Před 18 lety jsem podstoupila operaci mozku a od té doby se stal výzkum mozku mou osobní vášní, ačkoli jsem vlastně povoláním inženýrka. Na začátek uvedu, že jsem se nedávno stala členkou týmu Google Moonshot, kde mám na starosti oddělení zabývající se zdokonalováním displejů. Výzkum mozku, o němž budu mluvit dnes, je práce, které jsem se věnovala, než jsem začala pracovat pro Google a s Googlem nesouvisela.
I had brain surgery 18 years ago, and since that time, brain science has become a personal passion of mine. I'm actually an engineer. And first let me say, I recently joined Google's Moonshot group, where I had a division, the display division in Google X, and the brain science work I'm speaking about today is work I did before I joined Google and on the side outside of Google.
A teď k věci. S podstoupením operace mozku je spojené určité stigma: jste stále chytří, nebo ne? A pokud ne, dá se s tím něco dělat?
So that said, there's a stigma when you have brain surgery. Are you still smart or not? And if not, can you make yourself smart again?
Po té operaci mi část mozku chyběla a musela jsem se s tím vypořádat. To, o co jsem přišla, nebyla šedá kůra, ale taková ta rosolovitá hmota uprostřed, která vyrábí klíčové hormony a neurotransmitery. Ihned po operaci jsem se musela rozhodnout, jaké dávky více než tuctu různých silných látek musím každý den brát, protože pokud bych nic nebrala zemřela bych během pár hodin. Abych přežila, musím se již 18 let každý den rozhodnout, jakou kombinaci těch chemikálií si vezmu, abych přežila. Párkrát to bylo jen o vlásek.
After my neurosurgery, part of my brain was missing, and I had to deal with that. It wasn't the grey matter, but it was the gooey part dead center that makes key hormones and neurotransmitters. Immediately after my surgery, I had to decide what amounts of each of over a dozen powerful chemicals to take each day, because if I just took nothing, I would die within hours. Every day now for 18 years -- every single day -- I've had to try to decide the combinations and mixtures of chemicals, and try to get them, to stay alive. There have been several close calls.
Naštěstí jsem v srdci experimentátorka a rozhodla jsem se, že budu experimentovat a pokusím se najít vhodnější poměr jednotlivých látek, protože pro mou situaci neexistuje žádný jasný návod. Začala jsem zkoušet různé směsi a byla jsem šokována tím, že i nepatrné změny v dávkách dokáží dramaticky změnit mé vnímání sebe samé, pocit mého já, mé myšlení a chování k ostatním. Jeden zvláště dramatický případ: po pár měsíců jsem zkoušela dávky a látky typické pro muže ve věku kolem 20 let a byla jsem velmi překvapena, jak se změnily mé myšlenky. (smích) V jednom kuse jsem byla naštvaná, nepřetržitě jsem myslela na sex a považovala jsem se za nejchytřejší na celém světě a (smích) samozřejmě za ta léta jsem se setkala se spoustou mužů tohoto typu nebo spíše s trochu mírnější verzí. Já jsem byla trochu extrém.. Překvapivé pro mě však bylo -- já jsem se nesnažila být arogantní. Ve skutečnosti jsem se snažila - tedy s malou mírou nejistoty - vyřešit problém, který byl přede mnou, ale tímto způsobem se to nepodařilo.
But luckily, I'm an experimentalist at heart, so I decided I would experiment to try to find more optimal dosages because there really isn't a clear road map on this that's detailed. I began to try different mixtures, and I was blown away by how tiny changes in dosages dramatically changed my sense of self, my sense of who I was, my thinking, my behavior towards people. One particularly dramatic case: for a couple months I actually tried dosages and chemicals typical of a man in his early 20s, and I was blown away by how my thoughts changed. (Laughter) I was angry all the time, I thought about sex constantly, and I thought I was the smartest person in the entire world, and —(Laughter)— of course over the years I'd met guys kind of like that, or maybe kind of toned-down versions of that. I was kind of extreme. But to me, the surprise was, I wasn't trying to be arrogant. I was actually trying, with a little bit of insecurity, to actually fix a problem in front of me, and it just didn't come out that way.
Vymklo se mi to z rukou.. Změnila jsem si tedy dávky. Ale tato zkušenost mi pomohla víc chápat muže a to, čím si procházejí a od té doby s nimi vycházím mnohem lépe.
So I couldn't handle it. I changed my dosages. But that experience, I think, gave me a new appreciation for men and what they might walk through, and I've gotten along with men a lot better since then.
O co jsem se snažila při ladění dávek těchto hormonů neurotransmiterů a dalších látek byla snaha získat zpět svou inteligenci po té nemoci a operaci, kreativní myšlení, proud myšlenek. Já většinou myslím pomocí vizuálních představ, to se pro mě tedy stalo klíčovým měřítkem -- jak získat zpět tyto mentální obrazy které používám, chcete-li, k rychlému návrhu řešení problémů, mé nápady, mentální přehrávání různých scénářů. Tento způsob myšlení není novinkou. Filozofové jako Hume, Descartes a Hobbes to viděli podobně. Měli za to, že vizuální představy a nápady jsou vlastně to samé. Je dnes spousta lidí, co to popírají, existuje spousta diskuzí o tom, jak mysl funguje, ale pro mě je to prosté. Přestavy mají pro většinu z nás hlavní roli při vynalézavém a kreativním myšlení.
What I was trying to do with tuning these hormones and neurotransmitters and so forth was to try to get my intelligence back after my illness and surgery, my creative thought, my idea flow. And I think mostly in images, and so for me that became a key metric -- how to get these mental images that I use as a way of rapid prototyping, if you will, my ideas, trying on different new ideas for size, playing out scenarios. This kind of thinking isn't new. Philiosophers like Hume and Descartes and Hobbes saw things similarly. They thought that mental images and ideas were actually the same thing. There are those today that dispute that, and lots of debates about how the mind works, but for me it's simple: Mental images, for most of us, are central in inventive and creative thinking.
Takže jsem se po několika letech vyladila a jsem schopna si představit opravdu živé a sofistikované mentální obrazy včetně racionální kostry, která je drží pohromadě. A tak v součastnosti pracuji na tom, jak dostat tyto představy z mé mysli rychleji na obrazovku počítače. Dokážete si představit, že by třeba filmovému režisérovi ke ztvárnění jeho vize stačila pouze jeho představivost? Nebo hudebníka schopného dostat hudbu ze své hlavy přímo? To kreativním lidem otevírá neuvěřitelné možnosti jak s ostatními sdílet nápady rychlostí světla. A pravdou je, že jediné, co zbývá zdokonalit, aby bylo možné toto uskutečnit, je jen zlepšit rozlišení přístrojů na scanování mozku.
So after several years, I tuned myself up and I have lots of great, really vivid mental images with a lot of sophistication and the analytical backbone behind them. And so now I'm working on, how can I get these mental images in my mind out to my computer screen faster? Can you imagine, if you will, a movie director being able to use her imagination alone to direct the world in front of her? Or a musician to get the music out of his head? There are incredible possibilities with this as a way for creative people to share at light speed. And the truth is, the remaining bottleneck in being able to do this is just upping the resolution of brain scan systems.
Dovolte mi, abych vám ukázala, proč si myslím, že se k tomuto cíli blížíme - podělím se s vámi o nedávné pokusy dvou vrcholových týmů v oblasti neurologie. Oba používají technologii fMRI -- technologie zobrazování pomocí funkční magnetické rezonance-- pro zobrazení mozku a zde vidíte sadu snímků mozku pořízenou Giorgio Ganisem a jeho kolegy na Harvardu. Levý sloupec ukazuje snímky mozku člověka, co pozoruje obrázek. v prostředním sloupci jsou snímky mozku toho stejného člověka, který si ten samý obrázek zpětně představuje A pravý sloupec vznikl srovnáním prostředního a levého sloupce a ukazuje, že rozdíl je téměř nulový. Pokus byl proveden na spoustě lidí s množstvím obrázků a vždy s podobným výsledkem. Rozdíl mezi pozorováním obrázku a představou, že ho pozorujeme, není skoro žádný.
So let me show you why I think we're pretty close to getting there by sharing with you two recent experiments from two top neuroscience groups. Both used fMRI technology -- functional magnetic resonance imaging technology -- to image the brain, and here is a brain scan set from Giorgio Ganis and his colleagues at Harvard. And the left-hand column shows a brain scan of a person looking at an image. The middle column shows the brainscan of that same individual imagining, seeing that same image. And the right column was created by subtracting the middle column from the left column, showing the difference to be nearly zero. This was repeated on lots of different individuals with lots of different images, always with a similar result. The difference between seeing an image and imagining seeing that same image is next to nothing.
Dále mi dovolte podělit se o další experiment, tentokrát z laboratoře Jacka Gallanta v Cal Berkeley. Tam byli schopni přeložit mozkové vlny do rozpoznatelných obrázků. Trochu to přiblížím. Při tomto experimentu lidé pozorovali stovky hodin videí na YouTube, zatímco byly jejich mozky snímány, aby se vytvořila velká knihovna reakcí mozku na různé scény. Poté byl přehrán nový film, s novými lidmi a novými zvířaty a vznikla sada nových snímků. Počítač analyzoval tento nový scan mozku pokusné osoby a pokusil se zpětně zkonstruovat, jak vypadalo video, na něž se osoba dívala. na pravé straně vidíte odhad počítače a na levé straně skutečné video. Tohle je prostě bomba. Jsme tak blízko cíli. Jediné co potřebujeme, je zlepšit rozlišení. A nyní si vzpomeňte, že když vidíte obrázek a když si ten samý obrázek představíte, aktivita mozku je stejná.
Next let me share with you one other experiment, this from Jack Gallant's lab at Cal Berkeley. They've been able to decode brainwaves into recognizable visual fields. So let me set this up for you. In this experiment, individuals were shown hundreds of hours of YouTube videos while scans were made of their brains to create a large library of their brain reacting to video sequences. Then a new movie was shown with new images, new people, new animals in it, and a new scan set was recorded. The computer, using brain scan data alone, decoded that new brain scan to show what it thought the individual was actually seeing. On the right-hand side, you see the computer's guess, and on the left-hand side, the presented clip. This is the jaw-dropper. We are so close to being able to do this. We just need to up the resolution. And now remember that when you see an image versus when you imagine that same image, it creates the same brain scan.
Tyto snímky vznikly na systémech s nejvyšším možným rozlišením jaké je dnes dostupné, a toto rozlišení se v posledních pár letech zlepšilo přibližně tisíckrát. Je ale potřeba dosáhnout dalšího tisícinásobného zlepšení rozlišení pro získání kvalitnějších výsledků. Jak to dokážeme? Existuje spousta možných přístupů. Jedním z nich je navrtat lebku a vložit dovnitř elektrody. K tomu se nepřikláním. Existuje spousta nově navrhovaných zobrazovacích technik, dokonce pár mých vlastních, ale vzhledem k nedávným úspěchům s MRI se nejprve musíme zeptat: je to konečná téhle technologie? Všeobecně se má za to, že abychom dosáhli vyššího rozlišení, je potřeba větších magnetů, ale v tomto případě větší magnety nabízeji pouze dílčí zlepšení rozlišení, ne to tisícinásobné, které potřebujeme. Zde mám jeden návrh: namísto větších magnetů vyrobme lepší magnety. V oblasti nanotechnologií došlo k pár technologickým průlomům týkajících se magnetických struktur, díky nimž bylo možno vytvořit zcela nový typ magnetů pomocí kterých jsme již schopni vystavit mozek magnetickému poli s velmi jemnými detaily. Ty pak umožňují vytvořit interferenční obrazce podobné hologramu a získat tak přesnou kontrolu nad spoustou vzorů, jak vidíte zde, pomocí posouvání. Lehkou změnou experimentálního uspořádání jsme schopni vytvořit mnohem komplikovanější struktury, trochu jako při tvorbě spirografu.
So this was done with the highest-resolution brain scan systems available today, and their resolution has increased really about a thousandfold in the last several years. Next we need to increase the resolution another thousandfold to get a deeper glimpse. How do we do that? There's a lot of techniques in this approach. One way is to crack open your skull and put in electrodes. I'm not for that. There's a lot of new imaging techniques being proposed, some even by me, but given the recent success of MRI, first we need to ask the question, is it the end of the road with this technology? Conventional wisdom says the only way to get higher resolution is with bigger magnets, but at this point bigger magnets only offer incremental resolution improvements, not the thousandfold we need. I'm putting forward an idea: instead of bigger magnets, let's make better magnets. There's some new technology breakthroughs in nanoscience when applied to magnetic structures that have created a whole new class of magnets, and with these magnets, we can lay down very fine detailed magnetic field patterns throughout the brain, and using those, we can actually create holographic-like interference structures to get precision control over many patterns, as is shown here by shifting things. We can create much more complicated structures with slightly different arrangements, kind of like making Spirograph.
A proč je to podstatné? V uplynulých letech bylo v oblasti vývoje MRI věnováno mnoho úsilí vytváření opravdu velkých, opravdu obrovských magnetů, že? A přitom většina nedávných zdokonalení rozlišení byla založena na nesmírně sofistikovaných metodách kódování a dekódování ve vysílačích a přijímačích rádiového FM signálu, které jsou součástí MRI přístrojů. Zkusme též kromě toho FM kódování navíc místo homogenního magnetického pole použít magnetické pole strukturované, s jemnými vzory. Zkombinujme magnetické vzorce se vzorci v F.M. radiových frekvencích. To může masivně zvýšit množství informace, kterou můžeme získat z jediného snímaní. A konečně, k tomu všemu ještě můžeme přidat naše průběžně se rozrůstající znalosti o paměti a struktuře mozku, čímž bychom mohli získat to tisícinásobné zlepšení rozlišení, které potřebujeme. A další věc je, že bychom pomocí fMRI měli být schopni měřit nejen tok okysličené krve, ale i hormony a neurotransmitery, o kterých jsem mluvila a možná dokonce přímo nervovou aktivitu, což je jakýsi svatý grál.
So why does that matter? A lot of effort in MRI over the years has gone into making really big, really huge magnets, right? But yet most of the recent advances in resolution have actually come from ingeniously clever encoding and decoding solutions in the F.M. radio frequency transmitters and receivers in the MRI systems. Let's also, instead of a uniform magnetic field, put down structured magnetic patterns in addition to the F.M. radio frequencies. So by combining the magnetics patterns with the patterns in the F.M. radio frequencies processing which can massively increase the information that we can extract in a single scan. And on top of that, we can then layer our ever-growing knowledge of brain structure and memory to create a thousandfold increase that we need. And using fMRI, we should be able to measure not just oxygenated blood flow, but the hormones and neurotransmitters I've talked about and maybe even the direct neural activity, which is the dream.
Budeme moci vysypat své myšlenky přímo do digitální podoby. Dokážete si představit, jaké by to bylo, přeskočit jazyk coby prostředek komunikace a komunikovat s někým přímo, jen pomocí myšlenek? Čeho všeho bychom potom byli schopni? A jak bychom se naučili se vypořádat s nefiltrovaným lidským uvažování? A vám připadá, že Internet byl velká revoluce! Toto jsou velké otázky. Bylo by to neodolatelným nástrojem ke zdokonalení našich mentálních a komunikačních dovedností. Tato stejná technologie se také může osvědčit v boji s Alzheimerem a podobnými chorobami.
We're going to be able to dump our ideas directly to digital media. Could you imagine if we could leapfrog language and communicate directly with human thought? What would we be capable of then? And how will we learn to deal with the truths of unfiltered human thought? You think the Internet was big. These are huge questions. It might be irresistible as a tool to amplify our thinking and communication skills. And indeed, this very same tool may prove to lead to the cure for Alzheimer's and similar diseases.
Sotva máme jinou možnost než tuto vizi realizovat Řekněte rok -- stane se to za pět let? Nebo za patnáct? Je těžké si představit, že to potrvá déle. Musíme společně zjistit, jak tento krok provést.
We have little option but to open this door. Regardless, pick a year -- will it happen in five years or 15 years? It's hard to imagine it taking much longer. We need to learn how to take this step together.
Děkuji Vám.
Thank you.
(potlesk)
(Applause)