I do two things: I design mobile computers and I study brains. Today's talk is about brains and -- (Audience member cheers) Yay! I have a brain fan out there.
Fac două lucruri. Proiectez calculatoare mobile și studiez creierul. Şi discursul de azi este despre creier și vai, am găsit acolo un iubitor de creiere.
(Laughter) If I could have my first slide, you'll see the title of my talk and my two affiliations. So what I'm going to talk about is why we don't have a good brain theory, why it is important that we should develop one and what we can do about it. I'll try to do all that in 20 minutes. I have two affiliations. Most of you know me from my Palm and Handspring days, but I also run a nonprofit scientific research institute called the Redwood Neuroscience Institute in Menlo Park. We study theoretical neuroscience and how the neocortex works. I'm going to talk all about that.
(Râsete) Voi prezenta, dacă prima imagine va apare aici sus, și veți vedea titlul discursului meu și cele două afilieri ale mele. Deci voi vorbi despre motivul pentru care nu avem o teorie bună a creierului, de ce este important să dezvoltăm una și ce putem face pentru asta. Și voi încerca să fac asta în 20 de minute. Am două afilieri. Majoritatea din voi mă cunoașteți din zilele mele la Palm și Handspring, dar conduc și un institut de cercetare științifică non-profit, numit Institutul de Neuroștiință Redwood în Menlo Park, și studiem neuroștiință teoretică, și studiem cum lucrează neocortexul.
I have one slide on my other life, the computer life, and that's this slide here. These are some of the products I've worked on over the last 20 years, starting from the very original laptop to some of the first tablet computers and so on, ending up most recently with the Treo, and we're continuing to do this. I've done this because I believe mobile computing is the future of personal computing, and I'm trying to make the world a little bit better by working on these things. But this was, I admit, all an accident. I really didn't want to do any of these products. Very early in my career I decided I was not going to be in the computer industry.
Voi vorbi despre asta. Am o imagine despre cealaltă viață, cea dedicată calculatoarelor, iat-o. Acestea sunt unele din produsele la care am lucrat în ultimii 20 de ani, pornind de la primele laptopuri până la calculatoarele tip touchscreen. și așa mai departe, terminând cu cel mai recent Treo, și continuăm să facem asta. Și am făcut asta fiindcă cred într-adevăr că, calculatoarele mobile sunt viitorul calculatoarelor personale, și încerc să fac lumea un pic mai bună lucrând la aceste lucruri. Dar asta a fost - trebuie să recunosc - un accident. De fapt nu am vrut să fac niciunul din aceste produse și foarte devreme în cariera mea am decis că nu voi lucra în industria calculatoarelor.
Before that, I just have to tell you about this picture of Graffiti I picked off the web the other day. I was looking for a picture for Graffiti that'll text input language. I found a website dedicated to teachers who want to make script-writing things across the top of their blackboard, and they had added Graffiti to it, and I'm sorry about that.
Și înainte să vă vorbesc despre asta, trebuie să vă spun despre această mică poză luată de pe web zilele trecute. Căutam o poză despre graffiti, un mic limbaj de introducere a textului, și am găsit pagina web dedicată învățătorilor care vor să facă astea, textul afișat în partea de sus a tablei, și i-au adăugat graffiti, și îmi pare rău pentru asta.
(Laughter)
(Râsete)
So what happened was, when I was young and got out of engineering school at Cornell in '79, I went to work for Intel and was in the computer industry, and three months into that, I fell in love with something else. I said, "I made the wrong career choice here," and I fell in love with brains. This is not a real brain. This is a picture of one, a line drawing. And I don't remember exactly how it happened, but I have one recollection, which was pretty strong in my mind. In September of 1979, Scientific American came out with a single-topic issue about the brain. It was one of their best issues ever. They talked about the neuron, development, disease, vision and all the things you might want to know about brains. It was really quite impressive.
Ce s-a întâmplat a fost că pe când eram tânăr și terminasem școala de inginerie, Cornell în 1979, am decis să lucrez pentru Intel. Eram în industria computerelor și la trei luni după asta, m-am îndrăgostit de altceva, și am spus " Am ales cariera greșită aici", și m-am îndrăgostit de creier. Acesta nu este un creier real. Este poza unuia, un desen. Dar nu-mi aduc aminte cum s-a întâmplat exact, dar am o amintire, care este foarte vie în mintea mea. În septembrie 1979 a apărut revista Scientific American cu un număr despre un singur subiect: creierul. Și era destul de bun. A fost unul din cele mai bune numere. Și vorbeau despre neuron și dezvoltare și boli și viziune și toate lucrurile pe care ai vrea să le știi despre creier. A fost foarte impresionant. Și ați fi putut avea impresia că noi chiar știm multe despre creier.
One might've had the impression we knew a lot about brains. But the last article in that issue was written by Francis Crick of DNA fame. Today is, I think, the 50th anniversary of the discovery of DNA. And he wrote a story basically saying, this is all well and good, but you know, we don't know diddly squat about brains, and no one has a clue how they work, so don't believe what anyone tells you. This is a quote from that article, he says: "What is conspicuously lacking" -- he's a very proper British gentleman -- "What is conspicuously lacking is a broad framework of ideas in which to interpret these different approaches." I thought the word "framework" was great. He didn't say we didn't have a theory. He says we don't even know how to begin to think about it. We don't even have a framework. We are in the pre-paradigm days, if you want to use Thomas Kuhn. So I fell in love with this. I said, look: We have all this knowledge about brains -- how hard can it be? It's something we can work on in my lifetime; I could make a difference. So I tried to get out of the computer business, into the brain business.
Dar ultimul articol din revistă era scris de Francis Crick, vestit pentru ADN. Azi este, cred, a 50-a aniversare a descoperirii [structurii] ADN-ului. Și el a scris un articol care spunea de fapt că este în regulă și este bine, dar știți ceva, noi nu știm câtuși de puțin despre creier și nimeni n-are vagă idee despre cum funcționează, așa că nu credeți ce vă spune oricine. Ăsta-i un citat din acel articol. El a spus "Ceea ce lipsește în mod vădit," e un adevărat gentleman britanic, așa că "Ceea ce lipsește în mod vădit este un cadru larg de idei în care să interpretăm diferitele abordări." Cuvântul cadru e grozav, mă gândeam. El nu spunea că nici măcar nu avem o teorie. El spunea că nici macar nu știm cum să începem să ne gândim la ea -- că nici măcar nu avem un cadru. Suntem în zilele pre-paradigmă, dacă vreți să folosiți termenul lui Thomas Kuhn. Așa că m-am îndrăgostit de asta și mi-am zis, avem toate aceste cunoștințe despre creier. Cât de greu poate fi? Iar asta e ceva la care pot lucra toată viața. Simțeam că pot contribui, și astfel am încercat să ies din afacerea calculatoarelor și să intru în afacerea creierelor
First, I went to MIT, the AI lab was there. I said, I want to build intelligent machines too, but I want to study how brains work first. And they said, "Oh, you don't need to do that. You're just going to program computers, that's all. I said, you really ought to study brains. They said, "No, you're wrong." I said, "No, you're wrong," and I didn't get in.
Întâi m-am dus la institutul MIT, la laboratorul de Inteligență Artificială, și le-am zis: și eu vreau să construiesc mașini inteligente, dar modul în care vreau s-o fac, este să studiez întâi cum lucrează creierul. Si ei au spus, oh, nu este nevoie să faci asta. Noi vom programa calculatoare, asta-i tot ce facem. Iar eu am spus, nu, voi ar trebui să studiați creierul. Ei au spus, oh, știi, tu greșești. Și eu am spus, nu, voi greșiți, și nu am intrat. (Râsete)
(Laughter)
I was a little disappointed -- pretty young -- but I went back again a few years later, this time in California, and I went to Berkeley. And I said, I'll go in from the biological side. So I got in the PhD program in biophysics. I was like, I'm studying brains now. Well, I want to study theory. They said, "You can't study theory about brains. You can't get funded for that. And as a graduate student, you can't do that." So I said, oh my gosh. I was depressed; I said, but I can make a difference in this field. I went back in the computer industry and said, I'll have to work here for a while. That's when I designed all those computer products.
Dar am fost un pic dezamăgit -- destul de tânăr, dar m-am întors peste câțiva ani, de data asta în California, și m-am dus la Berkeley. Și mi-am spus, voi intra prin partea biologică. Așa că am intrat -- în programul de doctorat în Biofizică, și a fost bine, studiam creierul acum, și am zis, ei bine, vreau să studiez teoria. Iar ei au spus, oh nu, nu poți studia teoria despre creier. Asta nu se face. Nu poți primi finanțare pentru asta. Iar ca student doctorand, nu poți face asta. Așa că am zis, oh Doamne! Am fost foarte deprimat. Le-am spus: dar pot aduce o contribuție în acest domeniu. Așa că ce am făcut, m-am întors în industria calculatoarelor și am zis: va trebui să lucrez aici o vreme, să fac ceva. Atunci am proiectat acele calculatoare.
(Laughter)
(Râsete)
I said, I want to do this for four years, make some money, I was having a family, and I would mature a bit, and maybe the business of neuroscience would mature a bit. Well, it took longer than four years. It's been about 16 years. But I'm doing it now, and I'm going to tell you about it. So why should we have a good brain theory? Well, there's lots of reasons people do science. The most basic one is, people like to know things. We're curious, and we go out and get knowledge. Why do we study ants? It's interesting. Maybe we'll learn something useful, but it's interesting and fascinating. But sometimes a science has other attributes which makes it really interesting.
Vroiam să fac asta patru ani, să strâng niște bani, să am o familie, să mă maturizez un pic, și poate și domeniul științei creierului se va maturiza un pic. Ei bine, a durat mai mult de 4 ani. Au trecut cam 16 . Dar mă ocup de asta acum și vă voi vorbi de ea în continuare. Deci de ce avem nevoie de o teorie bună a creierului? Sunt multe motive pentru care oamenii se ocupă de știință. Unul -- cel mai de bază -- este că oamenilor le place să știe lucruri. Suntem curioși, pur si simplu ieșim în lume să obținem cunoaștere. De ce studiem furnicile? Păi, pentru că-i interesant. Poate vom învăța ceva util din asta, dar este interesant și fascinant. Dar câteodată, o știință are și alte calități care o fac foarte, foarte interesantă.
Sometimes a science will tell something about ourselves; it'll tell us who we are. Evolution did this and Copernicus did this, where we have a new understanding of who we are. And after all, we are our brains. My brain is talking to your brain. Our bodies are hanging along for the ride, but my brain is talking to your brain. And if we want to understand who we are and how we feel and perceive, we need to understand brains. Another thing is sometimes science leads to big societal benefits, technologies, or businesses or whatever. This is one, too, because when we understand how brains work, we'll be able to build intelligent machines. That's a good thing on the whole, with tremendous benefits to society, just like a fundamental technology.
Câteodată o știință va spune ceva despre noi înșine, ne va spune cine suntem. Arareori, evoluția a facut asta și Copernic a făcut asta, dobîndim o nouă înțelegere despre cine suntem noi. Și la urma urmei, noi suntem creierul nostru. Creierul meu vorbește creierului tău. Corpurile noastre sunt și ele pe acolo, dar creierul meu vorbește creierului tău. Și dacă înțelegem cine suntem și cum simțim și percepem, vom înțelege ce este creierul. Un alt lucru este că știința conduce câteodată la mari beneficii sociale și tehnologice, sau de afaceri, sau altceva, care rezultă din ea. Și asta este fiindcă atunci când înțelegem cum lucrează creierul, vom fi în stare să construim mașini inteligente. Iar eu cred că asta este de fapt un lucru bun și va aduce beneficii imense societății, exact ca tehnologia fundamentală.
So why don't we have a good theory of brains? People have been working on it for 100 years. Let's first take a look at what normal science looks like. This is normal science. Normal science is a nice balance between theory and experimentalists. The theorist guy says, "I think this is what's going on," the experimentalist says, "You're wrong." It goes back and forth, this works in physics, this in geology. But if this is normal science, what does neuroscience look like? This is what neuroscience looks like. We have this mountain of data, which is anatomy, physiology and behavior. You can't imagine how much detail we know about brains. There were 28,000 people who went to the neuroscience conference this year, and every one of them is doing research in brains. A lot of data, but no theory. There's a little wimpy box on top there.
Deci de ce nu avem o teorie bună a creierului? Iar oamenii lucrează la asta de 100 de ani. Întâii să ne uităm cum funcționează știința normală. Asta este știința normală. Știința normală este un frumos echilibru între teorie și experimentatori. Teoreticianul spune, păi, eu cred că asta se întâmplă, și experimentatorul spune, nu, greșești. Și tot așa, înainte și înapoi, înțelegeți? Asta funcționează în fizică și în geologie. Dar dacă asta este știința normală, cum arată știința creierului? Așa arată știința creierului. Avem acest munte de date, care provin din anatomie, fiziologie și comportament. Nu vă puteți închipui cât de multe detalii știm despre creier. 28000 de oameni au participat la conferințe de știința creierului anul ăsta, și fiecare din ei face cercetare asupra creierului. O mulțime de date. Dar nu există nici o teorie. E o cutie mică, anemică acolo în vârf. Iar teoria nu a jucat niciun rol major în știința creierului.
And theory has not played a role in any sort of grand way in the neurosciences. And it's a real shame. Now, why has this come about? If you ask neuroscientists why is this the state of affairs, first, they'll admit it. But if you ask them, they say, there's various reasons we don't have a good brain theory. Some say we still don't have enough data, we need more information, there's all these things we don't know. Well, I just told you there's data coming out of your ears. We have so much information, we don't even know how to organize it. What good is more going to do? Maybe we'll be lucky and discover some magic thing, but I don't think so. This is a symptom of the fact that we just don't have a theory. We don't need more data, we need a good theory.
Și asta-i într-adevăr, păcat. De ce s-a ajuns la asta? Dacă întrebați cercetători ai sistemului nervos, de ce este asta starea? Ei vor recunoaște întâii. Dar dacă îi întrebați, vor spune că sunt motive diverse pentru care nu avem o teorie bună a creierului. Unii oameni spun că totuși încă nu avem destule date, trebuie să obținem mai multă informație, mai sunt toate aceste lucruri pe care nu le știm. Ei bine, tocmai v-am spus că există așa de multe date că vă ies pe urechi. Avem așa de multă informație; nu știm cum să începem s-o organizăm. La ce ar fi bună și mai multă? Poate vom avea noroc să descoperim ceva magic, dar nu cred. Acesta este de fapt un simptom al faptului că încă nu avem o teorie. Nu avem nevoie de mai multe date -- avem nevoie de o teorie bună despre creier.
Another one is sometimes people say, "Brains are so complex, it'll take another 50 years." I even think Chris said something like this yesterday, something like, it's one of the most complicated things in the universe. That's not true -- you're more complicated than your brain. You've got a brain. And although the brain looks very complicated, things look complicated until you understand them. That's always been the case. So we can say, my neocortex, the part of the brain I'm interested in, has 30 billion cells. But, you know what? It's very, very regular. In fact, it looks like it's the same thing repeated over and over again. It's not as complex as it looks. That's not the issue.
Altă dată oamenii spun, păi, creierul este așa de complex, încât ne va lua încă 50 de ani. Cred că chiar Chris a zis așa ceva ieri. Nu sunt sigur ce ai spus Chris, dar era ceva similar, creierul este cel mai complicat lucru din univers. Asta nu-i adevărat. Tu ești mai complicat decât creierul tău. Tu ai creier. Și mai este că, deși creierul arată foarte complicat, lucrurile par complicate până le înțelegi. Așa a fost întotdeauna. Deci putem zice e că neocortexul meu, care-i parte a creierului de care sunt interesat, are 30 de miliarde de celule. Dar știți ceva? Este foarte, foarte regulat. De fapt, arată ca același lucru repetat din nou și din nou. Nu este așa de complex cum arată. Nu asta este problema.
Some people say, brains can't understand brains. Very Zen-like. Woo.
Unii oameni spun, creierul nu poate înțelege creierul. Sună a zen. Uau. Știți --
(Laughter)
(Râsete)
You know, it sounds good, but why? I mean, what's the point? It's just a bunch of cells. You understand your liver. It's got a lot of cells in it too, right? So, you know, I don't think there's anything to that. And finally, some people say, "I don't feel like a bunch of cells -- I'm conscious. I've got this experience, I'm in the world. I can't be just a bunch of cells." Well, people used to believe there was a life force to be living, and we now know that's really not true at all. And there's really no evidence, other than that people just disbelieve that cells can do what they do. So some people have fallen into the pit of metaphysical dualism, some really smart people, too, but we can reject all that.
Sună bine, dar de ce? Adică care este sensul? Creierul este doar o grămadă de celule. Înțelegi ficatul. Și ficatul are o grămadă de celule, corect? Așa că eu nu cred că asta este adevărat. Și în final, unii oameni spun, știți, eu nu mă simt ca o grămadă de celule. Eu sunt conștient. Am această experiență, sunt în lume. Nu pot fi doar o grămadă de celule. Ei bine, știți, oamenii credeau că există o forță vitală pentru a fi viu, iar acum știm că asta nu este deloc adevărat. Și nu există nici o dovadă care să spună că alții decât oamenii ar avea dubii că celulele pot face ceea ce vor ele. Așa încât, dacă unii oameni au căzut în capcana dualismului metafizic, chiar și unii oameni foarte deștepți, dar noi putem respinge toate astea.
(Laughter)
(Râsete)
No, there's something else, something really fundamental, and it is: another reason why we don't have a good brain theory is because we have an intuitive, strongly held but incorrect assumption that has prevented us from seeing the answer. There's something we believe that just, it's obvious, but it's wrong. Now, there's a history of this in science and before I tell you what it is, I'll tell you about the history of it in science. Look at other scientific revolutions -- the solar system, that's Copernicus, Darwin's evolution, and tectonic plates, that's Wegener. They all have a lot in common with brain science.
Nu, vă voi spune că este altceva, și este cu adevărat fundamental, și asta este: există alt motiv pentru care nu avem o teorie bună a creierului, iar asta este fiindcă avem o supoziție intuitivă, foarte puternică, dar incorectă, care ne-a împiedicat să vedem răspunsul. Există o presupunere care ni se pare evidentă, dar e de fapt greșită. Există o istorie a acestui lucru în știință și înainte să vă spun ce este, vă voi spune puțin despre istoria lui în știință. Priviți la alte revoluții științifice, și în acest caz, vorbesc despre sistemul solar, adică Copernic, teoria evoluției al lui Darwin, și plăcile tectonice ale lui Wegener. Acestea toate au multe în comun cu știința creierului.
First, they had a lot of unexplained data. A lot of it. But it got more manageable once they had a theory. The best minds were stumped -- really smart people. We're not smarter now than they were then; it just turns out it's really hard to think of things, but once you've thought of them, it's easy to understand. My daughters understood these three theories, in their basic framework, in kindergarten. It's not that hard -- here's the apple, here's the orange, the Earth goes around, that kind of stuff.
La început au avut o mulțime de date neexplicate. O mulțime. Dar au devenit mai ușor de gestionat odată ce au avut o teorie. Cele mai bune minți erau puse în încurcătură, oameni inteligenți. Nu suntem acum mai deștepți decât erau ei atunci. Se pare însă că este foarte greu să gândești la lucruri, dar odată ce te-ai gândit, este mai ușor să le înțelegi. Fiicele mele au înțeles aceste trei teorii în forma lor de bază pe când erau în grădiniță. Și acum nu-i așa de greu, știți, aici este mărul, aici portocala, Pământul se învârtește, acest tip de lucruri.
Another thing is the answer was there all along, but we kind of ignored it because of this obvious thing. It was an intuitive, strongly held belief that was wrong. In the case of the solar system, the idea that the Earth is spinning, the surface is going a thousand miles an hour, and it's going through the solar system at a million miles an hour -- this is lunacy; we all know the Earth isn't moving. Do you feel like you're moving a thousand miles an hour? If you said Earth was spinning around in space and was huge -- they would lock you up, that's what they did back then.
În final, un alt lucru este că răspunsul a fost acolo tot timpul, dar l-am ignorat din cauza acestei erori intuitive care părea evident corectă. Era o convingere intuitivă, puternică care era greșită. Aici e cheia. În cazul sistemului solar, idea că Pământul se învârte și suprafața Pământului se mișcă cu 1.000 mile/oră, și Pământul se rotește în sistemul solar cu aprox. 1.000.000 mile/oră. Asta-i nebunie. Știm cu toții că Pământul nu se mișcă. Simțiți că vă deplasați cu 1.000 mile/ oră? Deigur că nu. Știți, dacă cineva ar fi spus, că Pământul se învârte și este așa de imens, l-ar fi închis, și chiar asta au și făcut pe atunci.
So it was intuitive and obvious. Now, what about evolution?
(Râsete) Deci era intuitiv și evident. Acum, despre evoluție.
Evolution, same thing. We taught our kids the Bible says God created all these species, cats are cats; dogs are dogs; people are people; plants are plants; they don't change. Noah put them on the ark in that order, blah, blah. The fact is, if you believe in evolution, we all have a common ancestor. We all have a common ancestor with the plant in the lobby! This is what evolution tells us. And it's true. It's kind of unbelievable. And the same thing about tectonic plates. All the mountains and the continents are kind of floating around on top of the Earth. It doesn't make any sense.
Povestea evoluției e la fel. I-am învățat pe copiii noștri cum zice Biblia, Dumnezeu a creat toate speciile, pisicile sunt pisici, câini sunt câini, oamenii sunt oameni, plantele plante, nu se schimbă. Noe i-a pus în arca lui în acea ordine, bla, bla, bla. Adevărul este că, dacă credeți în evoluție, noi toți avem un strămoș comun, și avem un stămoș comun cu planta din hol. Asta ne spune evoluția. Și este adevărat. Pare de necrezut. Același lucru despre plăcile tectonice. Toți munții și continentele plutesc în jur pe suprafața Pământului. Pare că n-are niciun sens.
So what is the intuitive, but incorrect assumption, that's kept us from understanding brains? I'll tell you. It'll seem obvious that it's correct. That's the point. Then I'll make an argument why you're incorrect on the other assumption. The intuitive but obvious thing is: somehow, intelligence is defined by behavior; we're intelligent because of how we do things and how we behave intelligently. And I'm going to tell you that's wrong. Intelligence is defined by prediction.
Deci care este presupunerea intuitivă, dar incorectă care ne-a ținut în urmă în înțelegerea creierului? Acum o voi spune și va fi evident că este corectă, și asta-i tocmai esența, corect? Apoi voi argumenta de ce nu aveți dreptate despre cealaltă presupunere. Lucrul intuitiv dar evident este că inteligența este cumva definită de comportamentul nostru. că suntem inteligenți din cauza modului în care facem lucrurile și a modului în care ne comportăm inteligent, și vă voi spune că e greșit. De fapt inteligența este definită de prezicere. Și vă voi trece prin câteva imagini aici,
I'm going to work you through this in a few slides, and give you an example of what this means. Here's a system. Engineers and scientists like to look at systems like this. They say, we have a thing in a box. We have its inputs and outputs. The AI people said, the thing in the box is a programmable computer, because it's equivalent to a brain. We'll feed it some inputs and get it to do something, have some behavior. Alan Turing defined the Turing test, which essentially says, we'll know if something's intelligent if it behaves identical to a human -- a behavioral metric of what intelligence is that has stuck in our minds for a long time.
vă voi da un exemplu. Iată un sistem. Inginerilor și oamenilor de știință le place să se uite la sisteme ca acesta. Ei spun: ei bine, avem un lucru într-o cutie și avem intrările și ieșirile. Cei de la AI (inteligența artificială) spun că lucrul din cutie este un calculator programabil, fiindcă asta este echivalent unui creier, și vom alimenta niște intrări și-l vom determina să facă ceva, să aibă o anumită comportare. Iar Alan Turing a definit testul Turing, care spune în esență că vom ști dacă ceva este inteligent, dacă se comportă identic cu un om. O metrică comportamentală a inteligenței, și asta ne-a blocat înțelegerea pentru mult timp.
Reality, though -- I call it real intelligence. Real intelligence is built on something else. We experience the world through a sequence of patterns, and we store them, and we recall them. When we recall them, we match them up against reality, and we're making predictions all the time. It's an internal metric; there's an internal metric about us, saying, do we understand the world, am I making predictions, and so on. You're all being intelligent now, but you're not doing anything. Maybe you're scratching yourself, but you're not doing anything. But you're being intelligent; you're understanding what I'm saying. Because you're intelligent and you speak English, you know the word at the end of this sentence.
În realitate însă eu o numesc inteligență reală. Inteligența reală este construită pe altceva. Cunoaștem lumea printr-o secvență de tipare, le stocăm, și le readucem din memorie. Iar când le accesăm, le comparăm cu realitatea, și facem predicții tot timpul. E o metrică eternă. E o metrică eternă despre noi, care parcă spune: Înțelegem lumea? Fac eu predicții? Ș.a.m.d. Toți sunteți inteligenți chiar acum, dar nu faceți ceva deosebit pentru asta. Poate vă scărpinați, sau vă scobiți nasul, nu știu, dar nu faceți ceva deosebit chiar acum, dar fiind inteligenți, voi înțelegeți ceea ce spun. Fiindcă sunteți inteligenți și vorbiți engleza, voi știți ce cuvânt este la sfârșitul acestei -- (Liniște) fraze.
The word came to you; you make these predictions all the time. What I'm saying is, the internal prediction is the output in the neocortex, and somehow, prediction leads to intelligent behavior. Here's how that happens: Let's start with a non-intelligent brain. I'll argue a non-intelligent brain, we'll call it an old brain. And we'll say it's a non-mammal, like a reptile, say, an alligator; we have an alligator. And the alligator has some very sophisticated senses. It's got good eyes and ears and touch senses and so on, a mouth and a nose. It has very complex behavior. It can run and hide. It has fears and emotions. It can eat you. It can attack. It can do all kinds of stuff. But we don't consider the alligator very intelligent, not in a human sort of way.
Cuvântul v-a venit în minte, și faceți aceste predicții tot timpul. Ceea ce spun este că prezicerea eternă este concluzia neocortexului. Și cumva această prezicere duce la comportare inteligentă. Și iată cum se întâmplă. Să pornim cu creierele non-inteligente. Voi vorbi despre un creier non-inteligent, un creier vechi, să zicem că este al unui non-mamifer, al unei reptile, să zicem un aligator, avem un aligator. Iar aligatorul are niște simțuri foarte sofisticate. Are ochi și urechi bune și simțuri tactile și așa mai departe, o gură și un nas. Are o comportare foarte complexă. Poate fugi și se poate ascunde. Are temeri si emoții. Vă poate mânca. Poate ataca. Poate face tot felul de lucruri. Dar nu considerăm un aligator inteligent, cel puțin nu într-un mod uman.
But it has all this complex behavior already. Now in evolution, what happened? First thing that happened in evolution with mammals is we started to develop a thing called the neocortex. I'm going to represent the neocortex by this box on top of the old brain. Neocortex means "new layer." It's a new layer on top of your brain. It's the wrinkly thing on the top of your head that got wrinkly because it got shoved in there and doesn't fit.
Dar are deja această comportare complexă. Acum, ce s-a întâmplat în evoluție? Primul lucru care s-a întâmplat la evoluția mamiferelor am început să dezvoltăm un lucru numit neocortex. Și voi reprezenta neocortexul aici, prin această cutie lipită deasupra vechiului creier. Neocortex însemnă = strat nou. E un strat nou peste creier. Dacă nu-l știți, e partea încrețită din vârful capului, care s-a încrețit fiindcă a fost înghesuită acolo și nu a încăput.
(Laughter)
(Râsete)
Literally, it's about the size of a table napkin and doesn't fit, so it's wrinkly. Now, look at how I've drawn this. The old brain is still there. You still have that alligator brain. You do. It's your emotional brain. It's all those gut reactions you have. On top of it, we have this memory system called the neocortex. And the memory system is sitting over the sensory part of the brain. So as the sensory input comes in and feeds from the old brain, it also goes up into the neocortex. And the neocortex is just memorizing. It's sitting there saying, I'm going to memorize all the things going on: where I've been, people I've seen, things I've heard, and so on. And in the future, when it sees something similar to that again, in a similar environment, or the exact same environment, it'll start playing it back: "Oh, I've been here before," and when you were here before, this happened next. It allows you to predict the future. It literally feeds back the signals into your brain; they'll let you see what's going to happen next, will let you hear the word "sentence" before I said it. And it's this feeding back into the old brain that will allow you to make more intelligent decisions.
Nu, pe bune, așa este. Este cam de mărimea unui șervet de masă. Nu încape, așa că-i plin de cute [circumvoluțiuni], cum am desenat aici. Vechiul creier este încă acolo. Mai aveți creierul de aligator. Îl aveți. Este creierul emoțional. Sunt toate acele lucruri și toate reacțiile instinctive pe care le aveți. Iar deasupra lui avem acest sistem de memorie, numit neocortex. Și sistemul de memorie stă deasupra părții senzoriale a creierului. Pe măsură ce vin intrările senzoriale și semnalele din creierul vechi, ele se duc și sus în neocortex. Iar neocortexul doar memorează. Stă acolo spunând: voi memora toate lucrurile care se întâmplă, unde am fost, oamenii pe care i-am văzut, lucrurile care le-am auzit, ș.a.m.d. Iar în viitor, când vede din nou ceva similar, deci intr-un mediu similar, sau în exact același mediu, îl redă. Va începe să-l redea. Oh, am mai fost aici. Și când ați mai fost aici înainte, asta s-a întâmplat în continuare. Vă permite să preziceți viitorul. În mod concret redă semnalele în creier și astfel vă permite să vedeți ce se va întâmpla în continuare, să auziți cuvântul "frază" înainte ca eu să-l fi spus. Și acest feedback spre creierul vechi vă permite să luați decizii mult mai inteligente.
This is the most important slide of my talk, so I'll dwell on it a little. And all the time you say, "Oh, I can predict things," so if you're a rat and you go through a maze, and you learn the maze, next time you're in one, you have the same behavior. But suddenly, you're smarter; you say, "I recognize this maze, I know which way to go; I've been here before; I can envision the future." That's what it's doing. This is true for all mammals -- in humans, it got a lot worse. Humans actually developed the front of the neocortex, called the anterior part of the neocortex. And nature did a little trick. It copied the posterior, the back part, which is sensory, and put it in the front. Humans uniquely have the same mechanism on the front, but we use it for motor control.
Asta-i cea mai importantă imagine din dicurs, așa că o voi explica puțin. Așa că tot timpul spuneți, oh, eu pot prezice lucrurile. Dacă sunteți un șobolan și mergeți printr-un labirint, și apoi învățați labirintul, data următoare când sunteți în labirint, aveți aceeași comportare, dar brusc, deodată sunteți mai deștept, fiindcă spuneți, oh, eu recunosc acest labirint, știu încotro să merg, am mai fost aici înainte, pot prevedea viitorul. Și asta-i ce face. La oameni, și apropo, e adevărat pentru toate mamiferele, la oameni a devenit mult mai serios. În oameni, noi am dezvoltat partea frontală a neocortexului, numită partea anterioară. Iar natura a făcut un mic truc. A copiat partea posterioară, din spate, care este senzorială, și a pus-o în partea din față. Și oamenii au în mod unic același mecanism în partea frontală, dar noi îl folosim pentru controlul mișcării.
So we're now able to do very sophisticated motor planning, things like that. I don't have time to explain, but to understand how a brain works, you have to understand how the first part of the mammalian neocortex works, how it is we store patterns and make predictions. Let me give you a few examples of predictions. I already said the word "sentence." In music, if you've heard a song before, when you hear it, the next note pops into your head already -- you anticipate it. With an album, at the end of a song, the next song pops into your head. It happens all the time, you make predictions.
Așa că acum suntem în stare să planificăm mișcări sofisticate. N-am timp să detaliez, dar dacă vreți să înțelegeți cum funcționează creierul, trebuie să înțelegeți cum funcționează prima parte a neocortexului mamifer, cum stocăm tiparele și cum facem predicții. Să vă dau câteva exemple de predicții. V-am spus deja cuvântul de la sfârșitul frazei. În muzică, dacă ați auzit un cântec înainte, dacă ați mai auzit-o pe Jill cântând acele cântece, când le cântă, următoarea notă apare în capul vostru imediat -- anticipați cântecul pe măsură ce-l auziți. Dacă ar fi un album muzical, la sfârșitul unei piese, următoarea piesă apare în capul vostru. Și aceste lucruri se întâmplă tot timpul. Faceți aceste predicții.
I have this thing called the "altered door" thought experiment. It says, you have a door at home; when you're here, I'm changing it -- I've got a guy back at your house right now, moving the door around, moving your doorknob over two inches. When you go home tonight, you'll put your hand out, reach for the doorknob, notice it's in the wrong spot and go, "Whoa, something happened." It may take a second, but something happened. I can change your doorknob in other ways -- make it larger, smaller, change its brass to silver, make it a lever, I can change the door; put colors on, put windows in. I can change a thousand things about your door and in the two seconds you take to open it, you'll notice something has changed.
Am numit acest lucru experimentul ușii modificate. Iar experimentul ușii modificate spune: aveți o ușă acasă, și în timp ce sunteți aici, eu o modific, am un tip acasă la voi chiar acum, modificând ușa, și ei vor muta clanța ușii cu vreo cinci centimetri. Și când ajungeți acasă deseară, veți pune mâna acolo, veți întinde mâna spre clanță și veți observa că este în alt loc, și veți înțelege că s-a întâmplat ceva. Poate lua o secundă până înțelegeți ce s-a întâmplat, dar ceva s-a întâmplat. Aș putea modifica clanța și în alte moduri. Pot s-o fac mai mare sau mai mică, pot s-o schimb din bronz în argint, pot s-o fac de tip mâner. Pot să vă schimb ușa, s-o colorez, pot să-i pun fereastră. Pot schimba o mie de lucruri la ușa voastră, și în cele două secunde necesare ca să deschideți ușa, veți observa că ceva s-a modificat.
Now, the engineering approach, the AI approach to this, is to build a door database with all the door attributes. And as you go up to the door, we check them off one at time: door, door, color ... We don't do that. Your brain doesn't do that. Your brain is making constant predictions all the time about what will happen in your environment. As I put my hand on this table, I expect to feel it stop. When I walk, every step, if I missed it by an eighth of an inch, I'll know something has changed. You're constantly making predictions about your environment. I'll talk about vision, briefly. This is a picture of a woman. When we look at people, our eyes saccade over two to three times a second. We're not aware of it, but our eyes are always moving. When we look at a face, we typically go from eye to eye to nose to mouth. When your eye moves from eye to eye, if there was something else there like a nose, you'd see a nose where an eye is supposed to be and go, "Oh, shit!"
Acum, modul ingineresc de abordare, modul AI, e să construiască o bază de date a ușii, cu toate atributele ușii. Și când mergeți la ușă, le veți verifica una câte una, pe rând. Ușă, ușă, ușă, culoare, înțelegeți ce spun. Noi nu facem așa. Creierul vostru nu face asta. Creierul vostru face predicții constante tot timpul despre ce se va întâmpla în mediul înconjurător. Când pun mâna pe această masă, mă aștept să simt că se oprește. Când mă plimb, la fiecare pas, dacă greșesc pasul cu trei milimetri, voi ști că ceva s-a modificat. Faceți în mod constant predicții despre mediul vostru. Voi vorbi pe scurt despre vedere. Asta-i poza unei femei. Și când vă uitați la oameni, ochii voștri se mișcă de 2-3 ori pe secundă. Nu sunteți conștienți de asta, dar ochii voștri se mișcă continuu. Și când vă uitați la fața cuiva, în mod tipic mergeți de la un ochi la altul, apoi la nas, apoi la gură. Acum, când ochiul vostru se duce de la ochi la ochi, dacă ar fi fost altceva acolo, să zicem un nas, ați vedea un nas acolo unde ar trebui să fie un ochi,
(Laughter)
și ați spune: ei drăcie, --
"There's something wrong about this person." That's because you're making a prediction. It's not like you just look over and say, "What am I seeing? A nose? OK." No, you have an expectation of what you're going to see.
(Râsete) Ceva nu-i în regulă cu această persoană. Și asta fiindcă faceți predicții. Nu e doar ca și cum ați privi acolo și ați spune : ce văd acum? Un nas, e în regulă. Nu, aveți o așteptare a ceea ce veți vedea.
(Râsete)
Every single moment. And finally, let's think about how we test intelligence. We test it by prediction: What is the next word in this ...? This is to this as this is to this. What is the next number in this sentence? Here's three visions of an object. What's the fourth one? That's how we test it. It's all about prediction.
În fiecare moment. Și în final, să ne gândim cum testăm inteligența. O testăm prin predicții. Care este următorul cuvânt în acest șir ? Ce element lipsește? Care este următorul număr în această secvență? Iată trei imagini ale unui obiect. Care-i a patra? Așa testăm inteligența. Totul se reduce la predicții. Deci care este rețeta pentru teoria creierului?
So what is the recipe for brain theory? First of all, we have to have the right framework. And the framework is a memory framework, not a computational or behavior framework, it's a memory framework. How do you store and recall these sequences of patterns? It's spatiotemporal patterns.
În primul rând, trebuie să avem un context potrivit. Și contextul este unul de memorie, nu de calcul sau comportare. E un context de memorie. Cum stocați și accesați aceste secvențe sau modele spațio-temporale? Atunci, dacă acela-i contextul, să consultăm o mulțime de teoreticieni.
Then, if in that framework, you take a bunch of theoreticians -- biologists generally are not good theoreticians. Not always, but generally, there's not a good history of theory in biology. I've found the best people to work with are physicists, engineers and mathematicians, who tend to think algorithmically. Then they have to learn the anatomy and the physiology. You have to make these theories very realistic in anatomical terms. Anyone who tells you their theory about how the brain works and doesn't tell you exactly how it's working and how the wiring works -- it's not a theory.
Acum, biologii în general nu sunt buni teoreticieni. Nu-i întotdeauna adevărat, dar în general, nu există o istorie bună a teoriei în biologie. Așa că am concluzionat că cei mai buni oameni cu care să lucrez sunt fizicienii, inginerii și matematicienii, care tind să gândească algoritmic. Apoi ei trebuie să învețe anatomia și fiziologia. Trebuie să faci aceste teorii foarte realiste în termeni anatomici. Oricine își prezintă teoria despre funcționarea creierului și nu vă spune exact cum lucrează teoria în creier și cum lucrează conexiunile din creier, nu este o teorie. Și asta facem noi la Institutul de Neuroștiință Redwood.
And that's what we do at the Redwood Neuroscience Institute. I'd love to tell you we're making fantastic progress in this thing, and I expect to be back on this stage sometime in the not too distant future, to tell you about it. I'm really excited; this is not going to take 50 years.
Aș vrea să am mai mult timp să vă spun cât de fantastic progresăm și mă aștept să revin pe această scenă, poate în viitorul nu prea îndepărtat și să vă vorbesc despre asta. Sunt foarte, foarte entuziasmat. Asta nu va dura deloc 50 de ani.
What will brain theory look like? First of all, it's going to be about memory. Not like computer memory -- not at all like computer memory. It's very different. It's a memory of very high-dimensional patterns, like the things that come from your eyes. It's also memory of sequences: you cannot learn or recall anything outside of a sequence. A song must be heard in sequence over time, and you must play it back in sequence over time. And these sequences are auto-associatively recalled, so if I see something, I hear something, it reminds me of it, and it plays back automatically. It's an automatic playback. And prediction of future inputs is the desired output. And as I said, the theory must be biologically accurate, it must be testable and you must be able to build it. If you don't build it, you don't understand it.
Deci cum va arăta teoria creierului? Întâi, va fi o teorie despre memorie. Nu ca memoria din calculatoare. Nu e deloc ca memoria calculatoarelor. E foarte diferită. Și este o memorie a acestor modele imense, multi-dimensionale, ca informațiile care vin de la ochii noștri. Este deasemenea o memorie a secvențelor. Nu puteți învăța sau reaccesa ceva în afara unei secvențe. Un cântec trebuie ascultat în secvență, în timp, și trebuie redat în secvență, în timp. Iar aceste secvențe sunt redate auto-asociativ, așa că dacă văd ceva, aud ceva, îmi reamintește de el și apoi este redat în mod automat. E o redare automată. Predicția unor viitoare intrări este rezultatul dorit. Teoria trebuie să fie precisă din punct de vedere biologic, trebuie să fie testabilă și trebuie să poată fi construită. Dacă nu o construiești, nu o înțelegi. Deci, încă o imagine aici.
One more slide. What is this going to result in? Are we going to really build intelligent machines? Absolutely. And it's going to be different than people think. No doubt that it's going to happen, in my mind. First of all, we're going to build this stuff out of silicon. The same techniques we use to build silicon computer memories, we can use here. But they're very different types of memories. And we'll attach these memories to sensors, and the sensors will experience real-live, real-world data, and learn about their environment.
Care va fi rezultatul? Chiar vom construi mașini inteligente? Absolut. Și va fi diferit de ceea ce cred oamenii. Nici o îndoială că se va întâmpla. În primul rând, va fi construit, o vom face din siliciu. Aceleași tehnici pentru construirea memoriilor de siliciu în calculatoare, le putem folosi aici. Dar ele sunt tipuri de memorie foarte diferite. Și vom atașa aceste memorii la senzori, iar senzorii vor colecta în timp real date din lumea reală, și aceste sisteme vor învăța despre mediul înconjurător.
Now, it's very unlikely the first things you'll see are like robots. Not that robots aren't useful; people can build robots. But the robotics part is the hardest part. That's old brain. That's really hard. The new brain is easier than the old brain. So first we'll do things that don't require a lot of robotics. So you're not going to see C-3PO. You're going to see things more like intelligent cars that really understand what traffic is, what driving is and have learned that cars with the blinkers on for half a minute probably aren't going to turn.
E improbabil ca primele realizări pe care le veți vedea să fie roboți. Nu că roboții n-ar fi utili, oamenii pot construi roboți. Dar partea robotică e cea mai grea. Ăsta-i creierul vechi. Asta-i greu. Noul creier este de fapt mai ușor decât cel vechi. Primele lucruri pe care le vom face vor fi cele ce nu necesită multă robotică. Așa că nu-l veți vedea pe C-3PO [micul robot din Războiul Stelelor]. Mai degrabă veți vedea lucruri ca automobile inteligente care chiar înțeleg ce este traficul și conducerea, și care au învățat că anumite mașini cu semnalizatoare aprinse mai mult de 1/2 minut, probabil nu vor vira totuși.
(Laughter)
(Râsete)
We can also do intelligent security systems. Anytime we're basically using our brain but not doing a lot of mechanics -- those are the things that will happen first. But ultimately, the world's the limit. I don't know how this will turn out. I know a lot of people who invented the microprocessor. And if you talk to them, they knew what they were doing was really significant, but they didn't really know what was going to happen. They couldn't anticipate cell phones and the Internet and all this kind of stuff. They just knew like, "We're going to build calculators and traffic-light controllers. But it's going to be big!" In the same way, brain science and these memories are going to be a very fundamental technology, and it will lead to unbelievable changes in the next 100 years. And I'm most excited about how we're going to use them in science. So I think that's all my time -- I'm over, and I'm going to end my talk right there.
Putem face și sisteme de securitate inteligente. Oriunde ne folosim creierul, dar nu facem multă mecanică. Acele lucruri se vor întâmpla întâi. Dar în fond, nu avem limite aici. Nu știu cum va ieși asta. Știu multă lume care a inventat microprocesorul ei știau că ceea ce-au făcut era cu adevărat semnificativ, dar nu prea știau cu exactitate ce se va întâmpla. Nu au putut anticipa telefoanele celulare și Internetul. Ei știau doar că, hei, se vor construi calculatoare și controloare pentru luminile de trafic. Dar va fi ceva măreț. În același mod, știința creierului și aceste memorii vor fi tehnologii absolut fundamentale și vor conduce la schimbări incredibile în următorii 100 de ani. Și sunt foarte entuziasmat pentru modul în care le vom folosi în știință. Cred că s-a terminat timpul meu și-mi închei discursul chiar aici.