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.
Tôi làm phẫu thuật não 18 năm về trước từ đó, khoa học não bộ trở thành niềm đam mê của tôi. Thực ra, tôi là kỹ sư Tôi vừa mới gia nhập nhóm Google Moonshot nơi tôi có 1 đội phụ trách hiển thị trên Google X, tôi sẽ trình bày hôm nay công trình nghiên cứu về não bộ mà tôi đã thực hiện trước khi tham gia 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?
Có những nghi vấn xoay quanh vấn đề phẫu thuật não. Bạn có còn thông minh nữa không ? Nếu không, liệu bạn có thể minh mẫn trở lại ?
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.
Sau khi phẫu thuật thần kinh, tôi phải đối mặt với chuyện một phần não bộ của mình bị cắt bỏ Không phải là chất xám mà là phần chất nhờn đã chết tạo ra những hormone chính và các chất dẫn truyền thần kinh Ngay sau cuộc phẫu thuật, tôi phải sử dụng hàng chục loại thuốc mỗi ngày, với liều lượng do tôi quyết định bởi nếu không uống thuốc, tôi sẽ chết trong vòng vài giờ, Suốt 18 năm, hàng ngày, từng ngày, tôi phải sử dụng thuốc để duy trì sự sống. Và cũng mấy lần suýt chết,
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.
Nhưng may thay, vốn là kẻ thích thử nghiệm tôi quyết định thử nghiệm để tìm ra liều lượng tối ưu nhất bởi vì chưa có chỉ dẫn chi tiết nào cho việc này cả. Tôi bắt đầu thử pha trộn khác đi và thật kinh ngạc chỉ một thay đổi nhỏ về liều lượng cũng có thể thay đổi ghê gớm cảm nhận của tôi về bản thân, cách suy nghĩ và cách cư xử với người khác. Một trường hợp cụ thể là: Trong vài tháng tôi đã thử liều lượng và hóa chất điển hình dành cho một thanh niên chừng 20 tuổi và tôi sửng sốt trước sự thay đổi trong suy nghĩ của mình. (Cười) Lúc nào tôi cũng tức giận, thường xuyên nghĩ về sex, và nghĩ mình là người thông mình nhất trên thế giới này, và - (Cười)- đương nhiên, trong đời, tôi đã gặp những người như thế, hay có lẽ là phiên bản đỡ hơn. Tôi thì thuộc dạng quá mức. Điều ngạc nhiên là tôi không hề cố tỏ ra kiêu ngạo. thay vào đó là cố gắng với một ít tự ti, để giải quyết vấn đề ngay trước mắt, dù rằng không được như ý muốn.
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.
Thế nên, tôi không thể chịu đựng được. Tôi đổi liều. Nhưng kinh nghiệm đó giúp tôi cảm thấy quý trọng đàn ông và những điều họ đã phải trải qua, và thân với đàn ông hơn kể từ đó.
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.
Mục đích của tôi khi điều chỉnh hormone và các chất dẫn truyền thần kinh đó là cố lấy lại sự minh mẫn sau bệnh tật và phẫu thuật, những ý tưởng sáng tạo, suy tưởng. Tôi suy nghĩ phần lớn bằng hình ảnh nên với tôi đó là thước đo thiết yếu -- làm sao để có những hình ảnh trong tâm trí để nhanh chóng khởi phát ý tưởng, Ý tưởng của tôi là thử nghiệm những ý tưởng mới đa chiều hình dung cảnh huống. Kiểu tư duy này không mới. Những triết gia như Hume, Descartes hay Hobbes cũng hình dung tương tự. Họ nghĩ rằng hình ảnh trong tâm trí và ý tưởng thực ra giống nhau. Ngày nay, người ta tranh cãi về điều này và có nhiều cuộc tranh luận về cách hoạt động của tâm trí , nhưng với tôi, đơn giản là: Hình ảnh trong tâm trí, là trung tâm của suy nghĩ đổi mới và sáng tạo.
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.
Sau nhiều năm, tôi đã có rất nhiều hình dung trong tâm trí tuyệt vời và tinh tế dựa trên cơ sở phân tích. Giờ đây, tôi đang nghiên cứu làm thế nào thể hiện những hình dung trong tâm trí này trên màn hình vi tính một cách nhanh hơn. Các bạn hình dung được không, một đạo diễn phim có thể dùng trí tưởng tượng của mình để đạo diễn cả thế giới trước mắt? Hoặc một nhạc sĩ có thể lấy những nốt nhạc ra khỏi đầu mình? Đây là phương cách cho phép những người sáng tạo nhanh chóng chia sẻ ý tưởng của mình. Sự thật là, phần còn lại để hiện thực hóa nó chỉ còn phụ thuộc vào độ phân giải của hệ thống scan não.
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.
Tôi sẽ giải thích vì sao điều này là khả thi qua hai thí nghiệm gần đây được thực hiện bởi hai nhóm nghiên cứu khoa học thần kinh hàng đầu Cả hai dùng công nghệ fMRI "chụp cộng hưởng từ chức năng" để chụp não, Đây là bản scan não của Giogio Ganis và các đồng sự tại Harvard. Cột trái biểu thị một bản scan não của một người đang xem ảnh. Cột giữa biểu thị bản scan não của chính người đó khi hình dung chính bức hình vừa xem. Cột phải được thực hiện bằng cách chồng cột giữa vào cột trái và cắt đi những phần thừa và cho thấy phần thừa gần bằng 0. Thí nghiệm được thực hiện với nhiều người, dùng nhiều hình ảnh khác nhau, thu về cùng một kết quả. Gần như không có sự khác biệt giữa việc nhìn vào một bức hình và tưởng tượng đang nhìn vào chính bức hình ấy
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.
Tiếp theo là một thí nghiệm khác, từ phòng lab Jack Gallant tại Berkeley, California. Họ giải mã sóng não thành những vùng hình ảnh có thể nhận diện được. Trong thí nghiệm này, mỗi người được cho xem hàng giờ video trên Youtube và não của họ được scan để lập một thư viện tư liệu về phản ứng của não trước mỗi diễn biến trong video. Khi một bộ phim mới được chiếu với hình ảnh mới, con người mới, động vật mới, một bản scan mới được thu lại. Máy vi tính, chỉ sử dụng dữ liệu từ bản scan não, để giải mã bản scan não mới đoán xem hình ảnh thực mà người đó đã xem là gì. Ở bên phải là phán đoán của máy tính ở bên trái là clip đã được xem. Phải há hốc miệng kinh ngạc! Chúng ta sắp có thể làm được điều này. Chúng ta chỉ cần nâng cao độ phân giải lên nữa thôi. Xin nhớ rằng việc nhìn một hình ảnh và việc tưởng tượng ra chính hình ảnh đó cho ra những bản scan não giống nhau.
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.
Thí nghiệm được thực hiện với độ phân giải cao nhất trên hệ thống scan não hiện có và độ phân giải đang tăng lên gấp hàng ngàn lần trong những năm gần đây. Cần tăng độ phân giải lên gấp hàng ngàn lần nữa để có thể nhìn thấu hiện tượng này. Làm thế nào để thực hiện? Có rất nhiều cách tiếp cận. Một trong số đó là đặt một cực điện vào hộp sọ Tôi không ủng hộ cách này. Có rất nhiều kỹ thuật hình ảnh mới được kiến nghị, trong đó có kiến nghị của tôi Nhưng với thành công của MRI thời gian gần đây Trước tiên, ta phải đặt câu hỏi: liệu công nghệ này đã cùng đường? Suy nghĩ truyền thống nói rằng cách duy nhất để nâng độ phân giải là tạo ra nam châm to hơn nhưng sự thật là nam châm lớn hơn không làm tăng độ phân giải lên hàng ngàn lần như chúng ta mong muốn. Tôi đề xuất ý tưởng rằng: thay vì làm nam châm to hơn, hãy làm ra nam châm tốt hơn. Đã có những đột phá về công nghệ trong khoa học nano ứng dụng trong cấu trúc từ tạo nên một thế hệ nam châm mới cho phép chúng ta thực hiện những mô hình từ trường vô cùng tinh xảo khắp trong não bộ cũng như tạo ra những cấu trúc giao thoa tựa chụp ảnh toàn kí (holographic-like interference structures) để kiểm soát độ chính xác của các mô hình như ở đây thông qua biến đổi. Chúng ta có thể lập những cấu trúc phức tạp hơn nhiều với những sắp xếp hơi khác đi như kiểu Spirograph. Tại sao điều này lại quan trọng?
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.
Trong nhiều năm, những nỗ lực trong MRI đều tập trung làm những nam châm thật to, thật lớn Nhưng những tiến bộ gần đây về độ phân giải lại đến từ những giải pháp thông minh trong mã hóa và giải mã trong dẫn truyền tần số sóng FM và đầu nhận của hệ thống MRI. Cũng vậy, thay vì tạo từ trường đồng bộ, hãy tạo những mô hình từ có cấu trúc bổ sung cho tần số FM. Bằng cách kết hợp những mô hình mang từ tính với các mô hình trong tần số radio FM quá trình này có thể làm gia tăng đáng kể thông tin đúc kết được chỉ qua một lần scan. Ngoài ra, ta có thể dùng những hiểu biết ngày càng sâu rộng về cấu trúc não và bộ nhớ để tạo ra tiến bộ gấp ngàn lần. Khi sử dụng fMRI, ta phải đo được không chỉ dòng máu được lọc mà còn cả những hormone và chất dẫn truyền thần kinh và có lẽ cả hoạt động thần kinh trực tiếp chẳng hạn như ngủ mơ.
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.
Chúng ta sẽ có thể trực tiếp xuất những ý tưởng thành công cụ số. Tưởng tượng việc ta có thể chơi đùa với ngôn ngữ giao tiếp trực tiếp với ý nghĩ của con người? Khi đó ta sẽ có thể làm gì? Ta sẽ học cách xử lý những suy nghĩ chưa được sàng lọc như thế nào? Bạn cho rằng Internet là vô cùng rộng lớn. Đây là một câu hỏi lớn. Nó có thể là một công cụ hấp dẫn để phóng đại những kĩ năng tư duy và giao tiếp của chúng ta Thực ra, chính công cụ này có thể giúp tìm ra thuốc chữa trị cho bệnh Alzheimer's và những bệnh tương tự.
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.
Ta có rất ít lựa chọn bên cạnh việc mở cánh cửa này liệu nó sẽ xảy ra trong vòng 5 hay 15 năm nữa? Chắc sẽ không mất lâu hơn thế. Chúng ta cần học để cùng nhau tiến về phía trước. Xin cảm ơn.
Thank you.
(Vỗ tay)
(Applause)