AI transcript
0:00:02 Welcome to Huberman Lab Essentials,
0:00:04 where we revisit past episodes
0:00:07 for the most potent and actionable science-based tools
0:00:09 for mental health, physical health, and performance.
0:00:12 I’m Andrew Huberman,
0:00:15 and I’m a professor of neurobiology and ophthalmology
0:00:16 at Stanford School of Medicine.
0:00:20 And now for my discussion with Dr. David Burson.
0:00:21 For more than 20 years,
0:00:24 you’ve been my go-to source for all things nervous system,
0:00:26 how it works, how it’s structured.
0:00:29 So today I want to ask you some questions about that.
0:00:32 I think people would gain a lot of insight
0:00:35 into this machine that makes them think and feel
0:00:36 and see, et cetera.
0:00:41 If you would, could you tell us how we see?
0:00:45 You know, a photon of light enters the eye.
0:00:47 What happens?
0:00:47 Right.
0:00:49 I mean, how is it that I look outside,
0:00:52 I see a truck drive by, or I look on the wall,
0:00:54 I see a photo of my dog.
0:00:56 How does that work?
0:00:56 Right.
0:00:58 So this is an old question, obviously.
0:01:00 And clearly, in the end,
0:01:02 the reason you have a visual experience
0:01:06 is that your brain has got some pattern of activity
0:01:08 that it associates with the input from the periphery.
0:01:10 But you can have a visual experience
0:01:12 with no input from the periphery as well.
0:01:13 When you’re dreaming,
0:01:17 you’re seeing things that aren’t coming through your eyes.
0:01:18 Are those memories?
0:01:20 I would say, in a sense,
0:01:23 they may reflect your visual experience.
0:01:25 They’re not necessarily specific visual memories,
0:01:26 but of course, they can be.
0:01:28 But the point is that the experience of seeing
0:01:31 is actually a brain phenomenon.
0:01:34 But of course, under normal circumstances,
0:01:36 we see the world because we’re looking at it,
0:01:38 and we’re using our eyes to look at it.
0:01:41 And fundamentally, when we’re looking at the exterior world,
0:01:44 it’s what the retina is telling the brain that matters.
0:01:47 So there are cells called ganglion cells.
0:01:50 These are neurons that are the key cells
0:01:52 for communicating between eye and brain.
0:01:54 The eye is like the camera.
0:01:56 It’s detecting the initial image,
0:01:57 doing some initial processing,
0:02:00 and then that signal gets sent back to the brain proper.
0:02:04 And of course, it’s there at the level of the cortex
0:02:06 that we have this conscious visual experience.
0:02:07 There are many other places in the brain
0:02:09 that get visual input as well,
0:02:12 doing other things with that kind of information.
0:02:15 So I get a lot of questions about color vision.
0:02:19 If you would, could you explain how is it
0:02:21 that we can perceive reds and greens and blues
0:02:23 and things of that sort?
0:02:23 Right.
0:02:26 So the first thing to understand about light
0:02:29 is that it’s just a form of electromagnetic radiation.
0:02:31 It’s vibrating.
0:02:32 It’s oscillating.
0:02:35 But when you say it’s vibrating, it’s oscillating.
0:02:38 You mean that photons are actually moving?
0:02:39 Well, in a sense, photons are,
0:02:41 they’re certainly moving through space.
0:02:43 We think about photons as particles,
0:02:46 and that’s one way of thinking about light.
0:02:47 But we can also think of it as a wave,
0:02:48 like a radio wave.
0:02:50 Either way is acceptable.
0:02:52 And the radio waves have frequencies,
0:02:54 like the frequencies on your radio dial.
0:02:58 And certain frequencies in the electromagnetic spectrum
0:03:00 can be detected by neurons in the retina.
0:03:02 Those are the things we see.
0:03:04 But there are still different wavelengths
0:03:07 within the light that can be seen by the eye.
0:03:10 And those different wavelengths are unpacked, in a sense,
0:03:12 or decoded by the nervous system
0:03:16 to lead to our experience of color.
0:03:20 Essentially, different wavelengths give us the sensation
0:03:24 of different colors through the auspices of different neurons
0:03:27 that are tuned to different wavelengths of light.
0:03:29 So when a photon,
0:03:32 so when a little bit of light hits my eye,
0:03:33 goes in,
0:03:36 the photoreceptors convert that into electrical signal.
0:03:36 Right.
0:03:38 How is it that
0:03:41 a given photon of light gives me the perception,
0:03:45 eventually leads to the perception of red versus green versus blue?
0:03:45 Right.
0:03:50 So if you imagine that in the first layer of the retina,
0:03:55 where this transformation occurs from electromagnetic radiation into neural signals,
0:04:00 that you have different kinds of sensitive cells that are expressing,
0:04:08 they’re making different molecules within themselves for this express purpose of absorbing photons,
0:04:10 which is the first step in the process of seeing.
0:04:16 Now, it turns out that altogether there are about five proteins like this
0:04:19 that we need to think about in the typical retina.
0:04:21 But for seeing color, really, it’s three of them.
0:04:23 So there are three different proteins.
0:04:26 Each absorbs light with a different, you know, preferred frequency.
0:04:30 And then the nervous system keeps track of those signals,
0:04:38 compares and contrasts them to extract some understanding of the wavelength composition of light.
0:04:40 So you can see just by looking at a landscape,
0:04:44 oh, it must be late in the day because things are looking golden.
0:04:49 That’s all, you know, a function of our absorbing the light that’s coming from the world
0:04:51 and interpreting that with our brain
0:04:55 because of the different composition of the light that’s reaching our eyes.
0:05:00 Is it fair to assume that my perception of red is the same as your perception of red?
0:05:01 Well, that’s a great question.
0:05:02 And that mine is better.
0:05:03 I’m just kidding.
0:05:06 It’s a great question.
0:05:07 It’s a deep philosophical question.
0:05:11 It’s a question that really probably can’t even ultimately be answered
0:05:15 by the usual empirical scientific processes
0:05:18 because it’s really about, you know, an individual’s experience.
0:05:24 What we can say is that the biological mechanisms
0:05:26 that we think are important for seeing color, for example,
0:05:30 seem to be very highly similar from one individual to the next,
0:05:32 whether it be human beings or other animals.
0:05:39 And so we think that the physiological process looks very similar on the front end.
0:05:44 But, you know, once you’re at the level of perception or understanding or experience,
0:05:48 that’s something that’s a little bit tougher to nail down
0:05:55 with the sorts of, you know, scientific approaches that we approach biological vision with, let’s say.
0:05:59 We’ve known for a long time that there are things that we can do to improve our sleep.
0:06:01 And that includes things that we can take.
0:06:06 Things like magnesium threonate, theanine, chamomile extract, and glycine,
0:06:09 along with lesser known things like saffron and valerian root.
0:06:12 These are all clinically supported ingredients that can help you fall asleep,
0:06:15 stay asleep, and wake up feeling more refreshed.
0:06:21 I’m excited to share that our long-time sponsor AG1 just created a new product called AGZ,
0:06:25 a nightly drink designed to help you get better sleep and have you wake up feeling super refreshed.
0:06:30 Over the past few years, I’ve worked with the team at AG1 to help create this new AGZ formula.
0:06:35 It has the best sleep-supporting compounds in exactly the right ratios in one easy-to-drink mix.
0:06:40 This removes all the complexity of trying to forage the vast landscape of supplements focused on sleep
0:06:44 and figuring out the right dosages and which ones to take for you.
0:06:48 AGZ is, to my knowledge, the most comprehensive sleep supplement on the market.
0:06:50 I take it 30 to 60 minutes before sleep.
0:06:52 It’s delicious, by the way.
0:06:55 And it dramatically increases both the quality and the depth of my sleep.
0:06:59 I know that both from my subjective experience of my sleep and because I track my sleep.
0:07:05 I’m excited for everyone to try this new AGZ formulation and to enjoy the benefits of better sleep.
0:07:08 AGZ is available in chocolate, chocolate mint, and mixed berry flavors.
0:07:11 And as I mentioned before, they’re all extremely delicious.
0:07:15 My favorite of the three has to be, I think, chocolate mint, but I really like them all.
0:07:21 If you’d like to try AGZ, go to drinkagz.com slash Huberman to get a special offer.
0:07:24 Again, that’s drinkagz.com slash Huberman.
0:07:28 You mentioned that there are five different cone types, essentially,
0:07:31 the cones being the cells that absorb light of different wavelengths.
0:07:33 It’s not really five types of cones.
0:07:35 There are really three types of cones.
0:07:38 And if you look at the way that color vision is thought to work,
0:07:41 you can sort of see that it has to be three different signals.
0:07:44 There are a couple of other types of pigments.
0:07:47 One is really mostly for dim light vision.
0:07:52 When you’re walking around in a moonless night and you’re seeing things with very low light,
0:07:54 that’s the rod cell.
0:07:55 And that uses its own pigment.
0:07:59 And then there’s another class of pigments we’ll probably talk about a little bit later,
0:08:01 this melanopsin pigment.
0:08:05 I thought you were referring to like ultraviolet and infrared and things of that sort.
0:08:05 Right.
0:08:09 So in the case of a typical, well, let’s put it this way.
0:08:17 In human beings, most of us have three cone types and we can see colors that stem from that.
0:08:25 In most mammals, including your dog or your cat, there really are only two cone types.
0:08:31 And that limits the kind of vision that they can have in the domain of wavelength or color, as you would say.
0:08:36 Let’s talk about that odd photopigment.
0:08:37 Yeah.
0:08:40 So this last pigment is a really peculiar one.
0:08:52 One can think about it as really the initial sensitive element in a system that’s designed to tell your brain about how bright things are in your world.
0:08:59 And the thing that’s really peculiar about this pigment is that it’s in the wrong place, in a sense.
0:09:05 When you think about the structure of the retina, you think about a layer cake, essentially.
0:09:09 You’ve got this thin membrane at the back of your eye, but it’s actually a stack of thin layers.
0:09:15 And the outermost of those layers is where these photoreceptors you were talking about earlier are sitting.
0:09:17 That’s where the film of your camera is, essentially.
0:09:21 That’s where the photons do their magic with the photopigments and turn it into a neural signal.
0:09:22 I like that.
0:09:25 I’ve never really thought of the photoreceptors as the film of the camera, but that makes sense.
0:09:29 It’s the surface on which the light pattern is imaged by the optics of the eye.
0:09:36 And now you’ve got an array of sensors that’s capturing that information and creating a bitmap, essentially.
0:09:41 But now it’s in neural signals distributed across the surface of the retina.
0:09:47 But it turns out that this last photopigment is in the other end of the retina, the innermost part of the retina.
0:09:49 That’s where the so-called ganglion cells are.
0:09:57 Those are the cells that talk to the brain, the ones that actually can communicate directly what information comes to them from the photoreceptors.
0:10:13 And here you’ve got a case where actually some of the output neurons that we didn’t think had any business being directly sensitive to light were actually making this photopigment, absorbing light, and converting that to neural signals and sending it to the brain.
0:10:26 And this is actually one of the things that blind patients often complain about, if they’ve got retinal blindness, is insomnia.
0:10:30 Because their brain is awake in the middle of the night.
0:10:30 Exactly.
0:10:31 They’re not synchronized.
0:10:41 Their clock is there, but they’re drifting out of phase because their clock’s only good to, you know, 24.2 hours or 23.8 hours.
0:10:43 Little by little, they’re drifting.
0:10:52 So you need a synchronization signal because otherwise you have nothing to actually confirm when the rising and the setting of the sun is.
0:10:54 That’s what you’re trying to synchronize yourself to.
0:11:04 I’m fascinated by the circadian clock and the fact that all the cells of our body have essentially a 24-hour-ish clock in them.
0:11:04 Right.
0:11:15 I’ve never really heard it described how the clock itself works and how the clock signals to all the rest of the body when, you know, the liver should be doing one thing and when the stomach should be doing another.
0:11:27 If you would just maybe briefly describe where the clock is, what it does, and some of the, you know, top contour of how it tells the cells of the body what to do.
0:11:27 Right.
0:11:31 So the first thing to say is that, as you said, the clock is all over the place.
0:11:34 Most of the tissues in your body have clocks.
0:11:40 The role of the central pacemaker for the circadian system is to coordinate all of these.
0:11:44 There’s a little nucleus, a little collection of nerve cells in your brain.
0:11:48 It’s called the suprachiasmatic nucleus, the SCN.
0:11:55 And it is sitting in a funny place for the rest of the structures in the nervous system that get direct retinal input.
0:12:04 It’s sitting in the hypothalamus, which you can think about as sort of the great coordinator of drives and-
0:12:06 The source of all our pleasures and all our problems.
0:12:06 Right.
0:12:07 Or most our problems.
0:12:08 Yes.
0:12:09 It really is.
0:12:13 But it’s sort of, you know, deep in your brain, things that drive you to do things.
0:12:19 If you’re freezing cold, you put on a coat, you shiver, all these things are coordinated by the hypothalamus.
0:12:39 So this pathway that we’re talking about from the retina and from these peculiar cells that are encoding light intensity are sending signals directly into a center that’s surrounded by all of these centers that control autonomic nervous system and your hormonal systems.
0:12:43 The hypothalamus uses everything to control the rest of the bodies.
0:12:48 And that’s true of the suprachiasmatic nucleus, this circadian center as well.
0:13:00 It can get its fingers into the autonomic nervous system, the humoral system, and of course, up to the centers of the brain that organize coordinated rational behavior.
0:13:07 So if I understand correctly, we have this group of cells, the suprachiasmatic nucleus, it’s got a 24-hour rhythm.
0:13:15 That rhythm is more or less matched to what’s going on in our external world by the specialized set of neurons in our eye.
0:13:26 But then the master clock itself, the SCN, releases things in the blood, humoral signals, that go out various places in the body.
0:13:33 And then you said to the autonomic system, which is regulating more or less how alert or calm we are, as well as our thinking and our cognition.
0:13:34 Sure.
0:13:41 Then the SCN, the suprachiasmatic nucleus, can impact the melatonin system via the pineal.
0:13:41 Right.
0:13:53 The way this is seen is that if you were to measure your melatonin level over the course of the day, if you could do this, you know, hour by hour, you’d see that it’s really low during the day, very high at night.
0:14:01 But if you get up in the middle of the night and go to the bathroom and turn on the bright fluorescent light, your melatonin level is slammed to the floor.
0:14:09 Light is directly impacting your hormonal levels through this mechanism that we just described.
0:14:20 So this is one of the routes by which light can act on your hormonal status through pathways that are completely beyond what you normally would think about, right?
0:14:22 You’re thinking about the things in the bathroom.
0:14:23 Oh, there’s the toothbrush.
0:14:25 You know, there’s the tube of toothpaste.
0:14:32 But meanwhile, this other system is just counting photons and saying, oh, wow, there’s a lot of photons right now.
0:14:34 Let’s shut down the melatonin release.
0:14:42 I want to ask you about a different aspect of the visual system now, which is the one that relates to our sense of balance.
0:14:51 Maybe just walk in at the simplest layers of vision, vestibular, so-called balance system.
0:14:55 And then maybe we can piece the system together for people so that they can understand.
0:15:01 And then also we should give them some tools for adjusting their nausea when their vestibular system is out of whack.
0:15:02 Cool.
0:15:16 So, I mean, the first thing to think about is that the vestibular system is designed to allow you to sense how you’re moving in the world, through the world.
0:15:30 Basically, the idea is that if we’re just sitting in a car in the passenger seat and the driver hits the accelerator and you start moving forward, you sense that.
0:15:31 If your eyes were closed, you’d sense it.
0:15:34 If your ears were plugged and your eyes were closed, you’d still know it.
0:15:42 Anything that jostles you out of the current position you’re in right now will be detected by the vestibular system pretty much.
0:15:46 It’s basically in your inner, you know, ear, hairy cells.
0:15:48 They’ve got little cilia sticking up off the surfaces.
0:15:53 And depending on which way you bend those, the cells will either be inhibited or excited.
0:15:57 But then they talk to neurons with a neuron-like process and off you go.
0:15:58 Now, you’ve got an auditory signal.
0:16:09 If you’re sensing things bouncing around in your cochlea, which is sympathetically the bouncing of your eardrum, which is sympathetically the sound waves in the world.
0:16:18 But in the case of the vestibular apparatus, evolution has built a system that detects the motion of, say, fluid going by those hairs.
0:16:31 And if you put a sensor like that in a tube that’s fluid-filled, now you’ve got a sensor that will be activated when you rotate that tube around the axis that passes through the middle of it.
0:16:32 I always think of it as three hula hoops.
0:16:33 Right, three hula hoops.
0:16:35 One standing up, one lying down on the ground.
0:16:36 Right.
0:16:37 One the other way.
0:16:38 Three directions.
0:16:44 So three axes of encoding, just like in the cones of the retina.
0:16:47 The no, and then I always say it’s, and then the puppy head tilt.
0:16:48 Yeah, the puppy head tilt.
0:16:50 Yes, that’s the other one.
0:16:59 So the point is that your brain is eventually going to be able to unpack what these sensors are telling you about how you just rotated your head.
0:17:03 Now you can tell if you’re rotating your head left or right, up or down.
0:17:12 That’s the sensory signal coming back into your brain, confirming that you’ve just made a movement that you will.
0:17:14 A lot of this is happening under the surface of what you’re thinking.
0:17:16 These are reflexes.
0:17:24 Maybe the best way to think about how these two systems work together is to think about what happens when you suddenly rotate your head to the left.
0:17:29 When you suddenly rotate your head to the left, your eyes are actually rotating to the right.
0:17:31 Automatically.
0:17:33 You do this in complete darkness.
0:17:40 If you had an infrared camera and watched yourself in complete darkness, you can’t see anything.
0:17:42 Rotating your head to the left, your eyes would rotate to the right.
0:17:52 That’s your vestibular system saying, I’m going to try to compensate for the head rotation so my eyes are still looking in the same place.
0:17:59 So the brain works really hard to stabilize the image of the world on your retina.
0:18:02 Now, of course, you’re moving through the world so you can’t stabilize everything.
0:18:06 But the more you can stabilize most of the time, the better you can see.
0:18:14 And that’s why when we’re scanning a scene, looking around at things, we’re making very rapid eye movements for very short periods of time.
0:18:16 And then we just rest.
0:18:18 But we’re not the only ones that do that.
0:18:23 If you ever watch a pigeon walking on the sidewalk, it does this funny head bobbing thing.
0:18:31 But what it’s really doing is racking its head back on its neck while its body goes forward so that the image of the visual world stays static.
0:18:31 Really?
0:18:35 And you’ve seen the funny chicken videos on YouTube, right?
0:18:37 You take a chicken, move it up and down, and the head stays in one place.
0:18:38 It’s all the same thing.
0:18:46 All of these animals are trying hard to keep the image of the world stable on their retina as much of the time as they possibly can.
0:18:51 And then when they’ve got to move, make it fast, make it quick, and then stabilize again.
0:18:52 That’s why the pigeons have their head back?
0:18:52 It is.
0:18:53 Yeah.
0:18:54 Wow.
0:18:55 Yeah.
0:18:58 I mean, I just need to pause there for a second and digest that.
0:18:59 Amazing.
0:19:03 I’d like to take a quick break and acknowledge one of our sponsors, Function.
0:19:08 Last year, I became a Function member after searching for the most comprehensive approach to lab testing.
0:19:15 Function provides over 100 advanced lab tests that give you a key snapshot of your entire bodily health.
0:19:21 This snapshot offers you with insights on your heart health, hormone health, immune functioning, nutrient levels, and much more.
0:19:23 Function not only provides you with insights on your heart health, hormone health, immune functioning, nutrient levels, and much more.
0:19:32 It provides testing of over 100 biomarkers key to your physical and mental health, but it also analyzes these results and provides insights from top doctors who are expert in the relevant areas.
0:19:38 For example, in one of my first tests with Function, I learned that I had elevated levels of mercury in my blood.
0:19:45 Function not only helped me detect that, but offered insights into how best to reduce my mercury levels, which included limiting my tuna consumption.
0:19:55 I had been eating a lot of protein, while also making an effort to eat more leafy greens and supplementing with NAC, N-acetylcysteine, both of which can support glutathione production and detoxification.
0:20:03 I should say, by taking a second function test, that approach worked comprehensive blood testing is vitally important.
0:20:07 There’s so many things related to your mental and physical health that can only be detected in a blood test.
0:20:10 The problem is blood testing has always been very expensive and complicated.
0:20:15 In contrast, I’ve been super impressed by Function’s simplicity and at the level of cost.
0:20:16 It is very affordable.
0:20:21 As a consequence, I decided to join their scientific advisory board, and I’m thrilled that they’re sponsoring the podcast.
0:20:26 If you’d like to try Function, you can go to functionhealth.com slash Huberman.
0:20:33 Function currently has a wait list of over 250,000 people, but they’re offering early access to Huberman podcast listeners.
0:20:38 Again, that’s functionhealth.com slash Huberman to get early access to Function.
0:20:46 What’s going on with the vision and the balance system that causes a kind of a nausea?
0:20:54 I mean, I think the fundamental problem typically when you get motion sick is what they call visual-vestibular conflict.
0:21:00 That is, you have two sensory systems that are talking to your brain about how you’re moving through the world.
0:21:03 And as long as they agree, you’re fine.
0:21:09 So if you’re driving, you know, your body senses that you’re moving forward.
0:21:13 Your vestibular system, you know, is picking up this acceleration of the car.
0:21:21 And your visual system is seeing the consequences of forward motion in the sweeping of the scene past you.
0:21:23 Everything is honky-dory, right?
0:21:23 No problem.
0:21:30 But when you are headed forward, but you’re looking at your cell phone, what is your retina seeing?
0:21:32 Your retina is seeing the stable image of the screen.
0:21:35 There’s absolutely no motion in that screen.
0:21:38 Or the motion is just, or some other motion, like a movie.
0:21:46 If you’re watching, if you’re playing a game or you’re watching a video, a football game, you know, the motion is uncoupled with what’s actually happening to your body.
0:21:47 Your brain doesn’t like that.
0:21:50 Your brain likes everything to be, you know, aligned.
0:21:52 And if it’s not, it’s going to complain to you.
0:21:53 By making me feel nauseous.
0:21:56 By making you feel nauseous and maybe you’ll change your behavior.
0:21:57 So you’re getting-
0:21:57 I’m getting punished.
0:22:01 Yeah, for setting it up so your signals can flick, right.
0:22:03 By the vestibular-
0:22:03 You’ll learn.
0:22:04 Visuals.
0:22:12 Well, maybe marching a little bit further along this pathway, visual input is combined with balance input.
0:22:14 Where does that occur?
0:22:23 And maybe you could tell us a little bit about this kind of mysterious little mini brain that they call the cerebellum.
0:22:24 Cerebellum, yeah.
0:22:38 So, you know, the way I try to describe the cerebellum to my students is that it serves sort of like the air traffic control system functions in air travel.
0:22:43 It’s a system that’s very complicated and it’s really dependent on great information.
0:22:55 So it’s taking in the information about everything that’s happening everywhere, not only through your sensory systems, but it’s listening in to all the little centers elsewhere in your brain that are computing what you’re going to be doing.
0:22:55 Next and so forth.
0:23:01 And it really has an important role in coordinating and shaping movements.
0:23:08 But it’s not that you would be paralyzed if your cerebellum was gone because you still have motor neurons.
0:23:09 You still have ways to talk to your muscles.
0:23:12 You still have reflex centers.
0:23:17 But you wouldn’t be coordinating things so well anymore.
0:23:20 The timing between input and output might be off.
0:23:38 Or if you were trying to practice a new athletic move, like an overhead serve in tennis, you’d be just terrible at learning all the sequences of muscle movements and the feedback from your sensory apparatus that would let you really hit that ball exactly where you wanted to after the nth rep.
0:23:41 Right now, the thousandth rep or something, you’d get much better at it.
0:23:50 So the cerebellum is all involved in things like motor learning and refining the precisions of movement so that they get you where you want to go.
0:23:57 So if you reach for a glass of champagne that you don’t knock it over or stop short, you know, that’s what it’s good at.
0:24:00 People who have selective damage to the cerebellum.
0:24:01 Absolutely.
0:24:13 The typical thing would be a patient who has a cerebral stroke or a tumor, for example, might be not that steady on their feet.
0:24:26 You know, if the, you know, dynamics of the situation, you’re standing on a street car with no pole to hold on to, they might not be as good at adjusting all the little movements of the car.
0:24:36 You know, there’s a kind of tremor that can occur as they’re reaching for things because they reach a little too far and then they overcorrect and come back.
0:24:38 Things like that.
0:24:48 So it’s, it’s very common neurological phenomenon, actually, cerebellar ataxia is what the neurologists call it.
0:24:53 And it can happen not just with cerebellar damage, but damage to the tracks that feed the information into the cerebellum.
0:24:54 Right, it just deprive the structure.
0:24:56 Exactly, or output from the cerebellum.
0:25:01 And so the cerebellum is where a lot of visual and balance information is combined.
0:25:10 And a very key place in the cerebellum, which is, it’s really one of the oldest parts in terms of evolution, the flocculus, right.
0:25:21 This is a, it’s a critical place in the cerebellum where visual and vestibular information comes together for recording just the kinds of movements we were talking about, this image stabilizing network.
0:25:35 It’s all happening there and there’s learning happening there as well, so that if your vestibular apparatus is a little bit damaged somehow, your visual system is actually talking to your cerebellum saying there’s a problem here.
0:25:44 There’s an error and your cerebellum is learning to do better by increasing the output of the vestibular system to compensate for whatever that loss was.
0:25:51 So it’s a little error correction system, that’s sort of typical of a cerebellar function, and it can happen in many, many different domains.
0:25:56 This is just one of the domains of sensory motor integration that takes place there.
0:26:02 I want to talk about an area of the brain that is rarely discussed, which is the midbrain.
0:26:02 Yeah.
0:26:16 And for those that don’t know, the midbrain is an area beneath the cortex, I guess we never really defined cortex, it was kind of the outer layers or are the outer layers of the, at least mammalian brain or human brain.
0:26:26 But the midbrain is super interesting because it controls a lot of unconscious stuff, reflexes, et cetera.
0:26:31 So could you please tell us about the midbrain, about what it does?
0:26:32 Yeah.
0:26:35 So this is a, there’s a lot of pieces there.
0:26:50 I think the first thing to say is if you imagine the nervous system in your mind’s eye, you see this big honking brain, and then there’s this little, little wand that dangles down into your vertebral column, the spinal cord.
0:26:52 And that’s kind of your visual impression.
0:26:59 What you have to imagine is starting in the spinal cord and working your way up into this big, magnificent brain.
0:27:06 And what you would do as you enter the skull is get into a little place where the spinal cord kind of thickens out.
0:27:11 It still has that sort of long, skinny, trunk-like feeling.
0:27:12 Sort of like a paddle or a spoon shape.
0:27:13 Right.
0:27:21 It starts to spread out a little bit, and that’s because your, you know, evolution has packed more interesting goodies in there for processing information and generating movement.
0:27:31 So this midbrain you’re talking about is the last bit of this enlarged sort of spinal cordy thing in your skull, which is really the brain stem is what we call it.
0:27:36 The last bit of that before you get to this relay up to the cortex is the midbrain.
0:27:39 And there’s a really important visual center there.
0:27:48 It’s called the superior colliculus, but this is where most of the action is in terms of interpreting visual input and organizing behavior around that.
0:28:07 You can sort of think about this region of the brain stem as a reflex center that can reorient the animal’s gaze or body or maybe even attention to particular regions of space out there around the animal.
0:28:09 And that could be for all kinds of reasons.
0:28:16 I mean, it might be a predator just showed up in one corner of the forest and you pick that up and you’re trying to avoid it.
0:28:17 Or just any movement.
0:28:18 Any movement, right?
0:28:28 It might be, you know, that suddenly, you know, something splats on the page when you’re reading a novel and your eye reflexively looks at it.
0:28:29 You don’t have to think about that.
0:28:30 That’s a reflex.
0:28:41 But these are centers that emerged early in the evolution of brains like ours to handle complicated visual events that have significance for the animal in terms of space.
0:28:43 Where is it in space?
0:28:56 And in fact, this same center actually gets input from all kinds of other sensory systems that take information from the external world from particular locations and where you might want to either avoid or approach things according to their significance to you.
0:29:00 So you get input from the touch system.
0:29:02 You get input from the auditory system.
0:29:04 I worked for a while in rattlesnakes.
0:29:08 They get input from a part of their warm sensors on their face.
0:29:09 They’re in these little pits.
0:29:14 They have a version of an extra receptive sensory system.
0:29:19 That is, they’re looking out into the world using a completely different set of sensors.
0:29:23 They’re using the same sensors that would feel the warmth on your face if you stood in front of a bonfire.
0:29:30 Except evolution has given them this very nice specialized system that lets them image where the heat’s coming from.
0:29:32 You can sort of do that anyway, right?
0:29:38 If you walk around the fire, you can feel where the fire is from the, you know, the heat hitting your face.
0:29:42 Is that the primary way in which they detect prey?
0:29:45 It’s one of the major ways.
0:29:47 And in fact, they use vision as well.
0:29:52 And they bring these two systems together in the same place, in this tectal region, this brainstem.
0:29:54 I want to pause here just for one second.
0:30:09 I think what’s so interesting about taste receptors, heat sensors, and vision and all this integration is that it really speaks to the fact that all these sensory neurons are trying to gather information.
0:30:14 And stuff it into a system that can make meaningful decisions and actions.
0:30:22 And that it really doesn’t matter whether or not it’s coming from eyes or ears or nose or bottoms of feet, because in the end, it’s just electricity flowing in.
0:30:28 And so it’s placed in different locations on different animals, depending on the particular needs of that animal.
0:30:29 Right.
0:30:37 So maybe I’m feeling some heat on one side of my face, and I also smell something baking in the oven.
0:30:38 Right.
0:30:42 So now there’s, neither is particularly strong, but as you said, there’s some corroboration.
0:30:42 Right.
0:30:44 And that corroboration is occurring in the midbrain.
0:30:45 Right.
0:30:52 And then if you throw things into conflict, now the brain is confused, and that may be where your motion sickness comes from.
0:30:58 So it’s great to have, you know, as a brain, it’s great to have as many sources of information as you can have.
0:31:04 Just like if you’re a spy or a journalist, you don’t want as much information as you can get about what’s out there.
0:31:07 But if things conflict, that’s problematic, right?
0:31:10 Your sources are giving you different information about what’s going on.
0:31:12 Now you’ve got a problem on your hands.
0:31:12 What do you publish?
0:31:16 I’d like to take a quick break and acknowledge one of our sponsors, Element.
0:31:20 Element is an electrolyte drink that has everything you need and nothing you don’t.
0:31:25 That means the electrolytes, sodium, magnesium, and potassium in the correct amounts, but no sugar.
0:31:29 Proper hydration is critical for optimal brain and body function.
0:31:33 Even a slight degree of dehydration can diminish cognitive and physical performance.
0:31:36 It’s also important that you get adequate electrolytes.
0:31:44 The electrolytes, sodium, magnesium, and potassium, are vital for functioning of all the cells in your body, especially your neurons or your nerve cells.
0:31:50 Drinking Element dissolved in water makes it very easy to ensure that you’re getting adequate hydration and adequate electrolytes.
0:31:58 To make sure that I’m getting proper amounts of hydration and electrolytes, I dissolve one packet of Element in about 16 to 32 ounces of water when I first wake up in the morning,
0:32:01 and I drink that basically first thing in the morning.
0:32:09 I’ll also drink Element dissolved in water during any kind of physical exercise that I’m doing, especially on hot days when I’m sweating a lot and losing water and electrolytes.
0:32:11 Element has a bunch of great tasting flavors.
0:32:13 I love the raspberry.
0:32:14 I love the citrus flavor.
0:32:18 Right now, Element has a limited edition lemonade flavor that is absolutely delicious.
0:32:26 I hate to say that I love one more than all the others, but this lemonade flavor is right up there with my favorite other one, which is raspberry or watermelon.
0:32:27 Again, I can’t pick just one flavor.
0:32:28 I love them all.
0:32:40 If you’d like to try Element, you can go to drinkelement.com slash Huberman, spelled drinklmnt.com slash Huberman, to claim a free element sample pack with a purchase of any element drink mix.
0:32:45 Again, that’s drinkelement.com slash Huberman to claim a free sample pack.
0:33:00 This is important and a great segue for what I’d like to discuss next, which is the basal ganglia, this really interesting area of the brain that’s involved in instructing us to do things and preventing us from doing things.
0:33:00 Right.
0:33:07 So, what are the basal ganglia and what are their primary roles in controlling go-type behavior and no-go-type behavior?
0:33:07 Yeah.
0:33:15 So, I mean, the basal ganglia are sitting deep in what you would call the forebrain, so the highest levels of the brain.
0:33:19 And it’s deeply intertwined with cortical function.
0:33:24 The cortex can’t really do what it needs to do without the help of the basal ganglia and vice versa.
0:33:34 And in a way, you can think about this logically as saying, you know, if you have the ability to withhold behavior or to execute it, how do you decide which to do?
0:33:36 Well, the cortex is going to have to do that thinking for you.
0:33:46 You have to be looking at all the contingencies of your situation to decide, is this a crazy move or is this a really smart investment right now or, you know, what?
0:33:56 I don’t want to go out for a run in the morning, but I’m going to make myself go out for a run or I’m having a great time out on a run and I know I need to get back, but I kind of want to go another mile.
0:34:06 I mean, another great example is that, you know, the marshmallow test for the little kids, you know, they can get two marshmallows if they hold off, you know, just 30 seconds initially, you know, they can have one right away.
0:34:14 But if they can wait 30 seconds, they got two, you know, so that’s the no-go because their cortex is saying, you know, I would really like to have two more than having one.
0:34:19 But they’re not going to get the two unless they can not reach for the one.
0:34:23 So they’ve got to hold off the action.
0:34:27 And that has to result from a cognitive process.
0:34:31 So the cortex is involved in this in a major way.
0:34:42 Why do you think that some people have a harder time running these go-no-go circuits and other people seem to have very low activation energy, we would say.
0:34:45 They can just, you know, they have a task, they just lean into the task.
0:34:51 Whereas some people getting into task completion or things of that sort is very challenging for them.
0:34:58 I mean, I think it’s really just another, it’s a special case of a very general phenomenon, which is brains are complicated.
0:35:05 And brains, you know, the brains we have are the result of genetics and experience.
0:35:09 And my genes are different from your genes and my experiences are different from your experiences.
0:35:13 So the things that will be easy or hard for us won’t necessarily be aligned.
0:35:17 They might just happen to be just because they are.
0:35:24 But the point is that, you know, you’re dealt a certain set of cards, you have a certain set of genes, you are handed, you know, a brain.
0:35:26 You don’t choose your brain, it’s handed to you.
0:35:29 But then there’s all this stuff you can do with it.
0:35:37 You know, you can learn to have new skills or to act differently or to show more restraint, which is kind of relevant to what we’re talking about here.
0:35:38 Right, of course.
0:35:42 Yeah, these are all the structures that we’re discussing are working in parallel.
0:35:42 Right.
0:35:46 And there’s a lot of changing crosstalk.
0:35:48 So let’s talk about the cortex.
0:35:54 We’ve worked our way up the so-called neuraxis, as the aficionados will know.
0:35:55 So we’re in the cortex.
0:35:59 This is the seat of our higher consciousness, self-image, planning and action.
0:36:01 But as you mentioned, the cortex isn’t just about that.
0:36:03 It’s got other regions that are involved in other things.
0:36:08 So maybe we should, staying with vision, let’s talk a little bit about visual cortex.
0:36:12 You told me a story, an amazing story about visual cortex.
0:36:18 And it was somewhat of a sad story, unfortunately, about someone who had a stroke to visual cortex.
0:36:26 Maybe if you would share that story, because I think it illustrates many important principles about what the cortex does.
0:36:26 Sure.
0:36:35 So the point is that you all, those of us who see, have representations of the visual world in our visual cortex.
0:36:44 What happens to somebody when they become blind because of problems in the eye, the retina, perhaps?
0:36:56 You have a big chunk of the cortex is really valuable in real estate for neural processing that has come to expect input from the visual system.
0:36:57 And there isn’t any anymore.
0:37:00 So you might think about that as fallow land, right?
0:37:04 It’s just, it’s unused by the nervous system.
0:37:05 And that would be a pity.
0:37:07 But it turns out that it is, in fact, used.
0:37:26 And the case that you’re talking about is of a woman who was blind from very early in her life and who had risen through the ranks to a very high level executive secretarial position in a major corporation.
0:37:32 And she was extremely good at braille reading, and she had a braille typewriter, and that’s how everything was done.
0:37:39 And apparently she had a stroke and was discovered at work, collapsed, and they brought her to the hospital.
0:37:47 And apparently the neurologist who saw her when she finally came to said, you know, I’ve got good news and bad news.
0:37:49 Bad news is you’ve had a stroke.
0:37:52 The good news is that it was in an area of your brain you’re not even using.
0:37:57 It’s your visual cortex, and I know you’re blind from birth, so there shouldn’t be any issue here.
0:38:01 The problem was she lost her ability to read braille.
0:38:19 So what appears to have been the case, and this has been confirmed in other ways by imaging experiments in humans, is that in people who are blind from very early in birth, the visual cortex gets repurposed as a center for processing tactile information.
0:38:31 And especially if you train to be a good braille reader, you’re actually reallocating somehow that real estate to your fingertips, you know, a part of the cortex that should be listening to the eyes.
0:38:40 So that’s an extreme level of plasticity, but what it shows is the visual cortex is kind of a general purpose processing machine.
0:38:57 It’s good at spatial information, and the skin of your fingers is just another spatial sense, and deprived of any other input, the brain seems smart enough, if you want to put it that way, to rewire itself, to use that real estate for something useful.
0:39:15 So in this case, reading braille, incredible, somewhat tragic, but incredible, at least in that case, tragic, very informative, and of course, it can go the other way, too, where people can gain function in particular modalities, like improved hearing or tactile function in the absence of vision.
0:39:15 Right.
0:39:18 Listen, David, this has been wonderful.
0:39:19 It’s been a blast.
0:39:21 We really appreciate you taking the time to do this.
0:39:27 As people probably realize by now, you’re an incredible wealth of knowledge about the entire nervous system.
0:39:39 Today, we just hit this top contour of a number of different areas to give a flavor of the different ways that the nervous system works and is organized and how that’s put together, how these areas are talking to one another.
0:40:00 What I love about you is that you’re such an incredible educator and I’ve taught so many students over the years, but also for me personally, as friends, but also any time that I want to touch into the beauty of the nervous system and start thinking about new problems and ways that the nervous system is doing things that I hadn’t thought about, I call you.
0:40:05 So please forgive me for the calls, past, present, and future, unless you change your number.
0:40:07 And even if you do, I’ll be calling.
0:40:09 It’s been such a blast, Andy.
0:40:14 This has been a great session and it’s always fun talking to you.
0:40:16 It always gets my brain racing.
0:40:18 So thank you.
0:40:19 Thank you.
0:00:04 where we revisit past episodes
0:00:07 for the most potent and actionable science-based tools
0:00:09 for mental health, physical health, and performance.
0:00:12 I’m Andrew Huberman,
0:00:15 and I’m a professor of neurobiology and ophthalmology
0:00:16 at Stanford School of Medicine.
0:00:20 And now for my discussion with Dr. David Burson.
0:00:21 For more than 20 years,
0:00:24 you’ve been my go-to source for all things nervous system,
0:00:26 how it works, how it’s structured.
0:00:29 So today I want to ask you some questions about that.
0:00:32 I think people would gain a lot of insight
0:00:35 into this machine that makes them think and feel
0:00:36 and see, et cetera.
0:00:41 If you would, could you tell us how we see?
0:00:45 You know, a photon of light enters the eye.
0:00:47 What happens?
0:00:47 Right.
0:00:49 I mean, how is it that I look outside,
0:00:52 I see a truck drive by, or I look on the wall,
0:00:54 I see a photo of my dog.
0:00:56 How does that work?
0:00:56 Right.
0:00:58 So this is an old question, obviously.
0:01:00 And clearly, in the end,
0:01:02 the reason you have a visual experience
0:01:06 is that your brain has got some pattern of activity
0:01:08 that it associates with the input from the periphery.
0:01:10 But you can have a visual experience
0:01:12 with no input from the periphery as well.
0:01:13 When you’re dreaming,
0:01:17 you’re seeing things that aren’t coming through your eyes.
0:01:18 Are those memories?
0:01:20 I would say, in a sense,
0:01:23 they may reflect your visual experience.
0:01:25 They’re not necessarily specific visual memories,
0:01:26 but of course, they can be.
0:01:28 But the point is that the experience of seeing
0:01:31 is actually a brain phenomenon.
0:01:34 But of course, under normal circumstances,
0:01:36 we see the world because we’re looking at it,
0:01:38 and we’re using our eyes to look at it.
0:01:41 And fundamentally, when we’re looking at the exterior world,
0:01:44 it’s what the retina is telling the brain that matters.
0:01:47 So there are cells called ganglion cells.
0:01:50 These are neurons that are the key cells
0:01:52 for communicating between eye and brain.
0:01:54 The eye is like the camera.
0:01:56 It’s detecting the initial image,
0:01:57 doing some initial processing,
0:02:00 and then that signal gets sent back to the brain proper.
0:02:04 And of course, it’s there at the level of the cortex
0:02:06 that we have this conscious visual experience.
0:02:07 There are many other places in the brain
0:02:09 that get visual input as well,
0:02:12 doing other things with that kind of information.
0:02:15 So I get a lot of questions about color vision.
0:02:19 If you would, could you explain how is it
0:02:21 that we can perceive reds and greens and blues
0:02:23 and things of that sort?
0:02:23 Right.
0:02:26 So the first thing to understand about light
0:02:29 is that it’s just a form of electromagnetic radiation.
0:02:31 It’s vibrating.
0:02:32 It’s oscillating.
0:02:35 But when you say it’s vibrating, it’s oscillating.
0:02:38 You mean that photons are actually moving?
0:02:39 Well, in a sense, photons are,
0:02:41 they’re certainly moving through space.
0:02:43 We think about photons as particles,
0:02:46 and that’s one way of thinking about light.
0:02:47 But we can also think of it as a wave,
0:02:48 like a radio wave.
0:02:50 Either way is acceptable.
0:02:52 And the radio waves have frequencies,
0:02:54 like the frequencies on your radio dial.
0:02:58 And certain frequencies in the electromagnetic spectrum
0:03:00 can be detected by neurons in the retina.
0:03:02 Those are the things we see.
0:03:04 But there are still different wavelengths
0:03:07 within the light that can be seen by the eye.
0:03:10 And those different wavelengths are unpacked, in a sense,
0:03:12 or decoded by the nervous system
0:03:16 to lead to our experience of color.
0:03:20 Essentially, different wavelengths give us the sensation
0:03:24 of different colors through the auspices of different neurons
0:03:27 that are tuned to different wavelengths of light.
0:03:29 So when a photon,
0:03:32 so when a little bit of light hits my eye,
0:03:33 goes in,
0:03:36 the photoreceptors convert that into electrical signal.
0:03:36 Right.
0:03:38 How is it that
0:03:41 a given photon of light gives me the perception,
0:03:45 eventually leads to the perception of red versus green versus blue?
0:03:45 Right.
0:03:50 So if you imagine that in the first layer of the retina,
0:03:55 where this transformation occurs from electromagnetic radiation into neural signals,
0:04:00 that you have different kinds of sensitive cells that are expressing,
0:04:08 they’re making different molecules within themselves for this express purpose of absorbing photons,
0:04:10 which is the first step in the process of seeing.
0:04:16 Now, it turns out that altogether there are about five proteins like this
0:04:19 that we need to think about in the typical retina.
0:04:21 But for seeing color, really, it’s three of them.
0:04:23 So there are three different proteins.
0:04:26 Each absorbs light with a different, you know, preferred frequency.
0:04:30 And then the nervous system keeps track of those signals,
0:04:38 compares and contrasts them to extract some understanding of the wavelength composition of light.
0:04:40 So you can see just by looking at a landscape,
0:04:44 oh, it must be late in the day because things are looking golden.
0:04:49 That’s all, you know, a function of our absorbing the light that’s coming from the world
0:04:51 and interpreting that with our brain
0:04:55 because of the different composition of the light that’s reaching our eyes.
0:05:00 Is it fair to assume that my perception of red is the same as your perception of red?
0:05:01 Well, that’s a great question.
0:05:02 And that mine is better.
0:05:03 I’m just kidding.
0:05:06 It’s a great question.
0:05:07 It’s a deep philosophical question.
0:05:11 It’s a question that really probably can’t even ultimately be answered
0:05:15 by the usual empirical scientific processes
0:05:18 because it’s really about, you know, an individual’s experience.
0:05:24 What we can say is that the biological mechanisms
0:05:26 that we think are important for seeing color, for example,
0:05:30 seem to be very highly similar from one individual to the next,
0:05:32 whether it be human beings or other animals.
0:05:39 And so we think that the physiological process looks very similar on the front end.
0:05:44 But, you know, once you’re at the level of perception or understanding or experience,
0:05:48 that’s something that’s a little bit tougher to nail down
0:05:55 with the sorts of, you know, scientific approaches that we approach biological vision with, let’s say.
0:05:59 We’ve known for a long time that there are things that we can do to improve our sleep.
0:06:01 And that includes things that we can take.
0:06:06 Things like magnesium threonate, theanine, chamomile extract, and glycine,
0:06:09 along with lesser known things like saffron and valerian root.
0:06:12 These are all clinically supported ingredients that can help you fall asleep,
0:06:15 stay asleep, and wake up feeling more refreshed.
0:06:21 I’m excited to share that our long-time sponsor AG1 just created a new product called AGZ,
0:06:25 a nightly drink designed to help you get better sleep and have you wake up feeling super refreshed.
0:06:30 Over the past few years, I’ve worked with the team at AG1 to help create this new AGZ formula.
0:06:35 It has the best sleep-supporting compounds in exactly the right ratios in one easy-to-drink mix.
0:06:40 This removes all the complexity of trying to forage the vast landscape of supplements focused on sleep
0:06:44 and figuring out the right dosages and which ones to take for you.
0:06:48 AGZ is, to my knowledge, the most comprehensive sleep supplement on the market.
0:06:50 I take it 30 to 60 minutes before sleep.
0:06:52 It’s delicious, by the way.
0:06:55 And it dramatically increases both the quality and the depth of my sleep.
0:06:59 I know that both from my subjective experience of my sleep and because I track my sleep.
0:07:05 I’m excited for everyone to try this new AGZ formulation and to enjoy the benefits of better sleep.
0:07:08 AGZ is available in chocolate, chocolate mint, and mixed berry flavors.
0:07:11 And as I mentioned before, they’re all extremely delicious.
0:07:15 My favorite of the three has to be, I think, chocolate mint, but I really like them all.
0:07:21 If you’d like to try AGZ, go to drinkagz.com slash Huberman to get a special offer.
0:07:24 Again, that’s drinkagz.com slash Huberman.
0:07:28 You mentioned that there are five different cone types, essentially,
0:07:31 the cones being the cells that absorb light of different wavelengths.
0:07:33 It’s not really five types of cones.
0:07:35 There are really three types of cones.
0:07:38 And if you look at the way that color vision is thought to work,
0:07:41 you can sort of see that it has to be three different signals.
0:07:44 There are a couple of other types of pigments.
0:07:47 One is really mostly for dim light vision.
0:07:52 When you’re walking around in a moonless night and you’re seeing things with very low light,
0:07:54 that’s the rod cell.
0:07:55 And that uses its own pigment.
0:07:59 And then there’s another class of pigments we’ll probably talk about a little bit later,
0:08:01 this melanopsin pigment.
0:08:05 I thought you were referring to like ultraviolet and infrared and things of that sort.
0:08:05 Right.
0:08:09 So in the case of a typical, well, let’s put it this way.
0:08:17 In human beings, most of us have three cone types and we can see colors that stem from that.
0:08:25 In most mammals, including your dog or your cat, there really are only two cone types.
0:08:31 And that limits the kind of vision that they can have in the domain of wavelength or color, as you would say.
0:08:36 Let’s talk about that odd photopigment.
0:08:37 Yeah.
0:08:40 So this last pigment is a really peculiar one.
0:08:52 One can think about it as really the initial sensitive element in a system that’s designed to tell your brain about how bright things are in your world.
0:08:59 And the thing that’s really peculiar about this pigment is that it’s in the wrong place, in a sense.
0:09:05 When you think about the structure of the retina, you think about a layer cake, essentially.
0:09:09 You’ve got this thin membrane at the back of your eye, but it’s actually a stack of thin layers.
0:09:15 And the outermost of those layers is where these photoreceptors you were talking about earlier are sitting.
0:09:17 That’s where the film of your camera is, essentially.
0:09:21 That’s where the photons do their magic with the photopigments and turn it into a neural signal.
0:09:22 I like that.
0:09:25 I’ve never really thought of the photoreceptors as the film of the camera, but that makes sense.
0:09:29 It’s the surface on which the light pattern is imaged by the optics of the eye.
0:09:36 And now you’ve got an array of sensors that’s capturing that information and creating a bitmap, essentially.
0:09:41 But now it’s in neural signals distributed across the surface of the retina.
0:09:47 But it turns out that this last photopigment is in the other end of the retina, the innermost part of the retina.
0:09:49 That’s where the so-called ganglion cells are.
0:09:57 Those are the cells that talk to the brain, the ones that actually can communicate directly what information comes to them from the photoreceptors.
0:10:13 And here you’ve got a case where actually some of the output neurons that we didn’t think had any business being directly sensitive to light were actually making this photopigment, absorbing light, and converting that to neural signals and sending it to the brain.
0:10:26 And this is actually one of the things that blind patients often complain about, if they’ve got retinal blindness, is insomnia.
0:10:30 Because their brain is awake in the middle of the night.
0:10:30 Exactly.
0:10:31 They’re not synchronized.
0:10:41 Their clock is there, but they’re drifting out of phase because their clock’s only good to, you know, 24.2 hours or 23.8 hours.
0:10:43 Little by little, they’re drifting.
0:10:52 So you need a synchronization signal because otherwise you have nothing to actually confirm when the rising and the setting of the sun is.
0:10:54 That’s what you’re trying to synchronize yourself to.
0:11:04 I’m fascinated by the circadian clock and the fact that all the cells of our body have essentially a 24-hour-ish clock in them.
0:11:04 Right.
0:11:15 I’ve never really heard it described how the clock itself works and how the clock signals to all the rest of the body when, you know, the liver should be doing one thing and when the stomach should be doing another.
0:11:27 If you would just maybe briefly describe where the clock is, what it does, and some of the, you know, top contour of how it tells the cells of the body what to do.
0:11:27 Right.
0:11:31 So the first thing to say is that, as you said, the clock is all over the place.
0:11:34 Most of the tissues in your body have clocks.
0:11:40 The role of the central pacemaker for the circadian system is to coordinate all of these.
0:11:44 There’s a little nucleus, a little collection of nerve cells in your brain.
0:11:48 It’s called the suprachiasmatic nucleus, the SCN.
0:11:55 And it is sitting in a funny place for the rest of the structures in the nervous system that get direct retinal input.
0:12:04 It’s sitting in the hypothalamus, which you can think about as sort of the great coordinator of drives and-
0:12:06 The source of all our pleasures and all our problems.
0:12:06 Right.
0:12:07 Or most our problems.
0:12:08 Yes.
0:12:09 It really is.
0:12:13 But it’s sort of, you know, deep in your brain, things that drive you to do things.
0:12:19 If you’re freezing cold, you put on a coat, you shiver, all these things are coordinated by the hypothalamus.
0:12:39 So this pathway that we’re talking about from the retina and from these peculiar cells that are encoding light intensity are sending signals directly into a center that’s surrounded by all of these centers that control autonomic nervous system and your hormonal systems.
0:12:43 The hypothalamus uses everything to control the rest of the bodies.
0:12:48 And that’s true of the suprachiasmatic nucleus, this circadian center as well.
0:13:00 It can get its fingers into the autonomic nervous system, the humoral system, and of course, up to the centers of the brain that organize coordinated rational behavior.
0:13:07 So if I understand correctly, we have this group of cells, the suprachiasmatic nucleus, it’s got a 24-hour rhythm.
0:13:15 That rhythm is more or less matched to what’s going on in our external world by the specialized set of neurons in our eye.
0:13:26 But then the master clock itself, the SCN, releases things in the blood, humoral signals, that go out various places in the body.
0:13:33 And then you said to the autonomic system, which is regulating more or less how alert or calm we are, as well as our thinking and our cognition.
0:13:34 Sure.
0:13:41 Then the SCN, the suprachiasmatic nucleus, can impact the melatonin system via the pineal.
0:13:41 Right.
0:13:53 The way this is seen is that if you were to measure your melatonin level over the course of the day, if you could do this, you know, hour by hour, you’d see that it’s really low during the day, very high at night.
0:14:01 But if you get up in the middle of the night and go to the bathroom and turn on the bright fluorescent light, your melatonin level is slammed to the floor.
0:14:09 Light is directly impacting your hormonal levels through this mechanism that we just described.
0:14:20 So this is one of the routes by which light can act on your hormonal status through pathways that are completely beyond what you normally would think about, right?
0:14:22 You’re thinking about the things in the bathroom.
0:14:23 Oh, there’s the toothbrush.
0:14:25 You know, there’s the tube of toothpaste.
0:14:32 But meanwhile, this other system is just counting photons and saying, oh, wow, there’s a lot of photons right now.
0:14:34 Let’s shut down the melatonin release.
0:14:42 I want to ask you about a different aspect of the visual system now, which is the one that relates to our sense of balance.
0:14:51 Maybe just walk in at the simplest layers of vision, vestibular, so-called balance system.
0:14:55 And then maybe we can piece the system together for people so that they can understand.
0:15:01 And then also we should give them some tools for adjusting their nausea when their vestibular system is out of whack.
0:15:02 Cool.
0:15:16 So, I mean, the first thing to think about is that the vestibular system is designed to allow you to sense how you’re moving in the world, through the world.
0:15:30 Basically, the idea is that if we’re just sitting in a car in the passenger seat and the driver hits the accelerator and you start moving forward, you sense that.
0:15:31 If your eyes were closed, you’d sense it.
0:15:34 If your ears were plugged and your eyes were closed, you’d still know it.
0:15:42 Anything that jostles you out of the current position you’re in right now will be detected by the vestibular system pretty much.
0:15:46 It’s basically in your inner, you know, ear, hairy cells.
0:15:48 They’ve got little cilia sticking up off the surfaces.
0:15:53 And depending on which way you bend those, the cells will either be inhibited or excited.
0:15:57 But then they talk to neurons with a neuron-like process and off you go.
0:15:58 Now, you’ve got an auditory signal.
0:16:09 If you’re sensing things bouncing around in your cochlea, which is sympathetically the bouncing of your eardrum, which is sympathetically the sound waves in the world.
0:16:18 But in the case of the vestibular apparatus, evolution has built a system that detects the motion of, say, fluid going by those hairs.
0:16:31 And if you put a sensor like that in a tube that’s fluid-filled, now you’ve got a sensor that will be activated when you rotate that tube around the axis that passes through the middle of it.
0:16:32 I always think of it as three hula hoops.
0:16:33 Right, three hula hoops.
0:16:35 One standing up, one lying down on the ground.
0:16:36 Right.
0:16:37 One the other way.
0:16:38 Three directions.
0:16:44 So three axes of encoding, just like in the cones of the retina.
0:16:47 The no, and then I always say it’s, and then the puppy head tilt.
0:16:48 Yeah, the puppy head tilt.
0:16:50 Yes, that’s the other one.
0:16:59 So the point is that your brain is eventually going to be able to unpack what these sensors are telling you about how you just rotated your head.
0:17:03 Now you can tell if you’re rotating your head left or right, up or down.
0:17:12 That’s the sensory signal coming back into your brain, confirming that you’ve just made a movement that you will.
0:17:14 A lot of this is happening under the surface of what you’re thinking.
0:17:16 These are reflexes.
0:17:24 Maybe the best way to think about how these two systems work together is to think about what happens when you suddenly rotate your head to the left.
0:17:29 When you suddenly rotate your head to the left, your eyes are actually rotating to the right.
0:17:31 Automatically.
0:17:33 You do this in complete darkness.
0:17:40 If you had an infrared camera and watched yourself in complete darkness, you can’t see anything.
0:17:42 Rotating your head to the left, your eyes would rotate to the right.
0:17:52 That’s your vestibular system saying, I’m going to try to compensate for the head rotation so my eyes are still looking in the same place.
0:17:59 So the brain works really hard to stabilize the image of the world on your retina.
0:18:02 Now, of course, you’re moving through the world so you can’t stabilize everything.
0:18:06 But the more you can stabilize most of the time, the better you can see.
0:18:14 And that’s why when we’re scanning a scene, looking around at things, we’re making very rapid eye movements for very short periods of time.
0:18:16 And then we just rest.
0:18:18 But we’re not the only ones that do that.
0:18:23 If you ever watch a pigeon walking on the sidewalk, it does this funny head bobbing thing.
0:18:31 But what it’s really doing is racking its head back on its neck while its body goes forward so that the image of the visual world stays static.
0:18:31 Really?
0:18:35 And you’ve seen the funny chicken videos on YouTube, right?
0:18:37 You take a chicken, move it up and down, and the head stays in one place.
0:18:38 It’s all the same thing.
0:18:46 All of these animals are trying hard to keep the image of the world stable on their retina as much of the time as they possibly can.
0:18:51 And then when they’ve got to move, make it fast, make it quick, and then stabilize again.
0:18:52 That’s why the pigeons have their head back?
0:18:52 It is.
0:18:53 Yeah.
0:18:54 Wow.
0:18:55 Yeah.
0:18:58 I mean, I just need to pause there for a second and digest that.
0:18:59 Amazing.
0:19:03 I’d like to take a quick break and acknowledge one of our sponsors, Function.
0:19:08 Last year, I became a Function member after searching for the most comprehensive approach to lab testing.
0:19:15 Function provides over 100 advanced lab tests that give you a key snapshot of your entire bodily health.
0:19:21 This snapshot offers you with insights on your heart health, hormone health, immune functioning, nutrient levels, and much more.
0:19:23 Function not only provides you with insights on your heart health, hormone health, immune functioning, nutrient levels, and much more.
0:19:32 It provides testing of over 100 biomarkers key to your physical and mental health, but it also analyzes these results and provides insights from top doctors who are expert in the relevant areas.
0:19:38 For example, in one of my first tests with Function, I learned that I had elevated levels of mercury in my blood.
0:19:45 Function not only helped me detect that, but offered insights into how best to reduce my mercury levels, which included limiting my tuna consumption.
0:19:55 I had been eating a lot of protein, while also making an effort to eat more leafy greens and supplementing with NAC, N-acetylcysteine, both of which can support glutathione production and detoxification.
0:20:03 I should say, by taking a second function test, that approach worked comprehensive blood testing is vitally important.
0:20:07 There’s so many things related to your mental and physical health that can only be detected in a blood test.
0:20:10 The problem is blood testing has always been very expensive and complicated.
0:20:15 In contrast, I’ve been super impressed by Function’s simplicity and at the level of cost.
0:20:16 It is very affordable.
0:20:21 As a consequence, I decided to join their scientific advisory board, and I’m thrilled that they’re sponsoring the podcast.
0:20:26 If you’d like to try Function, you can go to functionhealth.com slash Huberman.
0:20:33 Function currently has a wait list of over 250,000 people, but they’re offering early access to Huberman podcast listeners.
0:20:38 Again, that’s functionhealth.com slash Huberman to get early access to Function.
0:20:46 What’s going on with the vision and the balance system that causes a kind of a nausea?
0:20:54 I mean, I think the fundamental problem typically when you get motion sick is what they call visual-vestibular conflict.
0:21:00 That is, you have two sensory systems that are talking to your brain about how you’re moving through the world.
0:21:03 And as long as they agree, you’re fine.
0:21:09 So if you’re driving, you know, your body senses that you’re moving forward.
0:21:13 Your vestibular system, you know, is picking up this acceleration of the car.
0:21:21 And your visual system is seeing the consequences of forward motion in the sweeping of the scene past you.
0:21:23 Everything is honky-dory, right?
0:21:23 No problem.
0:21:30 But when you are headed forward, but you’re looking at your cell phone, what is your retina seeing?
0:21:32 Your retina is seeing the stable image of the screen.
0:21:35 There’s absolutely no motion in that screen.
0:21:38 Or the motion is just, or some other motion, like a movie.
0:21:46 If you’re watching, if you’re playing a game or you’re watching a video, a football game, you know, the motion is uncoupled with what’s actually happening to your body.
0:21:47 Your brain doesn’t like that.
0:21:50 Your brain likes everything to be, you know, aligned.
0:21:52 And if it’s not, it’s going to complain to you.
0:21:53 By making me feel nauseous.
0:21:56 By making you feel nauseous and maybe you’ll change your behavior.
0:21:57 So you’re getting-
0:21:57 I’m getting punished.
0:22:01 Yeah, for setting it up so your signals can flick, right.
0:22:03 By the vestibular-
0:22:03 You’ll learn.
0:22:04 Visuals.
0:22:12 Well, maybe marching a little bit further along this pathway, visual input is combined with balance input.
0:22:14 Where does that occur?
0:22:23 And maybe you could tell us a little bit about this kind of mysterious little mini brain that they call the cerebellum.
0:22:24 Cerebellum, yeah.
0:22:38 So, you know, the way I try to describe the cerebellum to my students is that it serves sort of like the air traffic control system functions in air travel.
0:22:43 It’s a system that’s very complicated and it’s really dependent on great information.
0:22:55 So it’s taking in the information about everything that’s happening everywhere, not only through your sensory systems, but it’s listening in to all the little centers elsewhere in your brain that are computing what you’re going to be doing.
0:22:55 Next and so forth.
0:23:01 And it really has an important role in coordinating and shaping movements.
0:23:08 But it’s not that you would be paralyzed if your cerebellum was gone because you still have motor neurons.
0:23:09 You still have ways to talk to your muscles.
0:23:12 You still have reflex centers.
0:23:17 But you wouldn’t be coordinating things so well anymore.
0:23:20 The timing between input and output might be off.
0:23:38 Or if you were trying to practice a new athletic move, like an overhead serve in tennis, you’d be just terrible at learning all the sequences of muscle movements and the feedback from your sensory apparatus that would let you really hit that ball exactly where you wanted to after the nth rep.
0:23:41 Right now, the thousandth rep or something, you’d get much better at it.
0:23:50 So the cerebellum is all involved in things like motor learning and refining the precisions of movement so that they get you where you want to go.
0:23:57 So if you reach for a glass of champagne that you don’t knock it over or stop short, you know, that’s what it’s good at.
0:24:00 People who have selective damage to the cerebellum.
0:24:01 Absolutely.
0:24:13 The typical thing would be a patient who has a cerebral stroke or a tumor, for example, might be not that steady on their feet.
0:24:26 You know, if the, you know, dynamics of the situation, you’re standing on a street car with no pole to hold on to, they might not be as good at adjusting all the little movements of the car.
0:24:36 You know, there’s a kind of tremor that can occur as they’re reaching for things because they reach a little too far and then they overcorrect and come back.
0:24:38 Things like that.
0:24:48 So it’s, it’s very common neurological phenomenon, actually, cerebellar ataxia is what the neurologists call it.
0:24:53 And it can happen not just with cerebellar damage, but damage to the tracks that feed the information into the cerebellum.
0:24:54 Right, it just deprive the structure.
0:24:56 Exactly, or output from the cerebellum.
0:25:01 And so the cerebellum is where a lot of visual and balance information is combined.
0:25:10 And a very key place in the cerebellum, which is, it’s really one of the oldest parts in terms of evolution, the flocculus, right.
0:25:21 This is a, it’s a critical place in the cerebellum where visual and vestibular information comes together for recording just the kinds of movements we were talking about, this image stabilizing network.
0:25:35 It’s all happening there and there’s learning happening there as well, so that if your vestibular apparatus is a little bit damaged somehow, your visual system is actually talking to your cerebellum saying there’s a problem here.
0:25:44 There’s an error and your cerebellum is learning to do better by increasing the output of the vestibular system to compensate for whatever that loss was.
0:25:51 So it’s a little error correction system, that’s sort of typical of a cerebellar function, and it can happen in many, many different domains.
0:25:56 This is just one of the domains of sensory motor integration that takes place there.
0:26:02 I want to talk about an area of the brain that is rarely discussed, which is the midbrain.
0:26:02 Yeah.
0:26:16 And for those that don’t know, the midbrain is an area beneath the cortex, I guess we never really defined cortex, it was kind of the outer layers or are the outer layers of the, at least mammalian brain or human brain.
0:26:26 But the midbrain is super interesting because it controls a lot of unconscious stuff, reflexes, et cetera.
0:26:31 So could you please tell us about the midbrain, about what it does?
0:26:32 Yeah.
0:26:35 So this is a, there’s a lot of pieces there.
0:26:50 I think the first thing to say is if you imagine the nervous system in your mind’s eye, you see this big honking brain, and then there’s this little, little wand that dangles down into your vertebral column, the spinal cord.
0:26:52 And that’s kind of your visual impression.
0:26:59 What you have to imagine is starting in the spinal cord and working your way up into this big, magnificent brain.
0:27:06 And what you would do as you enter the skull is get into a little place where the spinal cord kind of thickens out.
0:27:11 It still has that sort of long, skinny, trunk-like feeling.
0:27:12 Sort of like a paddle or a spoon shape.
0:27:13 Right.
0:27:21 It starts to spread out a little bit, and that’s because your, you know, evolution has packed more interesting goodies in there for processing information and generating movement.
0:27:31 So this midbrain you’re talking about is the last bit of this enlarged sort of spinal cordy thing in your skull, which is really the brain stem is what we call it.
0:27:36 The last bit of that before you get to this relay up to the cortex is the midbrain.
0:27:39 And there’s a really important visual center there.
0:27:48 It’s called the superior colliculus, but this is where most of the action is in terms of interpreting visual input and organizing behavior around that.
0:28:07 You can sort of think about this region of the brain stem as a reflex center that can reorient the animal’s gaze or body or maybe even attention to particular regions of space out there around the animal.
0:28:09 And that could be for all kinds of reasons.
0:28:16 I mean, it might be a predator just showed up in one corner of the forest and you pick that up and you’re trying to avoid it.
0:28:17 Or just any movement.
0:28:18 Any movement, right?
0:28:28 It might be, you know, that suddenly, you know, something splats on the page when you’re reading a novel and your eye reflexively looks at it.
0:28:29 You don’t have to think about that.
0:28:30 That’s a reflex.
0:28:41 But these are centers that emerged early in the evolution of brains like ours to handle complicated visual events that have significance for the animal in terms of space.
0:28:43 Where is it in space?
0:28:56 And in fact, this same center actually gets input from all kinds of other sensory systems that take information from the external world from particular locations and where you might want to either avoid or approach things according to their significance to you.
0:29:00 So you get input from the touch system.
0:29:02 You get input from the auditory system.
0:29:04 I worked for a while in rattlesnakes.
0:29:08 They get input from a part of their warm sensors on their face.
0:29:09 They’re in these little pits.
0:29:14 They have a version of an extra receptive sensory system.
0:29:19 That is, they’re looking out into the world using a completely different set of sensors.
0:29:23 They’re using the same sensors that would feel the warmth on your face if you stood in front of a bonfire.
0:29:30 Except evolution has given them this very nice specialized system that lets them image where the heat’s coming from.
0:29:32 You can sort of do that anyway, right?
0:29:38 If you walk around the fire, you can feel where the fire is from the, you know, the heat hitting your face.
0:29:42 Is that the primary way in which they detect prey?
0:29:45 It’s one of the major ways.
0:29:47 And in fact, they use vision as well.
0:29:52 And they bring these two systems together in the same place, in this tectal region, this brainstem.
0:29:54 I want to pause here just for one second.
0:30:09 I think what’s so interesting about taste receptors, heat sensors, and vision and all this integration is that it really speaks to the fact that all these sensory neurons are trying to gather information.
0:30:14 And stuff it into a system that can make meaningful decisions and actions.
0:30:22 And that it really doesn’t matter whether or not it’s coming from eyes or ears or nose or bottoms of feet, because in the end, it’s just electricity flowing in.
0:30:28 And so it’s placed in different locations on different animals, depending on the particular needs of that animal.
0:30:29 Right.
0:30:37 So maybe I’m feeling some heat on one side of my face, and I also smell something baking in the oven.
0:30:38 Right.
0:30:42 So now there’s, neither is particularly strong, but as you said, there’s some corroboration.
0:30:42 Right.
0:30:44 And that corroboration is occurring in the midbrain.
0:30:45 Right.
0:30:52 And then if you throw things into conflict, now the brain is confused, and that may be where your motion sickness comes from.
0:30:58 So it’s great to have, you know, as a brain, it’s great to have as many sources of information as you can have.
0:31:04 Just like if you’re a spy or a journalist, you don’t want as much information as you can get about what’s out there.
0:31:07 But if things conflict, that’s problematic, right?
0:31:10 Your sources are giving you different information about what’s going on.
0:31:12 Now you’ve got a problem on your hands.
0:31:12 What do you publish?
0:31:16 I’d like to take a quick break and acknowledge one of our sponsors, Element.
0:31:20 Element is an electrolyte drink that has everything you need and nothing you don’t.
0:31:25 That means the electrolytes, sodium, magnesium, and potassium in the correct amounts, but no sugar.
0:31:29 Proper hydration is critical for optimal brain and body function.
0:31:33 Even a slight degree of dehydration can diminish cognitive and physical performance.
0:31:36 It’s also important that you get adequate electrolytes.
0:31:44 The electrolytes, sodium, magnesium, and potassium, are vital for functioning of all the cells in your body, especially your neurons or your nerve cells.
0:31:50 Drinking Element dissolved in water makes it very easy to ensure that you’re getting adequate hydration and adequate electrolytes.
0:31:58 To make sure that I’m getting proper amounts of hydration and electrolytes, I dissolve one packet of Element in about 16 to 32 ounces of water when I first wake up in the morning,
0:32:01 and I drink that basically first thing in the morning.
0:32:09 I’ll also drink Element dissolved in water during any kind of physical exercise that I’m doing, especially on hot days when I’m sweating a lot and losing water and electrolytes.
0:32:11 Element has a bunch of great tasting flavors.
0:32:13 I love the raspberry.
0:32:14 I love the citrus flavor.
0:32:18 Right now, Element has a limited edition lemonade flavor that is absolutely delicious.
0:32:26 I hate to say that I love one more than all the others, but this lemonade flavor is right up there with my favorite other one, which is raspberry or watermelon.
0:32:27 Again, I can’t pick just one flavor.
0:32:28 I love them all.
0:32:40 If you’d like to try Element, you can go to drinkelement.com slash Huberman, spelled drinklmnt.com slash Huberman, to claim a free element sample pack with a purchase of any element drink mix.
0:32:45 Again, that’s drinkelement.com slash Huberman to claim a free sample pack.
0:33:00 This is important and a great segue for what I’d like to discuss next, which is the basal ganglia, this really interesting area of the brain that’s involved in instructing us to do things and preventing us from doing things.
0:33:00 Right.
0:33:07 So, what are the basal ganglia and what are their primary roles in controlling go-type behavior and no-go-type behavior?
0:33:07 Yeah.
0:33:15 So, I mean, the basal ganglia are sitting deep in what you would call the forebrain, so the highest levels of the brain.
0:33:19 And it’s deeply intertwined with cortical function.
0:33:24 The cortex can’t really do what it needs to do without the help of the basal ganglia and vice versa.
0:33:34 And in a way, you can think about this logically as saying, you know, if you have the ability to withhold behavior or to execute it, how do you decide which to do?
0:33:36 Well, the cortex is going to have to do that thinking for you.
0:33:46 You have to be looking at all the contingencies of your situation to decide, is this a crazy move or is this a really smart investment right now or, you know, what?
0:33:56 I don’t want to go out for a run in the morning, but I’m going to make myself go out for a run or I’m having a great time out on a run and I know I need to get back, but I kind of want to go another mile.
0:34:06 I mean, another great example is that, you know, the marshmallow test for the little kids, you know, they can get two marshmallows if they hold off, you know, just 30 seconds initially, you know, they can have one right away.
0:34:14 But if they can wait 30 seconds, they got two, you know, so that’s the no-go because their cortex is saying, you know, I would really like to have two more than having one.
0:34:19 But they’re not going to get the two unless they can not reach for the one.
0:34:23 So they’ve got to hold off the action.
0:34:27 And that has to result from a cognitive process.
0:34:31 So the cortex is involved in this in a major way.
0:34:42 Why do you think that some people have a harder time running these go-no-go circuits and other people seem to have very low activation energy, we would say.
0:34:45 They can just, you know, they have a task, they just lean into the task.
0:34:51 Whereas some people getting into task completion or things of that sort is very challenging for them.
0:34:58 I mean, I think it’s really just another, it’s a special case of a very general phenomenon, which is brains are complicated.
0:35:05 And brains, you know, the brains we have are the result of genetics and experience.
0:35:09 And my genes are different from your genes and my experiences are different from your experiences.
0:35:13 So the things that will be easy or hard for us won’t necessarily be aligned.
0:35:17 They might just happen to be just because they are.
0:35:24 But the point is that, you know, you’re dealt a certain set of cards, you have a certain set of genes, you are handed, you know, a brain.
0:35:26 You don’t choose your brain, it’s handed to you.
0:35:29 But then there’s all this stuff you can do with it.
0:35:37 You know, you can learn to have new skills or to act differently or to show more restraint, which is kind of relevant to what we’re talking about here.
0:35:38 Right, of course.
0:35:42 Yeah, these are all the structures that we’re discussing are working in parallel.
0:35:42 Right.
0:35:46 And there’s a lot of changing crosstalk.
0:35:48 So let’s talk about the cortex.
0:35:54 We’ve worked our way up the so-called neuraxis, as the aficionados will know.
0:35:55 So we’re in the cortex.
0:35:59 This is the seat of our higher consciousness, self-image, planning and action.
0:36:01 But as you mentioned, the cortex isn’t just about that.
0:36:03 It’s got other regions that are involved in other things.
0:36:08 So maybe we should, staying with vision, let’s talk a little bit about visual cortex.
0:36:12 You told me a story, an amazing story about visual cortex.
0:36:18 And it was somewhat of a sad story, unfortunately, about someone who had a stroke to visual cortex.
0:36:26 Maybe if you would share that story, because I think it illustrates many important principles about what the cortex does.
0:36:26 Sure.
0:36:35 So the point is that you all, those of us who see, have representations of the visual world in our visual cortex.
0:36:44 What happens to somebody when they become blind because of problems in the eye, the retina, perhaps?
0:36:56 You have a big chunk of the cortex is really valuable in real estate for neural processing that has come to expect input from the visual system.
0:36:57 And there isn’t any anymore.
0:37:00 So you might think about that as fallow land, right?
0:37:04 It’s just, it’s unused by the nervous system.
0:37:05 And that would be a pity.
0:37:07 But it turns out that it is, in fact, used.
0:37:26 And the case that you’re talking about is of a woman who was blind from very early in her life and who had risen through the ranks to a very high level executive secretarial position in a major corporation.
0:37:32 And she was extremely good at braille reading, and she had a braille typewriter, and that’s how everything was done.
0:37:39 And apparently she had a stroke and was discovered at work, collapsed, and they brought her to the hospital.
0:37:47 And apparently the neurologist who saw her when she finally came to said, you know, I’ve got good news and bad news.
0:37:49 Bad news is you’ve had a stroke.
0:37:52 The good news is that it was in an area of your brain you’re not even using.
0:37:57 It’s your visual cortex, and I know you’re blind from birth, so there shouldn’t be any issue here.
0:38:01 The problem was she lost her ability to read braille.
0:38:19 So what appears to have been the case, and this has been confirmed in other ways by imaging experiments in humans, is that in people who are blind from very early in birth, the visual cortex gets repurposed as a center for processing tactile information.
0:38:31 And especially if you train to be a good braille reader, you’re actually reallocating somehow that real estate to your fingertips, you know, a part of the cortex that should be listening to the eyes.
0:38:40 So that’s an extreme level of plasticity, but what it shows is the visual cortex is kind of a general purpose processing machine.
0:38:57 It’s good at spatial information, and the skin of your fingers is just another spatial sense, and deprived of any other input, the brain seems smart enough, if you want to put it that way, to rewire itself, to use that real estate for something useful.
0:39:15 So in this case, reading braille, incredible, somewhat tragic, but incredible, at least in that case, tragic, very informative, and of course, it can go the other way, too, where people can gain function in particular modalities, like improved hearing or tactile function in the absence of vision.
0:39:15 Right.
0:39:18 Listen, David, this has been wonderful.
0:39:19 It’s been a blast.
0:39:21 We really appreciate you taking the time to do this.
0:39:27 As people probably realize by now, you’re an incredible wealth of knowledge about the entire nervous system.
0:39:39 Today, we just hit this top contour of a number of different areas to give a flavor of the different ways that the nervous system works and is organized and how that’s put together, how these areas are talking to one another.
0:40:00 What I love about you is that you’re such an incredible educator and I’ve taught so many students over the years, but also for me personally, as friends, but also any time that I want to touch into the beauty of the nervous system and start thinking about new problems and ways that the nervous system is doing things that I hadn’t thought about, I call you.
0:40:05 So please forgive me for the calls, past, present, and future, unless you change your number.
0:40:07 And even if you do, I’ll be calling.
0:40:09 It’s been such a blast, Andy.
0:40:14 This has been a great session and it’s always fun talking to you.
0:40:16 It always gets my brain racing.
0:40:18 So thank you.
0:40:19 Thank you.
Chào mừng đến với Huberman Lab Essentials,
nơi chúng tôi xem lại các tập trước
để rút ra những công cụ dựa trên khoa học
mạnh mẽ và có thể áp dụng được
cho sức khỏe tinh thần, sức khỏe thể chất và hiệu suất.
Tôi là Andrew Huberman,
và tôi là giáo sư sinh học thần kinh và nhãn khoa
tại Trường Y khoa Stanford.
Và bây giờ là phần trò chuyện của tôi với Tiến sĩ David Burson.
Hơn 20 năm qua,
anh luôn là nguồn tham khảo của tôi về mọi thứ liên quan đến hệ thần kinh,
nó hoạt động ra sao, cấu trúc thế nào.
Vì vậy hôm nay tôi muốn hỏi anh một số câu về vấn đề đó.
Tôi nghĩ mọi người sẽ thu được nhiều hiểu biết
về cỗ máy khiến họ suy nghĩ, cảm nhận
và nhìn thấy, v.v.
Nếu được, anh có thể kể cho chúng tôi biết chúng ta nhìn thấy như thế nào không?
Anh biết đấy, một photon ánh sáng đi vào mắt.
Chuyện gì xảy ra?
Đúng rồi.
Ý tôi là, làm sao mà khi tôi nhìn ra ngoài,
tôi thấy một chiếc xe tải chạy qua, hoặc tôi nhìn lên tường,
tôi thấy một bức ảnh của con chó mình.
Chuyện đó hoạt động ra sao?
Đúng vậy.
Đây rõ ràng là một câu hỏi cổ điển.
Và rốt cuộc,
lý do bạn có trải nghiệm thị giác
là vì não của bạn có một mẫu hoạt động
mà nó liên kết với tín hiệu từ ngoại vi.
Nhưng bạn cũng có thể có trải nghiệm thị giác
mà không có tín hiệu từ ngoại vi.
Khi bạn mơ,
bạn đang nhìn thấy những thứ không đi qua mắt bạn.
Đó có phải là ký ức không?
Tôi sẽ nói, theo một nghĩa nào đó,
chúng có thể phản ánh trải nghiệm thị giác của bạn.
Chúng không nhất thiết là những ký ức thị giác cụ thể,
nhưng tất nhiên, đôi khi có thể là vậy.
Nhưng điểm mấu chốt là trải nghiệm nhìn thấy
thực chất là hiện tượng xảy ra ở não.
Nhưng rõ ràng, trong các hoàn cảnh bình thường,
chúng ta nhìn thấy thế giới vì chúng ta đang nhìn nó,
và chúng ta dùng mắt để nhìn.
Về cơ bản, khi chúng ta nhìn thế giới bên ngoài,
điều quan trọng là những gì võng mạc đang nói với não.
Có những tế bào gọi là tế bào hạch.
Đây là các nơ-ron là tế bào chủ chốt
để truyền thông tin giữa mắt và não.
Mắt giống như máy ảnh.
Nó phát hiện hình ảnh ban đầu,
thực hiện một số xử lý ban đầu,
và rồi tín hiệu đó được gửi về phần não chính.
Và tất nhiên, chính ở mức độ vỏ não
chúng ta có trải nghiệm thị giác có ý thức này.
Có nhiều vùng khác trong não
cũng nhận đầu vào thị giác,
và xử lý loại thông tin đó theo những cách khác.
Tôi nhận được nhiều câu hỏi về thị giác màu sắc.
Nếu được, anh có thể giải thích làm sao
chúng ta có thể cảm nhận được màu đỏ, màu xanh lục, màu xanh dương
và các màu khác không?
Đúng.
Điều đầu tiên cần hiểu về ánh sáng
là nó chỉ là một dạng bức xạ điện từ.
Nó dao động.
Nhưng khi bạn nói nó dao động, nó đang rung động.
Ý anh là photon thực sự đang di chuyển?
Vâng, theo nghĩa nào đó, photon thì,
chắc chắn đang di chuyển trong không gian.
Chúng ta nghĩ về photon như các hạt,
và đó là một cách để suy nghĩ về ánh sáng.
Nhưng chúng ta cũng có thể nghĩ về nó như sóng,
như sóng radio.
Cả hai cách đều chấp nhận được.
Và sóng radio có tần số,
giống như các tần số trên núm chỉnh của radio.
Và một số tần số trong phổ điện từ
có thể được các nơ-ron ở võng mạc phát hiện.
Đó là những thứ chúng ta nhìn thấy.
Nhưng vẫn có các bước sóng khác nhau
trong ánh sáng mà mắt có thể nhìn thấy.
Và những bước sóng khác nhau đó được giải mã, theo một nghĩa,
bởi hệ thần kinh
để dẫn đến trải nghiệm màu sắc của chúng ta.
Về cơ bản, các bước sóng khác nhau mang lại cho chúng ta cảm giác
về những màu sắc khác nhau thông qua hoạt động của các nơ-ron khác nhau
được điều chỉnh cho những bước sóng ánh sáng khác nhau.
Vậy khi một photon,
khi một chút ánh sáng chiếu vào mắt tôi,
đi vào,
các thụ thể quang chuyển đổi đó thành tín hiệu điện.
Đúng.
Làm sao một photon ánh sáng cụ thể lại cho tôi nhận thức,
cuối cùng dẫn tới cảm nhận màu đỏ so với xanh lục hay xanh dương?
Đúng vậy.
Nếu bạn tưởng tượng ở lớp đầu tiên của võng mạc,
nơi diễn ra sự chuyển đổi từ bức xạ điện từ thành các tín hiệu thần kinh,
rằng bạn có các loại tế bào nhạy cảm khác nhau đang biểu hiện,
chúng tạo ra những phân tử khác nhau bên trong chính chúng với mục đích biểu hiện này là để hấp thụ photon,
điều này là bước đầu tiên trong quá trình nhìn.
Bây giờ, hóa ra tổng cộng có khoảng năm loại protein như vậy
mà chúng ta cần nghĩ tới trong võng mạc điển hình.
Nhưng để nhìn màu sắc, thực sự thì là ba loại.
Vì vậy có ba protein khác nhau.
Mỗi loại hấp thụ ánh sáng với một tần số ưu thích khác nhau.
Rồi hệ thần kinh theo dõi những tín hiệu đó,
so sánh và đối chiếu chúng để trích xuất hiểu biết về thành phần bước sóng của ánh sáng.
Vì vậy bạn có thể chỉ bằng cách nhìn vào một phong cảnh,
ồ, chắc là chiều muộn vì mọi thứ có màu vàng ấm.
Tất cả những điều đó, bạn biết đấy, là chức năng của việc chúng ta hấp thụ ánh sáng từ thế giới
và diễn giải nó bằng não
vì thành phần khác nhau của ánh sáng đang đến mắt chúng ta.
Có công bằng khi giả định rằng nhận thức màu đỏ của tôi giống nhận thức màu đỏ của anh không?
Ồ, đó là một câu hỏi hay.
Và rằng nhận thức của tôi tốt hơn.
Tôi chỉ đùa thôi.
Đó là một câu hỏi hay.
Là một câu hỏi triết học sâu.
Có lẽ câu hỏi đó thực sự không thể được trả lời cuối cùng
bằng các quá trình khoa học thực nghiệm thông thường
bởi vì nó liên quan tới trải nghiệm của từng cá nhân.
Những gì chúng ta có thể nói là các cơ chế sinh học
mà chúng ta cho là quan trọng để nhìn màu, ví dụ,
dường như rất giống nhau từ người này sang người khác,
dù là con người hay các loài động vật khác.
Vì vậy chúng ta nghĩ rằng quá trình sinh lý trông rất giống nhau ở giai đoạn ban đầu.
Nhưng, bạn biết đấy, một khi đã ở mức độ nhận thức hay hiểu biết hay trải nghiệm,
đó là điều khó nắm bắt hơn một chút
bằng các phương pháp khoa học mà chúng ta dùng để nghiên cứu thị giác sinh học, có thể nói như vậy.
Chúng ta đã biết từ lâu rằng có những việc chúng ta có thể làm để cải thiện giấc ngủ.
Và điều đó bao gồm những thứ chúng ta có thể dùng.
Những thứ như magiê threonate, theanine, chiết xuất hoa cúc, và glycine,
cùng những thứ ít được biết đến hơn như nhụy hoa nghệ tây (saffron) và rễ nữ lang (valerian).
Tất cả đều là những thành phần được hỗ trợ bằng bằng chứng lâm sàng, có thể giúp bạn dễ ngủ hơn,
giữ giấc và tỉnh dậy cảm thấy sảng khoái hơn.
Tôi rất vui được chia sẻ rằng nhà tài trợ lâu năm của chúng tôi, AG1, vừa tạo ra một sản phẩm mới tên là AGZ,
một thức uống dùng hàng đêm được thiết kế để giúp bạn ngủ ngon hơn và tỉnh dậy rất tỉnh táo.
Trong vài năm qua, tôi đã làm việc với đội ngũ tại AG1 để góp phần tạo ra công thức AGZ mới này.
Nó chứa những hợp chất hỗ trợ giấc ngủ tốt nhất với tỷ lệ chính xác trong một hỗn hợp dễ uống.
Điều này loại bỏ mọi phức tạp khi cố gắng lục tìm trong một lãnh địa rộng lớn các thực phẩm bổ sung tập trung vào giấc ngủ
và phải tính toán liều lượng đúng cũng như nên dùng loại nào cho bạn.
Theo hiểu biết của tôi, AGZ là thực phẩm bổ sung hỗ trợ giấc ngủ toàn diện nhất trên thị trường.
Tôi uống nó 30–60 phút trước khi ngủ.
Nhân tiện, nó rất ngon.
Và nó cải thiện đáng kể cả chất lượng lẫn độ sâu của giấc ngủ của tôi.
Tôi biết điều đó từ trải nghiệm chủ quan của bản thân và vì tôi theo dõi giấc ngủ của mình.
Tôi rất hào hứng để mọi người thử công thức AGZ mới này và tận hưởng lợi ích của giấc ngủ tốt hơn.
AGZ có các hương socola, socola bạc hà và hỗn hợp quả mọng.
Và như tôi đã nói, tất cả đều cực kỳ ngon.
Yêu thích nhất trong ba vị có lẽ là socola bạc hà, nhưng tôi thực sự thích cả ba.
Nếu bạn muốn thử AGZ, vào drinkagz.com/Huberman để nhận ưu đãi đặc biệt.
Một lần nữa, là drinkagz.com/Huberman.
Bạn nói rằng thực ra có năm loại tế bào nón khác nhau,
tế bào nón là những tế bào hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau.
Thực ra không hẳn là năm loại tế bào nón.
Thực ra chỉ có ba loại tế bào nón.
Nếu bạn nhìn vào cách mà thị giác màu sắc được cho là hoạt động,
bạn có thể thấy nó phải là ba tín hiệu khác nhau.
Có một vài loại sắc tố khác.
Một loại chủ yếu để nhìn trong ánh sáng yếu.
Khi bạn đi bộ trong đêm không trăng và nhìn thấy mọi thứ với ánh sáng rất thấp,
đó là tế bào que (rod cell).
Và nó sử dụng sắc tố riêng của nó.
Rồi có một lớp sắc tố khác mà có lẽ chúng ta sẽ nói chút nữa sau,
sắc tố melanopsin.
Tôi tưởng bạn đang ám chỉ như tia tử ngoại và hồng ngoại và những thứ tương tự.
Đúng.
Vì vậy trong trường hợp của một người điển hình, ừm, hãy nói thế này.
Ở con người, hầu hết chúng ta có ba loại tế bào nón và chúng ta có thể nhìn thấy các màu sắc phát sinh từ điều đó.
Ở hầu hết động vật có vú, bao gồm chó hay mèo của bạn, thực ra chỉ có hai loại tế bào nón.
Và điều đó giới hạn kiểu nhìn của chúng trong miền bước sóng hay màu sắc, như bạn nói.
Hãy nói về sắc tố quang kỳ lạ đó.
Ừ.
Loại sắc tố cuối cùng này thực sự là một thứ lạ lùng.
Người ta có thể nghĩ về nó như là phần tử nhạy cảm ban đầu trong một hệ thống được thiết kế để báo cho não bạn biết mọi vật trong thế giới của bạn sáng đến mức nào.
Và điều kỳ lạ về sắc tố này là nó nằm ở chỗ sai, theo một nghĩa nào đó.
Khi bạn nghĩ về cấu trúc của võng mạc, bạn nghĩ tới một chiếc bánh nhiều lớp, về cơ bản.
Bạn có một màng mỏng ở phía sau mắt, nhưng thực ra đó là một chồng các lớp mỏng.
Và lớp ngoài cùng trong số những lớp đó là nơi mà những tế bào thụ quang bạn nói tới trước đó đang ngồi.
Đó là nơi giống như phim của máy ảnh bạn, về cơ bản.
Đó là nơi các photon thực hiện “phép màu” với các sắc tố quang và biến nó thành tín hiệu thần kinh.
Tôi thích cách nói đó.
Tôi chưa bao giờ nghĩ tới các tế bào thụ quang như phim của máy ảnh, nhưng điều đó hợp lý.
Đó là bề mặt mà trên đó mẫu ánh sáng được quang học của mắt chiếu lên.
Và giờ bạn có một mảng cảm biến đang thu nhận thông tin đó và tạo ra một bản đồ điểm ảnh, về cơ bản.
Nhưng bây giờ nó ở dạng tín hiệu thần kinh phân bố trên bề mặt của võng mạc.
Nhưng hóa ra sắc tố quang cuối cùng này nằm ở phía kia của võng mạc, phần trong cùng của võng mạc.
Đó là nơi các tế bào gọi là tế bào hạch (ganglion cells) nằm.
Đó là những tế bào giao tiếp với não, những tế bào thực sự có thể truyền đạt trực tiếp thông tin nhận được từ các tế bào thụ quang.
Và ở đây bạn có một trường hợp mà thực ra một số tế bào đầu ra mà trước đây ta không nghĩ là có nhiệm vụ nhạy cảm trực tiếp với ánh sáng lại thực sự tạo ra sắc tố này, hấp thụ ánh sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu thần kinh rồi gửi lên não.
Và thực tế đây là một trong những điều mà bệnh nhân mù thường hay phàn nàn, nếu họ bị mù do tổn thương võng mạc, đó là mất ngủ.
Bởi vì não họ tỉnh giữa đêm.
Chính xác.
Họ không đồng bộ.
Đồng hồ của họ vẫn tồn tại, nhưng nó trôi pha vì đồng hồ chỉ tốt ở khoảng 24.2 giờ hoặc 23.8 giờ.
Từng chút một, họ bị trôi.
Vì vậy bạn cần một tín hiệu đồng bộ hóa, nếu không bạn sẽ không có gì xác nhận khi nào mặt trời mọc và lặn.
Đó là thứ bạn đang cố đồng bộ với.
Tôi rất say mê với đồng hồ sinh học (circadian clock) và thực tế là tất cả tế bào trong cơ thể chúng ta về cơ bản đều có một đồng hồ khoảng 24 giờ.
Đúng.
Tôi chưa bao giờ thật sự nghe ai mô tả đồng hồ hoạt động ra sao và đồng hồ báo cho phần còn lại cơ thể biết khi nào, bạn biết đấy, gan nên làm việc này và dạ dày nên làm việc kia như thế nào.
Nếu bạn có thể mô tả ngắn gọn đồng hồ ở đâu, nó làm gì, và vài nét chính về cách nó bảo các tế bào cơ thể phải làm gì.
Đúng.
Điều đầu tiên cần nói là, như bạn đã nói, đồng hồ có ở khắp nơi.
Hầu hết các mô trong cơ thể bạn đều có đồng hồ.
Vai trò của bộ điều nhịp trung ương cho hệ thần kinh điều hòa nhịp sinh học là phối hợp tất cả những đồng hồ này.
Có một nhân nhỏ, một tập hợp tế bào thần kinh nhỏ trong não của bạn.
Nó gọi là nhân trên giao thoa (suprachiasmatic nucleus, SCN). Và nó nằm ở một vị trí hơi kỳ lạ so với các cấu trúc khác của hệ thần kinh nhận đầu vào trực tiếp từ võng mạc. Nó nằm trong vùng dưới đồi, mà bạn có thể nghĩ đến như kiểu người điều phối lớn các động lực — nguồn gốc của mọi khoái lạc và tất nhiên cũng là của hầu hết các rắc rối của chúng ta. Đúng. Ừ. Thật sự là như vậy. Nhưng nó nằm sâu trong não của bạn, điều khiển những thứ khiến bạn làm việc này việc kia. Nếu bạn lạnh cóng, bạn khoác áo, bạn run, tất cả những việc đó đều được vùng dưới đồi điều phối.
Con đường tín hiệu mà chúng ta đang nói tới, từ võng mạc và từ những tế bào đặc biệt mã hóa cường độ ánh sáng, gửi tín hiệu trực tiếp vào một trung tâm nằm giữa những trung tâm điều khiển hệ thần kinh tự chủ và hệ nội tiết. Vùng dưới đồi dùng mọi thứ để kiểm soát phần còn lại của cơ thể. Nhân trên giao thoa, trung tâm nhịp sinh học này, cũng như vậy: nó có thể tác động tới hệ thần kinh tự chủ, hệ dịch thể (hệ hormone), và tất nhiên lên các trung tâm não bộ tổ chức hành vi có lý trí phối hợp.
Vậy nếu tôi hiểu đúng, chúng ta có một nhóm tế bào, nhân trên giao thoa, có nhịp 24 giờ. Nhịp đó được điều chỉnh sao cho tương ứng với thế giới ngoại cảnh nhờ một tập hợp tế bào thần kinh chuyên biệt ở mắt. Nhưng chính đồng hồ chủ, SCN, lại phóng thích các chất vào máu, các tín hiệu thể dịch, đi đến nhiều nơi trong cơ thể. Rồi nó còn tác động tới hệ tự chủ, vốn điều chỉnh mức độ tỉnh táo hay thư giãn của chúng ta, cũng như ảnh hưởng tới suy nghĩ và nhận thức. Chắc chắn.
Rồi SCN, nhân trên giao thoa, có thể ảnh hưởng tới hệ melatonin thông qua tuyến tùng. Cách nhìn thấy điều này là nếu bạn đo nồng độ melatonin theo giờ trong ngày — nếu bạn làm được — bạn sẽ thấy nó rất thấp vào ban ngày, rất cao vào ban đêm. Nhưng nếu bạn tỉnh dậy giữa đêm, vào nhà tắm và bật đèn huỳnh quang sáng, nồng độ melatonin của bạn sẽ bị đẩy xuống rất thấp. Ánh sáng tác động trực tiếp tới mức hormone của bạn thông qua cơ chế mà chúng ta vừa mô tả. Đó là một trong những con đường mà ánh sáng có thể tác động lên trạng thái hormone của bạn qua những đường dẫn hoàn toàn nằm ngoài những gì bạn thường nghĩ tới, đúng không? Bạn chỉ nghĩ đến những thứ trong nhà tắm: ô, bàn chải đánh răng, tuýp kem. Nhưng trong khi đó, hệ thống khác này chỉ đơn giản là đếm photon và nói: ôi, bây giờ có rất nhiều photon. Hãy tắt việc tiết melatonin.
Tôi muốn hỏi bạn về một khía cạnh khác của hệ thị giác bây giờ, đó là liên quan tới cảm giác thăng bằng của chúng ta. Có lẽ hãy giải thích ở những tầng đơn giản nhất của thị giác và hệ tiền đình, cái gọi là hệ thăng bằng. Rồi sau đó chúng ta ghép các hệ thống lại để mọi người dễ hiểu. Và chúng ta cũng nên cho họ vài cách để giảm buồn nôn khi hệ tiền đình bị rối loạn. Hay đó.
Vậy, điều đầu tiên cần nghĩ là hệ tiền đình được thiết kế để cho bạn cảm nhận cách bạn di chuyển trong thế giới. Về cơ bản, ý tưởng là nếu chúng ta chỉ ngồi trên ghế phụ trong ôtô và người lái đạp ga khiến bạn bắt đầu chuyển động về phía trước, bạn sẽ cảm nhận được điều đó. Nếu bạn nhắm mắt, bạn vẫn cảm nhận được. Nếu tai bạn bị bịt và bạn nhắm mắt, bạn vẫn biết được. Bất cứ thứ gì làm bạn lệch khỏi vị trí hiện tại đều gần như sẽ được hệ tiền đình phát hiện.
Nó nằm ở tai trong của bạn, bạn biết đấy, các tế bào lông. Chúng có những lông nhỏ (cilia) nhô lên trên bề mặt, và tùy bạn uốn những lông đó theo hướng nào thì tế bào sẽ bị ức chế hoặc bị kích thích. Rồi chúng truyền tín hiệu tới các nơron thần kinh và thế là có tín hiệu. Bây giờ bạn có một tín hiệu thính giác: nếu bạn cảm nhận những thứ đang dao động trong ốc tai, đó là vì màng nhĩ dao động, mà màng nhĩ dao động là do sóng âm trong thế giới. Nhưng ở bộ máy tiền đình, tiến hóa đã tạo ra một hệ phát hiện chuyển động của dịch lỏng trượt qua những lông ấy. Nếu bạn đặt một cảm biến như vậy trong một ống đầy dịch, khi bạn quay ống quanh trục đi qua giữa nó, cảm biến sẽ được kích hoạt.
Tôi luôn nghĩ tới ba vòng hula hoop: một vòng dựng đứng, một vòng nằm trên mặt đất, vòng kia đảo chiều. Ba hướng. Ba trục mã hóa, giống như ở các tế bào nón trong võng mạc. À, và tôi còn hay nói tới cái nghiêng đầu như chó con nữa. Phải, cái nghiêng đầu như chó con — đó cũng là một dấu hiệu. Ý là não bạn cuối cùng sẽ giải mã những gì các cảm biến này đang nói về cách bạn vừa quay đầu. Bây giờ bạn có thể biết mình vừa xoay đầu sang trái hay phải, lên hay xuống. Đó là tín hiệu cảm giác gửi về não, xác nhận bạn vừa thực hiện một chuyển động.
Rất nhiều chuyện này diễn ra dưới mức nhận thức. Đó là các phản xạ. Có lẽ cách tốt nhất để nghĩ về hai hệ này phối hợp là tưởng tượng chuyện gì xảy ra khi bạn đột ngột quay đầu sang trái. Khi bạn quay đầu sang trái, mắt bạn thực ra sẽ quay sang phải, tự động. Bạn làm điều này trong bóng tối tuyệt đối. Nếu bạn có camera hồng ngoại và quan sát bản thân trong bóng tối hoàn toàn—bạn không nhìn thấy gì—khi quay đầu sang trái, mắt bạn vẫn sẽ quay sang phải. Đó là hệ tiền đình đang cố bù trừ cho việc quay đầu để mắt bạn vẫn nhìn cùng một chỗ. Vì vậy bộ não làm việc rất nhiều để ổn định hình ảnh thế giới trên võng mạc của bạn.
Bây giờ, dĩ nhiên, bạn đang di chuyển trong thế giới nên bạn không thể ổn định mọi thứ.
Nhưng càng có thể giữ ổn định phần lớn thời gian thì bạn càng nhìn rõ hơn.
Và đó là lý do khi chúng ta quét một cảnh, nhìn quanh mọi thứ, mắt chúng ta thực hiện những chuyển động rất nhanh trong những khoảng thời gian rất ngắn.
Rồi chúng ta chỉ nghỉ.
Nhưng không chỉ mình chúng ta làm thế.
Nếu bạn từng quan sát một con bồ câu đi trên vỉa hè, nó có cái động tác rung đầu khá buồn cười.
Nhưng thực ra nó đang kéo đầu lùi lại trên cổ trong khi thân mình tiến về phía trước để hình ảnh thế giới thị giác giữ nguyên tĩnh.
Thật sao?
Và bạn cũng đã xem mấy video gà hài trên YouTube rồi đúng không?
Bạn cầm con gà, nhấc lên rồi hạ xuống, mà đầu nó vẫn đứng yên một chỗ.
Cũng cùng một nguyên lý thôi.
Tất cả những loài động vật này đều cố gắng giữ hình ảnh thế giới ổn định trên võng mạc càng nhiều thời gian càng tốt.
Rồi khi phải di chuyển, thì làm thật nhanh, thật dứt khoát, rồi lại ổn định.
Vậy đó là lý do bồ câu đưa đầu lùi ra sau?
Đúng vậy.
Ừ.
Wow.
Ừ.
Ý tôi là, tôi cần dừng lại một chút để tiêu hoá điều đó.
Thật kinh ngạc.
Tôi muốn tạm nghỉ một chút và cảm ơn một trong những nhà tài trợ của chúng tôi, Function.
Năm ngoái, tôi đã trở thành thành viên của Function sau khi tìm kiếm phương thức toàn diện nhất cho xét nghiệm phòng thí nghiệm.
Function cung cấp hơn 100 xét nghiệm chuyên sâu giúp bạn có một bức tranh tổng quan về sức khỏe toàn thân.
Bức tranh này cung cấp cho bạn những hiểu biết về sức khỏe tim mạch, sức khỏe nội tiết tố, chức năng miễn dịch, mức dinh dưỡng và còn nhiều hơn nữa.
Function không chỉ cung cấp cho bạn những hiểu biết về sức khỏe tim mạch, sức khỏe nội tiết tố, chức năng miễn dịch, mức dinh dưỡng và còn nhiều hơn nữa.
Nó cung cấp xét nghiệm hơn 100 chỉ số sinh học quan trọng đối với sức khỏe thể chất và tinh thần của bạn, đồng thời phân tích các kết quả này và đưa ra nhận định từ các bác sĩ hàng đầu chuyên về các lĩnh vực liên quan.
Ví dụ, trong một trong những xét nghiệm đầu tiên với Function, tôi biết mình có mức thủy ngân tăng cao trong máu.
Function không chỉ giúp tôi phát hiện điều đó mà còn đưa ra gợi ý về cách giảm mức thủy ngân hiệu quả nhất, trong đó có việc hạn chế tiêu thụ cá ngừ.
Tôi đã ăn rất nhiều protein, đồng thời cố gắng ăn nhiều rau lá và bổ sung NAC, N-acetylcysteine, cả hai đều có thể hỗ trợ sản xuất glutathione và giải độc.
Tôi nên nói rằng, khi làm xét nghiệm Function lần hai, cách làm đó đã có hiệu quả — xét nghiệm máu toàn diện là cực kỳ quan trọng.
Có rất nhiều điều liên quan đến sức khỏe tinh thần và thể chất của bạn chỉ có thể phát hiện qua xét nghiệm máu.
Vấn đề là xét nghiệm máu luôn rất đắt và phức tạp.
Ngược lại, tôi rất ấn tượng với sự đơn giản và mức chi phí của Function.
Nó rất phải chăng.
Vì vậy, tôi quyết định tham gia ban cố vấn khoa học của họ, và tôi rất vui vì họ đang tài trợ cho podcast.
Nếu bạn muốn thử Function, bạn có thể vào functionhealth.com/Huberman.
Hiện Function có danh sách chờ hơn 250.000 người, nhưng họ đang cung cấp quyền truy cập sớm cho người nghe podcast Huberman.
Một lần nữa, truy cập functionhealth.com/Huberman để được truy cập sớm vào Function.
Chuyện gì đang xảy ra với thị giác và hệ thăng bằng gây ra kiểu buồn nôn đó?
Ý tôi là, tôi nghĩ vấn đề cơ bản khi bị say tàu xe thường là cái người ta gọi là xung đột thị giác-tiền đình.
Đó là, bạn có hai hệ cảm giác đang “nói” với não về cách bạn di chuyển trong thế giới.
Và miễn là chúng đồng ý thì bạn ổn.
Vì vậy nếu bạn đang lái xe, cơ thể bạn cảm nhận là bạn đang tiến về phía trước.
Hệ tiền đình của bạn đang bắt được gia tốc của chiếc xe.
Và hệ thị giác của bạn đang thấy hậu quả của chuyển động tiến về phía trước khi cảnh vật quét qua bạn.
Mọi thứ đều ổn cả, đúng không?
Không vấn đề.
Nhưng khi bạn đang tiến về phía trước, nhưng bạn nhìn vào điện thoại, thì võng mạc của bạn đang thấy gì?
Võng mạc của bạn thấy hình ảnh ổn định của màn hình.
Trên màn hình đó hoàn toàn không có chuyển động.
Hoặc chuyển động ấy là chuyển động khác, như một bộ phim.
Nếu bạn đang chơi game hoặc xem video, trận bóng, thì chuyển động đó không khớp với thứ đang thực sự xảy ra với cơ thể bạn.
Não bạn không thích điều đó.
Não thích mọi thứ khớp với nhau.
Và nếu không, nó sẽ “kêu ca” với bạn.
Bằng cách khiến tôi cảm thấy buồn nôn.
Bằng cách khiến bạn buồn nôn và có thể bạn sẽ thay đổi hành vi.
Vậy là tôi đang—
Tôi đang bị trừng phạt.
Ừ, vì đã thiết lập để các tín hiệu của bạn có thể xung đột, đúng.
Bởi tín hiệu từ hệ tiền đình—
Bạn sẽ học được.
Tín hiệu thị giác.
Chà, có thể đi tiếp một chút theo con đường này, tín hiệu thị giác được kết hợp với tín hiệu cân bằng ở đâu?
Và có lẽ anh có thể nói cho chúng tôi một chút về cái “bộ não nhỏ” bí ẩn mà người ta gọi là tiểu não.
Tiểu não, đúng.
Vậy, cách tôi cố gắng diễn giải tiểu não cho sinh viên của mình là nó hoạt động giống như hệ thống kiểm soát không lưu trong hàng không.
Nó là một hệ thống rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào thông tin chính xác.
Nó tiếp nhận thông tin về mọi thứ đang xảy ra ở mọi nơi, không chỉ qua các hệ cảm giác của bạn, mà còn “nghe ngóng” tất cả các trung tâm khác trong não bạn đang tính toán những gì bạn sẽ làm tiếp theo, v.v.
Và nó thực sự có vai trò quan trọng trong việc điều phối và định hình chuyển động.
Nhưng không phải là bạn sẽ bị liệt nếu tiểu não mất đi vì bạn vẫn có các neuron vận động.
Bạn vẫn có cách để nói chuyện với cơ bắp.
Bạn vẫn có các trung tâm phản xạ.
Nhưng bạn sẽ không phối hợp mọi thứ tốt nữa.
Thời điểm giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra có thể bị lệch.
Hoặc nếu bạn đang cố tập một động tác thể thao mới, như cú giao bóng trên đầu trong quần vợt, bạn sẽ rất kém trong việc học hết các chuỗi động tác cơ và phản hồi từ cơ quan cảm giác để thực sự đánh trúng quả bóng đúng chỗ bạn muốn sau lần lặp thứ n. Hiện tại, sau lần lặp thứ nghìn hay tương tự, bạn sẽ tiến bộ nhiều hơn. Vì thế tiểu não tham gia nhiều vào việc học vận động và tinh chỉnh độ chính xác của các chuyển động để đưa bạn đến đúng nơi bạn muốn. Ví dụ khi bạn với lấy một ly rượu sâm panh mà không làm đổ hay với hụt, đó là việc nó giỏi.
Những người bị tổn thương chọn lọc ở tiểu não—đúng vậy—thông thường là bệnh nhân bị đột quỵ não hay khối u, ví dụ, có thể đi không vững. Nếu tình huống động lực học thay đổi, chẳng hạn bạn đang đứng trên xe điện mà không có cần để bám, họ có thể không điều chỉnh được mọi động tác nhỏ của xe. Có một loại rung có thể xuất hiện khi họ với lấy đồ vì họ với hơi quá, rồi sửa quá tay rồi lại quay trở về. Những thứ như vậy. Đây thực sự là một hiện tượng thần kinh rất phổ biến; các bác sĩ thần kinh gọi nó là ataxia tiểu não (rối loạn phối hợp vận động do tổn thương tiểu não). Và nó có thể xảy ra không chỉ do tổn thương trực tiếp ở tiểu não, mà còn do tổn thương các đường dẫn truyền đưa thông tin vào tiểu não—tức là làm mất nguồn cấp cho cấu trúc này—hoặc do tổn thương đầu ra từ tiểu não.
Tiểu não là nơi kết hợp nhiều thông tin thị giác và thăng bằng. Một vị trí rất quan trọng trong tiểu não, và thực ra là một trong những phần cổ xưa nhất về mặt tiến hóa, là flocculus (thùy chùm). Đây là nơi then chốt trong tiểu não mà thông tin thị giác và tiền đình hội tụ để ghi lại chính xác những kiểu chuyển động chúng ta vừa nói đến, mạng lưới ổn định hình ảnh. Tất cả diễn ra ở đó và cũng có quá trình học ở đó, nên nếu bộ máy tiền đình của bạn bị tổn thương một chút, hệ thị giác thực tế sẽ “nói” với tiểu não rằng có vấn đề, có lỗi, và tiểu não đang học để làm tốt hơn bằng cách tăng đầu ra của hệ tiền đình để bù cho phần bị mất. Vì vậy nó là một hệ thống hiệu chỉnh lỗi nhỏ, khá điển hình cho chức năng tiểu não, và điều này có thể xảy ra ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây chỉ là một trong những lĩnh vực tích hợp cảm giác-vận động diễn ra ở đó.
Tôi muốn nói về một vùng não ít được nhắc đến, đó là trung não. Đối với những người không biết, trung não nằm dưới vỏ não—vốn là lớp ngoài cùng của não, ít nhất ở động vật có vú hay ở người. Trung não rất thú vị vì nó điều khiển nhiều thứ vô thức, các phản xạ, v.v. Bạn có thể mô tả hệ thần kinh trong trí tưởng tượng là một bộ não to ụ, rồi có một “cái que” nhỏ rủ xuống dọc cột sống là tủy sống. Khi vào đến hộp sọ, cái tủy này phình to ra một chút; nó vẫn giữ cảm giác dài, mỏng giống thân cây—hình dạng giống mái chèo hay thìa—và nó bắt đầu lan rộng vì trong đó tiến hoá đã nhồi nhét nhiều cấu trúc xử lý thông tin và tạo chuyển động hơn. Phần cuối cùng của cái “tủy phình” này trong hộp sọ chính là thân não, và đoạn cuối trước khi dẫn truyền lên vỏ não chính là trung não.
Ở đó có một trung tâm thị giác rất quan trọng gọi là colliculus superior (gò/nhú trên), và đây là nơi diễn ra hầu hết hành động liên quan đến việc diễn giải đầu vào thị giác và tổ chức hành vi quanh nó. Bạn có thể nghĩ vùng thân não này như một trung tâm phản xạ có thể đổi hướng ánh nhìn, cơ thể hoặc thậm chí sự chú ý của con vật về những vùng không gian xung quanh nó. Điều đó có thể vì nhiều lý do: có thể một kẻ săn mồi vừa xuất hiện ở một góc rừng và bạn phát hiện ra để né tránh; hoặc chỉ đơn giản là bất kỳ chuyển động nào. Ví dụ khi đang đọc một cuốn tiểu thuyết, bỗng có cái gì văng bắn lên trang, mắt bạn phản xạ liền nhìn về đó mà không cần suy nghĩ—đó là một phản xạ. Các trung tâm này xuất hiện sớm trong tiến hoá của những bộ não như của chúng ta để xử lý các sự kiện thị giác phức tạp có ý nghĩa về vị trí trong không gian: nó nằm ở đâu trong không gian?
Thật ra cùng một trung tâm này còn nhận đầu vào từ nhiều hệ cảm giác khác nhau, các hệ lấy thông tin từ thế giới bên ngoài tại những vị trí cụ thể mà bạn có thể muốn tránh hoặc lại gần tùy theo mức độ quan trọng. Vì vậy nó nhận tín hiệu từ hệ xúc giác, hệ thính giác. Tôi từng làm việc một thời gian với rắn chuông. Chúng nhận đầu vào từ các cảm biến nhiệt ở mặt, nằm trong những hốc nhỏ (pits). Chúng có một phiên bản hệ cảm giác bổ sung—nghĩa là chúng quan sát thế giới bằng một bộ cảm biến hoàn toàn khác. Đó là cùng loại cảm biến mà bạn sẽ cảm thấy hơi nóng trên mặt nếu đứng trước một đống lửa.
Trừ việc tiến hóa đã trao cho chúng một hệ thống chuyên biệt rất hay cho phép chúng hình dung được nhiệt đang đến từ đâu.
Bạn cũng phần nào làm được điều đó, đúng không?
Nếu bạn đi vòng quanh đống lửa, bạn có thể cảm nhận được lửa đang ở đâu nhờ, bạn biết đấy, hơi nóng quất vào mặt.
Đó có phải là cách chính mà chúng phát hiện con mồi không?
Đó là một trong những cách chính.
Và thực tế chúng cũng sử dụng thị giác.
Và chúng kết hợp hai hệ thống này lại tại cùng một chỗ, ở vùng tectal, phần thân não này.
Tôi muốn dừng lại ở đây một chút.
Tôi nghĩ điều thú vị về các thụ thể vị giác, cảm biến nhiệt, thị giác và tất cả sự tích hợp này là nó thực sự nói lên rằng tất cả các nơ-ron cảm giác này đều cố gắng thu thập thông tin,
và gom chúng vào một hệ thống có thể đưa ra quyết định và hành động có ý nghĩa.
Và thực ra không quan trọng nguồn thông tin đến từ mắt hay tai hay mũi hay lòng bàn chân, vì cuối cùng, đó chỉ là điện chạy vào.
Vì vậy nó được đặt ở những vị trí khác nhau trên các loài khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của loài đó.
Đúng.
Vì có thể tôi cảm thấy hơi nóng ở một bên mặt, và tôi cũng ngửi thấy mùi gì đó đang được nướng trong lò.
Vừa rồi, không cái nào mạnh lắm, nhưng như bạn nói, có sự xác nhận chéo.
Sự xác nhận chéo đó xảy ra ở trung não.
Rồi nếu bạn đưa các thông tin mâu thuẫn vào, não sẽ bối rối, và đó có thể là nơi phát sinh chứng say tàu xe.
Vì vậy thật tốt khi có, bạn biết đấy, với tư cách một bộ não, càng nhiều nguồn thông tin càng tốt.
Cũng giống như nếu bạn là một điệp viên hay một nhà báo, bạn muốn có càng nhiều thông tin càng tốt về những gì đang diễn ra ngoài kia.
Nhưng nếu các thông tin mâu thuẫn, đó là vấn đề, đúng không?
Các nguồn của bạn đang cung cấp cho bạn những thông tin khác nhau về những gì đang xảy ra.
Bây giờ bạn gặp rắc rối rồi.
Bạn sẽ xuất bản gì?
Tôi muốn nghỉ nhanh một chút và cảm ơn một trong những nhà tài trợ của chúng ta, Element.
Element là một loại thức uống bù điện giải có mọi thứ bạn cần và không có những thứ bạn không cần.
Điều đó có nghĩa là các chất điện giải—natri, magiê và kali—ở lượng đúng, nhưng không có đường.
Cung cấp đủ nước là điều quan trọng cho chức năng tối ưu của não và cơ thể.
Ngay cả độ mất nước nhẹ cũng có thể làm giảm hiệu suất nhận thức và thể chất.
Cũng quan trọng là bạn phải nhận đủ chất điện giải.
Các chất điện giải natri, magiê và kali rất cần thiết cho hoạt động của tất cả tế bào trong cơ thể bạn, đặc biệt là các nơ-ron hay tế bào thần kinh.
Hòa tan Element vào nước giúp bạn rất dễ đảm bảo rằng mình đang được cung cấp đủ nước và đủ chất điện giải.
Để chắc chắn mình nhận đủ lượng nước và chất điện giải, tôi hòa một gói Element vào khoảng 16 đến 32 ounce nước khi tôi vừa tỉnh dậy vào buổi sáng,
và tôi uống cái đó gần như là việc đầu tiên trong ngày.
Tôi cũng uống Element hòa với nước trong bất kỳ hoạt động thể chất nào tôi làm, đặc biệt vào những ngày nóng khi tôi đổ nhiều mồ hôi và mất nước cùng chất điện giải.
Element có nhiều hương vị ngon.
Tôi thích vị mâm xôi.
Tôi thích vị cam chanh.
Hiện tại, Element có vị chanh-lá phiên bản giới hạn mà rất ngon.
Tôi không muốn nói rằng tôi thích vị này hơn tất cả các vị khác, nhưng vị chanh này nằm ngang hàng với những vị yêu thích khác của tôi, như mâm xôi hay dưa hấu.
Một lần nữa, tôi không thể chỉ chọn một vị.
Tôi thích tất cả.
Nếu bạn muốn thử Element, bạn có thể vào drinkelement.com/Huberman, được viết là drinklmnt.com/Huberman, để nhận một gói mẫu Element miễn phí khi bạn mua bất kỳ gói bột pha đồ uống Element nào.
Một lần nữa, đó là drinkelement.com/Huberman để nhận gói mẫu miễn phí.
Điều này quan trọng và là một chuyển tiếp tốt cho phần tôi muốn thảo luận tiếp theo, đó là các nhân nền (basal ganglia), vùng rất thú vị trong não có liên quan đến việc chỉ thị chúng ta làm điều gì và ngăn chúng ta làm điều gì.
Vậy, các nhân nền là gì và vai trò chính của chúng trong việc kiểm soát hành vi kiểu “go” (thực hiện) và “no-go” (không thực hiện) là gì?
Vâng.
Vì các nhân nền nằm sâu trong cái mà bạn có thể gọi là tiền não, tức là những cấp độ cao nhất của não.
Và nó gắn chặt với chức năng vỏ não.
Vỏ não thực sự không thể làm những gì nó cần làm nếu không có sự trợ giúp của các nhân nền và ngược lại.
Và theo một cách nào đó, bạn có thể nghĩ về điều này một cách logic là, nếu bạn có khả năng kìm nén hành vi hay thực hiện nó, làm thế nào bạn quyết định làm cái nào?
Vỏ não sẽ phải làm việc suy nghĩ đó cho bạn.
Bạn phải xem xét tất cả các điều kiện trong tình huống của mình để quyết định, đây có phải là một hành động điên rồ hay là một khoản đầu tư thực sự thông minh ngay lúc này, hoặc, bạn biết đấy, như thế nào?
Tôi không muốn đi chạy buổi sáng, nhưng tôi sẽ bắt mình đi chạy; hoặc tôi đang có một buổi chạy rất thích thú và tôi biết mình cần về nhà, nhưng tôi muốn chạy thêm một dặm nữa.
Một ví dụ hay khác là, bạn biết đấy, thử nghiệm marshmallow với bọn trẻ, chúng có thể được hai chiếc marshmallow nếu chúng chịu chờ, bạn biết đấy, chỉ 30 giây ban đầu; còn nếu không, chúng có thể lấy một cái ngay lập tức.
Như vậy đó là hành vi “no-go” vì vỏ não của chúng đang nói, bạn biết đấy, mình thực sự muốn có hai hơn là có một.
Nhưng chúng sẽ không có được hai cái trừ khi chúng không với lấy cái một.
Vì vậy chúng phải kìm hành động lại.
Và điều đó phải xuất phát từ một quá trình nhận thức.
Vì vậy vỏ não tham gia vào việc này ở mức độ lớn.
Tại sao bạn nghĩ rằng một số người gặp khó khăn hơn khi vận hành các mạch go-no-go này còn người khác dường như có ngưỡng kích hoạt rất thấp—we nói vậy.
Họ chỉ đơn giản, bạn biết đấy, có một nhiệm vụ, họ lao vào nhiệm vụ.
Trong khi một số người lại gặp khó khăn khi bắt tay vào hoàn thành nhiệm vụ hay những việc kiểu đó.
Ý tôi là, tôi nghĩ chuyện này thực ra chỉ là một trường hợp đặc biệt của một hiện tượng rất chung: não bộ phức tạp.
Và não bộ — bạn biết đấy — não chúng ta là kết quả của di truyền và kinh nghiệm.
Gen của tôi khác gen của bạn và trải nghiệm của tôi khác trải nghiệm của bạn.
Vì vậy những việc dễ hay khó với chúng ta sẽ không nhất thiết trùng nhau.
Chúng có thể chỉ đơn giản là như vậy.
Nhưng điểm là, bạn biết đấy, bạn được chia một bộ bài nhất định, bạn có một bộ gen nhất định, bạn được trao một bộ não.
Bạn không chọn bộ não của mình, nó được trao cho bạn.
Nhưng sau đó có rất nhiều thứ bạn có thể làm với nó.
Bạn có thể học kỹ năng mới, hành xử khác đi hoặc kiềm chế hơn, điều đó có liên quan tới những gì chúng ta đang nói ở đây.
Đúng vậy, tất nhiên.
Vâng, tất cả những cấu trúc này mà chúng ta đang bàn tới hoạt động song song.
Và có rất nhiều sự trao đổi, tác động lẫn nhau đang thay đổi.
Vậy hãy nói về vỏ não.
Chúng ta đã đi lên cái gọi là trục thần kinh (neuraxis), như những người sành sỏi sẽ biết.
Bây giờ chúng ta ở vỏ não.
Đây là trung tâm của ý thức bậc cao, nhận thức về bản thân, lập kế hoạch và hành động.
Nhưng như bạn đã nhắc, vỏ não không chỉ có mỗi việc đó.
Nó còn có những vùng khác tham gia vào các chức năng khác.
Vì vậy có lẽ, tiếp tục nói về thị giác, chúng ta hãy nói chút về vỏ thị giác.
Anh kể cho tôi một câu chuyện, một câu chuyện tuyệt vời về vỏ thị giác.
Và đó phần nào là một câu chuyện buồn, thật tiếc, về một người bị đột quỵ ở vỏ thị giác.
Có lẽ anh có thể kể lại câu chuyện đó, vì tôi nghĩ nó minh họa nhiều nguyên tắc quan trọng về những gì vỏ não làm.
Chắc chắn.
Ý là tất cả chúng ta, những người có thị giác, đều có những biểu diễn của thế giới thị giác trong vỏ thị giác của mình.
Chuyện gì xảy ra với một người bị mù do vấn đề ở mắt, ở võng mạc, chẳng hạn?
Bạn có một mảng lớn vỏ não rất quý về “đất đai” cho xử lý thần kinh mà vốn đã quen nhận tín hiệu từ hệ thị giác.
Nhưng giờ không còn nữa.
Bạn có thể nghĩ về vùng đó như đất bỏ không, phải không?
Nó không được hệ thần kinh dùng tới.
Và điều đó thật đáng tiếc.
Nhưng hóa ra vùng đó thật sự được sử dụng.
Trường hợp anh đang nói tới là về một phụ nữ bị mù từ rất sớm trong đời và đã leo lên tới vị trí thư ký điều hành cấp cao trong một công ty lớn.
Cô ấy rất giỏi đọc chữ nổi Braille, và cô có một cái máy chữ nổi, và mọi việc đều làm bằng đó.
Rồi cô bị đột quỵ và được phát hiện tại nơi làm việc, sụp xuống, và họ đưa cô vào bệnh viện.
Bác sĩ thần kinh khám cô khi cô đến nói rằng, này, tôi có tin tốt và tin xấu.
Tin xấu là cô bị đột quỵ.
Tin tốt là nó xảy ra ở một vùng não mà cô thậm chí không dùng tới.
Đó là vỏ thị giác của cô, và tôi biết cô mù từ khi sinh, nên không nên có vấn đề gì.
Vấn đề là cô mất khả năng đọc chữ nổi.
Vậy những gì dường như đã xảy ra — và điều này đã được xác nhận bằng các thí nghiệm hình ảnh ở người — là ở những người mù từ rất sớm, vỏ thị giác bị tái sử dụng thành trung tâm xử lý thông tin xúc giác.
Và nhất là nếu bạn luyện thành người đọc braille giỏi, bạn thực sự bằng cách nào đó đã phân bổ lại “đất đai” đó cho đầu ngón tay của mình, một phần vỏ não vốn lẽ ra nghe tín hiệu từ mắt.
Đó là một mức độ dẻo thần kinh cực kỳ, nhưng cho thấy vỏ thị giác giống như một cỗ máy xử lý đa dụng.
Nó giỏi thông tin không gian, và da ở đầu ngón tay chỉ là một giác quan không gian khác, và khi bị tước đi mọi đầu vào khác, bộ não dường như đủ “thông minh”, nếu bạn muốn nói vậy, để tự tái kết nối, sử dụng vùng đó cho việc gì đó hữu ích.
Trong trường hợp này là đọc chữ nổi — thật đáng kinh ngạc, phần nào bi thảm, nhưng rất nhiều thông tin có giá trị — và tất nhiên điều ngược lại cũng có thể xảy ra, khi người ta tăng cường chức năng ở các phương thức cảm giác khác, như thính giác hay xúc giác tốt hơn khi thiếu thị giác.
Đúng vậy.
Nghe này, David, buổi nói chuyện thật tuyệt.
Thật vui.
Chúng tôi thực sự biết ơn anh đã dành thời gian cho việc này.
Như mọi người có lẽ đã nhận ra, anh là một kho tàng kiến thức khổng lồ về toàn bộ hệ thần kinh.
Hôm nay chúng ta chỉ chạm tới bề mặt của một số lĩnh vực khác nhau để đưa ra cái nhìn về nhiều cách mà hệ thần kinh hoạt động và được tổ chức, và cách những vùng đó tương tác với nhau.
Điều tôi yêu ở anh là anh là một nhà giáo tuyệt vời — tôi đã dạy rất nhiều sinh viên suốt những năm qua — nhưng với riêng tôi, như một người bạn và bất cứ khi nào tôi muốn chạm vào vẻ đẹp của hệ thần kinh và bắt đầu nghĩ về những vấn đề mới hoặc những cách hệ thần kinh làm những việc mà tôi chưa nghĩ tới, tôi đều gọi anh.
Vậy xin tha lỗi cho những cuộc gọi của tôi — đã có, đang có và sẽ có — trừ khi anh đổi số.
Và dù anh có đổi, tôi cũng sẽ gọi.
Thật là một cuộc trò chuyện thú vị, Andy.
Buổi trao đổi này tuyệt lắm và lúc nào nói chuyện với anh cũng rất vui.
Nó luôn kích thích trí óc tôi.
Cảm ơn anh.
Cảm ơn.
nơi chúng tôi xem lại các tập trước
để rút ra những công cụ dựa trên khoa học
mạnh mẽ và có thể áp dụng được
cho sức khỏe tinh thần, sức khỏe thể chất và hiệu suất.
Tôi là Andrew Huberman,
và tôi là giáo sư sinh học thần kinh và nhãn khoa
tại Trường Y khoa Stanford.
Và bây giờ là phần trò chuyện của tôi với Tiến sĩ David Burson.
Hơn 20 năm qua,
anh luôn là nguồn tham khảo của tôi về mọi thứ liên quan đến hệ thần kinh,
nó hoạt động ra sao, cấu trúc thế nào.
Vì vậy hôm nay tôi muốn hỏi anh một số câu về vấn đề đó.
Tôi nghĩ mọi người sẽ thu được nhiều hiểu biết
về cỗ máy khiến họ suy nghĩ, cảm nhận
và nhìn thấy, v.v.
Nếu được, anh có thể kể cho chúng tôi biết chúng ta nhìn thấy như thế nào không?
Anh biết đấy, một photon ánh sáng đi vào mắt.
Chuyện gì xảy ra?
Đúng rồi.
Ý tôi là, làm sao mà khi tôi nhìn ra ngoài,
tôi thấy một chiếc xe tải chạy qua, hoặc tôi nhìn lên tường,
tôi thấy một bức ảnh của con chó mình.
Chuyện đó hoạt động ra sao?
Đúng vậy.
Đây rõ ràng là một câu hỏi cổ điển.
Và rốt cuộc,
lý do bạn có trải nghiệm thị giác
là vì não của bạn có một mẫu hoạt động
mà nó liên kết với tín hiệu từ ngoại vi.
Nhưng bạn cũng có thể có trải nghiệm thị giác
mà không có tín hiệu từ ngoại vi.
Khi bạn mơ,
bạn đang nhìn thấy những thứ không đi qua mắt bạn.
Đó có phải là ký ức không?
Tôi sẽ nói, theo một nghĩa nào đó,
chúng có thể phản ánh trải nghiệm thị giác của bạn.
Chúng không nhất thiết là những ký ức thị giác cụ thể,
nhưng tất nhiên, đôi khi có thể là vậy.
Nhưng điểm mấu chốt là trải nghiệm nhìn thấy
thực chất là hiện tượng xảy ra ở não.
Nhưng rõ ràng, trong các hoàn cảnh bình thường,
chúng ta nhìn thấy thế giới vì chúng ta đang nhìn nó,
và chúng ta dùng mắt để nhìn.
Về cơ bản, khi chúng ta nhìn thế giới bên ngoài,
điều quan trọng là những gì võng mạc đang nói với não.
Có những tế bào gọi là tế bào hạch.
Đây là các nơ-ron là tế bào chủ chốt
để truyền thông tin giữa mắt và não.
Mắt giống như máy ảnh.
Nó phát hiện hình ảnh ban đầu,
thực hiện một số xử lý ban đầu,
và rồi tín hiệu đó được gửi về phần não chính.
Và tất nhiên, chính ở mức độ vỏ não
chúng ta có trải nghiệm thị giác có ý thức này.
Có nhiều vùng khác trong não
cũng nhận đầu vào thị giác,
và xử lý loại thông tin đó theo những cách khác.
Tôi nhận được nhiều câu hỏi về thị giác màu sắc.
Nếu được, anh có thể giải thích làm sao
chúng ta có thể cảm nhận được màu đỏ, màu xanh lục, màu xanh dương
và các màu khác không?
Đúng.
Điều đầu tiên cần hiểu về ánh sáng
là nó chỉ là một dạng bức xạ điện từ.
Nó dao động.
Nhưng khi bạn nói nó dao động, nó đang rung động.
Ý anh là photon thực sự đang di chuyển?
Vâng, theo nghĩa nào đó, photon thì,
chắc chắn đang di chuyển trong không gian.
Chúng ta nghĩ về photon như các hạt,
và đó là một cách để suy nghĩ về ánh sáng.
Nhưng chúng ta cũng có thể nghĩ về nó như sóng,
như sóng radio.
Cả hai cách đều chấp nhận được.
Và sóng radio có tần số,
giống như các tần số trên núm chỉnh của radio.
Và một số tần số trong phổ điện từ
có thể được các nơ-ron ở võng mạc phát hiện.
Đó là những thứ chúng ta nhìn thấy.
Nhưng vẫn có các bước sóng khác nhau
trong ánh sáng mà mắt có thể nhìn thấy.
Và những bước sóng khác nhau đó được giải mã, theo một nghĩa,
bởi hệ thần kinh
để dẫn đến trải nghiệm màu sắc của chúng ta.
Về cơ bản, các bước sóng khác nhau mang lại cho chúng ta cảm giác
về những màu sắc khác nhau thông qua hoạt động của các nơ-ron khác nhau
được điều chỉnh cho những bước sóng ánh sáng khác nhau.
Vậy khi một photon,
khi một chút ánh sáng chiếu vào mắt tôi,
đi vào,
các thụ thể quang chuyển đổi đó thành tín hiệu điện.
Đúng.
Làm sao một photon ánh sáng cụ thể lại cho tôi nhận thức,
cuối cùng dẫn tới cảm nhận màu đỏ so với xanh lục hay xanh dương?
Đúng vậy.
Nếu bạn tưởng tượng ở lớp đầu tiên của võng mạc,
nơi diễn ra sự chuyển đổi từ bức xạ điện từ thành các tín hiệu thần kinh,
rằng bạn có các loại tế bào nhạy cảm khác nhau đang biểu hiện,
chúng tạo ra những phân tử khác nhau bên trong chính chúng với mục đích biểu hiện này là để hấp thụ photon,
điều này là bước đầu tiên trong quá trình nhìn.
Bây giờ, hóa ra tổng cộng có khoảng năm loại protein như vậy
mà chúng ta cần nghĩ tới trong võng mạc điển hình.
Nhưng để nhìn màu sắc, thực sự thì là ba loại.
Vì vậy có ba protein khác nhau.
Mỗi loại hấp thụ ánh sáng với một tần số ưu thích khác nhau.
Rồi hệ thần kinh theo dõi những tín hiệu đó,
so sánh và đối chiếu chúng để trích xuất hiểu biết về thành phần bước sóng của ánh sáng.
Vì vậy bạn có thể chỉ bằng cách nhìn vào một phong cảnh,
ồ, chắc là chiều muộn vì mọi thứ có màu vàng ấm.
Tất cả những điều đó, bạn biết đấy, là chức năng của việc chúng ta hấp thụ ánh sáng từ thế giới
và diễn giải nó bằng não
vì thành phần khác nhau của ánh sáng đang đến mắt chúng ta.
Có công bằng khi giả định rằng nhận thức màu đỏ của tôi giống nhận thức màu đỏ của anh không?
Ồ, đó là một câu hỏi hay.
Và rằng nhận thức của tôi tốt hơn.
Tôi chỉ đùa thôi.
Đó là một câu hỏi hay.
Là một câu hỏi triết học sâu.
Có lẽ câu hỏi đó thực sự không thể được trả lời cuối cùng
bằng các quá trình khoa học thực nghiệm thông thường
bởi vì nó liên quan tới trải nghiệm của từng cá nhân.
Những gì chúng ta có thể nói là các cơ chế sinh học
mà chúng ta cho là quan trọng để nhìn màu, ví dụ,
dường như rất giống nhau từ người này sang người khác,
dù là con người hay các loài động vật khác.
Vì vậy chúng ta nghĩ rằng quá trình sinh lý trông rất giống nhau ở giai đoạn ban đầu.
Nhưng, bạn biết đấy, một khi đã ở mức độ nhận thức hay hiểu biết hay trải nghiệm,
đó là điều khó nắm bắt hơn một chút
bằng các phương pháp khoa học mà chúng ta dùng để nghiên cứu thị giác sinh học, có thể nói như vậy.
Chúng ta đã biết từ lâu rằng có những việc chúng ta có thể làm để cải thiện giấc ngủ.
Và điều đó bao gồm những thứ chúng ta có thể dùng.
Những thứ như magiê threonate, theanine, chiết xuất hoa cúc, và glycine,
cùng những thứ ít được biết đến hơn như nhụy hoa nghệ tây (saffron) và rễ nữ lang (valerian).
Tất cả đều là những thành phần được hỗ trợ bằng bằng chứng lâm sàng, có thể giúp bạn dễ ngủ hơn,
giữ giấc và tỉnh dậy cảm thấy sảng khoái hơn.
Tôi rất vui được chia sẻ rằng nhà tài trợ lâu năm của chúng tôi, AG1, vừa tạo ra một sản phẩm mới tên là AGZ,
một thức uống dùng hàng đêm được thiết kế để giúp bạn ngủ ngon hơn và tỉnh dậy rất tỉnh táo.
Trong vài năm qua, tôi đã làm việc với đội ngũ tại AG1 để góp phần tạo ra công thức AGZ mới này.
Nó chứa những hợp chất hỗ trợ giấc ngủ tốt nhất với tỷ lệ chính xác trong một hỗn hợp dễ uống.
Điều này loại bỏ mọi phức tạp khi cố gắng lục tìm trong một lãnh địa rộng lớn các thực phẩm bổ sung tập trung vào giấc ngủ
và phải tính toán liều lượng đúng cũng như nên dùng loại nào cho bạn.
Theo hiểu biết của tôi, AGZ là thực phẩm bổ sung hỗ trợ giấc ngủ toàn diện nhất trên thị trường.
Tôi uống nó 30–60 phút trước khi ngủ.
Nhân tiện, nó rất ngon.
Và nó cải thiện đáng kể cả chất lượng lẫn độ sâu của giấc ngủ của tôi.
Tôi biết điều đó từ trải nghiệm chủ quan của bản thân và vì tôi theo dõi giấc ngủ của mình.
Tôi rất hào hứng để mọi người thử công thức AGZ mới này và tận hưởng lợi ích của giấc ngủ tốt hơn.
AGZ có các hương socola, socola bạc hà và hỗn hợp quả mọng.
Và như tôi đã nói, tất cả đều cực kỳ ngon.
Yêu thích nhất trong ba vị có lẽ là socola bạc hà, nhưng tôi thực sự thích cả ba.
Nếu bạn muốn thử AGZ, vào drinkagz.com/Huberman để nhận ưu đãi đặc biệt.
Một lần nữa, là drinkagz.com/Huberman.
Bạn nói rằng thực ra có năm loại tế bào nón khác nhau,
tế bào nón là những tế bào hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau.
Thực ra không hẳn là năm loại tế bào nón.
Thực ra chỉ có ba loại tế bào nón.
Nếu bạn nhìn vào cách mà thị giác màu sắc được cho là hoạt động,
bạn có thể thấy nó phải là ba tín hiệu khác nhau.
Có một vài loại sắc tố khác.
Một loại chủ yếu để nhìn trong ánh sáng yếu.
Khi bạn đi bộ trong đêm không trăng và nhìn thấy mọi thứ với ánh sáng rất thấp,
đó là tế bào que (rod cell).
Và nó sử dụng sắc tố riêng của nó.
Rồi có một lớp sắc tố khác mà có lẽ chúng ta sẽ nói chút nữa sau,
sắc tố melanopsin.
Tôi tưởng bạn đang ám chỉ như tia tử ngoại và hồng ngoại và những thứ tương tự.
Đúng.
Vì vậy trong trường hợp của một người điển hình, ừm, hãy nói thế này.
Ở con người, hầu hết chúng ta có ba loại tế bào nón và chúng ta có thể nhìn thấy các màu sắc phát sinh từ điều đó.
Ở hầu hết động vật có vú, bao gồm chó hay mèo của bạn, thực ra chỉ có hai loại tế bào nón.
Và điều đó giới hạn kiểu nhìn của chúng trong miền bước sóng hay màu sắc, như bạn nói.
Hãy nói về sắc tố quang kỳ lạ đó.
Ừ.
Loại sắc tố cuối cùng này thực sự là một thứ lạ lùng.
Người ta có thể nghĩ về nó như là phần tử nhạy cảm ban đầu trong một hệ thống được thiết kế để báo cho não bạn biết mọi vật trong thế giới của bạn sáng đến mức nào.
Và điều kỳ lạ về sắc tố này là nó nằm ở chỗ sai, theo một nghĩa nào đó.
Khi bạn nghĩ về cấu trúc của võng mạc, bạn nghĩ tới một chiếc bánh nhiều lớp, về cơ bản.
Bạn có một màng mỏng ở phía sau mắt, nhưng thực ra đó là một chồng các lớp mỏng.
Và lớp ngoài cùng trong số những lớp đó là nơi mà những tế bào thụ quang bạn nói tới trước đó đang ngồi.
Đó là nơi giống như phim của máy ảnh bạn, về cơ bản.
Đó là nơi các photon thực hiện “phép màu” với các sắc tố quang và biến nó thành tín hiệu thần kinh.
Tôi thích cách nói đó.
Tôi chưa bao giờ nghĩ tới các tế bào thụ quang như phim của máy ảnh, nhưng điều đó hợp lý.
Đó là bề mặt mà trên đó mẫu ánh sáng được quang học của mắt chiếu lên.
Và giờ bạn có một mảng cảm biến đang thu nhận thông tin đó và tạo ra một bản đồ điểm ảnh, về cơ bản.
Nhưng bây giờ nó ở dạng tín hiệu thần kinh phân bố trên bề mặt của võng mạc.
Nhưng hóa ra sắc tố quang cuối cùng này nằm ở phía kia của võng mạc, phần trong cùng của võng mạc.
Đó là nơi các tế bào gọi là tế bào hạch (ganglion cells) nằm.
Đó là những tế bào giao tiếp với não, những tế bào thực sự có thể truyền đạt trực tiếp thông tin nhận được từ các tế bào thụ quang.
Và ở đây bạn có một trường hợp mà thực ra một số tế bào đầu ra mà trước đây ta không nghĩ là có nhiệm vụ nhạy cảm trực tiếp với ánh sáng lại thực sự tạo ra sắc tố này, hấp thụ ánh sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu thần kinh rồi gửi lên não.
Và thực tế đây là một trong những điều mà bệnh nhân mù thường hay phàn nàn, nếu họ bị mù do tổn thương võng mạc, đó là mất ngủ.
Bởi vì não họ tỉnh giữa đêm.
Chính xác.
Họ không đồng bộ.
Đồng hồ của họ vẫn tồn tại, nhưng nó trôi pha vì đồng hồ chỉ tốt ở khoảng 24.2 giờ hoặc 23.8 giờ.
Từng chút một, họ bị trôi.
Vì vậy bạn cần một tín hiệu đồng bộ hóa, nếu không bạn sẽ không có gì xác nhận khi nào mặt trời mọc và lặn.
Đó là thứ bạn đang cố đồng bộ với.
Tôi rất say mê với đồng hồ sinh học (circadian clock) và thực tế là tất cả tế bào trong cơ thể chúng ta về cơ bản đều có một đồng hồ khoảng 24 giờ.
Đúng.
Tôi chưa bao giờ thật sự nghe ai mô tả đồng hồ hoạt động ra sao và đồng hồ báo cho phần còn lại cơ thể biết khi nào, bạn biết đấy, gan nên làm việc này và dạ dày nên làm việc kia như thế nào.
Nếu bạn có thể mô tả ngắn gọn đồng hồ ở đâu, nó làm gì, và vài nét chính về cách nó bảo các tế bào cơ thể phải làm gì.
Đúng.
Điều đầu tiên cần nói là, như bạn đã nói, đồng hồ có ở khắp nơi.
Hầu hết các mô trong cơ thể bạn đều có đồng hồ.
Vai trò của bộ điều nhịp trung ương cho hệ thần kinh điều hòa nhịp sinh học là phối hợp tất cả những đồng hồ này.
Có một nhân nhỏ, một tập hợp tế bào thần kinh nhỏ trong não của bạn.
Nó gọi là nhân trên giao thoa (suprachiasmatic nucleus, SCN). Và nó nằm ở một vị trí hơi kỳ lạ so với các cấu trúc khác của hệ thần kinh nhận đầu vào trực tiếp từ võng mạc. Nó nằm trong vùng dưới đồi, mà bạn có thể nghĩ đến như kiểu người điều phối lớn các động lực — nguồn gốc của mọi khoái lạc và tất nhiên cũng là của hầu hết các rắc rối của chúng ta. Đúng. Ừ. Thật sự là như vậy. Nhưng nó nằm sâu trong não của bạn, điều khiển những thứ khiến bạn làm việc này việc kia. Nếu bạn lạnh cóng, bạn khoác áo, bạn run, tất cả những việc đó đều được vùng dưới đồi điều phối.
Con đường tín hiệu mà chúng ta đang nói tới, từ võng mạc và từ những tế bào đặc biệt mã hóa cường độ ánh sáng, gửi tín hiệu trực tiếp vào một trung tâm nằm giữa những trung tâm điều khiển hệ thần kinh tự chủ và hệ nội tiết. Vùng dưới đồi dùng mọi thứ để kiểm soát phần còn lại của cơ thể. Nhân trên giao thoa, trung tâm nhịp sinh học này, cũng như vậy: nó có thể tác động tới hệ thần kinh tự chủ, hệ dịch thể (hệ hormone), và tất nhiên lên các trung tâm não bộ tổ chức hành vi có lý trí phối hợp.
Vậy nếu tôi hiểu đúng, chúng ta có một nhóm tế bào, nhân trên giao thoa, có nhịp 24 giờ. Nhịp đó được điều chỉnh sao cho tương ứng với thế giới ngoại cảnh nhờ một tập hợp tế bào thần kinh chuyên biệt ở mắt. Nhưng chính đồng hồ chủ, SCN, lại phóng thích các chất vào máu, các tín hiệu thể dịch, đi đến nhiều nơi trong cơ thể. Rồi nó còn tác động tới hệ tự chủ, vốn điều chỉnh mức độ tỉnh táo hay thư giãn của chúng ta, cũng như ảnh hưởng tới suy nghĩ và nhận thức. Chắc chắn.
Rồi SCN, nhân trên giao thoa, có thể ảnh hưởng tới hệ melatonin thông qua tuyến tùng. Cách nhìn thấy điều này là nếu bạn đo nồng độ melatonin theo giờ trong ngày — nếu bạn làm được — bạn sẽ thấy nó rất thấp vào ban ngày, rất cao vào ban đêm. Nhưng nếu bạn tỉnh dậy giữa đêm, vào nhà tắm và bật đèn huỳnh quang sáng, nồng độ melatonin của bạn sẽ bị đẩy xuống rất thấp. Ánh sáng tác động trực tiếp tới mức hormone của bạn thông qua cơ chế mà chúng ta vừa mô tả. Đó là một trong những con đường mà ánh sáng có thể tác động lên trạng thái hormone của bạn qua những đường dẫn hoàn toàn nằm ngoài những gì bạn thường nghĩ tới, đúng không? Bạn chỉ nghĩ đến những thứ trong nhà tắm: ô, bàn chải đánh răng, tuýp kem. Nhưng trong khi đó, hệ thống khác này chỉ đơn giản là đếm photon và nói: ôi, bây giờ có rất nhiều photon. Hãy tắt việc tiết melatonin.
Tôi muốn hỏi bạn về một khía cạnh khác của hệ thị giác bây giờ, đó là liên quan tới cảm giác thăng bằng của chúng ta. Có lẽ hãy giải thích ở những tầng đơn giản nhất của thị giác và hệ tiền đình, cái gọi là hệ thăng bằng. Rồi sau đó chúng ta ghép các hệ thống lại để mọi người dễ hiểu. Và chúng ta cũng nên cho họ vài cách để giảm buồn nôn khi hệ tiền đình bị rối loạn. Hay đó.
Vậy, điều đầu tiên cần nghĩ là hệ tiền đình được thiết kế để cho bạn cảm nhận cách bạn di chuyển trong thế giới. Về cơ bản, ý tưởng là nếu chúng ta chỉ ngồi trên ghế phụ trong ôtô và người lái đạp ga khiến bạn bắt đầu chuyển động về phía trước, bạn sẽ cảm nhận được điều đó. Nếu bạn nhắm mắt, bạn vẫn cảm nhận được. Nếu tai bạn bị bịt và bạn nhắm mắt, bạn vẫn biết được. Bất cứ thứ gì làm bạn lệch khỏi vị trí hiện tại đều gần như sẽ được hệ tiền đình phát hiện.
Nó nằm ở tai trong của bạn, bạn biết đấy, các tế bào lông. Chúng có những lông nhỏ (cilia) nhô lên trên bề mặt, và tùy bạn uốn những lông đó theo hướng nào thì tế bào sẽ bị ức chế hoặc bị kích thích. Rồi chúng truyền tín hiệu tới các nơron thần kinh và thế là có tín hiệu. Bây giờ bạn có một tín hiệu thính giác: nếu bạn cảm nhận những thứ đang dao động trong ốc tai, đó là vì màng nhĩ dao động, mà màng nhĩ dao động là do sóng âm trong thế giới. Nhưng ở bộ máy tiền đình, tiến hóa đã tạo ra một hệ phát hiện chuyển động của dịch lỏng trượt qua những lông ấy. Nếu bạn đặt một cảm biến như vậy trong một ống đầy dịch, khi bạn quay ống quanh trục đi qua giữa nó, cảm biến sẽ được kích hoạt.
Tôi luôn nghĩ tới ba vòng hula hoop: một vòng dựng đứng, một vòng nằm trên mặt đất, vòng kia đảo chiều. Ba hướng. Ba trục mã hóa, giống như ở các tế bào nón trong võng mạc. À, và tôi còn hay nói tới cái nghiêng đầu như chó con nữa. Phải, cái nghiêng đầu như chó con — đó cũng là một dấu hiệu. Ý là não bạn cuối cùng sẽ giải mã những gì các cảm biến này đang nói về cách bạn vừa quay đầu. Bây giờ bạn có thể biết mình vừa xoay đầu sang trái hay phải, lên hay xuống. Đó là tín hiệu cảm giác gửi về não, xác nhận bạn vừa thực hiện một chuyển động.
Rất nhiều chuyện này diễn ra dưới mức nhận thức. Đó là các phản xạ. Có lẽ cách tốt nhất để nghĩ về hai hệ này phối hợp là tưởng tượng chuyện gì xảy ra khi bạn đột ngột quay đầu sang trái. Khi bạn quay đầu sang trái, mắt bạn thực ra sẽ quay sang phải, tự động. Bạn làm điều này trong bóng tối tuyệt đối. Nếu bạn có camera hồng ngoại và quan sát bản thân trong bóng tối hoàn toàn—bạn không nhìn thấy gì—khi quay đầu sang trái, mắt bạn vẫn sẽ quay sang phải. Đó là hệ tiền đình đang cố bù trừ cho việc quay đầu để mắt bạn vẫn nhìn cùng một chỗ. Vì vậy bộ não làm việc rất nhiều để ổn định hình ảnh thế giới trên võng mạc của bạn.
Bây giờ, dĩ nhiên, bạn đang di chuyển trong thế giới nên bạn không thể ổn định mọi thứ.
Nhưng càng có thể giữ ổn định phần lớn thời gian thì bạn càng nhìn rõ hơn.
Và đó là lý do khi chúng ta quét một cảnh, nhìn quanh mọi thứ, mắt chúng ta thực hiện những chuyển động rất nhanh trong những khoảng thời gian rất ngắn.
Rồi chúng ta chỉ nghỉ.
Nhưng không chỉ mình chúng ta làm thế.
Nếu bạn từng quan sát một con bồ câu đi trên vỉa hè, nó có cái động tác rung đầu khá buồn cười.
Nhưng thực ra nó đang kéo đầu lùi lại trên cổ trong khi thân mình tiến về phía trước để hình ảnh thế giới thị giác giữ nguyên tĩnh.
Thật sao?
Và bạn cũng đã xem mấy video gà hài trên YouTube rồi đúng không?
Bạn cầm con gà, nhấc lên rồi hạ xuống, mà đầu nó vẫn đứng yên một chỗ.
Cũng cùng một nguyên lý thôi.
Tất cả những loài động vật này đều cố gắng giữ hình ảnh thế giới ổn định trên võng mạc càng nhiều thời gian càng tốt.
Rồi khi phải di chuyển, thì làm thật nhanh, thật dứt khoát, rồi lại ổn định.
Vậy đó là lý do bồ câu đưa đầu lùi ra sau?
Đúng vậy.
Ừ.
Wow.
Ừ.
Ý tôi là, tôi cần dừng lại một chút để tiêu hoá điều đó.
Thật kinh ngạc.
Tôi muốn tạm nghỉ một chút và cảm ơn một trong những nhà tài trợ của chúng tôi, Function.
Năm ngoái, tôi đã trở thành thành viên của Function sau khi tìm kiếm phương thức toàn diện nhất cho xét nghiệm phòng thí nghiệm.
Function cung cấp hơn 100 xét nghiệm chuyên sâu giúp bạn có một bức tranh tổng quan về sức khỏe toàn thân.
Bức tranh này cung cấp cho bạn những hiểu biết về sức khỏe tim mạch, sức khỏe nội tiết tố, chức năng miễn dịch, mức dinh dưỡng và còn nhiều hơn nữa.
Function không chỉ cung cấp cho bạn những hiểu biết về sức khỏe tim mạch, sức khỏe nội tiết tố, chức năng miễn dịch, mức dinh dưỡng và còn nhiều hơn nữa.
Nó cung cấp xét nghiệm hơn 100 chỉ số sinh học quan trọng đối với sức khỏe thể chất và tinh thần của bạn, đồng thời phân tích các kết quả này và đưa ra nhận định từ các bác sĩ hàng đầu chuyên về các lĩnh vực liên quan.
Ví dụ, trong một trong những xét nghiệm đầu tiên với Function, tôi biết mình có mức thủy ngân tăng cao trong máu.
Function không chỉ giúp tôi phát hiện điều đó mà còn đưa ra gợi ý về cách giảm mức thủy ngân hiệu quả nhất, trong đó có việc hạn chế tiêu thụ cá ngừ.
Tôi đã ăn rất nhiều protein, đồng thời cố gắng ăn nhiều rau lá và bổ sung NAC, N-acetylcysteine, cả hai đều có thể hỗ trợ sản xuất glutathione và giải độc.
Tôi nên nói rằng, khi làm xét nghiệm Function lần hai, cách làm đó đã có hiệu quả — xét nghiệm máu toàn diện là cực kỳ quan trọng.
Có rất nhiều điều liên quan đến sức khỏe tinh thần và thể chất của bạn chỉ có thể phát hiện qua xét nghiệm máu.
Vấn đề là xét nghiệm máu luôn rất đắt và phức tạp.
Ngược lại, tôi rất ấn tượng với sự đơn giản và mức chi phí của Function.
Nó rất phải chăng.
Vì vậy, tôi quyết định tham gia ban cố vấn khoa học của họ, và tôi rất vui vì họ đang tài trợ cho podcast.
Nếu bạn muốn thử Function, bạn có thể vào functionhealth.com/Huberman.
Hiện Function có danh sách chờ hơn 250.000 người, nhưng họ đang cung cấp quyền truy cập sớm cho người nghe podcast Huberman.
Một lần nữa, truy cập functionhealth.com/Huberman để được truy cập sớm vào Function.
Chuyện gì đang xảy ra với thị giác và hệ thăng bằng gây ra kiểu buồn nôn đó?
Ý tôi là, tôi nghĩ vấn đề cơ bản khi bị say tàu xe thường là cái người ta gọi là xung đột thị giác-tiền đình.
Đó là, bạn có hai hệ cảm giác đang “nói” với não về cách bạn di chuyển trong thế giới.
Và miễn là chúng đồng ý thì bạn ổn.
Vì vậy nếu bạn đang lái xe, cơ thể bạn cảm nhận là bạn đang tiến về phía trước.
Hệ tiền đình của bạn đang bắt được gia tốc của chiếc xe.
Và hệ thị giác của bạn đang thấy hậu quả của chuyển động tiến về phía trước khi cảnh vật quét qua bạn.
Mọi thứ đều ổn cả, đúng không?
Không vấn đề.
Nhưng khi bạn đang tiến về phía trước, nhưng bạn nhìn vào điện thoại, thì võng mạc của bạn đang thấy gì?
Võng mạc của bạn thấy hình ảnh ổn định của màn hình.
Trên màn hình đó hoàn toàn không có chuyển động.
Hoặc chuyển động ấy là chuyển động khác, như một bộ phim.
Nếu bạn đang chơi game hoặc xem video, trận bóng, thì chuyển động đó không khớp với thứ đang thực sự xảy ra với cơ thể bạn.
Não bạn không thích điều đó.
Não thích mọi thứ khớp với nhau.
Và nếu không, nó sẽ “kêu ca” với bạn.
Bằng cách khiến tôi cảm thấy buồn nôn.
Bằng cách khiến bạn buồn nôn và có thể bạn sẽ thay đổi hành vi.
Vậy là tôi đang—
Tôi đang bị trừng phạt.
Ừ, vì đã thiết lập để các tín hiệu của bạn có thể xung đột, đúng.
Bởi tín hiệu từ hệ tiền đình—
Bạn sẽ học được.
Tín hiệu thị giác.
Chà, có thể đi tiếp một chút theo con đường này, tín hiệu thị giác được kết hợp với tín hiệu cân bằng ở đâu?
Và có lẽ anh có thể nói cho chúng tôi một chút về cái “bộ não nhỏ” bí ẩn mà người ta gọi là tiểu não.
Tiểu não, đúng.
Vậy, cách tôi cố gắng diễn giải tiểu não cho sinh viên của mình là nó hoạt động giống như hệ thống kiểm soát không lưu trong hàng không.
Nó là một hệ thống rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào thông tin chính xác.
Nó tiếp nhận thông tin về mọi thứ đang xảy ra ở mọi nơi, không chỉ qua các hệ cảm giác của bạn, mà còn “nghe ngóng” tất cả các trung tâm khác trong não bạn đang tính toán những gì bạn sẽ làm tiếp theo, v.v.
Và nó thực sự có vai trò quan trọng trong việc điều phối và định hình chuyển động.
Nhưng không phải là bạn sẽ bị liệt nếu tiểu não mất đi vì bạn vẫn có các neuron vận động.
Bạn vẫn có cách để nói chuyện với cơ bắp.
Bạn vẫn có các trung tâm phản xạ.
Nhưng bạn sẽ không phối hợp mọi thứ tốt nữa.
Thời điểm giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra có thể bị lệch.
Hoặc nếu bạn đang cố tập một động tác thể thao mới, như cú giao bóng trên đầu trong quần vợt, bạn sẽ rất kém trong việc học hết các chuỗi động tác cơ và phản hồi từ cơ quan cảm giác để thực sự đánh trúng quả bóng đúng chỗ bạn muốn sau lần lặp thứ n. Hiện tại, sau lần lặp thứ nghìn hay tương tự, bạn sẽ tiến bộ nhiều hơn. Vì thế tiểu não tham gia nhiều vào việc học vận động và tinh chỉnh độ chính xác của các chuyển động để đưa bạn đến đúng nơi bạn muốn. Ví dụ khi bạn với lấy một ly rượu sâm panh mà không làm đổ hay với hụt, đó là việc nó giỏi.
Những người bị tổn thương chọn lọc ở tiểu não—đúng vậy—thông thường là bệnh nhân bị đột quỵ não hay khối u, ví dụ, có thể đi không vững. Nếu tình huống động lực học thay đổi, chẳng hạn bạn đang đứng trên xe điện mà không có cần để bám, họ có thể không điều chỉnh được mọi động tác nhỏ của xe. Có một loại rung có thể xuất hiện khi họ với lấy đồ vì họ với hơi quá, rồi sửa quá tay rồi lại quay trở về. Những thứ như vậy. Đây thực sự là một hiện tượng thần kinh rất phổ biến; các bác sĩ thần kinh gọi nó là ataxia tiểu não (rối loạn phối hợp vận động do tổn thương tiểu não). Và nó có thể xảy ra không chỉ do tổn thương trực tiếp ở tiểu não, mà còn do tổn thương các đường dẫn truyền đưa thông tin vào tiểu não—tức là làm mất nguồn cấp cho cấu trúc này—hoặc do tổn thương đầu ra từ tiểu não.
Tiểu não là nơi kết hợp nhiều thông tin thị giác và thăng bằng. Một vị trí rất quan trọng trong tiểu não, và thực ra là một trong những phần cổ xưa nhất về mặt tiến hóa, là flocculus (thùy chùm). Đây là nơi then chốt trong tiểu não mà thông tin thị giác và tiền đình hội tụ để ghi lại chính xác những kiểu chuyển động chúng ta vừa nói đến, mạng lưới ổn định hình ảnh. Tất cả diễn ra ở đó và cũng có quá trình học ở đó, nên nếu bộ máy tiền đình của bạn bị tổn thương một chút, hệ thị giác thực tế sẽ “nói” với tiểu não rằng có vấn đề, có lỗi, và tiểu não đang học để làm tốt hơn bằng cách tăng đầu ra của hệ tiền đình để bù cho phần bị mất. Vì vậy nó là một hệ thống hiệu chỉnh lỗi nhỏ, khá điển hình cho chức năng tiểu não, và điều này có thể xảy ra ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây chỉ là một trong những lĩnh vực tích hợp cảm giác-vận động diễn ra ở đó.
Tôi muốn nói về một vùng não ít được nhắc đến, đó là trung não. Đối với những người không biết, trung não nằm dưới vỏ não—vốn là lớp ngoài cùng của não, ít nhất ở động vật có vú hay ở người. Trung não rất thú vị vì nó điều khiển nhiều thứ vô thức, các phản xạ, v.v. Bạn có thể mô tả hệ thần kinh trong trí tưởng tượng là một bộ não to ụ, rồi có một “cái que” nhỏ rủ xuống dọc cột sống là tủy sống. Khi vào đến hộp sọ, cái tủy này phình to ra một chút; nó vẫn giữ cảm giác dài, mỏng giống thân cây—hình dạng giống mái chèo hay thìa—và nó bắt đầu lan rộng vì trong đó tiến hoá đã nhồi nhét nhiều cấu trúc xử lý thông tin và tạo chuyển động hơn. Phần cuối cùng của cái “tủy phình” này trong hộp sọ chính là thân não, và đoạn cuối trước khi dẫn truyền lên vỏ não chính là trung não.
Ở đó có một trung tâm thị giác rất quan trọng gọi là colliculus superior (gò/nhú trên), và đây là nơi diễn ra hầu hết hành động liên quan đến việc diễn giải đầu vào thị giác và tổ chức hành vi quanh nó. Bạn có thể nghĩ vùng thân não này như một trung tâm phản xạ có thể đổi hướng ánh nhìn, cơ thể hoặc thậm chí sự chú ý của con vật về những vùng không gian xung quanh nó. Điều đó có thể vì nhiều lý do: có thể một kẻ săn mồi vừa xuất hiện ở một góc rừng và bạn phát hiện ra để né tránh; hoặc chỉ đơn giản là bất kỳ chuyển động nào. Ví dụ khi đang đọc một cuốn tiểu thuyết, bỗng có cái gì văng bắn lên trang, mắt bạn phản xạ liền nhìn về đó mà không cần suy nghĩ—đó là một phản xạ. Các trung tâm này xuất hiện sớm trong tiến hoá của những bộ não như của chúng ta để xử lý các sự kiện thị giác phức tạp có ý nghĩa về vị trí trong không gian: nó nằm ở đâu trong không gian?
Thật ra cùng một trung tâm này còn nhận đầu vào từ nhiều hệ cảm giác khác nhau, các hệ lấy thông tin từ thế giới bên ngoài tại những vị trí cụ thể mà bạn có thể muốn tránh hoặc lại gần tùy theo mức độ quan trọng. Vì vậy nó nhận tín hiệu từ hệ xúc giác, hệ thính giác. Tôi từng làm việc một thời gian với rắn chuông. Chúng nhận đầu vào từ các cảm biến nhiệt ở mặt, nằm trong những hốc nhỏ (pits). Chúng có một phiên bản hệ cảm giác bổ sung—nghĩa là chúng quan sát thế giới bằng một bộ cảm biến hoàn toàn khác. Đó là cùng loại cảm biến mà bạn sẽ cảm thấy hơi nóng trên mặt nếu đứng trước một đống lửa.
Trừ việc tiến hóa đã trao cho chúng một hệ thống chuyên biệt rất hay cho phép chúng hình dung được nhiệt đang đến từ đâu.
Bạn cũng phần nào làm được điều đó, đúng không?
Nếu bạn đi vòng quanh đống lửa, bạn có thể cảm nhận được lửa đang ở đâu nhờ, bạn biết đấy, hơi nóng quất vào mặt.
Đó có phải là cách chính mà chúng phát hiện con mồi không?
Đó là một trong những cách chính.
Và thực tế chúng cũng sử dụng thị giác.
Và chúng kết hợp hai hệ thống này lại tại cùng một chỗ, ở vùng tectal, phần thân não này.
Tôi muốn dừng lại ở đây một chút.
Tôi nghĩ điều thú vị về các thụ thể vị giác, cảm biến nhiệt, thị giác và tất cả sự tích hợp này là nó thực sự nói lên rằng tất cả các nơ-ron cảm giác này đều cố gắng thu thập thông tin,
và gom chúng vào một hệ thống có thể đưa ra quyết định và hành động có ý nghĩa.
Và thực ra không quan trọng nguồn thông tin đến từ mắt hay tai hay mũi hay lòng bàn chân, vì cuối cùng, đó chỉ là điện chạy vào.
Vì vậy nó được đặt ở những vị trí khác nhau trên các loài khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của loài đó.
Đúng.
Vì có thể tôi cảm thấy hơi nóng ở một bên mặt, và tôi cũng ngửi thấy mùi gì đó đang được nướng trong lò.
Vừa rồi, không cái nào mạnh lắm, nhưng như bạn nói, có sự xác nhận chéo.
Sự xác nhận chéo đó xảy ra ở trung não.
Rồi nếu bạn đưa các thông tin mâu thuẫn vào, não sẽ bối rối, và đó có thể là nơi phát sinh chứng say tàu xe.
Vì vậy thật tốt khi có, bạn biết đấy, với tư cách một bộ não, càng nhiều nguồn thông tin càng tốt.
Cũng giống như nếu bạn là một điệp viên hay một nhà báo, bạn muốn có càng nhiều thông tin càng tốt về những gì đang diễn ra ngoài kia.
Nhưng nếu các thông tin mâu thuẫn, đó là vấn đề, đúng không?
Các nguồn của bạn đang cung cấp cho bạn những thông tin khác nhau về những gì đang xảy ra.
Bây giờ bạn gặp rắc rối rồi.
Bạn sẽ xuất bản gì?
Tôi muốn nghỉ nhanh một chút và cảm ơn một trong những nhà tài trợ của chúng ta, Element.
Element là một loại thức uống bù điện giải có mọi thứ bạn cần và không có những thứ bạn không cần.
Điều đó có nghĩa là các chất điện giải—natri, magiê và kali—ở lượng đúng, nhưng không có đường.
Cung cấp đủ nước là điều quan trọng cho chức năng tối ưu của não và cơ thể.
Ngay cả độ mất nước nhẹ cũng có thể làm giảm hiệu suất nhận thức và thể chất.
Cũng quan trọng là bạn phải nhận đủ chất điện giải.
Các chất điện giải natri, magiê và kali rất cần thiết cho hoạt động của tất cả tế bào trong cơ thể bạn, đặc biệt là các nơ-ron hay tế bào thần kinh.
Hòa tan Element vào nước giúp bạn rất dễ đảm bảo rằng mình đang được cung cấp đủ nước và đủ chất điện giải.
Để chắc chắn mình nhận đủ lượng nước và chất điện giải, tôi hòa một gói Element vào khoảng 16 đến 32 ounce nước khi tôi vừa tỉnh dậy vào buổi sáng,
và tôi uống cái đó gần như là việc đầu tiên trong ngày.
Tôi cũng uống Element hòa với nước trong bất kỳ hoạt động thể chất nào tôi làm, đặc biệt vào những ngày nóng khi tôi đổ nhiều mồ hôi và mất nước cùng chất điện giải.
Element có nhiều hương vị ngon.
Tôi thích vị mâm xôi.
Tôi thích vị cam chanh.
Hiện tại, Element có vị chanh-lá phiên bản giới hạn mà rất ngon.
Tôi không muốn nói rằng tôi thích vị này hơn tất cả các vị khác, nhưng vị chanh này nằm ngang hàng với những vị yêu thích khác của tôi, như mâm xôi hay dưa hấu.
Một lần nữa, tôi không thể chỉ chọn một vị.
Tôi thích tất cả.
Nếu bạn muốn thử Element, bạn có thể vào drinkelement.com/Huberman, được viết là drinklmnt.com/Huberman, để nhận một gói mẫu Element miễn phí khi bạn mua bất kỳ gói bột pha đồ uống Element nào.
Một lần nữa, đó là drinkelement.com/Huberman để nhận gói mẫu miễn phí.
Điều này quan trọng và là một chuyển tiếp tốt cho phần tôi muốn thảo luận tiếp theo, đó là các nhân nền (basal ganglia), vùng rất thú vị trong não có liên quan đến việc chỉ thị chúng ta làm điều gì và ngăn chúng ta làm điều gì.
Vậy, các nhân nền là gì và vai trò chính của chúng trong việc kiểm soát hành vi kiểu “go” (thực hiện) và “no-go” (không thực hiện) là gì?
Vâng.
Vì các nhân nền nằm sâu trong cái mà bạn có thể gọi là tiền não, tức là những cấp độ cao nhất của não.
Và nó gắn chặt với chức năng vỏ não.
Vỏ não thực sự không thể làm những gì nó cần làm nếu không có sự trợ giúp của các nhân nền và ngược lại.
Và theo một cách nào đó, bạn có thể nghĩ về điều này một cách logic là, nếu bạn có khả năng kìm nén hành vi hay thực hiện nó, làm thế nào bạn quyết định làm cái nào?
Vỏ não sẽ phải làm việc suy nghĩ đó cho bạn.
Bạn phải xem xét tất cả các điều kiện trong tình huống của mình để quyết định, đây có phải là một hành động điên rồ hay là một khoản đầu tư thực sự thông minh ngay lúc này, hoặc, bạn biết đấy, như thế nào?
Tôi không muốn đi chạy buổi sáng, nhưng tôi sẽ bắt mình đi chạy; hoặc tôi đang có một buổi chạy rất thích thú và tôi biết mình cần về nhà, nhưng tôi muốn chạy thêm một dặm nữa.
Một ví dụ hay khác là, bạn biết đấy, thử nghiệm marshmallow với bọn trẻ, chúng có thể được hai chiếc marshmallow nếu chúng chịu chờ, bạn biết đấy, chỉ 30 giây ban đầu; còn nếu không, chúng có thể lấy một cái ngay lập tức.
Như vậy đó là hành vi “no-go” vì vỏ não của chúng đang nói, bạn biết đấy, mình thực sự muốn có hai hơn là có một.
Nhưng chúng sẽ không có được hai cái trừ khi chúng không với lấy cái một.
Vì vậy chúng phải kìm hành động lại.
Và điều đó phải xuất phát từ một quá trình nhận thức.
Vì vậy vỏ não tham gia vào việc này ở mức độ lớn.
Tại sao bạn nghĩ rằng một số người gặp khó khăn hơn khi vận hành các mạch go-no-go này còn người khác dường như có ngưỡng kích hoạt rất thấp—we nói vậy.
Họ chỉ đơn giản, bạn biết đấy, có một nhiệm vụ, họ lao vào nhiệm vụ.
Trong khi một số người lại gặp khó khăn khi bắt tay vào hoàn thành nhiệm vụ hay những việc kiểu đó.
Ý tôi là, tôi nghĩ chuyện này thực ra chỉ là một trường hợp đặc biệt của một hiện tượng rất chung: não bộ phức tạp.
Và não bộ — bạn biết đấy — não chúng ta là kết quả của di truyền và kinh nghiệm.
Gen của tôi khác gen của bạn và trải nghiệm của tôi khác trải nghiệm của bạn.
Vì vậy những việc dễ hay khó với chúng ta sẽ không nhất thiết trùng nhau.
Chúng có thể chỉ đơn giản là như vậy.
Nhưng điểm là, bạn biết đấy, bạn được chia một bộ bài nhất định, bạn có một bộ gen nhất định, bạn được trao một bộ não.
Bạn không chọn bộ não của mình, nó được trao cho bạn.
Nhưng sau đó có rất nhiều thứ bạn có thể làm với nó.
Bạn có thể học kỹ năng mới, hành xử khác đi hoặc kiềm chế hơn, điều đó có liên quan tới những gì chúng ta đang nói ở đây.
Đúng vậy, tất nhiên.
Vâng, tất cả những cấu trúc này mà chúng ta đang bàn tới hoạt động song song.
Và có rất nhiều sự trao đổi, tác động lẫn nhau đang thay đổi.
Vậy hãy nói về vỏ não.
Chúng ta đã đi lên cái gọi là trục thần kinh (neuraxis), như những người sành sỏi sẽ biết.
Bây giờ chúng ta ở vỏ não.
Đây là trung tâm của ý thức bậc cao, nhận thức về bản thân, lập kế hoạch và hành động.
Nhưng như bạn đã nhắc, vỏ não không chỉ có mỗi việc đó.
Nó còn có những vùng khác tham gia vào các chức năng khác.
Vì vậy có lẽ, tiếp tục nói về thị giác, chúng ta hãy nói chút về vỏ thị giác.
Anh kể cho tôi một câu chuyện, một câu chuyện tuyệt vời về vỏ thị giác.
Và đó phần nào là một câu chuyện buồn, thật tiếc, về một người bị đột quỵ ở vỏ thị giác.
Có lẽ anh có thể kể lại câu chuyện đó, vì tôi nghĩ nó minh họa nhiều nguyên tắc quan trọng về những gì vỏ não làm.
Chắc chắn.
Ý là tất cả chúng ta, những người có thị giác, đều có những biểu diễn của thế giới thị giác trong vỏ thị giác của mình.
Chuyện gì xảy ra với một người bị mù do vấn đề ở mắt, ở võng mạc, chẳng hạn?
Bạn có một mảng lớn vỏ não rất quý về “đất đai” cho xử lý thần kinh mà vốn đã quen nhận tín hiệu từ hệ thị giác.
Nhưng giờ không còn nữa.
Bạn có thể nghĩ về vùng đó như đất bỏ không, phải không?
Nó không được hệ thần kinh dùng tới.
Và điều đó thật đáng tiếc.
Nhưng hóa ra vùng đó thật sự được sử dụng.
Trường hợp anh đang nói tới là về một phụ nữ bị mù từ rất sớm trong đời và đã leo lên tới vị trí thư ký điều hành cấp cao trong một công ty lớn.
Cô ấy rất giỏi đọc chữ nổi Braille, và cô có một cái máy chữ nổi, và mọi việc đều làm bằng đó.
Rồi cô bị đột quỵ và được phát hiện tại nơi làm việc, sụp xuống, và họ đưa cô vào bệnh viện.
Bác sĩ thần kinh khám cô khi cô đến nói rằng, này, tôi có tin tốt và tin xấu.
Tin xấu là cô bị đột quỵ.
Tin tốt là nó xảy ra ở một vùng não mà cô thậm chí không dùng tới.
Đó là vỏ thị giác của cô, và tôi biết cô mù từ khi sinh, nên không nên có vấn đề gì.
Vấn đề là cô mất khả năng đọc chữ nổi.
Vậy những gì dường như đã xảy ra — và điều này đã được xác nhận bằng các thí nghiệm hình ảnh ở người — là ở những người mù từ rất sớm, vỏ thị giác bị tái sử dụng thành trung tâm xử lý thông tin xúc giác.
Và nhất là nếu bạn luyện thành người đọc braille giỏi, bạn thực sự bằng cách nào đó đã phân bổ lại “đất đai” đó cho đầu ngón tay của mình, một phần vỏ não vốn lẽ ra nghe tín hiệu từ mắt.
Đó là một mức độ dẻo thần kinh cực kỳ, nhưng cho thấy vỏ thị giác giống như một cỗ máy xử lý đa dụng.
Nó giỏi thông tin không gian, và da ở đầu ngón tay chỉ là một giác quan không gian khác, và khi bị tước đi mọi đầu vào khác, bộ não dường như đủ “thông minh”, nếu bạn muốn nói vậy, để tự tái kết nối, sử dụng vùng đó cho việc gì đó hữu ích.
Trong trường hợp này là đọc chữ nổi — thật đáng kinh ngạc, phần nào bi thảm, nhưng rất nhiều thông tin có giá trị — và tất nhiên điều ngược lại cũng có thể xảy ra, khi người ta tăng cường chức năng ở các phương thức cảm giác khác, như thính giác hay xúc giác tốt hơn khi thiếu thị giác.
Đúng vậy.
Nghe này, David, buổi nói chuyện thật tuyệt.
Thật vui.
Chúng tôi thực sự biết ơn anh đã dành thời gian cho việc này.
Như mọi người có lẽ đã nhận ra, anh là một kho tàng kiến thức khổng lồ về toàn bộ hệ thần kinh.
Hôm nay chúng ta chỉ chạm tới bề mặt của một số lĩnh vực khác nhau để đưa ra cái nhìn về nhiều cách mà hệ thần kinh hoạt động và được tổ chức, và cách những vùng đó tương tác với nhau.
Điều tôi yêu ở anh là anh là một nhà giáo tuyệt vời — tôi đã dạy rất nhiều sinh viên suốt những năm qua — nhưng với riêng tôi, như một người bạn và bất cứ khi nào tôi muốn chạm vào vẻ đẹp của hệ thần kinh và bắt đầu nghĩ về những vấn đề mới hoặc những cách hệ thần kinh làm những việc mà tôi chưa nghĩ tới, tôi đều gọi anh.
Vậy xin tha lỗi cho những cuộc gọi của tôi — đã có, đang có và sẽ có — trừ khi anh đổi số.
Và dù anh có đổi, tôi cũng sẽ gọi.
Thật là một cuộc trò chuyện thú vị, Andy.
Buổi trao đổi này tuyệt lắm và lúc nào nói chuyện với anh cũng rất vui.
Nó luôn kích thích trí óc tôi.
Cảm ơn anh.
Cảm ơn.
歡迎來到 Huberman Lab 精選，這裡我們會重溫過去的節目，挑出對心理健康、身體健康與表現最有力且可立即採用的科學工具。我是安德魯·哈伯曼（Andrew Huberman），任教於史丹佛醫學院，擔任神經生物學與眼科學教授。現在進入我與大衛·伯森（Dr. David Burson）博士的對談。
在過去二十多年來，你一直是我在所有有關神經系統問題上的首選專家——它如何運作、它的結構等等。因此今天我想問你一些關於這方面的問題。我認為人們可以從中獲得很多對這部讓人思考、感受與看見的「機器」的洞見。能否請你告訴我們我們是如何看見的？你知道的，一個光子進入眼睛，接著會發生什麼？我是說，我看向外面，看見一輛貨車開過，或是我看牆上狗狗的照片，這一切是怎麼發生的？
這當然是個老問題。最後很明顯的，之所以會有視覺經驗，是因為你的大腦出現了某種活動模式，它會將這種模式與來自周邊（例如眼睛）的輸入連結起來。但你也可以在沒有周邊輸入的情況下有視覺經驗。當你做夢時，你會看到那些不是透過眼睛傳來的事物。那些是記憶嗎？我會說，在某種意義上，它們可能反映了你的視覺經驗，但它們不一定是特定的視覺記憶，當然也可能是。但重點是，看見的經驗實際上是一種大腦現象。
不過在正常情況下，我們會因為正用眼睛看外在世界而看見世界。從根本上說，當我們在看外在世界時，關鍵在於視網膜告訴大腦的訊息。視網膜上有一類稱為視網膜神經節細胞（ganglion cells）的細胞——這些神經元是眼睛與大腦之間傳遞資訊的關鍵細胞。眼睛就像相機，偵測到初始影像，做一些初步處理，然後將那個訊號送回大腦本體。而當然，正是在大腦皮質的層次，我們才有這種有意識的視覺經驗。大腦還有許多其他區域也接收視覺輸入，並用這類資訊做其他處理。
我經常被問到色覺的問題。能否解釋我們是如何感知紅、綠、藍等顏色的？
首先要了解的是，光只是一種電磁輻射，它在振動、在振盪。當你說它在振動時，你是指光子真的在運動嗎？在某種意義上，光子確實在空間中移動。我們可以把光子當作粒子來看待，這是理解光的一種方式；但我們也可以把光視為波，就像無線電波一樣，這兩種看法都可以接受。無線電波有頻率，就像收音機頻道一樣，電磁頻譜中的某些頻率可以被視網膜中的神經元偵測到，那些就是我們所見的光。但在可見光範圍內，仍存在不同的波長，而這些不同波長會被神經系統加以「解碼」，從而產生我們的色覺經驗。基本上，不同波長透過對不同波長有敏感性的不同神經元，讓我們感受到不同的顏色。
所以當一個光子——也就是一點光——打到我的眼睛並進入後，光感受器會把它轉換成電訊號。那麼，為什麼一個光子最後會讓我感知到紅色、綠色或藍色呢？
如果你想像視網膜的第一層，也就是把電磁輻射轉成神經訊號的那一層，你會發現有不同種類的敏感細胞，它們在細胞內表達、製造不同的分子，這些分子專門用來吸收光子，吸收光子是視覺過程的第一步。事實上，典型視網膜中大約有五種這類蛋白質值得我們關注，但談到色覺時，真正重要的其實是其中三種。因此有三種不同的蛋白質（視蛋白／視覺色素），每一種對不同波長的光有不同的偏好或敏感性。然後神經系統會記錄這些訊號，並加以比較和對照，以推斷光的波長組成。
所以只看一眼風景，你就能判斷「哦，現在應該是傍晚了，因為一切看起來呈現金黃調。」這一切都是我們吸收來自世界的光，並由大腦依據到達我們眼睛的光的不同組成來解釋。
那麼，我對紅色的感知和你對紅色的感知一樣嗎？這樣假設公平嗎？
這是個很棒的問題。而且我的紅色比你的好——開個玩笑。這是一個深刻的哲學問題，可能最終甚至無法用一般經驗科學的方法來回答，因為它關乎個人的主觀經驗。我們可以說的是，從生物學機制來看，用於色覺的那些機制在個體之間似乎非常相似，無論是人類還是其他動物。因此我們認為在前端（即感光與初步編碼階段）的生理過程看起來非常相近。但一旦到達感知、理解或主觀體驗的層次，用我們常用的科學方法來釐清這些差異就比較困難了。
我們長久以來就知道，有些方法可以改善睡眠。
而且這還包含我們可以服用的東西，
像 magnesium threonate、茶氨酸、洋甘菊萃取物和甘氨酸，
以及較少人知道的藏紅花和纈草根等。
這些都是有臨床證據支持的成分，可以幫助你入睡、維持睡眠，並醒來時感覺更清爽。
我很高興跟大家分享，我們長期的贊助商 AG1 剛推出一款新產品叫 AGZ，
這是一款夜間飲品，設計用來幫助你獲得更好的睡眠，並讓你醒來時感到非常精神飽滿。
在過去幾年，我和 AG1 團隊一起合作，幫忙製作這款新的 AGZ 配方。
它把最有助眠效果的化合物以精確的比例，混在一包好喝的飲品裡面。
這就免去了在浩瀚的助眠補充品領域裡四處搜尋、試圖找出合適劑量和適合自己的產品的複雜性。
據我所知，AGZ 是市面上最完整的助眠補充品。
我在睡前 30 到 60 分鐘服用它。
順帶一提，味道很好。
而且它顯著提升了我睡眠的品質與深度。
這不只是我的主觀感受，我也有在追蹤我的睡眠數據，所以可以確定。
我很期待大家試試這個新的 AGZ 配方，享受更好睡眠的好處。
AGZ 有巧克力、薄荷巧克力和綜合莓果三種口味。
正如我先前提過的，三種都非常好喝。
我自己最喜歡的應該是薄荷巧克力，但其實都很喜歡。
如果你想試 AGZ，請到 drinkagz.com/Huberman 取得專屬優惠。
再說一次，是 drinkagz.com/Huberman。
你剛剛提到有五種不同的錐狀細胞類型，基本上就是吸收不同波長光的那些錐狀細胞。
其實並不是五種錐狀細胞。
真正上來說只有三種錐狀細胞。
如果你看顏色視覺的運作方式，你可以大致看出來它必須來自三個不同的訊號。
還有幾類其他的色素。
其中一種主要是用於昏暗光線下的視覺。
當你在沒有月光的夜裡走動、在非常微弱的光線下看東西，那就是桿狀細胞在工作。
它使用的是自己的色素。
然後還有另一類色素，我們可能稍後會談到一些，那就是黑視素（melanopsin）。
我一開始以為你是指紫外線或紅外線那類的東西。
對。
就典型情況來說——好吧，這樣說好了。
在人類身上，我們大多數人有三種錐狀細胞，能看到由此產生的顏色。
在大部分哺乳動物，包括你的狗或貓，真的只有兩種錐狀細胞。
那就限制了它們在波長或顏色領域上能有的視覺種類。
我們來談談那個奇特的光感色素吧。
是的。
這最後一種色素非常古怪。
可以把它想成是在一套系統中最初的敏感元素，這套系統的功能是告訴你的大腦世界的亮度如何。
而這種色素真正怪異的地方在於，它位於錯誤的位置，從某種意義上說。
當你想到視網膜的結構，你會把它想成一個層層堆疊的蛋糕。
你的眼球後方有一層很薄的膜，但實際上它是一疊薄薄的層。
最外層的那些層就是你剛剛提到的這些光感受器所在的位置。
那就是相機的底片所在的地方，基本上。
光子在那裡和光感色素發生作用，把光轉成神經訊號。
我還蠻喜歡這個比喻的。
我以前沒想過把光感受器比作相機的底片，但這說得通。
那是光學系統把光影成像到的表面。
現在你有一個感測器陣列在擷取那些資訊，基本上是在建立一張位圖。
但現在它以神經訊號的形式分佈在視網膜表面上。
然而事實上，這最後一種光感色素是在視網膜的另一端，視網膜最內層。
那裡是所謂的神經節細胞所在的地方。
那些是和大腦對話的細胞，實際上可以直接傳達從光感受器到它們的訊息。
在這裡有一種情況：其實一些我們原本不認為會直接對光敏感的輸出神經元，實際上製造了這種光感色素，吸收光並把它轉成神經訊號送到大腦。
而這其實也是許多視網膜性失明患者常抱怨的事情之一——他們會失眠。
因為他們的大腦在半夜還清醒。
沒錯。
他們的時鐘沒有同步。
他們的時鐘存在，但會慢慢走失步，因為它的週期大約是 24.2 小時或 23.8 小時。
一點一滴地會漂移。
所以你需要一個同步信號，否則你沒有任何東西能夠確認日出日落的時間——那正是你試著與之同步的東西。
我對晝夜節律時鐘很著迷，還有我們身體所有細胞基本上都有一個約 24 小時的時鐘這件事。
對。
我以前從未被這樣描述過：時鐘本身是如何運作的，以及這個時鐘如何告訴身體其他各部分什麼時候該做某件事，比方說肝臟何時該做一件事、胃何時該做另一件事。
如果你能簡要描述一下時鐘在哪裡、它做什麼，以及它如何大致告訴身體細胞該做什麼，那就太好了。
好。
首先要說的是，正如你所說，時鐘無處不在。
你身體大多數組織都有時鐘。
晝夜節律系統的中央起搏器的角色是協調這些時鐘。
在你大腦裡有一小個核團，一小群神經細胞。
它叫做視交叉上核，簡稱 SCN。
它位於一個對於其他那些直接接受視網膜輸入的神經系統結構來說有點奇怪的位置。
它位於下視丘，你可以把下視丘想成某種驅動與調節慾望的總指揮——
我們所有快樂與問題的來源。
對。
或者說大多數問題的來源。
是的，確實如此。下視丘位於你大腦深處，控制那些驅使你去做事的東西。如果你冷得發抖，你會穿外套、打顫，所有這些反應都是由下視丘協調的。
所以我們剛才談到的這條從視網膜出發、那些編碼光強度的特殊細胞所走的路徑，直接把訊號送入一個被各種控制自主神經系統與內分泌系統的中樞所包圍的中心。
下視丘用各種途徑來控制身體的其他部分。視交叉上核這個晝夜節律中樞也是一樣。
它可以影響自主神經系統、體液（體液訊號）系統，當然也可以影響組織有條理理性行為的大腦中樞。
所以如果我理解正確的話，我們有這群細胞──視交叉上核──它有一個 24 小時的節律。
這個節律大致上由我們眼睛中特化的一群神經元來對齊外界狀況。
但主時鐘本身，SCN，會在血液中釋放一些東西，體液訊號，散布到身體各處。
然後它會影響自主神經系統，後者調節我們大致上的警覺或平靜狀態，以及我們的思考與認知。
沒錯。
接著 SCN（視交叉上核）也可以透過松果體影響褪黑激素系統。
對。從表現上看，如果你能每小時量一次褪黑激素濃度，你會發現白天非常低，夜裡非常高。
但如果你半夜起來上廁所，打開刺眼的日光燈，你的褪黑激素濃度會被猛然壓到谷底。
光透過我們剛剛描述的這個機制，直接影響你的荷爾蒙水準。
所以這是光能透過完全超出你日常直覺之外的途徑，作用於你的內分泌狀態的一條路徑。
你當時腦中想到的是浴室裡的東西——喔，那裡有牙刷、那裡有牙膏。
但同時，另一套系統在計算光子的數量，然後說：「哇，現在光子很多，停止褪黑激素的分泌。」
我想問你視覺系統另一個面向，那就是和我們平衡感有關的部分。或許先從視覺和前庭（也就是所謂的平衡系統）最簡單的層面說起，然後把整個系統拼湊起來讓大家理解，還要給他們一些在前庭系統失調時用來調整噁心感的工具。
好。
首先要想的是，前庭系統的設計目的就是讓你感知自己在世界中如何移動。基本概念是，如果你坐在車上副駕駛座，駕駛猛加速，你開始向前移動，你會感覺得到。就算你閉上眼也會感覺到；就算耳朵被堵住、眼睛也閉著，你還是會知道。任何把你從當前位置搖動出去的動作，前庭系統幾乎都能檢測到。
它基本上就在你的內耳，毛細胞上有小纖毛。根據你把那些纖毛往哪個方向彎，該毛細胞會被抑制或被激發，然後它們會和帶有神經突起的神經元連接，產生訊號。
現在你會有一個聽覺訊號。如果你感覺到耳蝸裡有東西在顛簸，那通常是鼓膜因為外界聲波而震動。但在前庭器官的情況下，演化建立了一套能偵測流體流過那些纖毛時所產生運動的系統。如果你把一個像這樣的感測器放在充滿流體的管子裡，當你繞著通過管子中軸線旋轉時，這個感測器就會被啟動。
我總是把它想成三個呼拉圈──對，三個呼拉圈──一個豎起來，一個平放在地上，另一個橫過去。三個方向，所以有三個編碼軸，就像視網膜的錐細胞也是在不同方向上編碼一樣。
不，然後我總會說，還有像小狗歪頭那種動作。對，小狗歪頭，那又是另一個例子。
重點是，你的大腦最終能解讀這些感測器告訴你的訊息，判斷你剛剛如何旋轉你的頭。你可以判斷是向左或向右、向上或向下旋轉。這些感覺訊號回到你腦中，確認你剛剛做了某個動作。
很多這些過程都發生在你意識的表層之下，屬於反射。
或許理解這兩個系統如何協同工作的最好方式，是想像當你突然把頭向左旋轉時會發生什麼。
當你突然把頭向左轉，你的眼睛其實會自動向右轉。完全是自動的。即便你在完全黑暗中做這個動作，如果用紅外線攝影機觀察自己，你也會看到：頭向左轉，眼睛向右轉。這就是前庭系統在說：「我要補償頭部的旋轉，讓眼睛仍然看向同一個位置。」
所以大腦努力工作以穩定世界在你視網膜上的影像。
現在，當然，你人在移動，所以你無法把一切都穩定下來。
但你越能在大多數時間裡把視野穩定住，你看得就越清楚。
這也是為什麼當我們掃描場景、環顧四周時，我們會在非常短的時間內做非常快速的眼球運動，
然後再停下休息。
但我們不是唯一會這樣做的動物。
如果你有看過鴿子在人行道上走路，你會看到牠們做那種奇怪的點頭動作。
但牠們真正做的，是在身體向前移動的同時把頭在頸部上往後扳，以便視覺世界的影像保持靜止。
真的嗎？
你也看過 YouTube 上那些好笑的雞的影片，對吧？
你把一隻雞上下移動，它的頭看起來就保持在原地。
其實都是一樣的原理。
所有這些動物都在努力盡可能多地讓世界的影像在牠們的視網膜上保持穩定。
然後當必須移動時，就快、迅速地移動，然後再穩定下來。
所以這就是為什麼鴿子的頭會往後仰？
是的，就是這樣。
哇。
是啊。
我得稍微停一下消化這件事，真令人驚訝。
我想稍微休息一下，感謝我們的贊助商 Function。
去年，在尋找最完整的實驗室檢測方案後，我成為了 Function 的會員。
Function 提供超過一百項的進階檢測，能給你整體身體健康的一個關鍵快照。
這個快照能讓你了解心臟健康、荷爾蒙健康、免疫功能、營養素水平等等。
Function 不只是提供關於心臟、荷爾蒙、免疫、營養等的見解，
它檢測超過一百個與你身心健康相關的生物標記，並由相關領域的頂尖醫師分析這些結果並提供建議。
舉例來說，在我第一次做 Function 的檢測時，我發現血液中的汞含量偏高。
Function 不僅幫我發現了這點，還提供了如何降低汞含量的建議，其中包括限制吞拿魚的攝取量。
我當時吃了很多蛋白質，同時也努力多吃葉菜類，並補充 NAC（N-乙醯半胱氨酸），這些都有助於促進穀胱甘肽的生成與解毒。
我應該說，我做了第二次 Function 檢測，證明這個方法是有效的。全面性的血液檢測非常重要。
有太多與心理與身體健康相關的問題只能透過血液檢測檢出來。
問題是血液檢測一向很昂貴且流程複雜。
相比之下，Function 的簡便性和價格令我印象深刻。
價格相當實惠。
因此，我決定加入他們的科學顧問委員會，也很高興他們贊助這個播客。
如果你想試試 Function，可以前往 functionhealth.com/Huberman。
Function 目前有超過 25 萬人的等候名單，但他們提供 Huberman 播客聽眾早鳥使用權。
再說一次，是 functionhealth.com/Huberman，可以獲得 Function 的早鳥使用權。
視覺和平衡系統出了什麼問題會引起那種噁心感？
我想，通常你暈動的根本問題是所謂的視覺—前庭衝突（visual-vestibular conflict）。
也就是說，你有兩個感覺系統在向你的大腦報告你如何在世界中移動。
只要它們一致，你就沒事。
所以如果你在開車，你的身體會感覺到你在向前移動。
你的前庭系統會感覺到車子的加速度。
你的視覺系統會看到向前移動所造成的場景掃過你視野的後果。
一切都很順利，對吧？沒問題。
但當你向前移動，卻在看手機，你的視網膜在看到什麼？
你的視網膜在看到螢幕上穩定的影像。螢幕上完全沒有運動。
或者是別的運動，例如電影。
如果你在玩遊戲或看影片、看足球比賽，畫面的運動就和你身體實際發生的運動脫鉤。
你的大腦不喜歡那樣。
你大腦喜歡所有事都對齊一致，如果不一致，它會向你抱怨，
讓你覺得噁心，也許你就會改變行為。
所以你是在——
我被懲罰了。
是的，因為你把訊號弄得可以閃爍（不一致）。
（被）前庭——
你會學到的。
視覺——
好，或許沿著這條路再走遠一點，視覺輸入和平衡輸入是在哪裡被結合的？
也許你可以跟我們談談那個被稱為小腦（cerebellum）的神祕小腦袋。
小腦，對。
我跟學生描述小腦的方式是，它有點像航空旅行中的航空交通管制系統。
那是一個非常複雜的系統，且非常依賴良好的資訊。
它接收關於一切在各處發生的資訊，不只是透過你的感覺系統，同時也在聆聽大腦中其他小區域在計算你接下來要做什麼的資訊，
以及其他類似的訊息。
它在協調和塑造動作上扮演非常重要的角色。
但如果小腦消失了，你不會完全癱瘓，因為你仍然有運動神經元，
你仍然有跟肌肉溝通的管道，你仍然有反射中樞。
但你就不會那麼善於協調動作了。
輸入與輸出之間的時序可能會出錯。
或者如果你在練習一個新的運動動作，比如網球的高球發球（overhead serve），你在學習那些肌肉動作序列以及來自感覺器官的回饋時會非常糟糕，這些回饋本來會讓你在第 n 次重複之後能把球準確打到你想去的地方。現在的話，到了第千次或類似的練習，你會變得好很多。所以小腦（cerebellum）在運動學習和精細化動作精準度上扮演重要角色，讓你的動作能達到你想要的結果。比如你伸手去拿一杯香檳不會把它打翻，或是不會突然停住，這就是小腦擅長的事。
有些人會有選擇性的小腦受損。絕對會有。典型的情況是一位因腦中風或腫瘤等病變的病人，可能站不太穩。如果情況是動態的，比如你站在有軌電車上但沒有扶手，他們可能就不太會調整車子晃動時的那些小動作。當他們伸手去拿東西時，可能會出現一種顫抖，因為他們伸得有點過頭，然後又過度修正再回來。類似那種情形。這其實是很常見的神經學現象，神經科醫師稱之為小腦共濟失調（cerebellar ataxia）。而且這不只會發生在小腦本身受損時，也會在傳入小腦的通路受損時發生——剝奪了這個結構的訊息來源——或者小腦的輸出受損時也會如此。
小腦是將大量視覺與平衡資訊結合的地方。其中一個非常關鍵的小腦區域，也是從演化上看來最古老的部位之一，是絨球（flocculus）。在那裡視覺與前庭（vestibular）資訊會匯流，用來記錄我們剛才談到的那種類型的動作——影像穩定化的網路就在那裡運作，並且那裡也在學習。因此如果你的前庭器官有些損傷，你的視覺系統其實會跟小腦溝通，告訴它出了問題，有誤差，小腦就會學著透過增加前庭系統的輸出來補償那種損失。這是一種小小的誤差修正系統，這類功能是小腦典型的特性，而且可以發生在許多不同的領域。這只是感覺-運動整合在那裡發生的一個領域。
我想談一個很少被討論的大腦區域，就是中腦。對於不太知道的人來說，中腦是在大腦皮質之下的一個區域……我想我們之前沒有真的定義過皮質，就是哺乳類或人類大腦的外層。然而中腦非常有趣，因為它控制很多無意識的東西、反射等等。你可以跟我們談談中腦，它的功能是什麼嗎？
是的。那裡有很多部分。首先要說的是，如果你在腦海中想像神經系統，你會看到一個龐大的大腦，然後有一根細長的小棒垂入你的脊柱，那就是脊髓。這是你的視覺印象。你必須想像從脊髓開始一路往上進入這個宏偉的大腦。當你進入顱內時，脊髓會稍微變粗；它仍然保有那種長而細、像軀幹的感覺，有點像槳或湯匙的形狀，開始稍微變寬，那是因為演化把更多處理資訊和產生運動的有趣結構塞進去了。你所說的中腦，就是這段在顱內那個放大的、類似脊髓的結構的最後一段——我們稱之為腦幹（brain stem）。在通往大腦皮質的那個轉接站之前，最後一段就是中腦。
那裡有一個非常重要的視覺中樞，叫做上丘（superior colliculus），而在解讀視覺輸入並圍繞它組織行為方面，這裡是動作最頻繁的地帶。你可以把這個腦幹區域想成一個反射中樞，它可以重新定向動物的視線或身體，甚至注意力，朝向動物周遭空間的某些特定區域。這種反應可以因為很多原因：可能是掠食者突然出現在森林的一角，你捕捉到那個訊號並想要躲避；或只是任何移動——任何移動都會引起反應。可能你正在看小說，突然有東西濺到頁面上，你的眼睛會本能地往那裡看，你不需要刻意思考，這就是一種反射。
但這些中樞是在像我們這種大腦演化早期就出現的，用來處理那些在空間上對動物有意義的複雜視覺事件：它在空間中的位置在哪裡？事實上，這個同樣的中樞也會接收來自其他各種感覺系統的輸入，這些系統從外部世界的特定位置取得資訊，然後根據它們對你的意義決定你是要避開還是接近。因此你會從觸覺系統得到輸入，從聽覺系統得到輸入。我曾經研究過響尾蛇。牠們臉上的一個溫度感受器位於這些小窩（pit）中，牠們擁有一套額外的感受系統版本──也就是說，牠們用一整套完全不同的感測器在看世界。那些感測器就像當你站在篝火前感覺到臉上溫度時會用到的一樣。
只是進化給了牠們一個很棒的專門系統，讓牠們能夠成像（感知）熱源來自哪裡。
你其實也可以用類似的方式啦，對吧？
如果你繞著火走，你能從熱風吹到臉上的感覺分辨出火在那邊。
那是牠們偵測獵物的主要方式嗎？
這是其中一個主要方式。而且牠們也會用視覺。
牠們把這兩套系統合在同一個地方，在這個上丘區、這個腦幹（的區域）。
我想在這裡暫停一下。
我覺得關於味覺受體、熱感受器、視覺以及所有這些整合最有趣的地方在於：這真的說明了所有這些感覺神經元都是在蒐集資訊，
並把這些資訊塞進一個能做出有意義決策與行動的系統裡。
而且無所謂這些資訊是來自眼睛、耳朵、鼻子還是腳底，因為最後都只是電流流入而已。
因此它們會根據不同動物的特定需求，放在不同的位置上。
對。
所以也許我臉的一側感覺到一些熱，我也聞到烤箱裡有東西在烘烤。
這兩個訊號各自都不是很強，但如你所說，彼此有互相印證。
那種互相印證發生在中腦。
然後如果把資訊放到衝突情境，腦就會混亂，這可能就是你暈車或暈動症的原因。
所以對一個大腦來說，擁有越多資訊來源越好，這很棒。
就像你是間諜或記者，你會想盡可能多地知道外面的情況。
但如果資訊彼此衝突，那就有問題了，對吧？
你的消息來源在告訴你不同的事實，現在你有麻煩了。
你要發表什麼？
我想稍微休息一下並感謝我們的贊助商 Element。
Element 是一款電解質飲料，只有你需要的成分，不含多餘的東西。
也就是說它含有適量的電解質──鈉、鎂和鉀──但不含糖。
適當的水分補充對於大腦和身體最佳功能至關重要。
即使是輕微的脫水也會降低認知和體能表現。
同時你也要確保攝取足夠的電解質。
鈉、鎂和鉀對於你身體所有細胞，特別是神經元（神經細胞）的運作都很重要。
將 Element 溶於水中飲用，可以很簡單地確保你得到足夠的水分與電解質。
為了確保我自己攝取到適量的水分與電解質，我在早起時會把一包 Element 溶在大約 16 到 32 盎司的水中，
然後幾乎第一件事就喝掉它。
我也會在任何體能運動時飲用溶於水中的 Element，尤其是在炎熱出汗多、流失水分與電解質的日子。
Element 有很多好喝的口味。我喜歡覆盆子口味，也喜歡柑橘口味。
現在 Element 還有限量檸檬水口味，絕對好喝。
我很難說我只喜歡某一種勝過其他，但這個檸檬水口味確實排在我最愛之列，另外我也很喜歡覆盆子或西瓜口味。
說真的我選不出一個最愛——我都喜歡。
如果你想試試 Element，可以到 drinkelement.com/Huberman（網站拼寫為 drinklmnt.com/Huberman）索取免費樣品包，購買任一 Element 飲料粉即可獲得。
再說一次，是 drinkelement.com/Huberman 來索取免費樣品包。
這很重要，且是我接下來想討論主題的一個很好的銜接，那就是基底神經節——這個非常有趣的大腦區域，負責指示我們去做某事或阻止我們去做某事。
那麼，基底神經節是什麼？它們在控制「去做」（go）型行為與「不去做」（no-go）型行為方面的主要角色是什麼？
嗯，基底神經節位於你所說的前腦深處，也就是大腦的最高層級。
它與皮質（大腦皮層）功能緊密交織。
皮質沒有基底神經節的幫助，真的很難完成它需要做的事，反之亦然。
從邏輯上你可以這麼想：如果你有抑制行為或執行行為的能力，你要如何決定要做哪一個？
那麼皮質就得替你思考。
你必須評估情境的所有權衡，來決定：這個動作是瘋狂的還是此刻是很聰明的投資？或者說，我不想早上去跑步，但我要逼自己去跑；或者我在跑步時玩得很開心，我知道該回家了，但我又想再多跑一英里。
另一個很棒的例子是小朋友的棉花糖測試：如果他們能忍耐（例如先忍 30 秒），他們就能得到兩塊棉花糖；否則馬上就只能得到一塊。
那就是一個 no-go 的例子，因為他們的皮質在說「我真的比較想要兩塊勝過一塊」，但除非他們能不去拿那塊一開始就可以得到的棉花糖，否則就拿不到兩塊。
所以他們必須抑制行為，而這必須來自認知過程。皮質在這裡扮演重要角色。
你覺得為什麼有些人在運行這些 go–no-go 迴路時比較吃力，而另一些人似乎有非常低的啟動能（activation energy）——他們一有任務就能投入、直接上手？而有些人則覺得要開始完成任務或類似的事非常困難？
我的意思是，我覺得這其實只是更普遍現象的一個特殊例子──大腦很複雜。大腦是遺傳和經驗共同作用的結果。我的基因和你的基因不同，我的經驗也和你的經驗不同。所以對我們來說容易或困難的事情不一定會一致，可能只是剛好如此。但重點是，你被發到一副特定的牌，你有一組特定的基因，你被交到一個大腦。你不能選你的大腦，它是交給你的。然後有很多事情可以做：你可以學習新技能、改變行為，或表現出更多的克制，這和我們在談的主題有關。
對，當然。是的，我們討論的這些結構是同時在運作的，之間也有大量互相影響的變化訊息交流。那我們談談大腦皮質好了。我們已經沿著所謂的神經軸（neuraxis）一路往上來，懂行的人會知道。現在我們在皮質。這是我們高階意識、自我形象、規劃與行動的所在地。但正如你提到的，皮質並不只是只有這些功能，它還有其他區域參與其他事務。或許先從視覺談起，來說說視覺皮質。你剛才跟我說了一個關於視覺皮質的故事，一個相當驚人的故事，也有點令人難過，是關於一個因中風而傷及視覺皮質的人。也許你可以把那個故事說出來，因為我覺得它說明了很多關於皮質功能的重要原則。
好。重點是，我們這些有視覺的人，在視覺皮質中有對視覺世界的表徵。那麼如果有人因為眼睛、視網膜等問題失明，會發生什麼事？皮質中有一大塊對神經訊息處理而言非常寶貴的區域，它原本期待來自視覺系統的輸入，但現在不再有輸入了。你可以把那塊地想像成休耕地，神經系統沒有在使用它，那就很可惜。但事實上，那塊區域會被使用。你提到的那個案例是一位從很早就失明的女性，她在一間大公司升到了高階執行祕書的位置。她的點字閱讀非常好，平常用點字打字機處理所有事務。據說她中風時在工作中倒下，被送到醫院。她最後被看到的那位神經科醫師對她說，「我有好消息也有壞消息。壞消息是你中風了；好消息是中風發生在你根本沒在用的腦區──你的視覺皮質，而且我知道你是先天失明，所以應該沒問題。」問題是，她失去了閱讀點字的能力。
看起來的情況是（也已被其他人的影像實驗所證實），在那些自幼失明的人身上，視覺皮質會被重新利用，成為處理觸覺資訊的中心。特別是如果你訓練成為一名優秀的點字讀者，你實際上某種程度上把那塊「皮質地產」重新配置給你的指尖──本來應該聽取眼睛輸入的皮質區域。這是極端的可塑性，但是它顯示出視覺皮質其實是一種通用的處理機。它擅長處理空間資訊，而你指尖的皮膚也是另一種空間感覺；在沒有其他輸入的情況下，大腦似乎夠聰明，會重新接線，將那塊皮層用在有用的事情上。在這個案例中，就是閱讀點字。令人難以置信，也有些悲劇，但資訊量很大。當然情況也可以反過來，在沒有視覺的情況下，有些人在特定感官通道上會獲得功能上的增益，例如聽覺或觸覺變得更敏銳。
好，David，今天非常棒，真是太過癮了。非常感謝你抽時間來。大家大概也早就知道，你對整個神經系統的知識非常豐富。今天我們只是在不同領域的頂端輪廓上掃過一遍，讓人感受神經系統運作與組織的不同面向，以及這些區域如何互相對話。我喜歡你的一點是你是個了不起的教育者，這些年我教過很多學生，但就我個人、朋友之間，或是任何時候我想觸及神經系統的美妙、開始思考我以前沒想到的新問題與新方式，我都會打給你。所以請原諒我過去、現在與將來打擾你，除非你換了電話號碼。即便你換了，我也會繼續打。真的很過癮，Andy。這次的對談很棒，跟你聊天總是很有趣，會讓我的腦袋轉得更快。謝謝你。謝謝。
在過去二十多年來，你一直是我在所有有關神經系統問題上的首選專家——它如何運作、它的結構等等。因此今天我想問你一些關於這方面的問題。我認為人們可以從中獲得很多對這部讓人思考、感受與看見的「機器」的洞見。能否請你告訴我們我們是如何看見的？你知道的，一個光子進入眼睛，接著會發生什麼？我是說，我看向外面，看見一輛貨車開過，或是我看牆上狗狗的照片，這一切是怎麼發生的？
這當然是個老問題。最後很明顯的，之所以會有視覺經驗，是因為你的大腦出現了某種活動模式，它會將這種模式與來自周邊（例如眼睛）的輸入連結起來。但你也可以在沒有周邊輸入的情況下有視覺經驗。當你做夢時，你會看到那些不是透過眼睛傳來的事物。那些是記憶嗎？我會說，在某種意義上，它們可能反映了你的視覺經驗，但它們不一定是特定的視覺記憶，當然也可能是。但重點是，看見的經驗實際上是一種大腦現象。
不過在正常情況下，我們會因為正用眼睛看外在世界而看見世界。從根本上說，當我們在看外在世界時，關鍵在於視網膜告訴大腦的訊息。視網膜上有一類稱為視網膜神經節細胞（ganglion cells）的細胞——這些神經元是眼睛與大腦之間傳遞資訊的關鍵細胞。眼睛就像相機，偵測到初始影像，做一些初步處理，然後將那個訊號送回大腦本體。而當然，正是在大腦皮質的層次，我們才有這種有意識的視覺經驗。大腦還有許多其他區域也接收視覺輸入，並用這類資訊做其他處理。
我經常被問到色覺的問題。能否解釋我們是如何感知紅、綠、藍等顏色的？
首先要了解的是，光只是一種電磁輻射，它在振動、在振盪。當你說它在振動時，你是指光子真的在運動嗎？在某種意義上，光子確實在空間中移動。我們可以把光子當作粒子來看待，這是理解光的一種方式；但我們也可以把光視為波，就像無線電波一樣，這兩種看法都可以接受。無線電波有頻率，就像收音機頻道一樣，電磁頻譜中的某些頻率可以被視網膜中的神經元偵測到，那些就是我們所見的光。但在可見光範圍內，仍存在不同的波長，而這些不同波長會被神經系統加以「解碼」，從而產生我們的色覺經驗。基本上，不同波長透過對不同波長有敏感性的不同神經元，讓我們感受到不同的顏色。
所以當一個光子——也就是一點光——打到我的眼睛並進入後，光感受器會把它轉換成電訊號。那麼，為什麼一個光子最後會讓我感知到紅色、綠色或藍色呢？
如果你想像視網膜的第一層，也就是把電磁輻射轉成神經訊號的那一層，你會發現有不同種類的敏感細胞，它們在細胞內表達、製造不同的分子，這些分子專門用來吸收光子，吸收光子是視覺過程的第一步。事實上，典型視網膜中大約有五種這類蛋白質值得我們關注，但談到色覺時，真正重要的其實是其中三種。因此有三種不同的蛋白質（視蛋白／視覺色素），每一種對不同波長的光有不同的偏好或敏感性。然後神經系統會記錄這些訊號，並加以比較和對照，以推斷光的波長組成。
所以只看一眼風景，你就能判斷「哦，現在應該是傍晚了，因為一切看起來呈現金黃調。」這一切都是我們吸收來自世界的光，並由大腦依據到達我們眼睛的光的不同組成來解釋。
那麼，我對紅色的感知和你對紅色的感知一樣嗎？這樣假設公平嗎？
這是個很棒的問題。而且我的紅色比你的好——開個玩笑。這是一個深刻的哲學問題，可能最終甚至無法用一般經驗科學的方法來回答，因為它關乎個人的主觀經驗。我們可以說的是，從生物學機制來看，用於色覺的那些機制在個體之間似乎非常相似，無論是人類還是其他動物。因此我們認為在前端（即感光與初步編碼階段）的生理過程看起來非常相近。但一旦到達感知、理解或主觀體驗的層次，用我們常用的科學方法來釐清這些差異就比較困難了。
我們長久以來就知道，有些方法可以改善睡眠。
而且這還包含我們可以服用的東西，
像 magnesium threonate、茶氨酸、洋甘菊萃取物和甘氨酸，
以及較少人知道的藏紅花和纈草根等。
這些都是有臨床證據支持的成分，可以幫助你入睡、維持睡眠，並醒來時感覺更清爽。
我很高興跟大家分享，我們長期的贊助商 AG1 剛推出一款新產品叫 AGZ，
這是一款夜間飲品，設計用來幫助你獲得更好的睡眠，並讓你醒來時感到非常精神飽滿。
在過去幾年，我和 AG1 團隊一起合作，幫忙製作這款新的 AGZ 配方。
它把最有助眠效果的化合物以精確的比例，混在一包好喝的飲品裡面。
這就免去了在浩瀚的助眠補充品領域裡四處搜尋、試圖找出合適劑量和適合自己的產品的複雜性。
據我所知，AGZ 是市面上最完整的助眠補充品。
我在睡前 30 到 60 分鐘服用它。
順帶一提，味道很好。
而且它顯著提升了我睡眠的品質與深度。
這不只是我的主觀感受，我也有在追蹤我的睡眠數據，所以可以確定。
我很期待大家試試這個新的 AGZ 配方，享受更好睡眠的好處。
AGZ 有巧克力、薄荷巧克力和綜合莓果三種口味。
正如我先前提過的，三種都非常好喝。
我自己最喜歡的應該是薄荷巧克力，但其實都很喜歡。
如果你想試 AGZ，請到 drinkagz.com/Huberman 取得專屬優惠。
再說一次，是 drinkagz.com/Huberman。
你剛剛提到有五種不同的錐狀細胞類型，基本上就是吸收不同波長光的那些錐狀細胞。
其實並不是五種錐狀細胞。
真正上來說只有三種錐狀細胞。
如果你看顏色視覺的運作方式，你可以大致看出來它必須來自三個不同的訊號。
還有幾類其他的色素。
其中一種主要是用於昏暗光線下的視覺。
當你在沒有月光的夜裡走動、在非常微弱的光線下看東西，那就是桿狀細胞在工作。
它使用的是自己的色素。
然後還有另一類色素，我們可能稍後會談到一些，那就是黑視素（melanopsin）。
我一開始以為你是指紫外線或紅外線那類的東西。
對。
就典型情況來說——好吧，這樣說好了。
在人類身上，我們大多數人有三種錐狀細胞，能看到由此產生的顏色。
在大部分哺乳動物，包括你的狗或貓，真的只有兩種錐狀細胞。
那就限制了它們在波長或顏色領域上能有的視覺種類。
我們來談談那個奇特的光感色素吧。
是的。
這最後一種色素非常古怪。
可以把它想成是在一套系統中最初的敏感元素，這套系統的功能是告訴你的大腦世界的亮度如何。
而這種色素真正怪異的地方在於，它位於錯誤的位置，從某種意義上說。
當你想到視網膜的結構，你會把它想成一個層層堆疊的蛋糕。
你的眼球後方有一層很薄的膜，但實際上它是一疊薄薄的層。
最外層的那些層就是你剛剛提到的這些光感受器所在的位置。
那就是相機的底片所在的地方，基本上。
光子在那裡和光感色素發生作用，把光轉成神經訊號。
我還蠻喜歡這個比喻的。
我以前沒想過把光感受器比作相機的底片，但這說得通。
那是光學系統把光影成像到的表面。
現在你有一個感測器陣列在擷取那些資訊，基本上是在建立一張位圖。
但現在它以神經訊號的形式分佈在視網膜表面上。
然而事實上，這最後一種光感色素是在視網膜的另一端，視網膜最內層。
那裡是所謂的神經節細胞所在的地方。
那些是和大腦對話的細胞，實際上可以直接傳達從光感受器到它們的訊息。
在這裡有一種情況：其實一些我們原本不認為會直接對光敏感的輸出神經元，實際上製造了這種光感色素，吸收光並把它轉成神經訊號送到大腦。
而這其實也是許多視網膜性失明患者常抱怨的事情之一——他們會失眠。
因為他們的大腦在半夜還清醒。
沒錯。
他們的時鐘沒有同步。
他們的時鐘存在，但會慢慢走失步，因為它的週期大約是 24.2 小時或 23.8 小時。
一點一滴地會漂移。
所以你需要一個同步信號，否則你沒有任何東西能夠確認日出日落的時間——那正是你試著與之同步的東西。
我對晝夜節律時鐘很著迷，還有我們身體所有細胞基本上都有一個約 24 小時的時鐘這件事。
對。
我以前從未被這樣描述過：時鐘本身是如何運作的，以及這個時鐘如何告訴身體其他各部分什麼時候該做某件事，比方說肝臟何時該做一件事、胃何時該做另一件事。
如果你能簡要描述一下時鐘在哪裡、它做什麼，以及它如何大致告訴身體細胞該做什麼，那就太好了。
好。
首先要說的是，正如你所說，時鐘無處不在。
你身體大多數組織都有時鐘。
晝夜節律系統的中央起搏器的角色是協調這些時鐘。
在你大腦裡有一小個核團，一小群神經細胞。
它叫做視交叉上核，簡稱 SCN。
它位於一個對於其他那些直接接受視網膜輸入的神經系統結構來說有點奇怪的位置。
它位於下視丘，你可以把下視丘想成某種驅動與調節慾望的總指揮——
我們所有快樂與問題的來源。
對。
或者說大多數問題的來源。
是的，確實如此。下視丘位於你大腦深處，控制那些驅使你去做事的東西。如果你冷得發抖，你會穿外套、打顫，所有這些反應都是由下視丘協調的。
所以我們剛才談到的這條從視網膜出發、那些編碼光強度的特殊細胞所走的路徑，直接把訊號送入一個被各種控制自主神經系統與內分泌系統的中樞所包圍的中心。
下視丘用各種途徑來控制身體的其他部分。視交叉上核這個晝夜節律中樞也是一樣。
它可以影響自主神經系統、體液（體液訊號）系統，當然也可以影響組織有條理理性行為的大腦中樞。
所以如果我理解正確的話，我們有這群細胞──視交叉上核──它有一個 24 小時的節律。
這個節律大致上由我們眼睛中特化的一群神經元來對齊外界狀況。
但主時鐘本身，SCN，會在血液中釋放一些東西，體液訊號，散布到身體各處。
然後它會影響自主神經系統，後者調節我們大致上的警覺或平靜狀態，以及我們的思考與認知。
沒錯。
接著 SCN（視交叉上核）也可以透過松果體影響褪黑激素系統。
對。從表現上看，如果你能每小時量一次褪黑激素濃度，你會發現白天非常低，夜裡非常高。
但如果你半夜起來上廁所，打開刺眼的日光燈，你的褪黑激素濃度會被猛然壓到谷底。
光透過我們剛剛描述的這個機制，直接影響你的荷爾蒙水準。
所以這是光能透過完全超出你日常直覺之外的途徑，作用於你的內分泌狀態的一條路徑。
你當時腦中想到的是浴室裡的東西——喔，那裡有牙刷、那裡有牙膏。
但同時，另一套系統在計算光子的數量，然後說：「哇，現在光子很多，停止褪黑激素的分泌。」
我想問你視覺系統另一個面向，那就是和我們平衡感有關的部分。或許先從視覺和前庭（也就是所謂的平衡系統）最簡單的層面說起，然後把整個系統拼湊起來讓大家理解，還要給他們一些在前庭系統失調時用來調整噁心感的工具。
好。
首先要想的是，前庭系統的設計目的就是讓你感知自己在世界中如何移動。基本概念是，如果你坐在車上副駕駛座，駕駛猛加速，你開始向前移動，你會感覺得到。就算你閉上眼也會感覺到；就算耳朵被堵住、眼睛也閉著，你還是會知道。任何把你從當前位置搖動出去的動作，前庭系統幾乎都能檢測到。
它基本上就在你的內耳，毛細胞上有小纖毛。根據你把那些纖毛往哪個方向彎，該毛細胞會被抑制或被激發，然後它們會和帶有神經突起的神經元連接，產生訊號。
現在你會有一個聽覺訊號。如果你感覺到耳蝸裡有東西在顛簸，那通常是鼓膜因為外界聲波而震動。但在前庭器官的情況下，演化建立了一套能偵測流體流過那些纖毛時所產生運動的系統。如果你把一個像這樣的感測器放在充滿流體的管子裡，當你繞著通過管子中軸線旋轉時，這個感測器就會被啟動。
我總是把它想成三個呼拉圈──對，三個呼拉圈──一個豎起來，一個平放在地上，另一個橫過去。三個方向，所以有三個編碼軸，就像視網膜的錐細胞也是在不同方向上編碼一樣。
不，然後我總會說，還有像小狗歪頭那種動作。對，小狗歪頭，那又是另一個例子。
重點是，你的大腦最終能解讀這些感測器告訴你的訊息，判斷你剛剛如何旋轉你的頭。你可以判斷是向左或向右、向上或向下旋轉。這些感覺訊號回到你腦中，確認你剛剛做了某個動作。
很多這些過程都發生在你意識的表層之下，屬於反射。
或許理解這兩個系統如何協同工作的最好方式，是想像當你突然把頭向左旋轉時會發生什麼。
當你突然把頭向左轉，你的眼睛其實會自動向右轉。完全是自動的。即便你在完全黑暗中做這個動作，如果用紅外線攝影機觀察自己，你也會看到：頭向左轉，眼睛向右轉。這就是前庭系統在說：「我要補償頭部的旋轉，讓眼睛仍然看向同一個位置。」
所以大腦努力工作以穩定世界在你視網膜上的影像。
現在，當然，你人在移動，所以你無法把一切都穩定下來。
但你越能在大多數時間裡把視野穩定住，你看得就越清楚。
這也是為什麼當我們掃描場景、環顧四周時，我們會在非常短的時間內做非常快速的眼球運動，
然後再停下休息。
但我們不是唯一會這樣做的動物。
如果你有看過鴿子在人行道上走路，你會看到牠們做那種奇怪的點頭動作。
但牠們真正做的，是在身體向前移動的同時把頭在頸部上往後扳，以便視覺世界的影像保持靜止。
真的嗎？
你也看過 YouTube 上那些好笑的雞的影片，對吧？
你把一隻雞上下移動，它的頭看起來就保持在原地。
其實都是一樣的原理。
所有這些動物都在努力盡可能多地讓世界的影像在牠們的視網膜上保持穩定。
然後當必須移動時，就快、迅速地移動，然後再穩定下來。
所以這就是為什麼鴿子的頭會往後仰？
是的，就是這樣。
哇。
是啊。
我得稍微停一下消化這件事，真令人驚訝。
我想稍微休息一下，感謝我們的贊助商 Function。
去年，在尋找最完整的實驗室檢測方案後，我成為了 Function 的會員。
Function 提供超過一百項的進階檢測，能給你整體身體健康的一個關鍵快照。
這個快照能讓你了解心臟健康、荷爾蒙健康、免疫功能、營養素水平等等。
Function 不只是提供關於心臟、荷爾蒙、免疫、營養等的見解，
它檢測超過一百個與你身心健康相關的生物標記，並由相關領域的頂尖醫師分析這些結果並提供建議。
舉例來說，在我第一次做 Function 的檢測時，我發現血液中的汞含量偏高。
Function 不僅幫我發現了這點，還提供了如何降低汞含量的建議，其中包括限制吞拿魚的攝取量。
我當時吃了很多蛋白質，同時也努力多吃葉菜類，並補充 NAC（N-乙醯半胱氨酸），這些都有助於促進穀胱甘肽的生成與解毒。
我應該說，我做了第二次 Function 檢測，證明這個方法是有效的。全面性的血液檢測非常重要。
有太多與心理與身體健康相關的問題只能透過血液檢測檢出來。
問題是血液檢測一向很昂貴且流程複雜。
相比之下，Function 的簡便性和價格令我印象深刻。
價格相當實惠。
因此，我決定加入他們的科學顧問委員會，也很高興他們贊助這個播客。
如果你想試試 Function，可以前往 functionhealth.com/Huberman。
Function 目前有超過 25 萬人的等候名單，但他們提供 Huberman 播客聽眾早鳥使用權。
再說一次，是 functionhealth.com/Huberman，可以獲得 Function 的早鳥使用權。
視覺和平衡系統出了什麼問題會引起那種噁心感？
我想，通常你暈動的根本問題是所謂的視覺—前庭衝突（visual-vestibular conflict）。
也就是說，你有兩個感覺系統在向你的大腦報告你如何在世界中移動。
只要它們一致，你就沒事。
所以如果你在開車，你的身體會感覺到你在向前移動。
你的前庭系統會感覺到車子的加速度。
你的視覺系統會看到向前移動所造成的場景掃過你視野的後果。
一切都很順利，對吧？沒問題。
但當你向前移動，卻在看手機，你的視網膜在看到什麼？
你的視網膜在看到螢幕上穩定的影像。螢幕上完全沒有運動。
或者是別的運動，例如電影。
如果你在玩遊戲或看影片、看足球比賽，畫面的運動就和你身體實際發生的運動脫鉤。
你的大腦不喜歡那樣。
你大腦喜歡所有事都對齊一致，如果不一致，它會向你抱怨，
讓你覺得噁心，也許你就會改變行為。
所以你是在——
我被懲罰了。
是的，因為你把訊號弄得可以閃爍（不一致）。
（被）前庭——
你會學到的。
視覺——
好，或許沿著這條路再走遠一點，視覺輸入和平衡輸入是在哪裡被結合的？
也許你可以跟我們談談那個被稱為小腦（cerebellum）的神祕小腦袋。
小腦，對。
我跟學生描述小腦的方式是，它有點像航空旅行中的航空交通管制系統。
那是一個非常複雜的系統，且非常依賴良好的資訊。
它接收關於一切在各處發生的資訊，不只是透過你的感覺系統，同時也在聆聽大腦中其他小區域在計算你接下來要做什麼的資訊，
以及其他類似的訊息。
它在協調和塑造動作上扮演非常重要的角色。
但如果小腦消失了，你不會完全癱瘓，因為你仍然有運動神經元，
你仍然有跟肌肉溝通的管道，你仍然有反射中樞。
但你就不會那麼善於協調動作了。
輸入與輸出之間的時序可能會出錯。
或者如果你在練習一個新的運動動作，比如網球的高球發球（overhead serve），你在學習那些肌肉動作序列以及來自感覺器官的回饋時會非常糟糕，這些回饋本來會讓你在第 n 次重複之後能把球準確打到你想去的地方。現在的話，到了第千次或類似的練習，你會變得好很多。所以小腦（cerebellum）在運動學習和精細化動作精準度上扮演重要角色，讓你的動作能達到你想要的結果。比如你伸手去拿一杯香檳不會把它打翻，或是不會突然停住，這就是小腦擅長的事。
有些人會有選擇性的小腦受損。絕對會有。典型的情況是一位因腦中風或腫瘤等病變的病人，可能站不太穩。如果情況是動態的，比如你站在有軌電車上但沒有扶手，他們可能就不太會調整車子晃動時的那些小動作。當他們伸手去拿東西時，可能會出現一種顫抖，因為他們伸得有點過頭，然後又過度修正再回來。類似那種情形。這其實是很常見的神經學現象，神經科醫師稱之為小腦共濟失調（cerebellar ataxia）。而且這不只會發生在小腦本身受損時，也會在傳入小腦的通路受損時發生——剝奪了這個結構的訊息來源——或者小腦的輸出受損時也會如此。
小腦是將大量視覺與平衡資訊結合的地方。其中一個非常關鍵的小腦區域，也是從演化上看來最古老的部位之一，是絨球（flocculus）。在那裡視覺與前庭（vestibular）資訊會匯流，用來記錄我們剛才談到的那種類型的動作——影像穩定化的網路就在那裡運作，並且那裡也在學習。因此如果你的前庭器官有些損傷，你的視覺系統其實會跟小腦溝通，告訴它出了問題，有誤差，小腦就會學著透過增加前庭系統的輸出來補償那種損失。這是一種小小的誤差修正系統，這類功能是小腦典型的特性，而且可以發生在許多不同的領域。這只是感覺-運動整合在那裡發生的一個領域。
我想談一個很少被討論的大腦區域，就是中腦。對於不太知道的人來說，中腦是在大腦皮質之下的一個區域……我想我們之前沒有真的定義過皮質，就是哺乳類或人類大腦的外層。然而中腦非常有趣，因為它控制很多無意識的東西、反射等等。你可以跟我們談談中腦，它的功能是什麼嗎？
是的。那裡有很多部分。首先要說的是，如果你在腦海中想像神經系統，你會看到一個龐大的大腦，然後有一根細長的小棒垂入你的脊柱，那就是脊髓。這是你的視覺印象。你必須想像從脊髓開始一路往上進入這個宏偉的大腦。當你進入顱內時，脊髓會稍微變粗；它仍然保有那種長而細、像軀幹的感覺，有點像槳或湯匙的形狀，開始稍微變寬，那是因為演化把更多處理資訊和產生運動的有趣結構塞進去了。你所說的中腦，就是這段在顱內那個放大的、類似脊髓的結構的最後一段——我們稱之為腦幹（brain stem）。在通往大腦皮質的那個轉接站之前，最後一段就是中腦。
那裡有一個非常重要的視覺中樞，叫做上丘（superior colliculus），而在解讀視覺輸入並圍繞它組織行為方面，這裡是動作最頻繁的地帶。你可以把這個腦幹區域想成一個反射中樞，它可以重新定向動物的視線或身體，甚至注意力，朝向動物周遭空間的某些特定區域。這種反應可以因為很多原因：可能是掠食者突然出現在森林的一角，你捕捉到那個訊號並想要躲避；或只是任何移動——任何移動都會引起反應。可能你正在看小說，突然有東西濺到頁面上，你的眼睛會本能地往那裡看，你不需要刻意思考，這就是一種反射。
但這些中樞是在像我們這種大腦演化早期就出現的，用來處理那些在空間上對動物有意義的複雜視覺事件：它在空間中的位置在哪裡？事實上，這個同樣的中樞也會接收來自其他各種感覺系統的輸入，這些系統從外部世界的特定位置取得資訊，然後根據它們對你的意義決定你是要避開還是接近。因此你會從觸覺系統得到輸入，從聽覺系統得到輸入。我曾經研究過響尾蛇。牠們臉上的一個溫度感受器位於這些小窩（pit）中，牠們擁有一套額外的感受系統版本──也就是說，牠們用一整套完全不同的感測器在看世界。那些感測器就像當你站在篝火前感覺到臉上溫度時會用到的一樣。
只是進化給了牠們一個很棒的專門系統，讓牠們能夠成像（感知）熱源來自哪裡。
你其實也可以用類似的方式啦，對吧？
如果你繞著火走，你能從熱風吹到臉上的感覺分辨出火在那邊。
那是牠們偵測獵物的主要方式嗎？
這是其中一個主要方式。而且牠們也會用視覺。
牠們把這兩套系統合在同一個地方，在這個上丘區、這個腦幹（的區域）。
我想在這裡暫停一下。
我覺得關於味覺受體、熱感受器、視覺以及所有這些整合最有趣的地方在於：這真的說明了所有這些感覺神經元都是在蒐集資訊，
並把這些資訊塞進一個能做出有意義決策與行動的系統裡。
而且無所謂這些資訊是來自眼睛、耳朵、鼻子還是腳底，因為最後都只是電流流入而已。
因此它們會根據不同動物的特定需求，放在不同的位置上。
對。
所以也許我臉的一側感覺到一些熱，我也聞到烤箱裡有東西在烘烤。
這兩個訊號各自都不是很強，但如你所說，彼此有互相印證。
那種互相印證發生在中腦。
然後如果把資訊放到衝突情境，腦就會混亂，這可能就是你暈車或暈動症的原因。
所以對一個大腦來說，擁有越多資訊來源越好，這很棒。
就像你是間諜或記者，你會想盡可能多地知道外面的情況。
但如果資訊彼此衝突，那就有問題了，對吧？
你的消息來源在告訴你不同的事實，現在你有麻煩了。
你要發表什麼？
我想稍微休息一下並感謝我們的贊助商 Element。
Element 是一款電解質飲料，只有你需要的成分，不含多餘的東西。
也就是說它含有適量的電解質──鈉、鎂和鉀──但不含糖。
適當的水分補充對於大腦和身體最佳功能至關重要。
即使是輕微的脫水也會降低認知和體能表現。
同時你也要確保攝取足夠的電解質。
鈉、鎂和鉀對於你身體所有細胞，特別是神經元（神經細胞）的運作都很重要。
將 Element 溶於水中飲用，可以很簡單地確保你得到足夠的水分與電解質。
為了確保我自己攝取到適量的水分與電解質，我在早起時會把一包 Element 溶在大約 16 到 32 盎司的水中，
然後幾乎第一件事就喝掉它。
我也會在任何體能運動時飲用溶於水中的 Element，尤其是在炎熱出汗多、流失水分與電解質的日子。
Element 有很多好喝的口味。我喜歡覆盆子口味，也喜歡柑橘口味。
現在 Element 還有限量檸檬水口味，絕對好喝。
我很難說我只喜歡某一種勝過其他，但這個檸檬水口味確實排在我最愛之列，另外我也很喜歡覆盆子或西瓜口味。
說真的我選不出一個最愛——我都喜歡。
如果你想試試 Element，可以到 drinkelement.com/Huberman（網站拼寫為 drinklmnt.com/Huberman）索取免費樣品包，購買任一 Element 飲料粉即可獲得。
再說一次，是 drinkelement.com/Huberman 來索取免費樣品包。
這很重要，且是我接下來想討論主題的一個很好的銜接，那就是基底神經節——這個非常有趣的大腦區域，負責指示我們去做某事或阻止我們去做某事。
那麼，基底神經節是什麼？它們在控制「去做」（go）型行為與「不去做」（no-go）型行為方面的主要角色是什麼？
嗯，基底神經節位於你所說的前腦深處，也就是大腦的最高層級。
它與皮質（大腦皮層）功能緊密交織。
皮質沒有基底神經節的幫助，真的很難完成它需要做的事，反之亦然。
從邏輯上你可以這麼想：如果你有抑制行為或執行行為的能力，你要如何決定要做哪一個？
那麼皮質就得替你思考。
你必須評估情境的所有權衡，來決定：這個動作是瘋狂的還是此刻是很聰明的投資？或者說，我不想早上去跑步，但我要逼自己去跑；或者我在跑步時玩得很開心，我知道該回家了，但我又想再多跑一英里。
另一個很棒的例子是小朋友的棉花糖測試：如果他們能忍耐（例如先忍 30 秒），他們就能得到兩塊棉花糖；否則馬上就只能得到一塊。
那就是一個 no-go 的例子，因為他們的皮質在說「我真的比較想要兩塊勝過一塊」，但除非他們能不去拿那塊一開始就可以得到的棉花糖，否則就拿不到兩塊。
所以他們必須抑制行為，而這必須來自認知過程。皮質在這裡扮演重要角色。
你覺得為什麼有些人在運行這些 go–no-go 迴路時比較吃力，而另一些人似乎有非常低的啟動能（activation energy）——他們一有任務就能投入、直接上手？而有些人則覺得要開始完成任務或類似的事非常困難？
我的意思是，我覺得這其實只是更普遍現象的一個特殊例子──大腦很複雜。大腦是遺傳和經驗共同作用的結果。我的基因和你的基因不同，我的經驗也和你的經驗不同。所以對我們來說容易或困難的事情不一定會一致，可能只是剛好如此。但重點是，你被發到一副特定的牌，你有一組特定的基因，你被交到一個大腦。你不能選你的大腦，它是交給你的。然後有很多事情可以做：你可以學習新技能、改變行為，或表現出更多的克制，這和我們在談的主題有關。
對，當然。是的，我們討論的這些結構是同時在運作的，之間也有大量互相影響的變化訊息交流。那我們談談大腦皮質好了。我們已經沿著所謂的神經軸（neuraxis）一路往上來，懂行的人會知道。現在我們在皮質。這是我們高階意識、自我形象、規劃與行動的所在地。但正如你提到的，皮質並不只是只有這些功能，它還有其他區域參與其他事務。或許先從視覺談起，來說說視覺皮質。你剛才跟我說了一個關於視覺皮質的故事，一個相當驚人的故事，也有點令人難過，是關於一個因中風而傷及視覺皮質的人。也許你可以把那個故事說出來，因為我覺得它說明了很多關於皮質功能的重要原則。
好。重點是，我們這些有視覺的人，在視覺皮質中有對視覺世界的表徵。那麼如果有人因為眼睛、視網膜等問題失明，會發生什麼事？皮質中有一大塊對神經訊息處理而言非常寶貴的區域，它原本期待來自視覺系統的輸入，但現在不再有輸入了。你可以把那塊地想像成休耕地，神經系統沒有在使用它，那就很可惜。但事實上，那塊區域會被使用。你提到的那個案例是一位從很早就失明的女性，她在一間大公司升到了高階執行祕書的位置。她的點字閱讀非常好，平常用點字打字機處理所有事務。據說她中風時在工作中倒下，被送到醫院。她最後被看到的那位神經科醫師對她說，「我有好消息也有壞消息。壞消息是你中風了；好消息是中風發生在你根本沒在用的腦區──你的視覺皮質，而且我知道你是先天失明，所以應該沒問題。」問題是，她失去了閱讀點字的能力。
看起來的情況是（也已被其他人的影像實驗所證實），在那些自幼失明的人身上，視覺皮質會被重新利用，成為處理觸覺資訊的中心。特別是如果你訓練成為一名優秀的點字讀者，你實際上某種程度上把那塊「皮質地產」重新配置給你的指尖──本來應該聽取眼睛輸入的皮質區域。這是極端的可塑性，但是它顯示出視覺皮質其實是一種通用的處理機。它擅長處理空間資訊，而你指尖的皮膚也是另一種空間感覺；在沒有其他輸入的情況下，大腦似乎夠聰明，會重新接線，將那塊皮層用在有用的事情上。在這個案例中，就是閱讀點字。令人難以置信，也有些悲劇，但資訊量很大。當然情況也可以反過來，在沒有視覺的情況下，有些人在特定感官通道上會獲得功能上的增益，例如聽覺或觸覺變得更敏銳。
好，David，今天非常棒，真是太過癮了。非常感謝你抽時間來。大家大概也早就知道，你對整個神經系統的知識非常豐富。今天我們只是在不同領域的頂端輪廓上掃過一遍，讓人感受神經系統運作與組織的不同面向，以及這些區域如何互相對話。我喜歡你的一點是你是個了不起的教育者，這些年我教過很多學生，但就我個人、朋友之間，或是任何時候我想觸及神經系統的美妙、開始思考我以前沒想到的新問題與新方式，我都會打給你。所以請原諒我過去、現在與將來打擾你，除非你換了電話號碼。即便你換了，我也會繼續打。真的很過癮，Andy。這次的對談很棒，跟你聊天總是很有趣，會讓我的腦袋轉得更快。謝謝你。謝謝。
In this Huberman Lab Essentials episode, my guest is Dr. David Berson, PhD, a professor of neuroscience at Brown University and an expert on the visual system and circadian biology.
We explore how the brain processes visual information, from photons entering the eye to conscious perception in the cortex. We discuss color vision, the discovery of melanopsin and intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, and how light regulates our circadian clock and melatonin release. We also examine the vestibular system’s role in balance and motion detection, the cerebellum’s function in motor coordination, and the midbrain’s integration of multiple sensory inputs. Finally, we discuss the basal ganglia’s role in decision-making and an extraordinary case of neuroplasticity in visual cortex.
Read the episode show notes at hubermanlab.com.
More Huberman Lab Essentials: https://hubermanlab.com/essentials
Thank you to our sponsors
AGZ: https://drinkagz.com/huberman
Function: https://functionhealth.com/huberman
LMNT: https://drinklmnt.com/huberman
Timestamps
(00:00:00) Dr. David Berson
(00:00:30) Visual Perception, Photons & Retinal Processing, Ganglion Cells
(00:02:12) Color Vision, Wavelengths & Photoreceptors; Cones & Rods
(00:05:56) Sponsor: AGZ by AG1
(00:07:24) Melanopsin, Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells & Brightness Detection
(00:08:31) Circadian Clock & Synchronization, Suprachiasmatic Nucleus (SCN); Master Clock Function
(00:11:16) Hypothalamus, Autonomic Nervous System & Hormonal Systems
(00:13:01) Tool: Light Exposure & Melatonin Regulation, Pineal Function
(00:14:35) Vestibular System, Balance & Motion Detection; Semicircular Canals
(00:16:44) Vestibulo-Ocular Reflex, Image Stabilization & Head Rotation
(00:18:51) Sponsor: Function
(00:20:45) Motion Sickness, Visual-Vestibular Conflict; Tool: Avoiding Nausea
(00:22:24) Cerebellum, Motor Coordination & Learning
(00:23:17) Cerebellar Function, Precision & Timing of Movement; Cerebellar Ataxia
(00:24:54) Flocculus & Visual-Vestibular Integration
(00:25:56) Midbrain, Brainstem & Reflexive Behavior; Superior Colliculus
(00:28:26) Spatial Orientation & Multisensory Integration; Rattlesnake Heat Detection
(00:30:13) Sensory Integration & Corroboration
(00:31:13) Sponsor: LMNT
(00:32:45) Basal Ganglia, Go vs No-Go Behavior & Decision Making
(00:33:56) Tool: Impulse Control & Delayed Gratification, Marshmallow Test
(00:34:51) Individual Differences, Genetics & Experience
(00:35:37) Visual Cortex, Neural Processing & Brain Plasticity
(00:36:26) Cortical Reorganization, Braille Reading & Stroke Recovery
(00:39:15) David Berson’s Work; Acknowledgements
Learn more about your ad choices. Visit megaphone.fm/adchoices
Leave a Reply
You must be logged in to post a comment.