مذيع:
مرحبًا بكم في معهد سالك حيث يبدأ العلاج بودكاست ، حيث يتحدث العلماء عن اكتشافات غير مسبوقة مع مضيفيك ، ألي أكمل ومعرض بريتاني.
آلي أكمل:
تانيا شاربي أستاذة في مختبر سالك الحسابي للبيولوجيا العصبية. إنها تستخدم طرقًا من الرياضيات والإحصاء والفيزياء لرسم المبادئ التي تتبادل بها مليارات الخلايا العصبية في الدماغ المعلومات والطاقة. يمكن أن يصبح عملها نظريًا جدًا ، ولكن ما يجعله مثيرًا للاهتمام هو أنه يدور حول الطريقة الملموسة للغاية التي نشعر بها ببيئتنا من خلال البصر والصوت والرائحة. دكتورة تانيا شاربي ، أهلا بك في حيث يبدأ العلاج.
تانيا شاربي:
شكرا لك لاستضافتي هنا.
آلي أكمل:
أعتقد أنه من أوائل المحادثات التي أجريناها ، كنت أسألك عن ذلك النقاش الكبير عبر الإنترنت حول ما إذا كان الفستان أزرق أو ذهبي ، أو ربما كان أزرق وأصفر - لا أتذكر اللونين اللذين شاهدهما الناس الأمر مختلف تمامًا وشعروا به بشدة. هل يمكنك التحدث عن ذلك ، وما الذي كان وراء تلك الاختلافات في الإدراك؟
تانيا شاربي:
نعم ، المشكلة أنه من المدهش أن الاختلافات بين الإدراك كانت تقريبًا بالأبيض والأسود. إذن ما كان أسود أو أزرق لشخص ما كان أصفر أو أبيض لشخص آخر. فكيف يمكننا النظر إلى نفس الصورة ، وإدراك جانب مختلف تمامًا منها. واتضح أن إدراكنا يتأثر بإيماننا ببنية الضوء ، على سبيل المثال ، من حولنا. ويمكننا التأكد تمامًا من أن هذه هي الإجابة. يمكن لشخصين قراءة نفس المقالة وتكوين آراء مختلفة تمامًا أو تفسير تلك الأدلة بطرق مختلفة تمامًا بناءً على ما يعتقدان أنه صحيح أم لا.
آلي أكمل:
وفي حالة الفستان ، عندما تتحدث عن المعتقدات ، فهذه ليست معتقدات واعية لدى الناس ، لكنها حسابات يقوم بها دماغهم في كيفية إضاءة الجسم أو مصدر الضوء. هذا النوع من الأشياء.
تانيا شاربي:
صحيح. إذن هذا يعتمد أساسًا على تجربتنا مع العالم. لذلك في حالة الفستان ، كان التفسير هو أنه إذا كان الشخص يقضي وقتًا أطول في الداخل أو وقتًا أطول في الخارج ، فإن ظروف الإضاءة لديهم مختلفة وهذا يؤثر على إدراكهم.
آلي أكمل:
لذلك إذا تم التقاط الصورة في الخارج ، فإن عقولهم ستضع افتراضات معينة حول ما ستفعله الإضاءة وبالتالي لون الفستان.
تانيا شاربي:
هذا صحيح.
آلي أكمل:
تمام. حسنًا ، هذا رائع تمامًا.
كيف تصف المجال الذي تعمل فيه أو ما هي مهنتك؟ هل أنت عالم أحياء؟ هل أنت فيزيائي؟ كيف تصف نفسك؟
تانيا شاربي:
كما تعلم ، يقولون أنك إذا سألت عالم فيزياء ، فسيخبروك أن كل شيء فيزيائي. إذا سألت عالم كمبيوتر ، سيقولون إن كل شيء هو علم كمبيوتر. إذا سألت أحد الكيميائيين وقالوا ، حسنًا ، كل شيء هو كيمياء حقًا وكل هذه الآراء صحيحة. كما تعلم ، كان تدريبي في الفيزياء. لذلك يمكنني القول أنني فيزيائي يدرس الأنظمة البيولوجية. وهذا ربما يكون أفضل إجابة.
آلي أكمل:
عملك ، إذا فهمت هذا بشكل صحيح ، يسعى إلى تحديد نشاط خلايا الدماغ التي تسمى الخلايا العصبية لفهم أفضل لكيفية عمل حواسنا ، وبعبارة أخرى ، كيف نرى الأشياء ونسمعها وكيف نشم الروائح.
تانيا شاربي:
نعم. كيف يعمل الدماغ وما هي الخوارزميات التي يستخدمها. هناك العديد من الأشخاص في جميع أنحاء العالم الذين يعملون من أجل فهم هذا الرمز. وأعتقد أن هذا مثير.
آلي أكمل:
حسنًا ، بعض تطبيقات عملك في الرؤية ، على سبيل المثال ، للسيارات ذاتية القيادة ...
تانيا شاربي:
نعم ، رؤية اصطناعية ، ولكن أيضًا لواجهة آلة الدماغ. هذا مجال بحث آخر ساخن. لذلك إذا فهمنا المزيد عن الشفرة العصبية ، فيمكننا صنع أجهزة أفضل. لذلك كان لدينا ورقة ، في الواقع ، كانت قبل عامين ونصف تقريبًا. كما تعلمون ، الرؤية هي أحد ألغاز المعالجة الحسية. على الرغم من أننا نعرف المزيد عن الرؤية أكثر من الحواس الأخرى ، إلا أنه كلما عرفنا أكثر ، كلما أدركنا أننا لا نعرف ، وكنا نحاول معرفة كيف تتجمع أجزاء مختلفة من المشهد المرئي ، لإنتاج تصورنا المتماسك. بالطبع لم يكن هذا حلاً كاملاً للمشكلة ، ولكن ، كما تعلم ، أحرزنا تقدمًا يوضح كيف يتم إدراك أنواع مختلفة من الحواف ، والحواف التي يتم تحديدها من خلال الاختلافات في النسيج ، مثل بين ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لديك حيوان فروي يجلس على غصن شجرة ويمكن أن يكون لونه مشابهًا ، ولكن لا يزال النسيج مختلفًا وستكون أعيننا قادرة على اكتشاف هذه الحافة. يطلق عليهم اسم حواف الدرجة الثانية.
ويصعب اكتشافها. ورأينا أن المناطق المرئية الثانوية بها خلايا عصبية متخصصة في ذلك.
آلي أكمل:
في فهم الاختلافات في الملمس ...
تانيا شاربي:
أو الكشف عن الحواف التي تم تحديدها بالتغييرات والتغييرات في النسيج.
آلي أكمل:
إذن ، هل تأخذ البيانات من الخلايا العصبية الفعلية ثم تستخدم الأساليب والخوارزميات الإحصائية لنوع من تنظيمها ومن ذلك لاتخاذ قواعد حول كيفية عملها؟
تانيا شاربي:
كلاهما. لذلك نحن نعمل على أكواد مثالية وهي نظرية خالصة ومن ثم نرى كيف يمكن تنفيذها في الدماغ. وننظر إلى البيانات ونرى ما هي خصائص النماذج التي قد تصف الاستجابات العصبية بشكل أفضل ، ثم نحاول مطابقة سطري البحث.
آلي أكمل:
نوعا ما نرى أين يتناسبون معا؟
تانيا شاربي:
نعم ، أعني ، كما هو الحال في كتاب مدرسي ، كما تعلمون ، يعطونك مشكلة. وبعد ذلك ، يوجد حل في النهاية. إذن أنت تحاول حلها دون النظر إلى الحل ، ولكن بعد ذلك في بعض الأحيان للمشكلات الصعبة ، قد ترغب في البحث في الحل على الأقل ، كما تعلم ، ما هو الرقم؟ هل تحصل على الرقم الصحيح؟ هذه هي الطريقة التي أراها. نقوم بالحلول النظرية المثالية. ثم ننظر في الدماغ لنرى ما يحدث ونقارن حلولنا بنوع الإجابات التي توفرها الطبيعة. لذا فإن سبب استخدامنا لأدوات من الفيزياء الإحصائية أو نظرية المعلومات أو الإحصاء بشكل عام هو أننا نبحث عن كود مثالي يمكن استخدامه لتحويل المعلومات دون خسارة. ويمكن أن يزودنا ذلك بدليل لفهم الدماغ ، إذا فهمنا الحل المثالي الذي قد تنفذه الدوائر العصبية.
آلي أكمل:
بالإضافة إلى دراسة الرؤية ، يدرس شاربي أيضًا حاسة الشم المعروفة باسم الشم.
تانيا شاربي:
لذلك يمكن للمرء أن ينظر إلى الشم كنظام اتصال بين النباتات والحيوانات أو بين الحيوانات وبعضها البعض. لكن من المثير للاهتمام كيف يمكننا استخدام إحصائيات الإشارات في العالم الطبيعي لتعلم أدلة حول تنظيم الجهاز العصبي.
آلي أكمل:
وأحد أسباب إجرائك لهذه الدراسة هو أنني إذا كنت أتذكر بشكل صحيح ، فقد قلت إنه لا يمكنك حقًا معرفة الكثير من بنية جزيء الرائحة ، كيف ستبدو رائحته. لذا عليك أن تنظر إليه بطرق أخرى ، هل هذا صحيح؟
تانيا شاربي:
نعم. ولذا فإننا نعتقد أن طرقًا مثل تلك التي استخدمناها - أو بالمثل تسمى تجمعات أو تعيينات للجزيئات ، وتعيين إحداثيات لها - عندها يمكن أن تكون الإحداثيات تنبؤًا أفضل لكيفية شم الأشياء من التركيب الكيميائي نفسه.
آلي أكمل:
إذن ما فعله المعمل هو استخدام الإحصائيات ، لرسم خرائط لمجموعات الروائح الموجودة معًا في الطبيعة. ويمكن أن تخبرهم مواقع الإحداثيات على الخريطة بأشياء عن تلك الروائح. ما إذا كان الناس ، على سبيل المثال ، سيجدون روائح معينة ، لطيفة أو غير سارة.
تانيا شاربي:
على سبيل المثال ، إذا شمنا رائحة الطعام وأردنا معرفة ما إذا كان فاسدًا أم لا ، ونحتاج إلى معرفة ما إذا كانت هناك بكتيريا خطرة موجودة هناك. لذلك من خلال التجربة ، سوف نتعلم أن بكتيريا معينة تنتج أنواعًا معينة من الجزيئات ونكتشف تلك الجزيئات وربما لا ينبغي لنا أن نأكل هذا الطعام. لذلك هذا بالتأكيد هو الحدس وراء مقياس الحدوث المشترك. لذلك يمكن للبكتيريا أن تنتج أي عدد من التوقيعات ، ولكن إذا اكتشفت واحدة أو اثنتين منها ، فهذا تحذير كافٍ بالنسبة لي كي لا آكل ما وجدته وكان ممتعًا لي في الماضي. لكن بعض المنتجات لديها عدد قليل من الجزيئات التي تحددها والبعض الآخر يمكن أن يحتوي على ما يصل إلى 30 جزيءًا تساهم في إدراكنا. لذلك اتضح أن واحدة من أكثر الخلطات تعقيدًا هي الكونياك. إذن لديهم حوالي 30 جزيءًا مختلفًا تؤثر على إدراكنا.
آلي أكمل:
لنرى ، لقد فعلت ، منذ أن عملت معك ، الرؤية والرائحة. وهل تعمل على الاستماع كذلك؟
تانيا شاربي:
نعم. نحن نعمل على السمع. لدينا تعاون مستمر مع مجموعات في فرنسا وإسرائيل لدراسة السمع. إذن هذا مشروع مستمر.
آلي أكمل:
تبديل التروس. هل نشأت في هذا البلد؟
تانيا شاربي:
لا ، لقد نشأت في أوكرانيا. لقد جئت إلى هنا للدراسات العليا.
آلي أكمل:
لذلك نشأت في عائلة من العلماء. هل لك أن تخبرنا قليلا عن ذلك؟
تانيا شاربي:
أعتقد أنني كنت محظوظًا لرؤية أمثلة من العلماء الناجحين أمام عيني. كيف عملوا. كان جدي عالم رياضيات. كما تعلم ، على الرغم من أنه كان في السبعينيات من عمره ، كان سيقول ، كان سيقول دائمًا ، يجب أن أتعلم كيف أصبح عالم رياضيات أفضل. لذلك كان يستيقظ في الخامسة صباحًا ويعمل قبل أن يستيقظ الجميع. سيعمل. وسأحاول أن أستيقظ في أقرب وقت ممكن ، ربما في السادسة ، ولكن ليس في وقت مبكر سيستيقظ وسنعمل معًا على الطاولة لحل مشاكلنا. سيعمل على مشاكله. سأعمل على مشاكلي.
آلي أكمل:
وهل كان هذا عندما كنت في المدرسة الابتدائية أو أكبر؟
تانيا شاربي:
نعم ، أو حتى أصغر.
آلي أكمل:
يا إلهي.
تانيا شاربي:
لذلك كان يعطيني مسائل الضرب الكبيرة هذه للأعداد المكونة من 10 أرقام وسيكون كل فرد في الأسرة ، "أوه لا ، كيف يمكنك أن تطلب من طفل أن يضرب مثل هذه الأعداد الكبيرة؟" وكان يقول "لا بأس. يمكنها أن تنظر ، يوجد بجانبها جدول الضرب. وإذا كنت تعرف الخوارزمية ، فيمكنك مضاعفة أي رقم ". اعجبني ذلك. لقد أعجبت به كثيرا. وبعد ذلك ، كما تعلم ، ستأخذ قسطًا من الراحة ، كما تعلم ، تقطع بعض الخضار من أجل الحساء ، ثم تستمر في حل الرياضيات الخاصة بك وما إلى ذلك.
آلي أكمل:
لذلك ، كان لديك هذا الجد الرياضي ، لكن كان لديك أيضًا بعض علماء الفيزياء في العائلة.
تانيا شاربي:
نعم. كلا والداي فيزيائيان وأبي متخصص. وهو السبب في أنني منظّر. نظرت إلى تجربته ، كما تعلم ، معقدة للغاية. تعامل مع المعادن. ثم كان لابد من تسخينها إلى درجات حرارة عالية. كما تعلم ، كان هناك فرن هنا ومياه التبريد هناك وكلها تعمل ويتم إصلاح جهاز الحفر باستمرار. وقلت ، حسنًا ، لا يمكنني فعل ذلك بأي حال من الأحوال. من الذي سيصلح الحفارة لي؟ لذلك من الأفضل أن أصبح منظّرًا.
آلي أكمل:
وهل أصيب بخيبة أمل؟
تانيا شاربي:
لا أعلم ، لكن لدينا هذا الجدل التجريبيين - النظريين ...
آلي أكمل:
ربما منافسة ودية؟
تانيا شاربي:
لست متأكدا. كما تعلم ، إنه رافض نوعًا ما - "هؤلاء المنظرون ، هم فقط يصنعون رقمًا. يجب أن يفكر التجريبيون حقًا في طرح السؤال على الطبيعة ويمكن للمنظر أن يأتي بنظرية ما. من يدري ما إذا كان هذا صحيحًا أم خطأ ". كما تعلمون ، أحاول التمسك بنفسي بالقول أن النظرية هي التي تحدد ما يمكن ملاحظته تجريبيًا. هذا أحد اقتباسات أينشتاين ، لأنه بدون النظرية ، ستعرف ما هي التجربة التي يجب القيام بها. كما تعلم ، عندما تنبأ بأن الضوء سوف ينحني بهذا المقدار ، إذا لم يكن لديك نظرية أن الضوء ينحني ، فلن تقوم بالتجربة أبدًا. إنها ملحمة لا تنتهي أبدًا.
آلي أكمل:
هل لديك أي نصيحة قد تقدمها للفتيات المهتمات على وجه التحديد بالعمل في مجال العلوم؟
تانيا شاربي:
حسنًا ، أعني أن هناك فكرة مفادها أن النساء لسن بارعات في الرياضيات أو على الأقل يخشين من الفيزياء النظرية. لذلك أعتقد أنه من الممكن بالتأكيد أن تتخصص المرأة في الفيزياء والرياضيات. لن أستبعد احتمال اختلاف طرق تفكيرنا في المشكلة بين الرجال والنساء. كما تعلم ، يمكن لشخص ما أن يكون أسرع ، لكن يمكن للشخص الآخر أن يرى اتصالات مختلفة. إذن هذا ما تم التأكيد عليه ، على سبيل المثال ، في هذا الكتاب المسمى عقل جميل. لذلك كان هذا شخصًا مصابًا بالفصام أو بعض الاضطرابات العقلية ، وكان بإمكانه رؤية الروابط بين الملاحظات غير ذات الصلة التي قد يفوتها الآخرون. لذلك أعتقد أن الرسالة من هذا الكتاب ومن التجارب الأخرى بأن لدينا وجهات نظر مختلفة ويمكن أن تكون مفيدة. أعتقد أن الفن هو العثور على مجموعة أو منطقة تكون فيها نقاط القوة والأساليب الخاصة بها مفيدة ، ولكن لا ينبغي استبعاد الرياضيات والنظريات. توجد تحديات فريدة للمرأة في الرياضيات والبدنية وبشكل عام في العلوم ، لكن هذا لا يعني أنه يجب على النساء متابعتها.
آلي أكمل:
حسنًا ، دكتور شاربي ، شكرًا جزيلاً لك على انضمامك إلينا.
تانيا شاربي:
شكرا جزيلا.
مذيع:
انضم إلينا في المرة القادمة لمزيد من علوم سالك المتطورة. في Salk ، يعمل العلماء المشهورون عالميًا معًا لاستكشاف أفكار جريئة كبيرة من السرطان إلى الشيخوخة الزهايمر إلى المناخ. حيث يبدأ العلاج هو من إنتاج مكتب الاتصالات التابع لمعهد Salk. لمعرفة المزيد حول البحث الذي تمت مناقشته اليوم ، قم بزيارة بودكاست Salk dot EDU slash.