I will start by posing a little bit of a challenge: the challenge of dealing with data, data that we have to deal with in medical situations. It's really a huge challenge for us. And this is our beast of burden -- this is a Computer Tomography machine, a CT machine. It's a fantastic device. It uses X-rays, X-ray beams, that are rotating very fast around the human body. It takes about 30 seconds to go through the whole machine and is generating enormous amounts of information that comes out of the machine. So this is a fantastic machine that we can use for improving health care, but as I said, it's also a challenge for us. And the challenge is really found in this picture here. It's the medical data explosion that we're having right now. We're facing this problem. And let me step back in time.
Zacznę od zaprezentowania wyzwania - wyzwania zajmowania się danymi. Danymi z którymi mamy do czynienia, w sytuacjach medycznych. Jest to dla nas naprawdę olbrzymie wyzwanie. I jest to wielki problem. To jest tomograf komputerowy zwany potocznie tomografem. Jest to fantastyczne urządzenie. Wykorzystuje ono wiązki promieni rentgenowskich, obracających się bardzo szybko wokół ludzkiego ciała. Całkowity czas skanowania to około 30 sekund, podczas których generowane są olbrzymie ilości informacji. Dlatego tej niesamowitej maszyny możemy użyć by polepszyć stan naszego zdrowia. Ale jak już powiedziałem jest to także wyzwanie. Wyzwanie to przedstawione zostało na ekranie. Tej prawdziwej eksplozji danych medycznych, doświadczamy obecnie. Stajemy przed tym właśnie problemem. Ale cofnijmy się w czasie.
Let's go back a few years in time and see what happened back then. These machines that came out -- they started coming in the 1970s -- they would scan human bodies, and they would generate about 100 images of the human body. And I've taken the liberty, just for clarity, to translate that to data slices. That would correspond to about 50 megabytes of data, which is small when you think about the data we can handle today just on normal mobile devices. If you translate that to phone books, it's about one meter of phone books in the pile. Looking at what we're doing today with these machines that we have, we can, just in a few seconds, get 24,000 images out of a body, and that would correspond to about 20 gigabytes of data, or 800 phone books, and the pile would then be 200 meters of phone books. What's about to happen -- and we're seeing this; it's beginning -- a technology trend that's happening right now is that we're starting to look at time-resolved situations as well. So we're getting the dynamics out of the body as well. And just assume that we will be collecting data during five seconds, and that would correspond to one terabyte of data -- that's 800,000 books and 16 kilometers of phone books. That's one patient, one data set. And this is what we have to deal with.
Cofnijmy się o kilka lat i zobaczmy co działo się wtedy. Maszyny te - ich produkcję rozpoczęto w latach 70-tych - skanując człowieka generowały około 100 obrazów ludzkiego ciała. Pozwoliłem sobie, dla wyjaśnienia, przetłumaczyć to na "plastry" danych. Odpowiadało by to około 50 MB danych, co jest niewielką ilością, w porównaniu z tym ile obecnie przetworzyć może zwykłe przenośne urządzenie. Jeśli przełożymy to na książki telefoniczne, będzie to około metra ułożonych na sobie książek. Porównując to do tego co potrafią tomografy w dzisiejszych czasach - już w kilka sekund generują 24 000 obrazów ludzkiego ciała. Odpowiada to 20 GB danych lub 800 książkom telefonicznym. Układając je jedna na drugiej - byłby to 200-metrowy stos książek telefonicznych. Żyjemy w czasach początków technologii pozwalającej obserwować również zmiany jakie zachodzą w ciele podczas skanowania. Dlatego możemy również śledzić dynamikę ciała. I załóżmy że zgromadzenie danych zajmie 5 sekund a będzie to odpowiadało jednemu terabajtowi danych. Jest to 800 000 książek które ustawione na sobie stworzyłyby 16. kilometrowy stos. A to tylko jeden pacjent i odpowiadający mu jeden zestaw danych. Z tym właśnie musimy sobie poradzić.
So this is really the enormous challenge that we have. And already today -- this is 25,000 images. Imagine the days when we had radiologists doing this. They would put up 25,000 images, they would go like this, "25,0000, okay, okay. There is the problem." They can't do that anymore. That's impossible. So we have to do something that's a little bit more intelligent than doing this. So what we do is that we put all these slices together. Imagine that you slice your body in all these directions, and then you try to put the slices back together again into a pile of data, into a block of data. So this is really what we're doing. So this gigabyte or terabyte of data, we're putting it into this block. But of course, the block of data just contains the amount of X-ray that's been absorbed in each point in the human body. So what we need to do is to figure out a way of looking at the things we do want to look at and make things transparent that we don't want to look at. So transforming the data set into something that looks like this. And this is a challenge. This is a huge challenge for us to do that.
Więc wyzwanie, przed którym jesteśmy stawiani jest olbrzymie. A już dziś jest to 25 000 obrazów. Wyobraźcie sobie czasy gdy radiolodzy musieli działać w taki sposób. Rozkładali po kolei tych 25 000 obrazów i przyglądali się każdemu z nich:" na tym nic nie widać, ten w porządku, o, tutaj widać problem." Teraz byłoby to już niemożliwe. Więc musimy zrobić coś inteligentniejszego, niż praca w ten sposób. Więc składamy te wszystkie plastry razem. Wyobraźcie sobie krojenie ciała na plasterki we wszystkich kierunkach a później próbę poskładania tych plastrów z powrotem w stos danych, w blok danych. I właśnie tym się zajmujemy. Więc te gigabajty lub terabajty danych składamy w blok. Ale przecież ten blok danych zawiera tylko ilości promieniowania rentgenowskiego jakie wchłonął każdy punkt ludzkiego ciała. Więc musimy znaleźć sposób który pozwoli zobaczyć to na co chcemy patrzeć podczas gdy reszta będzie przeźroczysta. Chodzi tu o zamianę zestawu danych na coś co wygląda tak. I to właśnie jest wyzwanie. Zrobienie tego jest dla nas ogromnym wyzwaniem.
Using computers, even though they're getting faster and better all the time, it's a challenge to deal with gigabytes of data, terabytes of data and extracting the relevant information. I want to look at the heart. I want to look at the blood vessels. I want to look at the liver. Maybe even find a tumor, in some cases. So this is where this little dear comes into play. This is my daughter. This is as of 9 a.m. this morning. She's playing a computer game. She's only two years old, and she's having a blast. So she's really the driving force behind the development of graphics-processing units. As long as kids are playing computer games, graphics is getting better and better and better. So please go back home, tell your kids to play more games, because that's what I need.
Nawet używając komputerów, mimo że stają się one coraz szybsze i lepsze, wielkim wyzwaniem jest zmierzenie się z gigabajtami a nawet terabajtami danych i wydobycie z nich istotnych informacji. Chcę spojrzeć na serce, chcę popatrzeć na naczynia krwionośne, chcę spojrzeć na wątrobę, może nawet, w niektórych przypadkach, znajdę guz. Tu właśnie nasze maluchy wchodzą w grę. To jest moja córka. To zdjęcie z 9 rano dnia dzisiejszego. Gra ona w grę komputerową. Ma tylko 2 latka, ale bawi się świetnie. To właśnie ona jest siłą napędową popychającą do przodu rozwój procesorów karty graficznej. Jak długo dzieci będą grać w gry komputerowe, tak długo grafika będzie stale ulepszana. Więc jak wrócicie do domu, każcie dzieciom częściej grać w gry komputerowe, ponieważ właśnie tego potrzebuję.
So what's inside of this machine is what enables me to do the things that I'm doing with the medical data. So really what I'm doing is using these fantastic little devices. And you know, going back maybe 10 years in time when I got the funding to buy my first graphics computer -- it was a huge machine. It was cabinets of processors and storage and everything. I paid about one million dollars for that machine. That machine is, today, about as fast as my iPhone. So every month there are new graphics cards coming out, and here is a few of the latest ones from the vendors -- NVIDIA, ATI, Intel is out there as well. And you know, for a few hundred bucks you can get these things and put them into your computer, and you can do fantastic things with these graphics cards. So this is really what's enabling us to deal with the explosion of data in medicine, together with some really nifty work in terms of algorithms -- compressing data, extracting the relevant information that people are doing research on.
To co znajduje się wewnątrz tej maszyny pozwala mi robić to co robię z danymi medycznymi. Tak naprawdę to używam tylko tych małych fantastycznych urządzeń. Cofając się w czasie, około 10. lat temu otrzymałem fundusze na zakup pierwszego komputera graficznego. Była to olbrzymia maszyna. Były to całe szafki procesorów, nośników przechowywania danych i tego typu rzeczy. Zapłaciłem za tą maszynę około miliona dolarów. Jest ona porównywalnej prędkości co dzisiejszy iPhone. Każdego miesiąca ukazują się na rynku nowe karty graficzne. Tu mamy kilka ostatnich - NVIDIA, ATI, oraz Intel. Jak wiecie już za kilkaset dolarów możecie je nabyć i używać ich w swoim komputerze. Można z nimi robić fantastyczne rzeczy. Właśnie to umożliwia nam poradzenie sobie z eksplozją danych w medycynie. To oraz naprawdę świetna rzecz z dziedziny algorytmów - kompresja danych wydobywająca istotne informacje na bazie których prowadzi się badania.
So I'm going to show you a few examples of what we can do. This is a data set that was captured using a CT scanner. You can see that this is a full data [set]. It's a woman. You can see the hair. You can see the individual structures of the woman. You can see that there is [a] scattering of X-rays on the teeth, the metal in the teeth. That's where those artifacts are coming from. But fully interactively on standard graphics cards on a normal computer, I can just put in a clip plane. And of course all the data is inside, so I can start rotating, I can look at it from different angles, and I can see that this woman had a problem. She had a bleeding up in the brain, and that's been fixed with a little stent, a metal clamp that's tightening up the vessel. And just by changing the functions, then I can decide what's going to be transparent and what's going to be visible. I can look at the skull structure, and I can see that, okay, this is where they opened up the skull on this woman, and that's where they went in. So these are fantastic images. They're really high resolution, and they're really showing us what we can do with standard graphics cards today.
Pokażę wam kilka przykładów naszych możliwości. To jest zestaw danych uzyskanych za pomocą tomografu komputerowego. Jak widzicie jest to pełen zestaw danych. Jest to kobieta. Można zobaczyć nawet jej włosy. Widać wnętrze ciała i poszczególne organy tej kobiety. Widoczne jest również rozproszenie promieni rentgenowskich w okolicy zębów, z powodu metalu znajdującego się w zębach. Stąd właśnie one się biorą. Ale w pełni interaktywnie na standardowej karcie graficznej na zwykłym komputerze mogę po prostu zastosować płaszczyznę obcinającą. Ponieważ w środku znajdują się wszystkie dane, mogę obraz obrócić i patrzeć na niego pod różnymi kątami. Stąd widzę że ta kobieta miała problem. Nastąpiło krwawienie wewnątrzczaszkowe, z którym poradzono sobie poprzez założenie stentu, metalowej klamry uszczelniającej naczynie krwionośne. A tylko poprzez zmianę funkcji, mogę zdecydować co będzie przezroczyste a co będzie widoczne. Jestem w stanie zobaczyć budowę czaszki, mogę stwierdzić że, w tym miejscu otworzyli czaszkę tej kobiety, w tym miejscu weszli. Są to fantastyczne obrazy, wysokiej rozdzielczości, pokazujące nam możliwości współczesnych standardowych kart graficznych.
Now we have really made use of this, and we have tried to squeeze a lot of data into the system. And one of the applications that we've been working on -- and this has gotten a little bit of traction worldwide -- is the application of virtual autopsies. So again, looking at very, very large data sets, and you saw those full-body scans that we can do. We're just pushing the body through the whole CT scanner, and just in a few seconds we can get a full-body data set. So this is from a virtual autopsy. And you can see how I'm gradually peeling off. First you saw the body bag that the body came in, then I'm peeling off the skin -- you can see the muscles -- and eventually you can see the bone structure of this woman.
Robiąc z nich prawdziwy użytek spróbowaliśmy wprowadzić do systemu bardzo dużą ilość danych. Jedną z aplikacji nad którą pracowaliśmy - wzbudziła ona już zainteresowanie na całym świecie - jest nią jest oprogramowanie do wirtualnej autopsji. Po raz kolejny, patrząc na olbrzymi zestaw danych widzimy tomografię całego ciała którą wykonaliśmy. Przesuwając ciało człowieka przez tomograf komputerowy już w kilka sekund otrzymujemy zestaw danych ze skanowania całego ciała. To jest obraz otrzymany za pomocą wirtualnej autopsji. Jak widzicie stopniowo zdejmuję kolejne warstwy. Najpierw widzieliście worek na ciało w którym ono przybyło, później zdejmuję skórę - widoczne są mięśnie - w końcowym efekcie widoczna jest budowa szkieletu tej kobiety.
Now at this point, I would also like to emphasize that, with the greatest respect for the people that I'm now going to show -- I'm going to show you a few cases of virtual autopsies -- so it's with great respect for the people that have died under violent circumstances that I'm showing these pictures to you. In the forensic case -- and this is something that ... there's been approximately 400 cases so far just in the part of Sweden that I come from that has been undergoing virtual autopsies in the past four years. So this will be the typical workflow situation. The police will decide -- in the evening, when there's a case coming in -- they will decide, okay, is this a case where we need to do an autopsy? So in the morning, in between six and seven in the morning, the body is then transported inside of the body bag to our center and is being scanned through one of the CT scanners. And then the radiologist, together with the pathologist and sometimes the forensic scientist, looks at the data that's coming out, and they have a joint session. And then they decide what to do in the real physical autopsy after that.
Na tym etapie chciałbym podkreślić wielki szacunek jaki należy okazać oglądanym osobom. Pokażę wam teraz kilka przypadków wirtualnej autopsji - więc z wielkim szacunkiem dla ludzi którzy zmarli w gwałtownych okolicznościach pokazuję wam te zdjęcia. W przypadku medycyny sądowej, około 400. przypadków do tej pory, tylko w tej części Szwecji z której pochodzę - poddano wirtualnej autopsji - w ciągu ostatnich czterech lat. Typowo praca przebiega tak. Policja decyduje, wieczorem, gdy dostają nową sprawę, czy jest to przypadek, w którym potrzebna jest autopsja. Wiec rano, między szóstą a siódmą, ciało jest transportowane w specjalnym worku, do naszego centrum i poddawane jest tomografii. Wtedy radiolog razem z patologiem i naukowcami związanymi z medycyną sądową, przyglądają się otrzymanym danym na wspólnym spotkaniu. I decydują co zrobić w przypadku prawdziwej, fizycznej autopsji.
Now looking at a few cases, here's one of the first cases that we had. You can really see the details of the data set. It's very high-resolution, and it's our algorithms that allow us to zoom in on all the details. And again, it's fully interactive, so you can rotate and you can look at things in real time on these systems here. Without saying too much about this case, this is a traffic accident, a drunk driver hit a woman. And it's very, very easy to see the damages on the bone structure. And the cause of death is the broken neck. And this women also ended up under the car, so she's quite badly beaten up by this injury.
Teraz zobaczymy kilka obrazów z autopsji. To jest jeden z nich. Tu dokładnie widać każdy szczegół, jest to bardzo wysoka rozdzielczość. To właśnie algorytmy pozwalają nam dokładnie przyjrzeć się szczegółom. I po raz kolejny, jest to w pełni interaktywne, więc można to obrócić i patrzeć na wszystko w czasie rzeczywistym przy użyciu tych systemów. Nie powiem zbyt wiele o tym przypadku, tyle tylko, że było to wypadek samochodowy, w którym pijany kierowca potrącił tą kobietę. Niezwykle łatwo zauważyć możemy uszkodzenia kości. A przyczyną śmierci w tym przypadku jest złamany kręgosłup. W wyniku wypadku kobieta ta znalazła się pod samochodem, więc miała bardzo mocno uszkodzone ciało z powodu tego urazu.
Here's another case, a knifing. And this is also again showing us what we can do. It's very easy to look at metal artifacts that we can show inside of the body. You can also see some of the artifacts from the teeth -- that's actually the filling of the teeth -- but because I've set the functions to show me metal and make everything else transparent. Here's another violent case. This really didn't kill the person. The person was killed by stabs in the heart, but they just deposited the knife by putting it through one of the eyeballs. Here's another case. It's very interesting for us to be able to look at things like knife stabbings. Here you can see that knife went through the heart. It's very easy to see how air has been leaking from one part to another part, which is difficult to do in a normal, standard, physical autopsy. So it really, really helps the criminal investigation to establish the cause of death, and in some cases also directing the investigation in the right direction to find out who the killer really was.
A to kolejny przypadek, śmierć w wyniku dźgnięcia nożem. Po raz kolejny jesteście w stanie zobaczyć nasze możliwości. Bardzo łatwo zaobserwować metalowe elementy znajdujące się wewnątrz ciała. Można również zobaczyć metal w zębach jest to akurat wypełnienie w zębach. Z powodu ustawień pozwalających widzieć metal wszystko inne jest przeźroczyste. Kolejny brutalny przypadek. To akurat nie zabiło tej osoby. Uśmierciły ją dźgnięcia w serce, tam jednak pozostał nóż po ciosie w jedną z gałek ocznych. A tutaj mamy kolejny przypadek. Jest to dla nas bardzo interesujące, mieć możliwość spojrzenia na urazy po dźgnięciu nożem. Tutaj widzimy jak nóż przebił serce. Bardzo łatwo można zaobserwować powietrze przedostające się z jednej jego części do drugiej, co jest niezwykle trudne podczas standardowej, fizycznej autopsji. W przypadku śledztwa bardzo pomocnym jest ustalenie przyczyny śmierci, w niektórych przypadkach kieruje to śledztwo na właściwe tory i pomaga ustalić prawdziwą tożsamość mordercy.
Here's another case that I think is interesting. Here you can see a bullet that has lodged just next to the spine on this person. And what we've done is that we've turned the bullet into a light source, so that bullet is actually shining, and it makes it really easy to find these fragments. During a physical autopsy, if you actually have to dig through the body to find these fragments, that's actually quite hard to do.
A oto kolejny przypadek, który uznałem za interesujący. Tutaj można zobaczyć kulę, która utknęła tuż przy kręgosłupie tej osoby. Za pomocą oprogramowania sprawiliśmy, że kula zmieniła się w źródło światła, widać jak świeci dzięki czemu bardzo łatwo odnaleźć można jej fragmenty. Podczas rzeczywistej autopsji, gdy naprawdę trzeba przeszukać ciało by znaleźć odłamki - jest to niebywale trudne zadanie.
One of the things that I'm really, really happy to be able to show you here today is our virtual autopsy table. It's a touch device that we have developed based on these algorithms, using standard graphics GPUs. It actually looks like this, just to give you a feeling for what it looks like. It really just works like a huge iPhone. So we've implemented all the gestures you can do on the table, and you can think of it as an enormous touch interface. So if you were thinking of buying an iPad, forget about it. This is what you want instead. Steve, I hope you're listening to this, all right. So it's a very nice little device. So if you have the opportunity, please try it out. It's really a hands-on experience. So it gained some traction, and we're trying to roll this out and trying to use it for educational purposes, but also, perhaps in the future, in a more clinical situation. There's a YouTube video that you can download and look at this, if you want to convey the information to other people about virtual autopsies.
Jedną z rzeczy, z których jestem naprawdę zadowolony jest fakt, że jestem w stanie wam dzisiaj pokazać stół do wirtualnej autopsji. Jest to urządzenie dotykowe stworzone przez nas na bazie algorytmów, przy użyciu standardowych procesorów kart graficznych. Żebyście mogli poczuć przedsmak tego urządzenia - naprawdę wygląda ona tak. Działa ono jak ogromny iPhone. Wgraliśmy oprogramowanie wszystkich gestów jakie można wykonywać na tym stole, możecie o nim myśleć jak o olbrzymim interfejsie dotykowym. Więc jeśli nosicie się z zamiarem kupna iPada - zapomnijcie; to urządzenie jest właśnie tym czego chcecie. Steve, mam nadzieje że tego słuchasz. Dobra. Jest to bardzo przyjemne urządzonko. Jak będziecie mieć kiedyś możliwość - to proszę wypróbujcie je. Jest to bardzo praktyczne doświadczenie. Urządzenie to wzbudziło spore poruszenie, próbujemy stopniowo wprowadzać je na rynek. Używamy go również w celach edukacyjnych, a w przyszłości możliwe że będziemy go używać w przypadkach klinicznych. Istnieje również video na YouTube, które możecie ściągnąć jeśli chcecie pokazać i opowiedzieć komuś o wirtualnych autopsjach.
Okay, now that we're talking about touch, let me move on to really "touching" data. And this is a bit of science fiction now, so we're moving into really the future. This is not really what the medical doctors are using right now, but I hope they will in the future. So what you're seeing on the left is a touch device. It's a little mechanical pen that has very, very fast step motors inside of the pen. And so I can generate a force feedback. So when I virtually touch data, it will generate forces in the pen, so I get a feedback. So in this particular situation, it's a scan of a living person. I have this pen, and I look at the data, and I move the pen towards the head, and all of a sudden I feel resistance. So I can feel the skin. If I push a little bit harder, I'll go through the skin, and I can feel the bone structure inside. If I push even harder, I'll go through the bone structure, especially close to the ear where the bone is very soft. And then I can feel the brain inside, and this will be the slushy like this.
Mówiliśmy o poruszeniu, przejdźmy więc do bardziej poruszających danych. A teraz zahaczymy trochę o science fiction, zaglądniemy w przyszłość. To nie jest sprzęt którego lekarze używają obecnie, ale mam nadzieję że w przyszłości będą. Po lewej widzimy urządzenie dotykowe. Jest to malutki długopis posiadający wewnątrz bardzo szybkie silniczki krokowe. Dzięki temu wygenerować mogę siłowe sprzężenie zwrotne. Gdy wirtualnie dotykam danych stwarza to w długopisie siłę o przeciwnym zwrocie, więc otrzymuję reakcję zwrotną. W tym przypadku, jest to tomografia żywej osoby. Dzięki temu długopisowi, mogę zbadać dane. Zbliżam go do jego głowy i czuję opór. Wyczuwam skórę. Zwiększając nacisk, przedostaję się przez skórę i mogę "dotknąć" kości. Jeśli jeszcze zwiększę nacisk, przedostanę się przez kości, szczególnie łatwo można to zrobić w okolicy ucha gdzie kości są bardzo miękkie. I jestem w stanie poczuć strukturę mózgu, będzie on jakby grząski.
So this is really nice. And to take that even further, this is a heart. And this is also due to these fantastic new scanners, that just in 0.3 seconds, I can scan the whole heart, and I can do that with time resolution. So just looking at this heart, I can play back a video here. And this is Karljohan, one of my graduate students who's been working on this project. And he's sitting there in front of the Haptic device, the force feedback system, and he's moving his pen towards the heart, and the heart is now beating in front of him, so he can see how the heart is beating. He's taken the pen, and he's moving it towards the heart, and he's putting it on the heart, and then he feels the heartbeats from the real living patient. Then he can examine how the heart is moving. He can go inside, push inside of the heart, and really feel how the valves are moving. And this, I think, is really the future for heart surgeons. I mean it's probably the wet dream for a heart surgeon to be able to go inside of the patient's heart before you actually do surgery, and do that with high-quality resolution data. So this is really neat.
Więc jest to świetna rzecz. Posuwając się o krok dalej - to jest serce. Dzięki tym nowy fantastycznym tomografom już w 0,3 sekundy mogę przeskanować całe serce, wraz ze zmianami jakie zachodzą w czasie tomografii. Obserwując to serce mogę w ten sposób odtworzyć wideo. A to jest Karljohan, jeden z moich studentów, pracujących nad tym projektem. Siedzi on przy urządzeniu dotykowym - systemie dotykowego sprzężenia zwrotnego, i porusza długopisem dotykając serca. Serce to bije tuż przed nim, a on jest w stanie dokładnie obserwować ten proces. Bierze długopis, i porusza nim w kierunku serca, dotyka powierzchni serca, czuje uderzenia serca prawdziwego żywego pacjenta. Może on zbadać ruchy jakie wykonuje serce. Może dostać się do środka jeśli zwiększy nacisk, by naprawdę poczuć fale krwi płynące wewnątrz. I sądzę, że właśnie to jest przyszłością kardiochirurgii. Pewnie jest to zmaza nocna kardiochirurgów - możliwość dostania się do wnętrza serca pacjenta przed rzeczywistą operacją i dodatkowo zobaczenie tego w wysokiej rozdzielczości. Więc jest to naprawdę rewelacyjne.
Now we're going even further into science fiction. And we heard a little bit about functional MRI. Now this is really an interesting project. MRI is using magnetic fields and radio frequencies to scan the brain, or any part of the body. So what we're really getting out of this is information of the structure of the brain, but we can also measure the difference in magnetic properties of blood that's oxygenated and blood that's depleted of oxygen. That means that it's possible to map out the activity of the brain. So this is something that we've been working on. And you just saw Motts the research engineer, there, going into the MRI system, and he was wearing goggles. So he could actually see things in the goggles. So I could present things to him while he's in the scanner. And this is a little bit freaky, because what Motts is seeing is actually this. He's seeing his own brain. So Motts is doing something here, and probably he is going like this with his right hand, because the left side is activated on the motor cortex. And then he can see that at the same time. These visualizations are brand new. And this is something that we've been researching for a little while.
A teraz przesuńmy się już całkowicie na skaj science fiction. Doszły do nas informacje o funkcjonalnym magnetycznym rezonansie jądrowym. To dopiero jest interesujący projekt. Magnetyczny rezonans jądrowy za pomocą pól magnetycznych i częstotliwości radiowych skanuje mózg lub inną część ciała. Zyskujemy dzięki temu informacje o strukturze mózgu. oraz możemy zmierzyć między magnetycznymi własnościami krwi natlenionej i krwi odtlenionej. Oznacza to możliwość mapowania aktywności funkcjonalnej mózgu. A to jest coś nad czym pracowaliśmy. Widzieliście właśnie Mottsa - inżyniera ds. badań wjeżdżającego do urządzenia do rezonansu magnetycznego, ma on na sobie specjalne okulary. Za pomocą tych okularów będzie on mógł zobaczyć pewne rzeczy. Będę mógł mu coś pokazać podczas badania rezonansem. I jest to troszkę dziwne to co Motts właściwie widzi to jest to. Widzi on swój własny mózg. Motts coś robi. Najprawdopodobniej wykonuje on taki ruch prawą ręką ponieważ widzimy aktywność lewej półkuli w rejonie kory ruchowej. A on w tym samym czasie może to zobaczyć. Wizualizacje te są nowym produktem. Zajmujemy się tym od niedawna.
This is another sequence of Motts' brain. And here we asked Motts to calculate backwards from 100. So he's going "100, 97, 94." And then he's going backwards. And you can see how the little math processor is working up here in his brain and is lighting up the whole brain. Well this is fantastic. We can do this in real time. We can investigate things. We can tell him to do things. You can also see that his visual cortex is activated in the back of the head, because that's where he's seeing, he's seeing his own brain. And he's also hearing our instructions when we tell him to do things. The signal is really deep inside of the brain as well, and it's shining through, because all of the data is inside this volume. And in just a second here you will see -- okay, here. Motts, now move your left foot. So he's going like this. For 20 seconds he's going like that, and all of a sudden it lights up up here. So we've got motor cortex activation up there. So this is really, really nice, and I think this is a great tool. And connecting also with the previous talk here, this is something that we could use as a tool to really understand how the neurons are working, how the brain is working, and we can do this with very, very high visual quality and very fast resolution.
A oto kolejne obrazy przedstawiające mózg Mottsa. Poprosiliśmy go by liczył od 100 do 1. Więc liczy: "100, 97, 94". Wymienia coraz niższe liczby. Widać jak jego "matematyczny procesor" pracuje podświetlając cały mózg. Jest to fantastyczna rzecz. Możemy to robić w czasie rzeczywistym. Możemy badać różne rzeczy, kazać mu wykonywać polecenia. Widać również, że jego kora wzrokowa znajdująca się w tylnej części mózgu została aktywowana ponieważ to co widzi, widzi za pomocą mózgu. Poza tym słyszy polecenia, które mu wydajemy. Sygnał ten pochodzi głęboko z mózgu, ale widać jak świeci przez wszystkie jego warstwy, z powodu objętości jaką zajmuje. A za kilka sekund zobaczycie, o już widać. Motts porusza teraz lewą stopą. Robi coś w tym stylu. Przez 20 sekund wykonywał tą czynnosć i nagle zapala się ta część mózgu. Więc widzimy tu aktywizację kory ruchowej. Jest to naprawdę świetna rzecz. I uważam, że jest to wspaniałe urządzenie. A łącząc to z poprzednim wykładem, jest to coś co można użyć jako narzędzie pozwalające naprawdę zrozumieć jak działają neurony, jak działa mózg, a to wszystko w bardzo bardzo wysokiej jakości wizji, w wysokiej rozdzielczości.
Now we're also having a bit of fun at the center. So this is a CAT scan -- Computer Aided Tomography. So this is a lion from the local zoo outside of Norrkoping in Kolmarden, Elsa. So she came to the center, and they sedated her and then put her straight into the scanner. And then, of course, I get the whole data set from the lion. And I can do very nice images like this. I can peel off the layer of the lion. I can look inside of it. And we've been experimenting with this. And I think this is a great application for the future of this technology, because there's very little known about the animal anatomy. What's known out there for veterinarians is kind of basic information. We can scan all sorts of things, all sorts of animals. The only problem is to fit it into the machine. So here's a bear. It was kind of hard to get it in. And the bear is a cuddly, friendly animal. And here it is. Here is the nose of the bear. And you might want to cuddle this one, until you change the functions and look at this. So be aware of the bear.
A tutaj, trochę się rozerwaliśmy w naszym centrum. To jest tomograf komputerowy(CAT scan - angielska nazwa CAT oznacza kota). Jest to lwica z lokalnego zoo znajdującego się tuż przy Norrkoping w Kolmarden, o imieniu Elsa. Przybyła ona do naszego centrum, została uśpiona, po czym trafiła prosto do tomografu. Wtedy uzyskaliśmy pełen zestaw danych dotyczących lwicy. Mogę stworzyć takie fajne obrazy jak ten. Mogę zdjąć z tej lwicy warstwę skóry. Mogę zaglądnąć do środka. I właśnie z tym eksperymentowaliśmy. Sądzę że jest to wspaniała aplikacja, przyszłość tej technologii. Ponieważ niewiele wiadomo o zwierzęcej anatomii. Weterynarze posiadają właściwie tylko podstawowe informacje tego typu. Możemy przeskanować różne rzeczy, różne rodzaje zwierząt. Jedynym problemem jest zmieszczenie ich w tej maszynie. Tutaj mamy niedźwiedzia. Ciężko było go tam zmieścić. Niedźwiedzie to przyjazne zwierzęta, przytulanki. Tu mamy jego zdjęcie. Tu mamy nos. Do tego pewnie chcielibyście się przytulić. Ale gdy zmienimy funkcję i widać to - wtedy raczej zmienicie zdanie. Więc raczej strzeżcie się niedźwiedzi.
So with that, I'd like to thank all the people who have helped me to generate these images. It's a huge effort that goes into doing this, gathering the data and developing the algorithms, writing all the software. So, some very talented people. My motto is always, I only hire people that are smarter than I am and most of these are smarter than I am.
W tym miejscu chciałbym podziękować wszystkim którzy pomogli mi w stworzeniu tych obrazów Jest to bardzo duży wysiłek - zebranie danych, stworzenie algorytmów, napisanie oprogramowania. Więc, są to bardzo utalentowani ludzie. Moim mottem jest: zatrudniam tylko ludzi mądrzejszych ode mnie i większość z nich jest mądrzejsza ode mnie.
So thank you very much.
Dziękuję bardzo.
(Applause)
Brawa