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.
Prieš 18 metų man atliko smegenų operaciją ir nuo tada mokslas, tyrinėjantis smegenis, tapo mano aistra. Iš tiesų aš inžinierė. Visų pirma norėčiau pasakyi, kad neseniai prisijungiau prie Google Moonshot grupės, kur aš prižiūrėjau Google X displėjaus padalinį, ir darbas, susijęs su smegenų tyrinėjimu, apie kurį pasakosiu šiandien, yra tai, ką aš dirbau iki prisijungdama prie 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?
ir nėra susiję su Google. Tai tiek. Su smegenų operacija yra susijusi stigma. Ar tu vis dar protingas, ar jau nebe?
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.
O jei ne, ar gali save ir vėl padaryti protingu? Po man atliktos neurochirurgijos nebeturejau dalies smegenų ir man teko su tuo susitaikyti. Tai nebuvo pilkoji medžiaga, bet ta dalis pačiame centre, kuri gamina pagrindinius hormonus ir neurotransmiterius. Iš karto po operacijos turėjau nuspręsti, kokį kiekį kiekvieno iš dešimties stiprių cheminių preparatų privalau gerti kiekvieną dieną, nes jeigu jų nevartočiau, mirčiau per kelias valandas. Jau 18 metų kiekvieną dieną turėjau galvoti, kokias cheminių medžiagų kombinacijas ir mišinius rinktis, ir mėginti jų gauti tam, kad likčiau gyva.
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.
Keletą kartą vos išsikapsčiau. Bet, laimei, širdyje esu eksperimentatorė, tad nusprendžiau pabandyti surasti, kokios būtų tinkamesnės dozės, nes čia nebuvo jokių aiškių detalių instrukcijų. Ėmiau bandyti skirtingus mišinius, ir buvau priblokšta, kaip mažyčiai pakeitimai dozavime aukštyn kojom apvertė mano suvokimą, kas aš esu, mano mąstymą, mano elgesį su kitais. Vienas konkretus atvejis: keletą mėnesių vartojau dvidešimtmečiui vyrui tinkamas dozes ir chemines medžiagas, ir buvau apstulbinta, kaip pasikeitė mano mintys. (Juokiasi) Visą laiką buvau pikta, nuolatos galvojau apie seksą, ir maniau esanti pati protingiausia visame pasaulyje, ir - (Juokiasi) - žinoma, per tuos metus sutikau vyrų, kuriems tai patiko arba patiko švelnesnės to versijos. Aš buvau kraštutinybė. Bet mane nustebino tai, kad nesistengiau būti arogantiška tyčia. Aš tiesiog stengiausi, kiek nedrąsiai, tik įveikti savo problemą,
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.
ir man tiesiog nepavyko taip, kaip tikėjausi. Negalėjau su tuo susidoroti. Pakeičiau savo dozes. Bet toji patirtis, manau, leido man naujai vertinti vyrus ir į tai, ką jiems tenka patirti, ir nuo to laiko sutariu su vyrais
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.
kur kas geriau. Tai, ko aš siekiau, stimuliuodama šiuos hormonus ir neurotransmiterius, buvo bandymas susigrąžinti savo intelektą, kurio netekau per savo ligą ir operaciją, susigrąžinti savo kūrybinį mąstymą, minties tėkmę. O dažniausiai mąstau vaizdais, taigi man tai tapo svarbiausiu matu -- tikslu pažadinti šią vaizduotę, kuriuos aš naudoju kaip būdą greitam prototipų gaminimui, savo idėjoms, naujų koncepcijų išbandymui, scenarijų įgyvendinimui. Toks mąstymas nėra nieko nauja. Tokie filosofai kaip Hiumas, Dekartas ir Hobsas manė panašiai. Jie galvojo, kad vaizdinis mąstymas ir idėjos yra iš esmės tas pats. Šiandien yra žmonių, kurie su tuo nesutinka, ir pilna diskusijų apie tai, kaip veikia protas, tačiau suprantu paprastai: daugeliui iš mūsų vaizdinis mąstymas
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.
yra kertinis inovatyviam ir kūrybingam mąstymui. Taigi po keletos metų aš save sustygavau ir galiu įsivaizduoti daugybę puikių, labai ryškių vaizdinių su nemažai rafinuotumo ir analitinio pagrindo. Dabar sprendžiu, kaip šiuos vaizdinius iš savo minčių pasaulio perkelti į kompiuterio ekraną greičiau. Ar galite įsivaizduoti, tarkime, filmo režisierę, kuri galėtų panaudoti vien savo vaizduotę režisuodama ją supantį pasaulį? Arba muzikantą, kuris galėtų "ištraukti" muziką iš savo galvos? Tai yra nuostabi galimybė kūrybingiems žmonėms dalintis idėjomis šviesos greičiu. Tiesą pasakius, vienintelis sunkumas įgyvendinant šią idėją,
So let me show you why I think we're pretty close to getting there
yra kaip pagerinti smegenų skenavimo sistemų rezoliuciją.
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.
Taigi leiskite man pademonstruoti, kodėl manau, jog mes esame pakankamai arti to, ir pasidalinti pora neseniai darytų eksperimentų, kuriuos atliko dvi geriausios neurologų grupės. Abi naudojo fMRI technologiją -- funkcinio magnetinio rezonanso vaizdavimo būdą -- pavaizduoti smegenis, ir štai čia yra Giorgio Ganis ir jo kolegų iš Harvardo smegenų nuskanuotų vaizdų rinkinys. Kairėje esančioje skiltyje smegenys priklauso žmogaui, žiūrinčiam į paveikslą. Vidurinė skiltis rodo smegenis to paties individo, tik įsivaizduojančio, kad mato tokį pat paveikslą. Ir dešinioji skiltis buvo sukurta atimant vidurinę skiltį iš kairiosios, ir skirtumas yra beveik nulinis. Tai buvo pakartota su daug skirtingų žmonių ir paveiksėlių, tačiau rezultatas visada būdavo toks pat. Skirtumo tarp paveikslo matymo ir įsivaizdavimo, kad matai tą paveikslą, beveik nėra.
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.
Taip pat norėčiau su jumis pasidalinti dar vienu eksperimentu, atliktu Jack Gallant laboratorijoje Cal Berkley. Jiems pavyko dekoduoti smegenų skleidžiamas bangas į atpažįstamus vizualinius laukus. Taigi leiskite man viską sudėlioti į vietas. Eksperimento metu asmenims buvo rodomi šimtai valandų YouTube vaizdo įrašų, o tuo metu jų smegenys buvo skenuojamos ir taip sukurta didelė duomenų bazė, kurioje matyti, kaip smegenys reaguoja į vaizdo įrašus. Tuomet buvo parodytas kitas filmas su naujais vaizdais, naujais žmonėmis, gyvūnais ir t.t., ir smegenys vėl nuskenuotos. Kompiuteris, naudodamas vien tik skenavimo duomenis, iššifravo tą naują smegenų skanuotę, kad atskleistų mums, iš tikrųjų asmuo matė. Dešinėje pusėje matote kompiuterio spėjimą, o kairėje - demonstruotą vaizdo įrašą. Tai neįtikėtina. Mes esame taip arti. Mums tereikia pagerinti rezoliuciją. O dabar prisiminkite, kad kai matote vaizdą ir kai įsivaizduojate identišką vaizdą, smegenų skanuotė būna tokia pati.
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.
Taigi tai buvo padaryta su aukščiausios skiriamosios gebos šiuolaikinėmis smegenų skenavimo sistemomis, ir jų skiriamoji geba išaugo tūkstančius kartų per pastaruosius keletą metų. Toliau mums reikia padidinti rezoliuciją dar tūkstančiu kartų, kad galėtumėme žvelgti dar giliau. Kaip tai padaryti? Yra daug būdų. Vienas jų yra atidaryti kaukolę ir įdėti elektrodus į vidų. Aš nesu už tai. Yra daug naujų pasiūlymų, kaip pavaizduoti smegenis, kai kurie jų yra mano pačios, bet atsižvelgiant į MRT sėkmę, pirmiausia reikėtų išsiaiškinti, ar tai jau viskas, ką galime padaryti su šia technologija? Yra visuotinai priimta, kad vienintelis būdas gauti geresnę rezoliuciją yra didesni magnetai, bet šiuo atveju didesni magnetai gali pagerinti rezoliuciją tik palaipsniui, o ne tūkstančius kartų, kaip mums reikia. Aš siūlau idėją: vietoj didesnių magnetų padarykime geresnius magnetus. Yra naujų technologinių laimėjimų nanomokslo srityje, kuriuos pritaikius magnetinėms struktūroms buvo sukurta visiškai nauja rūšis magnetų, su kuriais galime išgauti labai išsamius magnetinio lauko modelius iš smegenų ir juos naudojant galime sukurti holografinio tipo trukdžių struktūras ir preciziškai kontroliuoti daugelį modelių, kaip yra parodyta čia perkelinėjant daiktus. Mes galime sukurti sudėtingesnes struktūras su šiek tiek kitokia tvarka, panašiai kaip kuriant spirografą.
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.
Taigi kodėl tai svarbu? Daug pastangų buvo įdėta į MRT siekiant sukurti didelius, milžiniškus magnetus, taip? Bet vis dėlto daugelis pasiekimų rezoliucijoje buvo padaryti dėka išradingų kodavimo ir dekodavimo sprendimų F.M. radijo dažnio siųstuvuose ir gavikliuose MRT sistemose. Vietoj vienodo magnetinio lauko galime pateikti struktūrinius magnetinius modelius kartu su F.M. radio dažniais. Taip derindami magnetinius modelius su modeliais, esančiais F.M. radijo dažniuose, ir juos apdorodami galime labai padidinti informaciją, kurią galime išgauti iš vieno skenavimo. Ir be to, taip išplėstume nuolatos augančias žinias apie smegenų struktūrą ir atmintį, kad sukurtume tūkstantakartį augimą, kurio mums reikia. Naudodami fMRT, galėsime išmatuoti ne tik deguonimi prisotinto kraujo tekėjimą, bet ir minėtus hormonus ir neuromediatorius, ir galbūt net ir tiesioginę neuronų veiklą, kas yra svajonė.
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.
Ir tuomet sugebėsime savo idėjas tiesiogiai perkelti į skaitmeninę laikmeną. Ar galite įsivaizduoti, kad mums pavyktų be kalbos tiesiogiai bendrauti mintimis? Ką tuomet galėtume nuveikti? Ir kaip išmoktume susidoroti su žmogaus minties nefiltruotomis tiesomis? Manote, kad internetas buvo didelis pasiekimas. Šie klausimai ne ką mažesnės svarbos. Tai galėtų būti didžiulė priemonė mūsų mąstymo ir bendravimo įgūdžiams išplėsti. Ir iš tiesų gali paaiškėti, jog ta pati priemonė galėtų tapti būdu Alzheimerio ir panašioms ligoms gydyti.
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.
Mes neturime kitos išeities, kaip tik atverti duris. Tik išsirinkite metus: ar tai atsitiks per penkerius, ar per penkiolika? Sunku įsivaizduoti, kad tai užtruktų ilgiau. Mes turime pasiruošti žengti šį žingsnį kartu.
Thank you.
Ačiū.
(Applause)
(Plojimai)