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.
Osiemnaście lat temu miałam operację mózgu i od tamtego czasu nauka o mózgu stała się moją prywatną pasją. Z zawodu jestem inżynierem. Na początku chcę wyjaśnić, że ostatnio dołączyłam do grupy Moonshot z Google, gdzie kieruję działem badawczym w Google X, a badania mózgu, o których opowiem, są pracą, którą wykonałam przed dołączeniem do Google i poza 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?
Operacja mózgu zostawia swoiste piętno. Czy nadal jesteś inteligentna? Jeśli nie, to czy możesz odzyskać inteligencję?
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.
Po operacji brakowało części mojego mózgu i musiałam się z tym pogodzić. Nie była to istota szara, ale martwy środek maziowatej części, który syntezuje kluczowe hormony oraz neuroprzekaźniki. Zaraz po operacji musiałam zadecydować, jakie ilości ponad tuzina silnych substancji zażywać każdego dnia, ponieważ gdybym nie wzięła nic, umarłabym w ciągu kilku godzin. Każdego dnia, od osiemnastu lat, staram się dobrać odpowiednie kombinacje substancji chemicznych, i zażyć je, aby przeżyć. Było kilka sytuacji podbramkowych.
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.
Na szczęście, w głębi serca lubię eksperymentować i zdecydowałam, że będę eksperymentować, by odnaleźć optymalniejsze dawki, ponieważ nie ma tu określonej drogi ze wszystkimi szczegółami. Zaczęłam próbować różnych mieszanek i zaskoczyło mnie, jak niewielkie zmiany dawek radykalnie zmieniają moje odczucie siebie, poczucie tego, kim jestem, co myślę, jak zachowuję się w stosunku do ludzi. Było jedno dramatyczne wydarzenie. Przez kilka miesięcy próbowałam dawek i substancji typowych dla dwudziestolatka. Zaskoczyło mnie to, jakie miałam myśli. (Śmiech) Cały czas byłam rozgniewana, nieprzerwanie myślałam o seksie i uważałam, że jestem najmądrzejszą osobą na całym świecie. (Śmiech) Oczywiście w rzeczywistości spotkałam facetów o takim podejściu lub może ich stonowane wersje. Zachowywałam się trochę ekstremalnie. Jednak największą niespodzianką było to, że nie starałam się być arogancka. Naprawdę się starałam, z nutką niepewności, rozwiązać stawiane przede mną problemy, ale to nie wychodziło.
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.
Nie dawałam rady. Zmieniłam dawki. Myslę, że ten eksperyment pozwolił mi inaczej zrozumieć mężczyzn i to, przez co mogą przechodzić, a moje relacje z mężczyznami sporo się od tamtego czasu poprawiły.
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.
Próbowałam, za pomocą eksperymentów z hormonami, neuroprzekaźnikami itd., odzyskać z powrotem moją inteligencję po chorobie i operacji, swoje kreatywne myślenie, przepływ pomysłów. Myślę głównie obrazami, one stały się kluczowym wskaźnikiem: jak połączyć obrazy mentalne, których używam jako sposobu szybkiego prototypowania moich pomysłów, testując różne, nowe pomysły, odgrywając scenariusze. Myślenie tego rodzaju nie jest nowe. Filozofowie tacy jak Hume, Kartezjusz i Hobbes myśleli podobnie. Uważali, że obrazy mentalne i idee to tak naprawdę to samo. Do dziś jest to przedmiotem sporu, toczą się debaty na temat działania umysłu, jednak dla mnie to proste: obrazy mentalne, dla większości z nas, są kluczowe dla twórczego i kreatywnego myślenia.
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.
Po kilku latach dostroiłam się i mam mnóstwo wspaniałych, niezwykle żywych obrazów mentalnych o dużej złożoności, które przedstawiają moje myślenie logiczne. Obecnie pracuję nad tym, jak przenieść obrazy mentalne z mojego umyslu na ekran komputera w szybszy sposób. Czy wyobrażacie sobie reżyserkę filmową, która może użyć swojej wyobraźni do wyreżyserowania stworzonego przez nią świata? Lub muzyka wydobywającego muzykę "z głowy"? Istnieje tu niewiarygodny potencjał dla osób twórczych, które mogłyby dzielić się ideami z prędkością światła. Brakującym ogniwem, w drodze do tego jest zwiększenie rozdzielczości systemów skanowania mózgu.
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.
Pokażę, dlaczego jesteśmy blisko celu, dzieląc się z wami ostatnimi eksperymentami z dwóch przodujących grup w neurobiologii. Obie używały technologii fMRI, czynnościowego rezonansu magnetycznego, aby przedstawić obraz mózgu. Tutaj jest zbiór skanów mózgu opracowanych przez Giorgia Ganisa i jego kolegów z Harvardu. Lewa kolumna przedstawia skan mózgu osoby patrzącej na obraz. Środkowa kolumna przedstawia skan tej samej osoby wyobrażającej sobie, że widzi ten sam obraz. Z kolei prawa kolumna została stworzona przez odjęcie środkowej kolumny od lewej, ukazując, że różnica jest bliska zeru. Badanie powtórzono na wielu różnych osobach, z mnóstwem różnych obrazów i zawsze z podobnymi wynikami. Różnica pomiędzy widzeniem obrazu, a wyobrażeniem sobie, że się go widzi, jest bliska zeru.
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.
Pokażę jeszcze jeden eksperyment z laboratorium Jacka Gallanta z Uniwersytetu z Berkeley. Udało się rozkodować fale mózgowe w rozpoznawalne, ruchome obrazy. Zaraz to wyjaśnię. W tym eksperymencie osobom pokazywano setki godzin filmów na YouTube, podczas których robiono skany mózgów, aby stworzyć potężny zbiór reakcji mózgu na sekwencje filmowe. Następnie pokazywano nowy film z nowymi obrazami, nowymi ludźmi, nowymi zwierzętami, i robiono nowy skan. Komputer, używając tylko danych ze skanu mózgu, rozkodowywał nowy skan, pokazując, co według niego dana osoba w tej chwili ogląda. Po prawej widać, jak zgadywał komputer, po lewej – prezentowany klip. To niewiarygodne. To jest tak blisko! Musimy tylko zwiększyć rozdzielczość. Pamiętajcie, że gdy widzicie obraz i gdy wyobrażacie sobie ten sam obraz, tworzy to taki sam skan mózgu.
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.
Dokonano tego z najwyższą rozdzielczością dostępną w systemach skanowania mózgu; ich rozdzielczość wzrosła ponad tysiąckrotnie w ostatnich kilku latach. Żeby zobrazować to lepiej, trzeba zwiększyć rozdzielczość jeszcze tysiąc razy. Jak tego dokonać? Jest wiele różnych technik. Jedna z nich to otworzenie czaszki i wprowadzenie elektrod. Nie popieram tego. Obecnie omawia się wiele nowych technik obrazowania, niektóre nawet sama zaproponowałam, jednak w obliczu ostatnich sukcesów MRI trzeba najpierw zadać pytanie: "Czy to już koniec tej technologii?". Według konwencjonalnej wiedzy, jedynym sposobem na zwiększenie rozdzielczości są większe magnesy, ale na tym etapie większe magnesy oferują niewielki przyrost rozdzielczości, nie tysiąckrotny, którego potrzebujemy. Mam pomysł: zamiast tworzyć większe magnesy zróbmy magnesy lepsze. Są nowe przełomy w nanotechnologii, których zastosowanie w strukturach magnetycznych może dać całkiem nowe klasy magnesów, i za pomocą tych magnesów będzie można określić bardzo szczegółowe wzory pól magnetycznych wewnątrz mózgu, a używając ich, moglibyśmy stworzyć przypominające hologramy struktury interferencji i uzyskać dokładną kontrolę nad wieloma wzorami, przez zmiany ustawień, jak widać tutaj. Można stworzyć bardziej skomplikowane struktury za pomocą nieznacznie różnych ustawień, tak jak robi się wzorki spirografem.
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.
Dlaczego to ważne? Wiele wysiłku włożonego przez lata w MRI doprowadziło do stworzenia wielkich, olbrzymich magnesów, prawda? Obecnie jednak większość postępów w rozdzielczości pochodzi z pomysłowego i mądrego kodowania, i dekodowania rozwiązań z transmiterów częstotliwości radiowych z zakresu FM, i odbiorników w systemach MRI. Spróbujmy, zamiast jednorodnego pola magnetycznego, ułóżyć złożone wzory magnetyczne jako dodatek do częstotliwości radiowych z zakresu FM. Wskutek połączenia wzorów magnetycznych z wzorami częstotliwości radiowych FM możemy osiągnąć olbrzymi wzrost informacji wyodrębnianych w pojedynczym skanie. Do tego można dodać naszą ciągle rosnącą wiedzę na temat struktury mózgu i pamięci, i tak uzyskać tysiąckrotny wzrost, którego potrzebujemy. Przy użyciu fMRI będzie można zbadać nie tylko przepływ natlenionej krwi, ale również hormony i neuroprzekaźniki, o których mówiłam, a może nawet bezpośrednio aktywność neuronową, co jest niedoścignionym marzeniem.
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.
Będziemy mogli zobrazować nasze myśli bezpośrednio na nośniku cyfrowym. Wyobrażacie sobie porzucenie języka i komunikowanie się wyłącznie przy użyciu myśli? Do czego bylibyśmy wówczas zdolni? Czy będziemy w stanie sprostać prawdzie pochodzącej z niefiltrowanych ludzkich myśli? Natłok informacji w sieci to przy tym to nic wielkiego. To bardzo ważne pytania. To może być narzędzie do wspomagania naszego myślenia i zdolności porozumiewania się. To samo narzędzie może doprowadzić do znalezienia lekarstwa na chorobę Alzheimera i inne podobne schorzenia.
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.
Nie mamy wyboru, musimy otworzyć te drzwi. Nie podam wam daty. Czy zdarzy się to w ciągu 5 czy 15 lat? Trudno wyobrazić sobie, żeby trwało to dłużej. Wspólnie musimy się nauczyć, jak postawić kolejny krok.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)