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.
Pred 18 rokmi som bola na operácii mozgu a odvtedy sa pre mňa výskum mozgu stal osobnou vášňou. V skutočnosti som inžinierka. A ako prvé mi dovoľte povedať, že som sa nedávno pridala ku skupine Google Moonshot, kde som bola v skupine v Google X zameranej na zobrazovania, a tá práca o mozgoch, o ktorej dnes hovorím, je práca, ktorú som robila, než som sa pridala ku Googlu a úplne mimo Googlu.
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?
No a teraz, keď máte po operácii mozgu, zostane na vás stopa. Ste stále chytrí? A ak nie, môžete sa znovu stať chytrým?
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 mojej neurooperácii mi chýbala časť mozgu a ja som sa s tým musela vyrovnať. Nebola to sivá hmota, ale tá mazľavá časť úplne v strede, ktorá vyrába kľúčové hormóny a neuroprenášače. Hneď po mojej operácii som sa musela rozhodnúť, koľko ktorých z tuctu silných chemikálii budem brať každý deň, pretože ak by som nebrala nič, umrela by som do pár hodín. A teraz každý deň už 18 rokov – každý jeden deň – som sa musela pokúsiť zvoliť si kombináciu chemikálii a skúsiť ich získať, aby som zostala nažive. Už bolo niekoľko kritických momentov.
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.
Ale našťastie som srdcom pokušiteľka, a tak som sa rozhodla experimentovať s cieľom nájsť viac optimálnych dávkovaní, pretože nie je jasný návod, ktorý by bol dosť podrobný. Začala som skúšať rôzne kombinácie a ohúrilo ma, ako malé zmeny v dávkovaní dramaticky zmenili môj cit o tom, kto som, moje zmýšľanie, moje správanie voči ľuďom. Jeden naozaj dramatický prípad: niekoľko mesiacov som skúšala dávkovanie a chemikálie typické pre muža, dvadsiatnika, a ohúrilo ma, ako sa mi zmenili myšlienky. (smiech) Bola som stále nahnevaná, stále som rozmýšľala o sexe, myslela som si, že som najmúdrejšia osoba na celom svete a – (smiech) samozrejme počas života som stretla takých chalanov, alebo možno ich o niečo slabší odvar. Bola som niečo ako extrém. Ale prekvapením pre mňa bolo, že som sa nesnažila byť arogantnou, v skutočnosti som sa snažila, s trochou neistoty, vyriešiť problém predo mnou, ale tak to jednoducho nevyšlo.
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.
Takže som to nezvládala. Zmenila som dávkovanie. Ale táto skúsenosť, myslím, mi dala nové uznanie voči mužom a cez čo si asi prechádzajú a odvtedy som lepšie vychádzala s mužmi.
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.
Čo som sa snažila robiť, keď som upravovala tieto hromóny a neuroprenášače, bolo, že som skúšala, po mojej chorobe a operácii, získať späť svoju inteligenciu, moje kreatívne myšlienky, niť myšlienok. A rozmýšľam hlavne v obrazoch, preto sa to pre mňa stalo kľúčovým meradlom, ako dostať tieto mentálne obrazy, ktoré používam ako spôsob rýchleho prototypovania mojich myšlienok, skúšala som nové myšlienky o veľkosti, prehrávala som scenáre. Tento spôsob rozmýšľania nie je nový. Filozofovia ako Hume a Descartes a Hobbes videli veci podobne. Mysleli si, že mentálne obrazy a nápady sú vlastne tá istá vec. Dnes to veľa ľudí spochybňuje a veľa debatuje o tom, ako pracuje myseľ, ale pre mňa je to jednoduché: Mentálne obrazy, pre väčšinu z nás, sú najdôležitejšie vo vynaliezavom a kreatívnom myslení.
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.
Takže po niekoľkých rokoch som sa upravila a mávam veľa skvelých, naozaj živých mentálnych obrazov, veľmi sofistikovaných a s analytickým pozadím. Takže teraz ďalej pracujem na tom, ako dostať tieto mentálne obrazy z mojej mysle na obrazovku počítača rýchlejšie. Viete si predstaviť, napríklad filmovú režisérku, ktorá môže použiť len svoju predstavivosť na to, aby režírovala svet pred sebou? Alebo hudobníka, ktorý dostane hudbu zo svojej hlavy? Je veľa skvelých možností, ako by takto mohli kreatívni ľudia zdieľať veci rýchlosťou svetla. A pravdou je, že jediným východiskom, ako toto dosiahnuť, je zlepšovanie rozlíšenia systémov skenovania mozgu.
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.
Dovoľte mi ukázať vám, prečo si myslím, že sme skoro tam. Podelím sa s vami o dva nedávne pokusy od dvoch najlepších neurovedeckých skupín. Obe použili technológiu fMRI – funkčnú technológiu obrazovej magnetickej rezonancie – ktorou vyobrazili mozog, no a toto je set skenov mozgu od Giorgia Ganisa a jeho kolegov na Harvarde. Stĺpik na ľavej strane ukazuje sken mozgu osoby pozerajúcej na obraz. Stredný stĺpik ukazuje sken mozgu tej istej osoby, ako si predstavuje pozeranie na ten istý obraz. A pravý stĺpik vznikol odčítaním stredného stĺpiku od ľavého, ukazujúc takmer nulový rozdiel. Toto zopakovali na množstve rôznych ľudí s množstvom rozdielnych obrazov, vždy s podobným výsledkom. Rozdiel medzi videním obrazu a predstavovaním si, že ho vidíte, je takmer nulový.
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.
A teraz mi dovoľte ukázať vám iný pokus, tento je z laboratória Jacka Gallanta z kalifornského Berkeley. Tu, boli schopní dekódovať mozgové vlny do rozoznateľných vizuálnych polí. Takže mi to dovoľte predviesť. V tomto pokuse ľuďom ukázali stovky hodín videí z YouTube, kým im skenovali mozgy, aby vytvorili rozsiahlu knižnicu ich mozgov reagujúcich na úseky videí. Potom im ukázali film s novými obrazmi, novými ľuďmi, novými zvieratami a nahrali nový set skenov. Počítač používajúci len údaje zo skenov mozgu, dekódoval ten nový sken, ktorým ukázal, čo si myslí, že osoba naozaj videla. Na pravej strane vidíte tip počítača, a na ľavej ukázaný klip. Padne vám z toho sánka. Sme tak blízko k tomu, aby sme to naozaj dokázali. Potrebujeme len zvýšiť rozlíšenie. A teraz si pamätajte, že keď vidíte obraz v porovnaní s predstavou toho istého obrazu, vytvorí to rovnaký sken mozgu.
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.
Toto bolo urobené s najvyšším rozlíšením, aké dnes skenery mozgu dosahujú, a ich rozlíšenie sa zvýšilo asi tisíckrát v posledných pár rokoch. Naďalej potrebujeme zvýšiť rozlíšenie asi tisíckrát, aby sme získali hlbší náhľad. Ako to urobíme? Existuje na to množstvo techník. Jedným spôsobom je otvoriť vašu lebku a vložiť do nej elektródy. Za to ja nie som. Je množstvo obrazových techník, ktoré sa navrhujú, niektoré aj mnou, ale po nedávnom úspechu MRI, najprv sa musíme opýtať, je toto koniec tejto technológie? Bežná múdrosť hovorí, že jediný spôsob, ako dostať vyššie rozlíšenie, je s väčšími magnetmi, ale momentálne väčšie magnety ponúkajú len malé zlepšenia v rozlíšení, nie tisícnásobné, aké potrebujeme. Posúvam vám tento nápad: miesto väčších magnetov urobme lepšie magnety. V nanovede sú nové prelomové technológie, ktoré keď aplikovali na magnetické štruktúry, vytvorili úplne novú kategóriu magnetov, a s týmito magnetmi môžme predložiť veľmi detailné vzory magnetických polí cez mozog, ktorých použitím naozaj vytvoríme akoby holografické, prelínajúce sa štruktúry, ktorými dosiahneme presné ovládanie mnohých vzorov, ako je zobrazené tu, posúvaním vecí. Môžme vytvoriť oveľa komplikovanejšie štruktúry s trochu odlišnými usporiadaniami, akoby sme tvorili špirálovité vzory.
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.
No prečo na tom záleží? Veľa snáh na MRI počas rokov šlo na vyrábanie naozaj veľkých, naozaj obrovských magnetov, však? Ale napriek tomu väčšina súčasných zlepšení v rozlíšení vlastne pochádza z dômyselne šikovných kódovacích a dekódovacích riešení v FM rádio prenášačoch a prijímačoch v systémoch MRI. Ale tiež miesto rovnakých magnetických polí zrušme štruktúrované magnetické vzory v prospech FM rádiových frekvencii. Takže kombináciou magnetických vzorov so vzorom FM rádio frekvencií získame výrazné zvýšenie množstva informácií, ktoré môžeme získať z jediného skenu. Navyše s využitím našich rastúcich vedomostí o štruktúre mozgu a pamäte, aby sme dosiahli tisícnásobné zväčšenie, ktoré potrebujeme. A použitím fMRI by sme mali dokázať zmerať nielen tok okysličenej krvi, ale aj hormóny a neuroprenášače, o ktorých som hovorila, a možno dokonca nasmerovať nervovú aktivitu, čo je zatiaľ len snom.
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.
Budeme schopní prehodiť naše nápady rovno na digitálne prostriedky. Viete si predstaviť, že by sme dokázali premostiť jazyk a komunikovali priamo s ľudskou myšlienkou? Čoho by sme potom boli schopní? A ako sa naučíme vyrovnať s pravdivými, nefiltrovanými ľudskými myšlienkami? Myslíte si, že internet bol veľký. Toto sú veľké otázky. Môže to byť neodolateľný nástroj na zosilnenie nášho myslenia a komunikačných schopností. A v skutočnosti ten istý nástroj môže viesť k vyliečeniu Alzheimera a podobných chorôb.
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.
Máme málo iných možností, ako otvoriť tieto dvere. Napriek tomu, vyberte si rok – stane sa to o 5 či 15 rokov? Je ťažké predstaviť si, že by sa to stalo oveľa neskôr. Musíme sa naučiť, ako sa tam dostať naraz.
Thank you.
Ďakujem.
(Applause)
(potlesk)