0.1 ثانیه میریم، اون خیلی قلقلک آمیزتر میشه. و وقتی از 0.1 به 0.2 میریم، در نهایت قلقلک آمیزتر میشه. و در 0.2 ثانیه، قلقلک آمیزیش معادل اینه که روبات شما رو قلقلک بده، بدون اینکه شما کاری کنید. و در 0.2 ثانیه، قلقلک آمیزیش معادل اینه که روبات شما رو قلقلک بده، بدون اینکه شما کاری کنید. و در 0.2 ثانیه، قلقلک آمیزیش معادل اینه که روبات شما رو قلقلک بده، بدون اینکه شما کاری کنید. حالا هرچیزی که مسئول اینه، چیزیه که بشدت به علیت گام تاخیر مربوطه. حالا هرچیزی که مسئول اینه، چیزیه که بشدت به علیت گام تاخیر مربوطه. و بر اساس این تصویر، ما در این زمینه واقعا قانع شدیم که مغز پیش بینی های دقیقی میکنه و اونها رو از دریافت های حسی تفریق میکنه.
حالا من باید اعتراف کنم، اینها بدترین مطالعاتی بودند که آزمایشگاه من توی عمر خودش انجام داده. چون قلقلک روی کف دست میاد و میره، احتیاج به تعداد زیادی شخص هست که این ستاره ها اونها رو با اهمیت کنه. احتیاج به تعداد زیادی شخص هست که این ستاره ها اونها رو با اهمیت کنه. بنابراین ما برای بررسی این پدیده، دنبال یه راه خیلی علمی تر بودیم. بنابراین ما برای بررسی این پدیده، دنبال یه راه خیلی علمی تر بودیم. و در خلال این سالها من دوتا دختربچه داشتم. و یه چیزی که درباره بچه ها در صندلی های پشتی ماشین، در سفرهای طولانی متوجه میشیم، اینه که اونها با هم دعوا میکنن -- که با یکیشون که یه کاری با اون یکی کرده شروع میشه، اون یکی تلافی میکنه. به زودی دعوا بالا میگیره. و بچه ها درگیر دعواهایی میشن که از نظر شدت گرفتن، به بالا گرفتن گرایش داره. حالا وقتی من سرشون داد زدم که تمومش کنن، بعضی وقتا جفتشون بهم میگن، اون یکی محکم تر زده. بعضی وقتا جفتشون بهم میگن، اون یکی محکم تر زده.
حالا من میدونم که بچه هام دروغگو نیستن، بنابراین فکر کردم، به عنوان یه متخصص مغز و اعصاب، مهم بود که چطوری بتونم توضیح بدم اونها چطوری دارن واقعیتی رو میگن که باهم ناسازگاره. و ما براساس مطالعه ای که روی قلقلک داشتیم فرض کردیم که وقتی یکی از بچه ها اون یکی رو میزنه، اونها فرمان حرکتی رو تولید میکنن. اونها عواقب حسی رو پیش بینی میکنن و اون رو ازش تفریق میکنن. بنابراین اونها درواقع فکر میکنن که طرف مقابل رو آروم تر زدن -- بیشتر شبیه قلقلک دادن. درحالیکه اونکه مورد اصابت ضربه قرار گرفته اون پیش بینی رو نمیکنه، و کل ضربه رو حس میکنه. بنابراین اگر به همون قدرت تلافی کنه، شخص اول فکر خواهد کرد که ضربه، محکم تر شده.
بنابراین ما تصمیم گرفتیم این رو در آزمایشگاه امتحان کنیم. (خنده حاضرین) حالا ما با بچه ها و ضربه زدن کاری نداریم. ولی مفهوم قضیه کاملا یکسانه. ما دو نفر آدم بالغ رو به داخل میاریم. بهشون میگیم اونها قراره یه بازی کنن. خب این بازیکن شماره یک و شماره دو هستند که مقابل همدیگه نشسته اند. و بازی خیلی آسونه. ما به یک موتور شروع کردیم با یک اهرم کوچک، یه منتقل کننده نیرو. و از این موتور برای وارد کردن فشار روی انگشتان یکی از افراد استفاده میکنیم برای سه ثانیه و بعدش متوقف میشه. و به اون فرد میگیم، که تجربه اون نیروی وارد شده رو به خاطر بسپاره و از انگشت دیگه اش استفاده کنه و به اون فرد میگیم، که تجربه اون نیروی وارد شده رو به خاطر بسپاره و از انگشت دیگه اش استفاده کنه برای وارد کردن نیرویی دقیقا یکسان به انگشتان شخص دیگری از طریق منتقل کننده نیرو -- و اونها اینکار رو میکنن. و به شخص دوم گفته شده، تجربه نیروی وارد شده رو به خاطر بسپاره. از انگشت دیگه ات برای وارد کردن همون مقدار نیرو استفاده کن. و بنابراین اونها نوبتی نیرویی که دفعه قبل به انگشتشون وارد شده رو به نفر بعدی اعمال میکنن.
ولی این نکته مهمه که، اونها در اتاق های جداگونه ای در جریان قوانین بازی قرار گرفتند. بنابراین اونها قوانینی که نفر مقابلشون داره باهاش بازی میکنه رو نمیدونن. و چیزی رو که ما اندازه گرفتیم نیرو به عنوان تابعی از شرایطه. و اگر به چیزی که باهاش شروع کردیم نگاهی بندازیم، یک چهارم نیوتن، چند دور تکرار بازی، اون خط قرمز میتونست عالی باشه. و چیزی که ما در همه گروه های دو نفره میبینیم اینه -- بالارفتن 70 درصدی نیرو در هر بار. بالارفتن 70 درصدی نیرو در هر بار. پس این واقعا اشاره میکنه، وقتی اینکار داره انجام میشه -- بر اساس این تحقیق و دیگر تحقیق هایی که ما انجام داده ایم -- که مغز عواقب حسی رو فسخ میکنه و نیرویی رو که داره تولید میکنه رو کمتر تخمین میزنه. بنابراین این دوباره به ما نشون میده که مغز پیش بینی هایی میکنه و فرمان ها رو بصورت اساسی تغییر میده. بنابراین ما استنتاج کردیم، ما پیش بینی کردیم، حالا ما باید حرکتی کنیم. و چیزی که قانون 'بیژی ان' با توجه به باور من میگه، اینه که این عمل و حرکت باید از جهاتی بهینه باشه.
ولی ما یه مشکل داریم. کارها و حرکت ها نمادین هستند -- من میخوام بنوشم، من میخوام برقصم -- ولی سیستم حرکتی باید 600 مفصل رو به ترتیب مشخصی منقبض کنه. ولی سیستم حرکتی باید 600 مفصل رو به ترتیب مشخصی منقبض کنه. و یه شکاف بزرگی بین حرکت و سیستم حرکتی وجود داره. و یه شکاف بزرگی بین حرکت و سیستم حرکتی وجود داره. پس این شکاف میتونه از طریق بی نهایت مسیر متفاوت پر بشه. فقط یک حرکت از نقطه ای به نقطه دیگه رو در نظر بگیرید. من میتونستم این دو مسیر رو از میان بینهایت مسیر دیگه انتخاب کنم. من میتونستم این دو مسیر رو از میان بینهایت مسیر دیگه انتخاب کنم. وقتی اون مسیر مخصوص رو انتخاب کردم میتونم وضعیت قرار گرفتن مفصل های دستم رو در طول اون مسیر، بی نهایت مختلف انتخاب کنم. میتونم وضعیت قرار گرفتن مفصل های دستم رو در طول اون مسیر، بی نهایت مختلف انتخاب کنم. و میتونم مفاصل بازوم رو بصورت بخصوصی بگیرم یا سفت و شق و رق یا خیلی سست و راحت. بنابراین من انتخاب های بسیار زیادی دارم. حالا معلوم شده، ما بشدت کلیشه ای هستیم. ما همه مون تقریبا بصورت یکسان حرکت میکنیم.
بنابراین معلوم شده که ما خیلی کلیشه ای هستیم، مغزهای ما برای رمزگشایی این کلیشه، مدار نٍرونی مخصوصی دارن. مغزهای ما برای رمزگشایی این کلیشه، مدار نٍرونی مخصوصی دارن. بنابراین اگر من چند نقطه رو بصورت حرکت بیولوژیکی (مثل حرکت انسان) به حرکت دربیارم. بنابراین اگر من چند نقطه رو بصورت حرکت بیولوژیکی (مثل حرکت انسان) به حرکت دربیارم. مدار مغز به سرعت میفهمه جریان چیه. حالا این یه سری نقطه متحرکه. شما خواهید فهمید که این فرد داره چیکار میکنه، خوشحاله، ناراحته، پیره، جوونه -- مقدار زیادی اطلاعات. اگر این نقطه ها ماشین هایی بودند که در مسیر مسابقه در حال حرکت بودند، شما مطمئنا اصلا نمیدونستید جریان از قراره.
خب چرا اینطوریه که ما بصورت مخصوصی حرکت میکنیم؟ خب بیاید راجع به اتفاقی که میافته فکر کنیم. شاید ما همه مون بصورت یکسان حرکت نمیکنیم. شاید یه سری تفاوت ها در جمیع افراد وجود داره. و شاید اونهایی که از دیگران بهتر حرکت میکنن شانس بیشتری برای بچه دار شدن و ادامه نسل دارن. پس در مقیاس تکامل، حرکت ها بهتر و بهتر میشن. و شاید در زندگی، حرکت ها از راه یادگیری بهتر میشن.
حالا راجع به حرکت چه چیزی خوبه یا بده؟ فرض کنید من میخوام جلوی این توپ رو بگیرم. این دو مسیر ممکن برای این توپه. خب اگر من مسیر سمت چپ رو انتخاب کنم، من میتونم نیروهای موردنیاز رو در یکی از مفصل هام به ازای تابعی از زمان تولید کنم. من میتونم نیروهای موردنیاز رو در یکی از مفصل هام به ازای تابعی از زمان تولید کنم. ولی نویز هم به این اضافه شده. بر پایه نیروی مورد نظر، روان و خواستنی ، چیزی که واقعا بدست میاید یه نسخه پر از نویزه. بر پایه نیروی مورد نظر، روان و خواستنی ، چیزی که واقعا بدست میاید یه نسخه پر از نویزه. بنابراین اگر من یک فرمان یکسان رو در طول زمانهای زیادی انتخاب کنم، من هر دفعه یه نسخه نویز دار بدست میارم، چون نویز هر دفعه تغییر میکنه. بنابراین اون چیزی که اینجا میتونم بهتون نشون بدم اینه که اگر اون راه رو انتخاب میکردم تغییرات حرکتی چطوری تکامل پیدا میکرد. اینه که اگر اون راه رو انتخاب میکردم تغییرات حرکتی چطوری تکامل پیدا میکرد. اگر من یه راه دیگه رو برای حرکت کردن انتخاب کنم -- مثلا اون راستیه رو -- پس من یه فرمان متفاوت خواهم داشت، و نویز متفاوت، با یه سیستمی که نویز داره کار کردن خیلی سخته. چیزی که همه مون میتونیم درباره اش مطمئن باشیم اینه که تغییرات متفاوت خواهد بود. اگر من در این راه مشخص حرکت کنم، من به تنوع کمتری درطول حرکات زیادی خواهم رسید بنابراین اگر من مجبور باشم بین اون دو یکی رو انتخاب کنم، من سمت راستی رو انتخاب میکنم چون تغییراتش کمتره.
و ایده اساسی اینه که شما حرکاتتان را برنامه ریزی کنید بطوری که نتیجه منفی نویز را به حداقل برسانید. و ایده اساسی اینه که شما حرکاتتان را برنامه ریزی کنید بطوری که نتیجه منفی نویز را به حداقل برسانید. عواقب منفی نویز رو بشه کاهش داد. یک شهود برای بدست آوردن میزان واقعی نویز یا تغییر پذیری که اینجا نشون دادم اینه که هر چقدر نیرو بیشتر باشه اون هم بیشتره. یک شهود برای بدست آوردن میزان واقعی نویز یا تغییر پذیری که اینجا نشون دادم اینه که هر چقدر نیرو بیشتر باشه اون هم بیشتره. یک شهود برای بدست آوردن میزان واقعی نویز یا تغییر پذیری که اینجا نشون دادم اینه که هر چقدر نیرو بیشتر باشه اون هم بیشتره. بنابراین به عنوان یک قانون ، باید از نیروهای بزرگ خودداری کرد. بنابراین با استفاده از این ما نشون دادیم، ما میتونیم مقدار بسیار بزرگی از اطلاعات رو تفسیر کنیم -- که واقعا آدم ها حرکاتشون در زندگی رو طوری طراحی میکنن که عواقب منفی نویز رو در اونها کاهش بدن. که واقعا آدم ها حرکاتشون در زندگی رو طوری طراحی میکنن که عواقب منفی نویز رو در اونها کاهش بدن.
بنابراین امیدوارم من شما رو قانع کرده باشم که مغز اونجاست و برای کنترل کردن حرکات تکامل پیدا کرده. و فهمیدن اینکه ما چطوری اون رو انجام میدیم، یه چالش فکریه. ولی این موضوع همچنین به بیماری ها و توانبخشی دوباره مربوطه. ولی این موضوع همچنین به بیماری ها و توانبخشی دوباره مربوطه. بیماری های زیادی وجود دارند که حرکت رو تحت تاثیر قرار میدن. و خوشبختانه اگر ما بفهمیم که چطور حرکت کردن رو کنترل میکنیم، میتونیم اون رو در تکنولوژی روبات ها به کار بگیریم. و در آخر، میخوام به شما یادآوری کنم، وقتی شما کارهایی که حیوانات انجام میدن و به نظر کارهای راحتی میاد رو میبینید، پیچیدگی واقعی اتفاقی که داره داخل مغزشون میافته کاملا و واقعا اثرگذاره.
از شما خیلی متشکرم.
(تشویق حاضرین)
کریس اندرسون: یه سوال سریع دارم، دن. خب تو یه طرفدار پر و پا قرص تحرک هستی. این به این معنیه که تو فکر میکنی کارهای دیگری که ما فکر میکنیم مغزمون انجام میده -- رویا پردازی، تمایل، عاشق شدن و همه این چیزا -- یه جورایی کارهای جنبی هستن، یه اتفاق هستند؟
د.و: نه، نه، در واقع من فکر میکنم اونها همشون برای به حرکت درآوردن رفتار حرکتی درست، در نهایت برای بدست آوردن بازتولید مهم هستند. خُب من معتقدم اونهایی که درباره احساسات یا حافظه مطالعه میکنن بدون اینکه درک کنن چرا خاطراتی از کودکی ساخته میشه. واقعیت اینه که ما برای مثال بیشتر کودکی مون رو فراموش میکنیم، این مشکلی نداره، چون این قضیه، حرکت کردن ما رو در زندگی تحت تاثیر قرار نمیده. چیزهایی که واقعا حرکات رو تحت تاثیر قرار میدن لازمه که به حافظه سپرده بشن.
ک.ا: پس تو فکر میکنی که کسانی که راجع به مغز، با بطور کلی هوش و حواس، تحقیق و فکر میکنن، میتونن با پرسیدن این سوال که، حرکت کردن توی این قضیه کجا نقش بازی میکنه، به فهم درست و واقعی برسند؟ میتونن با پرسیدن این سوال که، حرکت کردن توی این قضیه کجا نقش بازی میکنه، به فهم درست و واقعی برسند؟
د.و: خب کسانی برای مثال متوجه شدن که مطالعه و بررسی بینایی بدون درک اینکه چرا اصلا ما بینایی داریم، اشتباهه. که مطالعه و بررسی بینایی بدون درک اینکه چرا اصلا ما بینایی داریم، اشتباهه. باید بینایی با درک به اینکه چطوری سیستم حرکتی میخواد از بینایی استفاده کنه مطالعه بشه. باید بینایی با درک به اینکه چطوری سیستم حرکتی میخواد از بینایی استفاده کنه مطالعه بشه. و بعد از اینکه اینطوری راجع بهش فکر بشه، استفاده خیلی متفاوتی ازش میشه کرد.
ک.ا: خب این واقعا جذاب بود. واقعا ازت تشکر میکنم.
(تشویق حاضرین)