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.
18 évvel ezelőtt agyműtétem volt, és azóta az agykutatás a szenvedélyemmé vált. Valójában mérnök vagyok. Először is hadd említsem meg, hogy nemrégiben csatlakoztam a Google Moonshot nevű csoportjához, ahol kaptam egy saját részleget, a Google X kijelzőfejlesztő részlegét. Az aggyal kapcsolatos kutatással, amelyről ma beszélek, a Google-től függetlenül foglalkoztam, még azelőtt, hogy csatlakoztam hozzájuk.
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?
Akkor folytassuk. Az agyműtétek mindig együtt járnak egyfajta megbélyegzéssel. Vajon okos maradsz-e utána is, vagy nem? És ha nem, vajon újra okossá tudod-e tenni magad valahogy?
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.
Az agyműtétem következtében az agyam egy részét eltávolították, és ezzel meg kellett tanulnom együtt élni. Nem a szürkeállomány volt az, hanem az a nyúlós halott központi rész, amely kulcsfontosságú hormonokat és neurotranszmittereket állít elő. A műtétem után rögtön döntenem kellett arról, hogy mekkora adagokat is akarok szedni többtucatnyi erős vegyszerből nap mint nap, mert ha nem szednék semmit, akkor néhány órán belül meghalnék. 18 éve minden nap, minden egyes nap, meg kell próbálnom eltalálni a különböző gyógyszerek kombinációját és keverékét ahhoz, hogy életben maradjak. Többször előfordult már, hogy csak egy hajszálon múlott a dolog.
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.
De mivel szerencsére a szívem mélyén igazi kísérletező vagyok, eldöntöttem, hogy megpróbálok kikísérletezni egy optimálisabb dózist, ugyanis tényleg nincs semmilyen egyértelmű és részletes útmutatás, amit követhetnék. Elkezdtem különböző keverékeket kipróbálni, és teljesen megdöbbentett, hogy a dózis egészen apró változtatásai mennyire drámaian megváltoztatták azt, ahogyan saját magamról vélekedtem, a személyemről, a gondolkodásomról, az emberekkel szembeni viselkedésemről. Különösen drámai eset volt, amikor néhány hónapig olyan dózisokat és vegyszereket próbáltam ki, amelyek többnyire a 20-as éveik elején járó férfiakra jellemzőek. Teljesen ledöbbentem attól, hogy mennyire megváltoztak a gondolataim. (Nevetés) Folyton dühös voltam, megállás nélkül a szexen járt az eszem, és azt gondoltam, hogy én vagyok a világ legokosabb embere és... (Nevetés) természetesen az évek során találkoztam ilyen férfiakkal, vagy legalábbis hasonlóakkal. Én is elég extrém eset voltam. De számomra az igazi meglepetés az volt, hogy egyáltalán nem próbáltam arrogáns lenni. Valójában azon voltam, hogy kissé bizonytalanul ugyan, de megoldást találjak egy velem szemben álló problémára, ám valamiért mégsem így jött át.
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.
Lényeg, hogy nem tudtam kezelni, így változtattam az adagoláson. Ám úgy hiszem, hogy ennek a tapasztalatnak köszönhetően más szemmel látom a férfiakat és mindazt, amin keresztülmennek, ráadásul azóta sokkal jobban kijövök velük.
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.
Azért kísérleteztem ennyit a hormonjaim, neurotranszmittereim és társaik beállításával, hogy visszakaphassam az intelligenciámat a betegségem és a műtétem után; a kreatív gondolataimat, az ötleteimet. És mivel én többnyire képekben gondolkodom, kulcsfontosságúvá vált számomra, hogy hogyan tudnám megérteni ezeket a mentális képeket, amelyeket a prototípusok gyors megalkotásához használok, ha úgy tetszik, az ötleteimet, amelyekkel új ötleteket tesztelek és lehetséges forgatókönyveket pörgetek végig. Ez a fajta gondolkodás nem új. Filozófusok, mint például Hume, Descartes és Hobbes hasonlóan látták a dolgokat. Ők úgy gondolták, hogy a mentális képek és az ötletek valójában ugyanazt jelentik. Manapság vannak, akik ezt vitatják, és számos vita folyik arról, hogyan is működik az elménk, de számomra ez egyszerű: a mentális képek a legtöbbünk számára
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.
központi részét képezik az innovatív és kreatív gondolkodásnak. Sok év elteltével tehát sikerült beállítani a gyógyszerezést, és rengeteg nagyszerű, szofisztikált mentális kép kering a fejemben a szükséges analitikus háttérrel együtt, ezért aztán most azon dolgozom, hogyan tudnám ezeket a mentális képeket az elmémből a számítógépem képernyőjére varázsolni. El tudjátok képzelni, teszem azt, hogy egy filmrendező képes legyen mindössze a képzeletével megteremteni a lelki szemei előtt lebegő világot a valóságban is? Vagy, hogy egy zenész „ki tudja szedni” a fejéből a zenét? Mindez hihetetlen lehetőségeket jelentene a kreatív emberek számára, hogy villámsebesen meg tudják osztani ötleteiket. Az igazság az, hogy az egyetlen, ami ettől elválaszt,
So let me show you why I think we're pretty close to getting there
az az agyi képalkotó eljárások felbontásának javítása.
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.
Engedjétek meg, hogy megmutassam, miért gondolom úgy, hogy hamarosan eljutunk idáig két vezető neurológuscsoport két közelmúltbeli kísérletének bemutatásával. Mindketten az fMRI-technológiát, vagyis a funkcionális mágneses rezonanciavizsgálatot alkalmazták arra, hogy leképezzék az agyat. Itt egy felvétel Giorgio Ganistól és kollégáitól Harvardból. A baloldali oszlop egy olyan ember agyáról készült, aki épp egy képet néz. A középső oszlop ugyanannak az egyénnek az agyáról készült, miközben elképzelte, gondolatban felidézte ugyanazt a képet. A jobboldali oszlop pedig úgy keletkezett, hogy a bal oszlopból kivontuk a középsőt, ami azt mutatja, hogy a kettő közti különbség gyakorlatilag nulla. Ezt temérdek különböző emberrel megismételték, temérdek különböző képpel, ám mindig hasonló eredménnyel. Aközött, hogy látunk egy képet és, hogy elképzeljük, amint azt a képet nézzük, gyakorlatilag semmi különbség nincs.
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.
Most pedig engedjétek meg, hogy megosszak veletek egy másik kísérletet, melyet Jack Gallant laboratóriumában végeztek el a Berkeley-n. Sikerült az agyhullámokat felismerhető vizuális mezőkké alakítaniuk. Hadd vázoljam fel nektek, hogyan. Ebben a kísérletben a résztvevőkkel több száz órányi YouTube videót nézettek végig, miközben felvételeket készítettek az agyukról, hogy összegyűjthessenek egy hatalmas könyvtárat arról, ahogyan az agyuk a videofelvételekre reagál. Ezután egy újabb film következett, új képekkel, új emberekkel és új állatokkal, és újabb felvételeket készítettek. A számítógép kizárólag az agyszkennerrel készített felvételek adatainak felhasználásával megfejtette, hogy szerinte az új felvétel alapján a kísérleti személy mit láthatott. Jobboldalon azt láthatjátok, hogy mit tippelt a számítógép, baloldalon pedig a tényleges videót. Na, ez valóban lélegzetelállító. Annyira közel vagyunk ahhoz, hogy ezt megvalósítjuk! Csak javítanunk kell a felbontáson. Mostantól jusson eszetekbe, hogy amikor láttok egy képet, és amikor felidézitek ugyanazt a képet, ugyanaz játszódik le az agyatokban.
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.
Ezt tehát a manapság létező legnagyobb felbontású agyszkennerrel végezték, amelynek a felbontása az elmúlt néhány évben kb. az 1000-szeresére nőtt. Következő lépésként még egyszer ennyivel kell javítanunk a felbontáson ahhoz, hogy mélyebben beleláthassunk a folyamatba. Hogyan érhetjük ezt el? Erre több módszer is van. Az egyik, hogy felnyitjuk a koponyát és elektródákat helyezünk el benne. Ezért nem rajongok túlzottan. Nagyon sok javaslat áll rendelkezésünkre új leképezési technikákra vonatkozóan, némelyik pont éntőlem, de az fMRI legutóbbi sikere kapcsán felmerül a kérdés, hogy vajon elértük-e ennek a technológiának a legvégső határát? Az általános vélekedés szerint nagyobb felbontást csak nagyobb mágnesekkel érhetünk el, ám ezen a ponton a nagyobb mágnesek is csak jelentéktelen javulást eredményeznek, nem a számunkra szükséges ezerszereset. Javaslok valamit: nagyobb mágnesek helyett csináljunk jobbakat. A nanotechnológia újabb tudományos áttörései a mágneses struktúrák terén a mágnesek egy egészen új csoportját hozták létre, és ezekkel már nagyon finom részletekbe menő mágneses mintázatokat határozhatunk meg az agyban. Ezek segítségével létrehozhatunk hologramhoz hasonló interferencia-struktúrákat, amelyekkel precízen irányíthatunk sok mintát, mint ahogy láthatjátok ezt azon keresztül is, ahogy itt mozgatjuk a dolgokat. Sokkal bonyolultabb struktúrákat hozhatunk létre alig eltérő beállításokkal, mintha csak spirográfot készítenénk.
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.
Szóval miért is fontos ez? Az évek folyamán rengeteg energia ment el arra az MRI fejlesztése során, hogy hatalmas mágneseket gyártsunk, igaz? Mégis, a felbontás közelmúltbeli javulása valójában nagyrészt az MRI rendszerek FM rádióhullám-transzmittereinek és -vevőinek zseniálisan ötletes kódolási és kódfejtési megoldásaiból fakad. Az uniformizált mágneses mező helyett illesszünk strukturált mágneses mintákat az FM rádióhullámok mellé. Így, ha kombináljuk a mágneses és az FM rádióhullámok mintáit, jelentősen megnövelhetjük azt az információmennyiséget, amit egy egyszerű felvételből leszűrhetünk. Képesek lehetünk arra is, hogy rendszerezzük az agy struktúrájára és a memóriára vonatkozó egyre növekvő tudásunkat, ezáltal megteremtve a szükséges ezerszeres javulást. Ráadásul az fMRI használatával arra is képesek lehetünk, hogy az oxigéndús vér áramlása mellett azokat a hormonokat és neurotranszmittereket is mérjük, amelyekről korábban beszéltem, és talán közvetlenül az agyi aktivitást is, ami az igazi álom.
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.
Képesek leszünk arra, hogy az ötleteinket közvetlenül a digitális médián keresztül is kifejezzük. El tudjátok képzelni, hogy a nyelv megkerülésével közvetlenül az emberi gondolattal kommunikáljunk? Mire lennénk így képesek? És hogyan fogjuk megtanulni kezelni a cenzúrázatlan emberi gondolatokat? Azt hiszitek, az internet nagy durranás volt. Ezek hatalmas kérdések. Talán ellenállhatatlan eszközévé válik majd gondolkodásunk és kommunikációs készségünk kiszélesítésének is. És valójában ugyanez az eszköz vezethet majd el minket az Alzheimer-kór és más hasonló betegségek gyógymódjaihoz is.
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.
Nincs nagyon más választásunk, minthogy kinyissuk ezt az ajtót. Mindegy mikor, válasszatok egy évet: 5 év múlva valósul-e meg, vagy 15? Nehéz elképzelni, hogy sokkal több idő kelljen hozzá. Meg kell tanulnunk, hogyan tehetjük meg ezt a lépést együtt.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)