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.
Fiz uma cirurgia ao cérebro há 18 anos e, desde então, a ciência do cérebro passou a ser a minha grande paixão. Sou engenheira. Recentemente, tornei-me membro do grupo do Google, "Moonshot", onde eu tinha um setor, o setor de ecrãs no Google X, e o trabalho de ciência cerebral de que falo agora é fruto de trabalho anterior ao Google e de trabalho extra fora do 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?
Dito isto, há um estigma quando se faz cirurgia cerebral. Continuamos inteligentes, ou não? Se não, podemos voltar a ser inteligentes?
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.
Depois da neurocirurgia, fiquei sem parte do meu cérebro, e tinha que lidar com isso. Não era a massa cinzenta, era a parte central, sentimental que produz hormonas e neurotransmissores essenciais. Logo após minha cirurgia, tive que decidir a quantidade diária a tomar, dentre mais de uma dúzia de medicamentos poderosos, porque, se não tomasse nada, morreria em poucas horas. Todos os dias durante 18 anos — cada santo dia — tive que decidir as combinações e as misturas de químicos, e tomá-los, para me manter viva. Várias vezes, quase morri.
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.
Por sorte, no fundo sou uma experimentalista portanto, decidi fazer experiências para tentar encontrar as dosagens ideais já que não há uma rota clara e detalhada a esse respeito. Comecei a experimentar misturas diferentes, e fiquei surpreendida como pequenas mudanças nas dosagens mudavam drasticamente o sentimento do meu eu, o sentimento de quem era, o meu raciocínio, o meu comportamento frente às pessoas. Um caso particularmente dramático: durante alguns meses experimentei dosagens e químicos habituais para um homem de 20 anos, e fiquei surpreendida com a diferença nos meus pensamentos. (Risos) Estava sempre irritada, estava sempre a pensar em sexo, e achava que era a pessoa mais inteligente do universo, e... (Risos) Claro, com o passar dos anos, conheci homens desse tipo, ou talvez versões mais suaves disso. Eu era um bocado radical. Mas a surpresa foi que eu não estava a ser arrogante. Tentava, na verdade, com um pouco de insegurança, resolver um problema que enfrentava, e simplesmente não era o que transparecia.
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.
Então não aguentei. Mudei as dosagens. Mas creio que essa experiência me deu uma nova opinião quanto aos homens e o que eles podem enfrentar, e relaciono-me muito melhor com eles desde então.
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.
O que eu estava a tentar fazer, ao regular essas hormonas e neurotransmissores e afins era voltar a ter a minha inteligência depois da doença e da cirurgia, o meu pensamento criativo, o meu fluxo de ideias. Penso principalmente com imagens, então para mim isso tornou-se uma medida chave — como conseguir que essas imagens mentais que uso como um meio de fazer um rápido protótipo, de certa forma, das minhas ideias, tentando testar novas ideias, imaginando cenários. Este tipo de pensamento não é novidade. Filósofos como Hume, Descartes e Hobbes viam as coisas do mesmo modo. Pensavam que imagens e ideias mentais, na verdade, eram a mesma coisa. Há hoje quem discorde disso, e há muitos debates sobre como a mente funciona, mas para mim é simples: Para muitos de nós, as imagens mentais são essenciais para o pensamento inventivo e criativo.
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.
Assim, após muitos anos, consegui sintonizar-me e tenho muitas imagens mentais vívidas e sofisticadas e a estrutura analítica que está por trás delas. Agora estou a trabalhar em como fazer sair essas imagens mentais para fora do ecrã do meu computador mais rapidamente? São capazes de imaginar uma diretora de cinema capaz de utilizar somente a imaginação para dirigir o mundo à sua frente? Ou um músico para tirar a música da cabeça? Há possibilidades fantásticas nisto para pessoas criativas comunicarem num piscar de olhos. E a verdade é que o que falta, para poder fazer isso, é somente aumentar a resolução dos sistemas de varredura cerebral.
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.
Vou mostrar porque é que penso que estamos perto de lá chegar, contando-vos duas experiências recentes de dois excelentes grupos de neurocientistas. Ambos usaram a tecnologia IRMf — tecnologia de imagem de ressonância magnética funcional — para retratar o cérebro. Eis um conjunto de imagens do cérebro de Giorgio Ganis e dos seus colegas em Harvard. A coluna da esquerda mostra imagens do cérebro de uma pessoa a olhar para uma imagem. A coluna do meio mostra imagens do cérebro do mesmo indivíduo a imaginar ver essa mesma imagem. E a coluna da direita foi criada subtraindo a coluna do meio à coluna da esquerda, revelando uma diferença quase inexistente. Isso foi repetido com muitos indivíduos distintos com muitas imagens diferentes, sempre com um resultado semelhante. A diferença entre ver uma imagem e imaginar ver a mesma imagem é quase nenhuma.
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.
Agora vou contar-vos mais uma experiência. Esta é do laboratório de Jack Gallant na Universidade de Berkeley, Califórnia. Conseguiram descodificar ondas cerebrais em campos visuais percetíveis. Passo a explicar. Nesta experiência, mostraram a vários indivíduos centenas de horas de vídeos do YouTube enquanto gravavam imagens dos seus cérebros para criar uma vasta biblioteca da reação do cérebro às sequências de vídeos. Depois mostraram um novo filme, com novas imagens, novas pessoas, novos animais, e registavam um novo conjunto de imagens. O computador, utilizando somente dados da varredura cerebral, descodificou essa nova varredura cerebral para mostrar o que pensava que o indivíduo estava realmente a ver. À direita, temos a conclusão do computador e à esquerda, o videoclipe apresentado. Isto é de se ficar de boca aberta. Estamos muito perto de poder fazer isso. Só precisamos de aumentar a resolução. E agora lembrem-se de que, quando vemos uma imagem versus quando imaginamos ver essa mesma imagem, cria-se a mesma imagem cerebral.
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.
Isso foi feito com o sistema de varredura cerebral mais avançado atualmente disponível, e essa resolução aumentou cerca de mil vezes nos últimos anos. Agora, precisamos de aumentar a resolução mais mil vezes, para conseguir uma visão mais profunda. Como fazemos isso? Há várias técnicas nessa abordagem. Uma forma é abrir o crânio e colocar elétrodos lá dentro. Não aconselho. Há muitas propostas de novas técnicas de imagem, algumas delas até por mim mas, dado o sucesso recente da IRM, é preciso perguntar primeiro: "Será o fim da jornada com essa tecnologia?" A sabedoria tradicional indica que a única forma de alcançar uma maior resolução é com ímanes maiores, mas, nesta altura, os ímanes maiores só oferecem melhorias de resolução por etapas, não as milhares que precisamos. Proponho uma nova ideia: Em vez de ímanes maiores, façamos ímanes melhores. Há descobertas de novas tecnologias na nanociência que, aplicadas a estruturas magnéticas criaram uma nova classe de ímanes, e com esses ímanes, podemos estabelecer padrões detalhados de campos magnéticos por todo o cérebro. Usando-os, podemos criar estruturas de interferência semelhantes a imagens holográficas para exercer um controlo de precisão sobre muitos padrões, como se mostra aqui mudando as coisas. Podemos criar estruturas mais complexas com arranjos ligeiramente diferentes, como desenhar com espirógrafo.
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.
Porque é que isso é importante? Muito do esforço em IRM, ao longo dos anos, foi em prol da fabricação de ímanes grandes, enormes, não foi? Mesmo assim, muitos dos progressos recentes na resolução tiveram origem em soluções inteligentes de codificação e decodificação nos transmissores e recetores de frequência de rádio FM, nos sistemas IRM. Em vez de um campo magnético uniforme, utilizemos padrões magnéticos estruturados juntamente com as frequências de rádio FM. Ao combinar os padrões magnéticos com os padrões no processamento de frequências de rádio FM, que podem aumentar intensamente as informações que extraímos num único exame. Podemos ainda acrescentar o conhecimento sempre crescente da estrutura e da memória do cérebro para criar o aumento em milhares de vezes de que precisamos. Utilizando a IRMf, seremos capazes de medir não apenas o fluxo de sangue oxigenado, mas as hormonas e os neurotransmissores de que falei e talvez até a atividade neural direta que é o sonho.
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.
Vamos conseguir despejar as nossas ideias diretamente em meios de comunicação digital. Podem imaginar se pudéssemos passar por cima da linguagem e comunicar diretamente com o pensamento humano? Do que seríamos capazes? Como vamos aprender a lidar com as verdades do pensamento humano sem filtro? E nós a pensar que a Internet era grande. Estas são questões gigantes. Pode ser irresistível como ferramenta para ampliar as nossas capacidades de raciocínio e comunicação. E, de facto, essa mesma ferramenta pode acabar por levar à cura da doença de Alzheimer e doenças semelhantes.
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.
Temos poucas opções a não ser abrir esta porta. De qualquer forma, escolham um ano: Isso vai acontecer dentro de 5 ou de 15 anos? É difícil imaginar que demore mais do que isso. Precisamos de aprender a dar este passo juntos.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)