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.
Am avut o operație pe creier în urmă cu 18 ani și de atunci, neuroștiința a devenit o pasiune personală. Sunt, de fapt, inginer. Întâi, permiteți-mi să spun că m-am alăturat de curând grupului Moonshot, unde aveam o divizie, divizia de prezentare din Google X, iar lucrarea de neuroștiință despre care vorbesc astăzi este o muncă realizată înainte de a mă alătura lui Google și suplimentar față de 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?
Acestea fiind zise, există o stigmă când ai operație pe creier. Mai ești inteligent, sau nu? Și dacă nu, îți poți recăpăta singur inteligența?
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.
După neurochirurgia mea, o parte din creierul meu lipsea și trebuia să mă resemnez cu asta. Nu era vorba de materia cenușie, ci de partea vâscoasă din centru, care produce hormoni și neurotransmițători esențiali. Imediat după operația mea, trebuia să decid ce cantități din cele peste o duzină de chimicale puternice să iau zilnic, pentru că dacă nu luam nimic, aș fi murit în câteva ore. În fiecare zi până astăzi -- în fiecare zi -- a trebuit să mă decid asupra combinațiilor și a amestecurilor de medicamente și să încerc să le iau, să rămân în viață. Au fost cât pe ce, de câteva ori.
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.
Din fericire, sunt o experimentatoare în adâncul inimii și prin urmare, am hotărât să experimentez pentru a găsi doze optime, deoarece, în realitate, nu există o hartă clară și detaliată în privința aceasta. Am încercat amestecuri diferite și am rămas uimită de felul în care schimbări mici în dozaje schimbau dramatic percepțiile mele despre mine, concepția mea despre cine eram, ce gândeam, comportamentul meu față de oameni. Un caz excepțional de impresionant: timp de câteva luni am încercat dozaje și medicamente tipice unui bărbat de 20 de ani și am fost surprinsă de felul în care gândurile mele se schimbaseră. (Râsete) Eram furioasă tot timpul, mă gândeam la sex constant și credeam că sunt cea mai inteligentă persoană din întreaga lume. (Râsete) Desigur, de-a lungul anilor, întâlnisem bărbați de genul acesta sau poate versiuni mai potolite. Eram oarecum exagerată. Dar pentru mine, surpriza era că nu încercam să fiu arogantă. De fapt, încercam, cu puțină nesiguranță, să rezolv o problemă cu care mă confruntam și pur și simplu nu îmi ieșea așa.
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.
N-am fost în stare să fac față. Am schimbat dozajele. Dar acea experiență, cred, mi-a dat o nouă apreciere pentru bărbați și pentru situațiile prin care trec ei și m-am înțeles mult mai bine cu bărbații de atunci.
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.
Ceea ce încercam eu să fac reglând acești hormoni, neurotransmițători etc., era să încerc să-mi recapăt inteligența după boala și operația mea; gândirea creativă, fluxul meu de idei. Gândesc primordial în imagini, prin urmare, pentru mine, asta a devenit o măsurătoare esențială-- cum să obțin aceste imagini mintale pe care le folosesc ca pe post de prototipuri dacă vreți, ideile mele, încercând diferite idei noi, să văd dacă mi se potrivesc, jucând diverse scenarii. Acest fel de a gândi nu e nou. Filozofi precum Hume, Descartes și Hobbes vedeau lucrurile din aceeași perspectivă. Credeau că imaginile și ideile mintale era unul și același lucru. Există astăzi cei care dispută această idee, există multe dezbateri despre cum funcționează mintea umană, dar pentru mine, este simplu: Imaginile mintale, pentru majoritatea dintre noi, sunt esențiale pentru gândirea inventivă și creativă.
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.
Așadar, după câțiva ani, m-am auto-reglat și am multe imagini mentale strălucite și vivide, cu multă sofisticare și un generator analitic puternic în spatele lor. Așadar, acum încerc să aflu cum pot transpune aceste imagini mintale pe ecranul calculatorului meu mai repede? Ați putea să vă ijmaginați, dacă vreți, un regizor de film capabil să-și folosească doar imaginația pentru a regiza lumea din față? Sau un muzician, să-și poată scoate muzica din cap? Există posibilități incredibile în asta ca formă pentru oamenii creativi de a împărtăși cu viteza luminii. Și adevărul este că obstacolul rămas în calea acestei reușite este doar să mărim rezoluția sistemelor de scanare a creierului.
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.
Să vă arăt de ce cred că suntem aproape de a ajunge acolo prin două experimente recente de la două colective de cercetare în neuroștiință de vârf. Ambele au folosit tehnologie RMN funcțional -- tehnologie de rezonanță magnetică nucleară funcțională pentru a expune creierul și iată un set de scanări cerebrale de la Giorgio Ganis și de la colegii lui de la Harvard. Coloana din stânga arată o scanare cerebrală a unei persoane care se uită la o imagine. Coloana centrală arată scanarea cerebrală a aceluiași individ imaginându-și că vede aceeași imagine. Iar coloana din dreapta a fost creeată scăzând coloana mijlocie din cea din coloana stângă, arătând că diferența este aproape nulă. Experimentul a fost repetat pentru mulți indivizi diferiți cu multe imagini diferite și mereu cu rezultat similar. Diferența dintre a vedea o imagine și a ne imagina că vedem aceeași imagine este neglijabilă.
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.
În continuare să vă arăt un alt experiment, din laboratorul lui JackGallant din Cal Berkeley. Au reușit să decodeze unde cerebrale în câmpuri vizuale recognoscibile. Permiteți-mi să vă explic. În acest experiment, indivizilor li s-au arătat sute de ore de filme pe Youtube, în timp ce se făceau scanări ale creierelor lor, pentru a crea o bibliotecă a creierelor lor reacționând la secvențe video. Apoi, un film nou a fost arătat, cu imagini noi, oameni noi, animale noi în el și un set nou de scanări a fost înregistrat. Computerul, folosind doar date din scanări cerebrale, a decodat acea scanare cerebrală nouă pentru a arăta ce credea că acel individ vede, de fapt. În partea dreaptă, vedeți estimarea computerului, iar în partea stângă, clipul prezentat. Iată surpriza. Suntem atât de aproape de a fi în stare să facem asta. Trebuie doar să creștem rezoluția. Și acum, amintiți-vă că atunci când vedeți o imagine, spre deosebire de atunci când vă imaginați că vedeți o imagine, se creează aceeași scanare cerebrală.
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.
Asta s-a realizat cu sistemele de scanare cerebrală de rezoluția maximă disponibilă astăzi și rezoluția lor a crescut, în realitate, de mii de ori în ultimii câțiva ani. Pe viitor, trebuie să creștem rezoluția încă de câteva ori pentru a avea o vedere mai profundă. Cum facem asta? Există numeroase tehnici în această abordare. O metodă e de a sparge cutia craniană și de a amplasa electrozi. Nu sunt adepta acestei metode. Există multe tehnici de imagistică propuse, unele chiar de mine, dar, dat fiind succesul recent al RMN-ului, mai întâi trebuie să ne întrebăm este acesta capătul de linie pentru această tehnologie? Înțelepciunea convențională spune că singura cale de a obține rezoluție mai mare este cu magneți mai mari, dar la acest punct, magneți mai mari nu oferă decât îmbunătățiri incrementale a rezoluției, nu înmiite, așa cum am avea nevoie. Vă prezint o idee: în loc de magneți mai mari, să facem magneți mai buni. Există anumite progrese tehnologice în nanoștiință aplicată la structuri magnetice care au creat o clasă nouă de magneți și cu acești magneți putem elabora tipare de câmp magnetic detaliate foarte fin de-a lungul creierului, iar folosindu-ne de ele, putem crea structuri de interferență de tip holografic pentru a obține controlul priciziei multor tipare, așa cum se arată aici prin mișcarea imaginilor. Putem crea structuri mult mai complicate cu aranjamente puțin diferite, ca și cum am face desene cu Spirograph.
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.
Așadar, de ce contează? Foarte mult efort în domeniul RMN a fost depus pentru a face magneți foarte mari, chiar imenși, de-a lungul anilor, nu-i așa? Și iată că majoritatea progreselor recente din rezoluție au provenit din soluții ingenios de inteligente de codificare și de decodificare din transmițătorii și receptorii frecvenței radio F.M. din sistemele RMN. Haideți, de asemenea, în locul unul câmp magnetic uniform, să punem tipare magnetice structurate, pe lângă frecvențele radio F.M.. Așadar, combinând tiparele magnetice cu cele din frecvențele radio F.M. prelucrare ce poate crește masiv cantitatea pe care o putem extrage dintr-o singură scanare. Pe lânga asta, putem apoi să suprapunem cunoașterea crescândă a memoriei și a structurii cerebrale pentru a crea acea creștere înmiită de care avem nevoie. Și folosind MRNf, ar trebui să fim capabili să măsurăm nu doar fluxul sangvin oxigenat, dar și hormonii și neurotransmițătorii despre care am vorbit și poate chiar activitatea neuronală directă, care este visul.
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.
Vom fi în stare să ne descărcăm ideile direct în media digitală. Vă puteți imagina să putem sări peste limbaj și să comunicăm direct prin gândul uman? Ce am putea fi capabili atunci? Și cum vom învăța să ne descurcăm cu adevărurile gândului nefiltrat? Credeți că Internet-ul a fost mare. Acestea sunt întrebări enorme. Ar putea fi o unealtă irezistibilă de a ne amplifica gândurile și abilitățile de comunicare. Și într-adevăr, însăși această unealtă ar putea să se dovedească o cale spre remediul pentru Alzheimer și alte boli.
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.
Nu prea avem încotro, decât să deschidem această ușă. Indiferent, alegeți un an -- se va întâmpla peste 5 ani, sau 15 ani? E greu de crezut că ar putea lua mult mai mult. Trebuie să învățăm să facem acest pas împreună.
Thank you.
Vă mulțumesc.
(Applause)
(Aplauze)