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.
עברתי ניתוח מוח לפני 18 שנה, ומאז אותו זמן, מדע המוח הפך להיות תשוקה האישית שלי. אני למעשה מהנדסת. וקודם הרשו לי לומר, הצטרפתי לאחרונה לקבוצת "גוגל לירח", שבה היתה לי מחלקה שלמה, מחלקת התצוגה בגוגל X, ועבודת מדע המוח שאני מדברת עליה היום היא העבודה שעשיתי לפני שהצטרפתי לגוגל ובצד מחוץ לגוגל.
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?
כשזה נאמר, ישנה סטיגמה כשיש לך ניתוח מוח. האם אתה עדיין חכם או לא? ואם לא, האם ביכולתך לשוב ולהיות חכם?
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.
לאחר ניתוח המוח שעברתי, חלק מהמוח שלי היה חסר, והייתי צריכה להתמודד עם זה. זה לא היה החומר האפור, אבל זה היה החלק הדביק בדיוק במרכז שמייצר הורמוני מפתח ונוירוטרנסמיטרים. מיד לאחר הניתוח שלי, היה עליי להחליט מה תהיינה הכמויות של כל אחד מעל תריסר כימיקלים חזקים מאוד ליטול כל יום, כי אם פשוט לא הייתי נוטלת כלום, הייתי מתה בתוך כמה שעות. כל יום כעת, במשך 18 שנים -- בכל יום ויום -- הייתי צריכה לנסות להחליט על שילובים ותערובות של כימיקלים, ולנסות להשיג אותם, כדי להישאר בחיים. היו כמה פספוסים.
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.
אבל למרבה המזל, אני נסיינית בנשמה, אז החלטתי שאני אתנסה כדי לנסות למצוא מינונים יותר אופטימליים כי באמת אין מפת דרכים ברורה בנושא זה שהיא מפורטת. התחלתי לנסות תערובות שונות, ונדהמתי מאיך שינויים זעירים במינונים שינו באופן דרמטי את תחושת העצמי שלי, את התחושה של מי הייתי, החשיבה שלי, ההתנהגות שלי כלפי אנשים. אחד המקרים הדרמטיים במיוחד: כבר מזה כמה חודשים ניסיתי למעשה מינונים וכימיקלים אופייניים לגבר בשנות העשרים לחייו. ונטרפתי מאיך שהמחשבות שלי השתנו. (צחוק) כעסתי כל הזמן. חשבתי על סקס כל הזמן, וחשבתי שאני האדם הכי חכם בעולם כולו, ו... -(צחוק) — כמובן במהלך השנים פגשתי בחורים שכאלה, או אולי סוג של גרסאות מעודנות יותר של זה. הייתי די קיצונית. אבל בשבילי, ההפתעה היתה, לא ניסיתי להיות יהירה. באמת ניסיתי, עם קצת חוסר ביטחון ממש לפתור בעיה שעמדה בפני, וזה לא פשוט יצא ככה.
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.
אז לא יכולתי להתמודד עם זה. שיניתי את המינונים שלי. אבל ניסיון זה, אני חושבת, נתן לי הערכה מחודשת לגברים ומה שהם אולי עוברים, והסתדרתי עם גברים הרבה יותר טוב מאז.
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.
מה שניסיתי לעשות עם כוונון הורמונים אלה והמוליכים העצביים וכדומה היה לנסות להחזיר לעצמי את האינטליגנציה שלי לאחר המחלה והניתוח. החשיבה היצירתית שלי, זרם הרעיונות. ואני חושבת בעיקר בדימויים, אז בשבילי זה הפך מדד המפתח של -- איך להגיע לדימויים מנטליים אלה שאני משתמשת בהם כדרך מהירה לבניית אב-טיפוס, אם תרצו, הרעיונות שלי, מתנסה ברעיונות שונים חדשים עבור גודל, משחקת תרחישים. סוג זה של חשיבה אינו חדש. פילוסופים כמו יום ודקארט והובס ראו את הדברים באופן דומה. הם חשבו שהדימויים המנטאליים והרעיונות היו למעשה אותו הדבר. ישנם היום כאלה שחולקים על כך, והרבה דיונים על איך המוח עובד . אבל בשבילי זה פשוט: דימויים מנטליים, עבור רובנו, הם גורם מרכזי בחשיבה ההמצאתית והיצירתית.
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.
אז לאחר מספר שנים, כיווננתי עצמי ויש לי ממש הרבה דימויים מנטאליים חיים עם הרבה תחכום ועמוד השדרה האנליטי מאחוריהם. אז עכשיו אני עובדת על איך אני יכולה להעלות במוחי את הדימויים המנטליים האלה למסך המחשב שלי, מהר יותר? האם ביכולתכם לדמיין, אם תרצו, במאית סרטים שתוכל להשתמש בדמיון שלה לבדו כדי לביים את העולם שלפניה? או מוזיקאי להוציא את המוזיקה. שלו מהראש? ישנן מספר אפשרויות מדהימות עם זה כדרך עבור אנשים יצירתיים לשתף במהירות האור. והאמת היא, שצוואר הבקבוק שנותר בפני האפשרות לעשות את זה הוא פשוט להעלות את הרזולוציה של מערכות סריקת המוח.
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.
אז הרשו לי להראות לכם למה אני חושבת שאנחנו די קרובים להגיע לשם בכך שאשתף איתכם שני ניסויים שנעשו לאחרונה על ידי שתי קבוצות מובילות במדעי המוח. שניהם השתמשו בטכנולוגיית ה-fMRI. טכנולוגית דימות תהודה מגנטית תפקודי לדימוי המוח, והנה סריקת מוח מג'ורג'ו גניס ועמיתיו באוניברסיטת הרווארד. והטור השמאלי מראה סריקת מוח של אדם שמסתכל על דימוי. העמודה האמצעית מראה סריקת מוח של אותו אדם מדמיין שראה את אותו דימוי. והעמודה הימנית נוצרה על-ידי חיסור העמודה האמצעית מהעמודה השמאלית, מראה שההבדל קרוב לאפס. זה חזר אצל הרבה אנשים שונים עם הרבה דימויים שונים. תמיד עם תוצאה דומה. ההבדל בין לראות דימוי ולדמיין ראיית אותו דימוי הוא כמעט כלום.
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.
עכשיו, הרשו לי לשתף אתכם באחד מהניסויים האחרים, זה מהמעבדה של ג'ק גאלאנט בברקלי, קליפורניה. הם הצליחו לפענח את גלי המוח לכדי זיהוי שדות חזותיים. אז הרשו לי לארגן זאת בשבילכם. בניסוי זה, הוצגו בפני יחידים מאות שעות של קטעי וידאו מיו-טיוב תוך כדי שסרקו את מוחותיהם כדי ליצור ספריה גדולה של מוחותיהם שמגיבים לרצפי וידאו. לאחר מכן הוצג סרט חדש עם תמונות חדשות, אנשים חדשים, חיות חדשות בתוכו וסריקה חדשה הוקלטה. המחשב, באמצעות נתוני סריקת מוח בלבד. פיענח את סריקת המוח החדשה כדי להראות מה הוא חשב שהאדם למעשה ראה. בצד ימין, אתם רואים את הניחוש של המחשב, בצד שמאל, את הקליפ שהוצג. זה מדהים. . אנחנו כל כך קרובים לאפשרות לעשות את זה. אנחנו רק צריכים להגביר את הרזולוציה. וכעת זיכרו שכשאתם רואים דימוי לעומת זה שאתם מדמיינים אותו, זה יוצר סריקת מוח זהה.
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.
אז זה נעשה עם מערכות סריקת המוח בעלות הרזולוציה הגבוהה ביותר שזמינים כיום. הרזולוציה שלהן ממש גדלה באלפי מונים במספר השנים האחרונות. להבא אנחנו צריכים להגדיל את הרזולוציה בעוד אלפי מונים כדי לזכות בהצצה עמוקה יותר. איך נעשה את זה? יש המון טכניקות בגישה זו. דרך אחת היא לפצח את הגולגולת שלכם, ולהכניס לתוכה אלקטרודות. אני לא בעד זה. יש הרבה טכניקות הדמיה חדשות שהוצעו, בחלקם אפילו על ידי, אבל לאור ההצלחה האחרונה של ה- MRI, עלינו לשאול קודם כל את השאלה, האם זה סוף הדרך עם הטכנולוגיה הזו? ההיגיון הבריא אומר שהדרך היחידה להשיג רזולוציה גבוהה יותר היא בעזרת מגנטים גדולים יותר, אבל בנקודה זו מגנטים גדולים רק מציעים שיפורים מצטברים ברזולוציה, לא אלפי המונים שאנו צריכים. אני זורקת רעיון: במקום מגנטים יותר גדולים, בואו וניצור מגנטים טובים יותר . יש כמה פריצות דרך טכנולוגיות חדשות בננוטכנולוגיה שכאשר מיושמים למבנים מגנטיים הם יצרו סוג חדש לגמרי של מגנטים, ועם מגנטים אלה אנחנו יכולים ליצר תבניות שדה מגנטי מפורטות יפות מאד בכל חלקי המוח. ותוך שימוש בהן אנו יכולים למעשה ליצור מבני התערבות דמויי- הולוגרפים, כדי לקבל דיוק בשליטה על דפוסים רבים. כפי שמוצג כאן על ידי העברת דברים. אנחנו יכולים ליצור מבנים הרבה יותר מורכבים עם סידורים שונים במקצת. בערך כמו שעושים ספירוגרף.
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.
אז למה זה משנה? הרבה מאמץ הושקע ב- MRI לאורך השנים ביצירת מגנטים גדולים, ענקיים ממש, נכון? אבל עדיין רוב השיפורים האחרונים ברזולוציה הגיעו למעשה מפתרונות חכמים של קידוד ופיענוח במשדרי ומקלטי רדיו בתדר F.M במערכות ה-MRI. ובואו גם, במקום שדה מגנטי אחיד, נשים דפוסים מגנטיים מובנים בנוסף לתדרי ה- F.M כך שעל ידי שילוב של דפוסים מגנטיים עם הדפוסים ב תדרי ה- .F.M של הרדיו לעבד את מה שיכול להגביר מסיבית את המידע שאנחנו יכולים לחלץ בסריקה בודדת. בנוסף לכך, אנו יכולים אז לערוך את הידע ההולך וגובר שלנו על מבנה המוח והזיכרון כדי ליצור את ההעלאה באלפי מונים שאנחנו צריכים לה. ובאמצעות fMRI, נוכל למדוד לא רק את זרימת הדם המחומצן, אלא את ההורמונים ואת הנוירוטרנסמיטורים שדיברתי עליהם ואולי אפילו את הפעילות העצבית הישירה, שזה החלום.
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.
אנחנו הולכים להיות מסוגלים לזרוק את הרעיונות שלנו ישירות למדיה דיגיטלית. התוכלו לדמיין לו היינו יכולים לדלג על שפה לתקשר ישירות עם המחשבה האנושית? למה נהיה מסוגלים אז? ואיך נלמד להתמודד עם האמיתות הבלתי מסוננות של המחשבה האנושית? אתם חושבים שהאינטרנט היה משהו גדול. אלו הן שאלות ענקיות. זה עשוי להיות מפתה ככלי להגברת כישורי החשיבה והתקשורת שלנו. ואכן, כלי ספציפי זה. עשוי להוביל למציאת דרכי ריפוי עבור אלצהיימר ומחלות דומות.
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.
אין לנו ברירה אלא לפתוח את הדלת. ללא קשר, בחרו שנה... זה יקרה בעוד 5 או 15 שנים? קשה לדמיין שזה יקח הרבה יותר זמן. אנו צריכים ללמוד כיצד לעשות את הצעד הזה ביחד.
Thank you.
תודה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)