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.
Il y a 18 ans, j'ai eu une opération neurochirurgicale et depuis ce temps, la neurologie est devenue une de mes passions personnelles. En fait, je suis ingénieur. Tout d'abord, permettez-moi de dire que j'ai récemment rejoint l’équipe du projet Moonshot, où je dirige un département, le département de l'affichage du Google X Lab, et les études de neurologie dont je vais parler aujourd'hui, sont des travaux que j'ai accompli avant de rejoindre Google et en annexe, en dehors de mon travail à Google.
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?
Cela dit, il y a un stigmate quand vous avez eu une opération neurochirurgicale. Est-ce que vous êtes toujours intelligent ou non ? Et si non, est-ce que vous pouvez le redevenir par vous même ?
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.
Après mon opération neurochirurgicale, une partie de mon cerveau avait disparu, et j'ai dû faire face à cela. Ce n'était pas la matière grise, mais c'était la matière inerte et gluante du milieu qui fabrique les neurotransmetteurs et des hormones primordiales. Immédiatement après mon opération, je devais décider des quantités de chacun de plus d'une douzaine de puissants produits chimiques à prendre chaque jour, parce que si je n'avais rien pris, je serais morte en quelques heures. Tous les jours, maintenant depuis 18 ans, je dois essayer de déterminer les combinaisons et les mélanges de produits chimiques, et essayer de les prendre, pour rester en vie.
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.
Il y a eu plusieurs cas où c'était vraiment juste. Mais heureusement, je tiens à cœur les expériences, alors j'ai décidé que je ferais des expériences pour tenter de trouver plus de doses optimales, parce qu'il n'y a pas vraiment de feuille de route claire et détaillée sur ça. J'ai commencé à essayer différents mélanges, et j'ai été époustouflée par la façon dont des changements minuscules de doses changeaient radicalement ma conscience, le sentiment de qui j'étais, de ma pensée et mon comportement envers les gens. Un cas particulièrement dramatique : pendant quelques mois, j'ai effectivement essayé des dosages et des produits chimiques typiques d'un homme ayant la vingtaine, et j'ai été sidérée par l'évolution de mes pensées. (Rires) J'étais en colère tout le temps, je pensais tout le temps au sexe, et je pensais que j'étais la personne la plus intelligente dans le monde entier, et ... — (Rires) — Bien sûr au fil des années, j'ai rencontré des gars du genre, ou peut-être une sorte de version édulcorée de cela. J'étais assez extrême. Mais pour moi, la surprise c'était ... je ne cherchais pas à être arrogante. J'essayais bel et bien, avec un peu d'insécurité, de résoudre un problème auquel je faisais face, et ce n'était pas vraiment ce que ça rendait.
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.
Donc je ne pouvais plus le supporter. J'ai changé mes doses. Mais cette expérience, je pense, m'a donné une autre vision des hommes et de ce qu'ils peuvent traverser, et depuis je m'entends beaucoup mieux avec les hommes. Ce que j'essayais de faire,
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.
avec l'ajustement de ces hormones et de ces neurotransmetteurs et tout ça, était d'essayer de récupérer mon intelligence après ma maladie et l'opération, ma créativité, mon flux de pensées. Je raisonne principalement en images, et donc, pour moi, c'est devenu une métrique clé. Comment obtenir ces images mentales que j'utilise en guise de prototypage rapide, ou si vous voulez, mes idées, comme essayer des nouvelles idées de tailles différentes; envisager des scénarios. Ce genre de raisonnement n'est pas nouveau. Des philosophes tels que Hum, Descartes et Hobbes voyaient les choses de la même façon. Ils pensaient que les images mentales et les idées étaient en fait la même chose. Il y a aujourd'hui des gens qui contestent ce fait et beaucoup de débats sur le fonctionnement de l'esprit, mais pour moi c'est simple : les images mentales, pour la plupart d'entre nous, sont au cœur de la pensée inventive et créative.
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.
Donc, après plusieurs années, je me suis ajustée et j'ai beaucoup d'images mentales vraiment géniales et saisissantes avec beaucoup de raffinement et une structure analytique en arrière plan. Et donc maintenant je travaille sur cette question : comment puis-je obtenir ces images mentales de ma tête sur mon écran d'ordinateur plus rapidement ? Vous pouvez imaginer, si vous voulez, un directeur de film ayant la possibilité d'utiliser son imagination seule pour diriger le monde en face de nous ? Ou un musicien pour extraire la musique de sa tête. Il y a des possibilités incroyables, comme un moyen pour les personnes créatives de partager leurs pensées à la vitesse de la lumière. Et la vérité est que ce qui coince encore pour être en mesure de le faire est simplement d'augmenter la résolution des systèmes du scanner cérébral. Alors laissez-moi vous montrer
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.
pourquoi je pense que nous sommes assez proches du but en partageant avec vous deux expériences récentes de deux groupes précurseurs dans la neuroscience. Les deux utilisaient l'IRMf -- technologie d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle -- pour créer des images du cerveau. Et voici un scanner du cerveau de Giorgio Ganis et de ses collègues à l'Université d'Harvard. La colonne de gauche montre un scanner cérébral d'une personne qui regarde une image. La colonne du milieu montre le scanner cérébral de cette même personne qui imagine regarder cette même image. Et la colonne de droite a été créée en soustrayant la colonne du milieu de la colonne de gauche, indiquant que la différence est quasi nulle. Cela a été répété sur beaucoup de personnes différentes avec beaucoup d'images différentes, toujours avec un résultat similaire. La différence entre voir une image et imaginer voir cette même image est presque inexistante.
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.
Maintenant, permettez-moi de partager avec vous une autre expérience : celle du laboratoire de Jack Gallant à l'université de Californie, Berkeley. Ils ont réussi à décoder des ondes cérébrales en champs visuels reconnaissables. Permettez-moi de vous expliquer cela. Dans cette expérience, on montrait aux individus des centaines d'heures de vidéos YouTube pendant qu'on scannait leur cerveau pour créer un important répertoire de leur cerveau réagissant à ces séquences vidéo. Puis on leur montrait un nouveau film avec de nouvelles images, avec de nouvelles personnes, de nouveaux animaux et on enregistrait un nouveau répertoire de scanners. L'ordinateur, en utilisant seulement les données des scanners cérébraux, a décodé ce nouveau scanner cérébral et fournit une prédiction de ce que l'individu était effectivement en train de voir. Sur la droite, vous voyez la prédiction de l'ordinateur, et sur le côté gauche, le clip présenté. C'est ce qu'il y a de stupéfiant ! Nous sommes presque en mesure de le faire. Nous avons juste besoin d'augmenter la résolution. Et maintenant, souvenez-vous que lorsque vous voyez une image par rapport à quand vous imaginez cette même image, cela crée le même scanner cérébral.
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.
Bon, cela a été fait avec les scanners possédant la plus haute résolution disponible aujourd'hui, et leur résolution a augmenté en fait d'environ mille fois ces dernières années. Maintenant, nous devons augmenter la résolution de mille fois encore pour obtenir un aperçu plus profond. Comment procédons-nous ? Il y a beaucoup de techniques dans cette approche. Une façon est de vous ouvrir le crâne et d'y mettre des électrodes. Je ne suis pas pour. Il y a beaucoup de nouvelles techniques d'imagerie proposées, certaines même par moi, mais étant donné le succès récent de l'IRM, tout d'abord, nous devons nous poser la question, est-ce que cette technologie est arrivée en fin de course ? L'idée reçue est que on obtient une résolution plus élevée avec des aimants plus gros, mais à ce point, de plus gros aimants n'offrent que des améliorations incrémentielles de la résolution, pas les multiples de mille dont nous avons besoin. Je mets en avant une idée : au lieu de plus gros aimants, faisons de meilleurs aimants. Il y a quelques nouvelles percées de la technologie en nanoscience qui lorsqu'elles sont appliquées aux structures magnétiques, ont créé une toute nouvelle classe d'aimants, et avec ces aimants, nous pouvons établir des échantillons de champs magnétiques vraiment très détaillés dans tout le cerveau, et par leur biais, nous pouvons bel et bien créer des structures d'interférence de type holographique pour obtenir un contrôle de la précision sur beaucoup des échantillons, comme on le voit ici en déplaçant les choses. Nous pouvons créer des structures beaucoup plus compliquées avec des dispositions légèrement différentes, un peu comme pour faire un spirographe.
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.
Alors pourquoi est-ce que c'est important ? Beaucoup d'efforts avec les IRM au cours des années ont apporté de très gros et vraiment énormes aimants, pas vrai ? Et pourtant, la plupart des progrès récents dans la résolution viennent en fait de solutions de codages et de décodages brillamment astucieuses des récepteurs et émetteurs de fréquences radio F.M. dans les systèmes d'IRM. Au lieu d'un champ magnétique uniforme, on met aussi en place des modèles magnétiques structurés en plus des fréquences de radio F.M., de sorte a combiner les modèles magnétiques avec les modèles de traitement des fréquences de radio F.M. qui permettent d'augmenter de manière considérable les informations que nous pouvons extraire avec un seul scanner. Et en plus de cela, nous pouvons ensuite superposer nos connaissances sans cesse croissantes de la structure cérébrale et de la mémoire pour créer l'augmentation multipliée par mille dont nous avons besoin. Et à l'aide de l'IRMf, nous devrions être capables de mesurer non seulement les flux sanguins oxygénés, mais aussi les hormones et les neurotransmetteurs dont j'ai parlé et ainsi peut-être même l'activité neuronale directe, ce qui est le rêve.
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.
Nous allons être en mesure de déverser nos idées directement vers les médias numériques. Pouvez-vous imaginer si nous pouvions dépasser la langue et communiquer directement avec la pensée humaine ? Que serions-nous capables de faire alors ? Et comment allons-nous apprendre à gérer les vérités de la pensée humaine non filtrée ? Vous pensiez que l'Internet était grand. Ces questions sont des questions énormes. Cela pourrait être irrésistible comme outil pour amplifier les compétences de notre pensée et de la communication. Et en effet, ce même outil peut s'avérer être la solution vers la guérison de la maladie d'Alzheimer et de maladies similaires.
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.
Nous n'avons pas vraiment le choix de ne pas ouvrir cette porte. Indépendamment de cela, choisissez une année -- est-ce que ça arrivera dans 5 ou 15 ans ? Difficile de croire que cela prendra plus de temps que cela. Nous devons apprendre à franchir ce pas ensemble.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)