Πριν από 18 χρόνια υποβλήθηκα σε επέμβαση εγκεφάλου και από τότε, η επιστήμη του εγκεφάλου έγινε ένα προσωπικό μου πάθος. Στην πραγματικότητα είμαι μηχανικός. Πρώτα επιστρέψτε μου να πω ότι πρόσφατα εντάχθηκα στην ομάδα Moonshot της Google, όπου ανέλαβα ένα τμήμα, το τμήμα οπτικής παρουσίασης στο Google X, και σήμερα θα μιλήσω για δουλειά στην επιστήμη του εγκεφάλου που έκανα πριν μπω στην Google και συμπληρωματικά ενώ δούλευα στην Google.
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.
Έχοντας πει αυτά, υπάρχει ένα στίγμα που σε ακολουθεί μετά από επέμβαση εγκεφάλου. Εξακολουθείς να είσαι έξυπνος ή όχι; Και αν όχι, πώς μπορείς να κάνεις τον εαυτό σου έξυπνο ξανά;
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?
Μετά τη νευροχειρουργική μου επέμβαση, μέρος του εγκεφάλου μου έλειπε, και έπρεπε να το αντιμετωπίσω αυτό. Δεν ήταν η φαιά ουσία, ήταν όμως το νεκρό σημείο του κολλώδους μέρους που δημιουργεί τις βασικές ορμόνες και νευροδιαβιβαστές. Αμέσως μετά την επέμβασή μου, έπρεπε να αποφασίσω τι ποσότητα από πάνω από δώδεκα ισχυρά χημικά έπρεπε να παίρνω κάθε μέρα, επειδή αν απλώς δεν έπαιρνα τίποτα, θα πέθαινα μέσα σε ώρες. Κάθε μέρα εδώ και 18 χρόνια -- κάθε συναπτή μέρα -- έπρεπε να αποφασίζω τους συνδυασμούς και τις μείξεις των χημικών, και να προσπαθώ να τα πάρω για να μείνω ζωντανή. Πολλές φορές τη γλίτωσα παρά τρίχα.
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.
Αλλά ευτυχώς, κατά βάθος είμαι πειραματίστρια, οπότε αποφάσισα να πειραματιστώ για να προσπαθήσω να βρω πιο ιδανικές δοσολογίες επειδή δεν υπάρχουν σαφείς και αναλυτικές οδηγίες πάνω σε αυτό Άρχισα να δοκιμάζω διάφορα μείγματα, και έμεινα άφωνη από το πώς ελάχιστες αλλαγές στις δοσολογίες άλλαζαν δραματικά την αίσθηση του εαυτού μου, την αίσθηση του ποια ήμουν, τη σκέψη μου, τη συμπεριφορά μου απέναντι στους ανθρώπους. Μια ιδιαίτερα δραματική περίπτωση: για μερικούς μήνες, δοκίμασα δοσολογίες και χημικά τυπικά για έναν άνδρα ηλικίας 20 και κάτι, και έμεινα άφωνη από το πώς άλλαξαν οι σκέψεις μου. (Γέλια) Ήμουν θυμωμένη συνέχεια, σκεφτόμουν μόνιμα το σεξ, και πίστευα ότι ήμουν ο πιο έξυπνος άνθρωπος σε ολόκληρο τον κόσμο, και —(Γέλια)— φυσικά με τα χρόνια, γνώρισα τύπους σαν κι αυτόν, ή ίσως κάπως μετριασμένες εκδοχές αυτού. Εγώ ήμουν κάπως ακραία. Αλλά για μένα, η έκπληξη ήταν ότι δεν προσπαθούσα να είμαι αλαζονική. Στην πραγματικότητα προσπαθούσα, με λίγη αβεβαιότητα, να διορθώσω το πρόβλημα που είχα μπροστά μου, και απλώς δεν το κατάφερα.
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,
Δεν μπορούσα λοιπόν να το διαχειριστώ. Άλλαξα τις δοσολογίες μου. Αλλά αυτή η εμπειρία, πιστεύω, μου έδωσε μια νέα εκτίμηση για τους άντρες και τι μπορεί να αντιμετωπίζουν και άρχισα να τα πηγαίνω πολύ καλύτερα με τους άντρες από τότε.
and it just didn't come out that way. 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
Αυτό που προσπαθούσα να κάνω με τον συντονισμό αυτών των ορμονών και νευροδιαβιβαστών κ.λπ. ήταν να προσπαθήσω να ανακτήσω τη νοημοσύνη μου μετά την ασθένεια και την επέμβασή μου, τη δημιουργική μου σκέψη, τη ροή των ιδεών μου. Και σκέφτομαι κυρίως με εικόνες, οπότε αυτό για μένα έγινε ένα βασικό στοιχείο μέτρησης -- πώς να πάρω αυτές τις νοητικές εικόνες που χρησιμοποιώ ως τρόπο γρήγορης προτυποποίησης, αν θέλετε, τις ιδέες μου, δοκιμάζοντας διάφορες νέες ιδέες για το μέγεθος, εξελίσσοντας σενάρια. Αυτό το είδος σκέψης δεν είναι κάτι νέο. Φιλόσοφοι όπως ο Χιούμ, ο Καρτέσιος και ο Χομπς έβλεπαν παρόμοια τα πράγματα. Πίστευαν ότι οι νοητικές εικόνες και οι ιδέες ήταν στην πραγματικότητα το ίδιο πράγμα. Υπάρχουν κάποιοι σήμερα που το αμφισβητούν αυτό, και γίνονται πολλές συζητήσεις για το πώς λειτουργεί το μυαλό, αλλά για μένα είναι απλό: Οι νοητικές εικόνες, για τους περισσότερους από εμάς είναι κεντρικές στην εφευρετική και δημιουργική σκέψη.
a lot better since then. 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,
Έτσι, έπειτα από αρκετά χρόνια, συντόνισα τον εαυτό μου και έχω πολλές φανταστικές, πραγματικά ζωηρές νοητικές εικόνες με μεγάλη εκλέπτυνση και την αναλυτική στήριξη πίσω από αυτές. Όποτε τώρα εργάζομαι πάνω στο πώς θα πάρω αυτές τις νοητικές εικόνες από το μυαλό μου και θα τις βάλω πιο γρήγορα στην οθόνη του υπολογιστή. Μπορείτε αν θέλετε να φανταστείτε μια σκηνοθέτη να μπορεί να χρησιμοποιεί τη φαντασία της και μόνο ώστε να κατευθύνει τον κόσμο μπροστά της; Ή έναν μουσικό που να βγάζει τη μουσική έξω από το κεφάλι του; Υπάρχουν απίστευτες δυνατότητες με αυτό ως τρόπος ώστε οι δημιουργικοί άνθρωποι να μοιράζονται με την ταχύτητα του φωτός. Και το εμπόδιο που παραμένει για να το κάνουμε αυτό είναι απλώς η αναβάθμιση της ανάλυσης των συστημάτων τομογραφίας εγκεφάλου.
are central in inventive and creative thinking. 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
Ας σας δείξω γιατί πιστεύω ότι είμαστε αρκετά κοντά σε αυτό
is just upping the resolution of brain scan systems.
λέγοντας σας για δύο πρόσφατα πειράματα από δύο κορυφαίες ομάδες νευροεπιστημόνων. Και οι δύο χρησιμοποίησαν την τεχνολογία fMRI -- τεχνολογία Λειτουργικής Απεικόνισης Μαγνητικού Συντονισμού -- για την απεικόνιση του εγκεφάλου, και εδώ βλέπετε ένα σύνολο τομογραφιών εγκεφάλου από τον Τζόρτζιο Γκάνις και τους συναδέλφους του στο Χάρβαρντ. Και η αριστερή στήλη δείχνει μια τομογραφία εγκεφάλου ενός ατόμου που κοιτάζει μια εικόνα. Η μεσαία στήλη δείχνει την τομογραφία εγκεφάλου του ίδιου ατόμου που φαντάζεται ότι κοιτάζει την ίδια εικόνα. Και η δεξιά στήλη δημιουργήθηκε αφαιρώντας τη μεσαία στήλη από την αριστερή στήλη, παρουσιάζοντας τη διαφορά σχεδόν στο μηδέν. Αυτό επαναλήφθηκε σε πολλά διαφορετικά άτομα με πολλές διαφορετικές εικόνες, πάντα με το ίδιο αποτέλεσμα. Η διαφορά ανάμεσα στο να βλέπεις μια εικόνα και στο να φαντάζεσαι ότι βλέπεις μια εικόνα είναι σχεδόν μηδαμινή.
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.
Τώρα, επιτρέψτε μου να σας πω για ένα άλλο πείραμα, από το εργαστήριο του Τζακ Γκάλαντ στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια. Μπόρεσαν να αποκωδικοποιήσουν εγκεφαλικά κύματα σε αναγνωρίσιμα οπτικά πεδία. Αφήστε με να σας το εξηγήσω. Σε αυτό το πείραμα, τα άτομα είδαν βίντεο στο YouTube για εκατοντάδες ώρες ενώ γίνονταν τομογραφίες στους εγκεφάλους τους για να δημιουργηθεί μια μεγάλη βιβλιοθήκη εγκεφαλικών αντιδράσεων σε ακολουθίες βίντεο. Μετά προβλήθηκε μια νέα ταινία με νέες εικόνες, νέα πρόσωπα, νέα ζώα σε αυτήν, και καταγράφηκε ένα νέο σύνολο τομογραφιών. Ο υπολογιστής, χρησιμοποιώντας μόνο τα δεδομένα της τομογραφίας εγκεφάλου, αποκωδικοποίησε αυτή τη νέα τομογραφία εγκεφάλου για να δείξει τι πίστευε ότι το άτομο έβλεπε στην πραγματικότητα. Στη δεξιά πλευρά, βλέπετε την εικασία του υπολογιστή και στην αριστερή πλευρά, το βίντεο που παρουσιάστηκε. Εδώ έρχεται η έκπληξη. Είμαστε πολύ κοντά στο να μπορέσουμε να το κάνουμε αυτό. Πρέπει μόνο να αυξήσουμε την ανάλυση. Και τώρα θυμηθείτε ότι όταν βλέπετε μια εικόνα σε σύγκριση με όταν φαντάζεστε την ίδια εικόνα, αυτό δημιουργεί την ίδια τομογραφία εγκεφάλου.
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.
Αυτό λοιπόν έγινε με τα υψηλότερης ανάλυσης συστήματα τομογραφίας εγκεφάλου διαθέσιμα σήμερα, και η ανάλυσή τους έχει πράγματι αυξηθεί σχεδόν χιλιαπλάσια τα τελευταία χρόνια. Στη συνέχεια, πρέπει να αυξήσουμε την ανάλυση κατά ακόμη χίλιες φορές για να κοιτάξουμε πιο βαθιά. Πώς το κάνουμε αυτό; Υπάρχουν πολλές τεχνικές σε αυτή την προσέγγιση. Ένας τρόπος είναι να σπάσουμε το κρανίο σας και να βάλουμε ηλεκτρόδια. Δεν είμαι υπέρ αυτού. Υπάρχουν πολλές καινούργιες τεχνικές απεικόνισης που προτείνονται, κάποιες ακόμη και από μένα, αλλά δεδομένης της πρόσφατης επιτυχίας της μαγνητικής τομογραφίας, πρέπει πρώτα να ρωτήσουμε, είναι το τέλος του δρόμου για αυτή την τεχνολογία; Η κοινή λογική λέει ότι ο μόνος τρόπος για να επιτύχουμε υψηλότερη ανάλυση είναι με μεγαλύτερους μαγνήτες, αλλά σε αυτό το σημείο, οι μεγαλύτεροι μαγνήτες προσφέρουν μόνο στοιχειώδη βελτίωση στην ανάλυση, όχι τις χίλιες φορές που χρειαζόμαστε. Προτείνω μια ιδέα: αντί για μεγαλύτερους μαγνήτες, ας φτιάξουμε καλύτερους μαγνήτες. Υπάρχουν κάποιες νέες τεχνολογικές καινοτομίες στη νανοτεχνολογία όταν εφαρμόζεται σε μαγνητικές δομές που έχουν δημιουργήσει ένα ολόκληρο νέο είδος μαγνητών, και με αυτούς τους μαγνήτες, μπορούμε να καταγράψουμε πολύ λεπτομερή μοτίβα μαγνητικού πεδίου σε όλον τον εγκέφαλο, και χρησιμοποιώντας τoυς, μπορούμε όντως να δημιουργήσουμε δομές παρεμβολής σαν ολογράμματα για να αποκτήσουμε ακριβή έλεγχο σε πολλά μοτίβα όπως βλέπετε εδώ, μετακινώντας πράγματα. Μπορούμε να δημιουργήσουμε πολύ πιο περίπλοκες δομές με ελαφρώς διαφορετικές διατάξεις, σαν να κάνουμε σπειρογράφημα.
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.
Γιατί όμως έχει σημασία αυτό; Έχει καταβληθεί πολλή προσπάθεια στη μαγνητική τομογραφία με την πάροδο των χρόνων για να φτιάξουμε πραγματικά μεγάλους, πραγματικά τεράστιους μαγνήτες, έτσι δεν είναι; Και όμως, οι περισσότερες πρόσφατες εξελίξεις στην ανάλυση στην πραγματικότητα ήρθαν από εξαιρετικά έξυπνες λύσεις κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης σε πομπούς και δέκτες ραδιοσυχνοτήτων F.M. στα συστήματα μαγνητικής τομογραφίας. Αντί λοιπόν για ένα ομοιογενές μαγνητικό πεδίο, ας φτιάξουμε δομημένα μαγνητικά μοτίβα εκτός από τις ραδιοσυχνότητες F.M. Συνδυάζοντας λοιπόν τα μαγνητικά μοτίβα με τα μοτίβα ραδιοσυχνοτήτων F.M., μια διαδικασία που μπορεί να αυξήσει εξαιρετικά τις πληροφορίες που μπορούμε να εξάγουμε σε μία και μοναδική τομογραφία. Επιπλέον, μπορούμε στη συνέχεια να προσθέσουμε τις ολοένα και αυξανόμενες γνώσεις μας πάνω στη δομή του εγκεφάλου και τη μνήμη για να δημιουργήσουμε τη χιλιαπλάσια αύξηση που χρειαζόμαστε. Και χρησιμοποιώντας το fMRI, θα πρέπει να μπορούμε να μετρήσουμε όχι μόνο τη ροή του οξυγονωμένου αίματος, αλλά τις ορμόνες και τους νευροδιαβιβαστές για τους οποίους μιλήσαμε και ίσως και την άμεση δραστηριότητα των νευρώνων, που είναι και το όνειρό μας.
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.
Θα είμαστε σε θέση να ρίξουμε τις ιδέες μας κατευθείαν στο ψηφιακό μέσο. Φαντάζεστε να μπορούσαμε να παρακάμψουμε τη γλώσσα και να επικοινωνούμε απευθείας με την ανθρώπινη σκέψη; Για τι θα είμασταν ικανοί τότε; Και πώς θα μαθαίναμε να χειριζόμαστε τις αλήθειες της μη φιλτραρισμένης ανθρώπινης σκέψης; Νομίζετε πως το ίντερνετ ήταν κάτι μεγάλο. Αυτές είναι πολύ σημαντικές ερωτήσεις. Μπορεί να ήταν ακαταμάχητο ως εργαλείο για την ενίσχυση των νοητικών και επικοινωνιακών δεξιοτήτων μας. Και πράγματι, αυτό το ίδιο εργαλείο μπορεί να αποδειχθεί ότι οδηγεί στη θεραπεία του Αλτσχάιμερ και παρόμοιων παθήσεων.
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.
Δεν έχουμε άλλη επιλογή από το να ανοίξουμε αυτή την πόρτα. Δεν έχει σημασία, διαλέξτε ένα έτος -- θα συμβεί σε πέντε χρόνια ή σε δεκαπέντε χρόνια; Είναι δύσκολο να φανταστούμε ότι θα χρειαστεί πολύ περισσότερο. Πρέπει να μάθουμε πώς να κάνουμε αυτό το βήμα μαζί.
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.
Σας ευχαριστώ.
Thank you.
(Χειροκρότημα)
(Applause)