Sebastian Seung: I am my connectome

248,430 views ・ 2010-09-28

TED


Pro přehrání videa dvakrát klikněte na anglické titulky níže.

Překladatel: Michaela Vebrova Korektor: Marek Svoboda
00:17
We live in in a remarkable time,
0
17260
3000
Žijeme ve významné době,
00:20
the age of genomics.
1
20260
3000
období genomiky.
00:23
Your genome is the entire sequence of your DNA.
2
23260
3000
Váš genom je celou sekvencí vaší DNA.
00:26
Your sequence and mine are slightly different.
3
26260
3000
Vaše sekvence se nepatrně liší od mé.
00:29
That's why we look different.
4
29260
2000
Proto také vypadáme jinak.
00:31
I've got brown eyes;
5
31260
2000
Já mám hnědé oči.
00:33
you might have blue or gray.
6
33260
3000
Vy třeba modré nebo šedé.
00:36
But it's not just skin-deep.
7
36260
2000
Ale „vzhled není všechno“.
00:38
The headlines tell us
8
38260
2000
Všude čteme,
00:40
that genes can give us scary diseases,
9
40260
3000
že naše geny mohou ukrývat děsivé choroby,
00:43
maybe even shape our personality,
10
43260
3000
možná dokonce formovat naši osobnost,
00:46
or give us mental disorders.
11
46260
3000
nebo nás předurčovat k psychickým poruchám.
00:49
Our genes seem to have
12
49260
3000
Zdá se, že naše geny
00:52
awesome power over our destinies.
13
52260
3000
mají úžasnou moc nad našimi osudy.
00:56
And yet, I would like to think
14
56260
3000
Přes to všechno bych však rád věřil tomu,
00:59
that I am more than my genes.
15
59260
3000
že jsem víc než mé geny.
01:04
What do you guys think?
16
64260
2000
Co myslíte?
01:06
Are you more than your genes?
17
66260
3000
Jste víc než vaše geny?
01:09
(Audience: Yes.) Yes?
18
69260
2000
(Publikum: Ano.) Ano?
01:13
I think some people agree with me.
19
73260
2000
Vypadá to, že někteří z vás se mnou souhlasí.
01:15
I think we should make a statement.
20
75260
2000
Myslím, že bychom měli učinit prohlášení.
01:17
I think we should say it all together.
21
77260
2000
Měli bychom to říci všichni najednou.
01:20
All right: "I'm more than my genes" -- all together.
22
80260
3000
Dobře: „Jsem víc než mé geny“ -- všichni najednou.
01:23
Everybody: I am more than my genes.
23
83260
4000
Všichni: Jsem víc než mé geny!
01:27
(Cheering)
24
87260
2000
(Potlesk)
01:30
Sebastian Seung: What am I?
25
90260
2000
Co tedy jsem?
01:32
(Laughter)
26
92260
3000
(Smích)
01:35
I am my connectome.
27
95260
3000
Jsem můj konektom.
01:40
Now, since you guys are really great,
28
100260
2000
Když vám to tak pěkně šlo,
01:42
maybe you can humor me and say this all together too.
29
102260
2000
možná byste mi mohli vyhovět a říci sborem i tohle.
01:44
(Laughter)
30
104260
2000
(Smích)
01:46
Right. All together now.
31
106260
2000
Tak jo. A všichni.
01:48
Everybody: I am my connectome.
32
108260
3000
Všichni: Jsem můj konektom.
01:53
SS: That sounded great.
33
113260
2000
To znělo dobře!
01:55
You know, you guys are so great, you don't even know what a connectome is,
34
115260
2000
Vy jste dobří. Ani nevíte, co to ten konektom je,
01:57
and you're willing to play along with me.
35
117260
2000
a už tady se mnou hulákáte.
01:59
I could just go home now.
36
119260
3000
Už jsem vás přesvědčil -- můžu jít domů.
02:02
Well, so far only one connectome is known,
37
122260
3000
Zatím je ovšem znám jen jeden konektom,
02:05
that of this tiny worm.
38
125260
3000
konektom tohohle červíka.
02:08
Its modest nervous system
39
128260
2000
Jeho skromná nervová soustava
02:10
consists of just 300 neurons.
40
130260
2000
se skládá z pouhých 300 neuronů.
02:12
And in the 1970s and '80s,
41
132260
2000
A v sedmdesátých a osmdesátých letech
02:14
a team of scientists
42
134260
2000
jistý tým vědců
02:16
mapped all 7,000 connections
43
136260
2000
zmapoval všech 7 000 spojení
02:18
between the neurons.
44
138260
2000
mezi těmito neurony.
02:21
In this diagram, every node is a neuron,
45
141260
2000
Na tomto nákresu každý uzel představuje neuron
02:23
and every line is a connection.
46
143260
2000
a každá čára spojení mezi nimi.
02:25
This is the connectome
47
145260
2000
Tohle je konektom
02:27
of the worm C. elegans.
48
147260
4000
háďátka obecného.
02:31
Your connectome is far more complex than this
49
151260
3000
Váš konektom je mnohem složitější,
02:34
because your brain
50
154260
2000
protože váš mozek
02:36
contains 100 billion neurons
51
156260
2000
obsahuje 100 miliard neuronů
02:38
and 10,000 times as many connections.
52
158260
3000
a 10 000 krát více spojení.
02:41
There's a diagram like this for your brain,
53
161260
2000
Takovýto nákres existuje i pro váš mozek,
02:43
but there's no way it would fit on this slide.
54
163260
3000
ale ten by se nevešel na tuhle tabuli.
02:47
Your connectome contains one million times more connections
55
167260
3000
Váš konektom má 1 000 000 krát více spojení
02:50
than your genome has letters.
56
170260
3000
než má váš genom písmen.
02:53
That's a lot of information.
57
173260
2000
To je celkem dost informací.
02:55
What's in that information?
58
175260
3000
Co takové informace obsahují?
02:59
We don't know for sure, but there are theories.
59
179260
3000
To nevíme jistě. Ale máme teorie.
03:02
Since the 19th century, neuroscientists have speculated
60
182260
3000
Od 19. století neurobiologové spekulují,
03:05
that maybe your memories --
61
185260
2000
že je možné, že vaše vzpomínky --
03:07
the information that makes you, you --
62
187260
2000
informace, které vás tvoří tím, kým jste --
03:09
maybe your memories are stored
63
189260
2000
že vaše vzpomínky jsou uloženy
03:11
in the connections between your brain's neurons.
64
191260
2000
ve spojeních mezi neurony ve vašem mozku.
03:15
And perhaps other aspects of your personal identity --
65
195260
2000
A třeba i ostatní aspekty vaší osobní identity --
03:17
maybe your personality and your intellect --
66
197260
3000
například vaše povaha a váš intelekt --
03:20
maybe they're also encoded
67
200260
2000
jsou také zapsány
03:22
in the connections between your neurons.
68
202260
3000
ve spojeních mezi vašimi neurony.
03:26
And so now you can see why I proposed this hypothesis:
69
206260
3000
Teď tedy vidíte, proč jsem navrhl tuto hypotézu:
03:29
I am my connectome.
70
209260
3000
Jsem můj konektom.
03:32
I didn't ask you to chant it because it's true;
71
212260
3000
Nepožádal jsem vás, abyste to recitovali, protože by to byla pravda.
03:35
I just want you to remember it.
72
215260
2000
Jen jsem chtěl, abyste si to zapamatovali.
03:37
And in fact, we don't know if this hypothesis is correct,
73
217260
2000
My totiž popravdě nevíme, zda je tato hypotéza správná,
03:39
because we have never had technologies
74
219260
2000
protože jsme nikdy neměli technologie
03:41
powerful enough to test it.
75
221260
2000
dostatečně silné na to, abychom ji prověřili.
03:44
Finding that worm connectome
76
224260
3000
Už jen popisování toho červího konektomu
03:47
took over a dozen years of tedious labor.
77
227260
3000
trvalo přes deset let úmorné práce.
03:50
And to find the connectomes of brains more like our own,
78
230260
3000
A abychom popsali konektom mozku našich rozměrů,
03:53
we need more sophisticated technologies, that are automated,
79
233260
3000
potřebujeme sofistikovanější technologie, automatizované,
03:56
that will speed up the process of finding connectomes.
80
236260
3000
aby proces popisování konektomů urychlily.
03:59
And in the next few minutes, I'll tell you about some of these technologies,
81
239260
3000
V následujících několika minutách vám povím o jedné z takových technologií,
04:02
which are currently under development
82
242260
2000
která je momentálně rozvíjena
04:04
in my lab and the labs of my collaborators.
83
244260
3000
v mé laboratoři a v laboratořích mých spolupracovníků.
04:08
Now you've probably seen pictures of neurons before.
84
248260
3000
Obrázky neuronů jste už pravděpodobně viděli.
04:11
You can recognize them instantly
85
251260
2000
Určitě je okamžitě poznáte
04:13
by their fantastic shapes.
86
253260
3000
podle jejich úžasných tvarů.
04:16
They extend long and delicate branches,
87
256260
3000
Tvoří dlouhé, jemné větve,
04:19
and in short, they look like trees.
88
259260
3000
takže v podstatě vypadají jako stromy.
04:22
But this is just a single neuron.
89
262260
3000
Ale toto je pouze jeden samotný neuron.
04:25
In order to find connectomes,
90
265260
2000
Abychom popsali konektomy,
04:27
we have to see all the neurons at the same time.
91
267260
3000
musíme vzít v úvahu všechny neurony najednou.
04:30
So let's meet Bobby Kasthuri,
92
270260
2000
Seznamte se s Bobbym Kasthurim,
04:32
who works in the laboratory of Jeff Lichtman
93
272260
2000
který pracuje v laboratoři Jeffa Lichtmana
04:34
at Harvard University.
94
274260
2000
na Harvardově universitě.
04:36
Bobby is holding fantastically thin slices
95
276260
2000
Bobby drží neuvěřitelně tenké plátky
04:38
of a mouse brain.
96
278260
2000
myšího mozku.
04:40
And we're zooming in by a factor of 100,000 times
97
280260
3000
A my je 100 000 krát zvětšujeme,
04:44
to obtain the resolution,
98
284260
2000
abychom se dostali na takové přiblížení,
04:46
so that we can see the branches of neurons all at the same time.
99
286260
3000
kde uvidíme všechny větve neuronů najednou.
04:50
Except, you still may not really recognize them,
100
290260
3000
I když, možná je stále nepoznáváte,
04:53
and that's because we have to work in three dimensions.
101
293260
3000
což se děje proto, že se zatím nepohybujeme v trojrozměrném prostoru.
04:56
If we take many images of many slices of the brain
102
296260
2000
Pokud vezmeme mnoho plátků mozku
04:58
and stack them up,
103
298260
2000
a naskládáme je na sebe,
05:00
we get a three-dimensional image.
104
300260
2000
získáme trojrozměrný model.
05:02
And still, you may not see the branches.
105
302260
2000
Pořád v tom možná nevidíte ty větve.
05:04
So we start at the top,
106
304260
2000
Takže začneme nahoře
05:06
and we color in the cross-section of one branch in red,
107
306260
3000
a červeně vybarvíme příčný řez jedné z větví.
05:09
and we do that for the next slice
108
309260
2000
Totéž uděláme v dalším řezu,
05:11
and for the next slice.
109
311260
2000
a v dalším,
05:13
And we keep on doing that,
110
313260
2000
a pokračujeme v tom
05:15
slice after slice.
111
315260
3000
plátek po plátku.
05:18
If we continue through the entire stack,
112
318260
2000
Když v tom pokračujeme skrz celý štos řezů,
05:20
we can reconstruct the three-dimensional shape
113
320260
3000
podaří se nám rekonstruovat trojrozměrný obraz
05:23
of a small fragment of a branch of a neuron.
114
323260
3000
malého kousku jedné z větví neuronu.
05:26
And we can do that for another neuron in green.
115
326260
2000
Totéž můžeme provést s jiným neuronem -- v zelené.
05:28
And you can see that the green neuron touches the red neuron
116
328260
2000
Zde můžete vidět, že se zelený neuron dotýká červeného
05:30
at two locations,
117
330260
2000
na dvou místech.
05:32
and these are what are called synapses.
118
332260
2000
Těm se říká synapse.
05:34
Let's zoom in on one synapse,
119
334260
2000
Zaměřme se na jednu takovou synapsi.
05:36
and keep your eyes on the interior of the green neuron.
120
336260
3000
Nespouštějte oči z vnitřku zeleného neuronu.
05:39
You should see small circles --
121
339260
2000
Měli byste vidět malé kroužky.
05:41
these are called vesicles.
122
341260
3000
To jsou takzvané vezikuly.
05:44
They contain a molecule know as a neurotransmitter.
123
344260
3000
Ty obsahují molekulu známou jako neurotransmiter.
05:47
And so when the green neuron wants to communicate,
124
347260
2000
Takže když chce zelený neuron komunikovat,
05:49
it wants to send a message to the red neuron,
125
349260
2000
když chce poslat zprávu červenému neuronu,
05:51
it spits out neurotransmitter.
126
351260
3000
vyplivne neurotransmiter.
05:54
At the synapse, the two neurons
127
354260
2000
Rozumí se tedy, že v synapsi
05:56
are said to be connected
128
356260
2000
jsou dva neurony spojeny
05:58
like two friends talking on the telephone.
129
358260
3000
jako dva kamarádi povídající si po telefonu.
06:02
So you see how to find a synapse.
130
362260
2000
Takže teď rozumíte, jak funguje synapse.
06:04
How can we find an entire connectome?
131
364260
3000
Jak je to ale s celým konektomem?
06:07
Well, we take this three-dimensional stack of images
132
367260
3000
To si vezmeme tenhle trojrozměrný štos obrázků
06:10
and treat it as a gigantic three-dimensional coloring book.
133
370260
3000
a bereme ho jako gigantické trojrozměrné omalovánky.
06:13
We color every neuron in, in a different color,
134
373260
3000
Každý neuron vybarvíme jinou pastelkou.
06:16
and then we look through all of the images,
135
376260
2000
Pak projdeme všechny obrázky,
06:18
find the synapses
136
378260
2000
identifikujeme synapse
06:20
and note the colors of the two neurons involved in each synapse.
137
380260
3000
a zaznamenáme barvy neuronů figurujících v každé synapsi.
06:23
If we can do that throughout all the images,
138
383260
3000
Kdybychom to dokázali s naprosto všemi snímky,
06:26
we could find a connectome.
139
386260
2000
popsali bychom konektom.
06:29
Now, at this point,
140
389260
2000
V tomto bodě
06:31
you've learned the basics of neurons and synapses.
141
391260
2000
rozumíte základním poznatkům o neuronech a synapsích.
06:33
And so I think we're ready to tackle
142
393260
2000
Takže si myslím, že jsme připraveni
06:35
one of the most important questions in neuroscience:
143
395260
3000
položit si jednu z nejzásadnějších otázek neurobiologie:
06:39
how are the brains of men and women different?
144
399260
3000
jak se liší mužský mozek od toho ženského?
06:42
(Laughter)
145
402260
2000
(Smích)
06:44
According to this self-help book,
146
404260
2000
Podle této užitečné příručky
06:46
guys brains are like waffles;
147
406260
2000
jsou klučičí mozky jako vafle;
06:48
they keep their lives compartmentalized in boxes.
148
408260
3000
svůj život rozčleňují do přihrádek.
06:51
Girls' brains are like spaghetti;
149
411260
3000
A holčičí mozky jsou jako špagety;
06:54
everything in their life is connected to everything else.
150
414260
3000
všechno v jejich životě je se propojené se vším ostatním.
06:57
(Laughter)
151
417260
2000
(Smích)
06:59
You guys are laughing,
152
419260
2000
Vy se smějete...
07:01
but you know, this book changed my life.
153
421260
2000
Ale mně tahle knížka jako změnila život!
07:03
(Laughter)
154
423260
2000
(Smích)
07:07
But seriously, what's wrong with this?
155
427260
3000
Ne, vážně. Co se vám na tom nezdá?
07:10
You already know enough to tell me -- what's wrong with this statement?
156
430260
3000
Vždyť chápete, jak to funguje. Co je na tom špatně?
07:20
It doesn't matter whether you're a guy or girl,
157
440260
3000
Říkám vám: ať už jste kluk nebo holka,
07:23
everyone's brains are like spaghetti.
158
443260
3000
váš mozek je jako špagety.
07:26
Or maybe really, really fine capellini with branches.
159
446260
3000
Nebo, řekněme, čínská instantní polévka s rozvětvenými nudlemi.
07:30
Just as one strand of spaghetti
160
450260
2000
Stejně jako se jedna špageta
07:32
contacts many other strands on your plate,
161
452260
3000
dotýká mnoha ostatních špaget na vašem talíři,
07:35
one neuron touches many other neurons
162
455260
2000
jeden neuron se dotýká mnoha ostatních neuronů
07:37
through their entangled branches.
163
457260
2000
svými propletenými větvemi.
07:39
One neuron can be connected to so many other neurons,
164
459260
3000
Jeden neuron může být napojený na tolik dalších neuronů,
07:42
because there can be synapses
165
462260
2000
protože na místech jejich dotyku
07:44
at these points of contact.
166
464260
3000
mohou být synapse.
07:49
By now, you might have sort of lost perspective
167
469260
3000
Teď už jste možná ztratili orientaci
07:52
on how large this cube of brain tissue actually is.
168
472260
3000
ohledně velikosti této krychle mozkové tkáně.
07:55
And so let's do a series of comparisons to show you.
169
475260
3000
Proto pojďme udělat několik navazujících srovnání.
07:58
I assure you, this is very tiny. It's just six microns on a side.
170
478260
3000
Tohle je ve skutečnosti velmi malá krychlička. Její hrana měří jen šest mikronů.
08:03
So, here's how it stacks up against an entire neuron.
171
483260
3000
Takže takhle to vypadá, když ji srovnáme s celým neuronem.
08:06
And you can tell that, really, only the smallest fragments of branches
172
486260
3000
Sami vidíte, že v naší krychličce se ukrývají
08:09
are contained inside this cube.
173
489260
3000
jen ty nejmenší části těch nejjemnějších větviček neuronu.
08:12
And a neuron, well, that's smaller than brain.
174
492260
3000
A neuron je jen malá část mozku.
08:17
And that's just a mouse brain --
175
497260
2000
A to se bavíme jen o myším mozku.
08:21
it's a lot smaller than a human brain.
176
501260
3000
Ten je mnohem menší než ten lidský.
08:25
So when show my friends this,
177
505260
2000
Když tohle ukážu svým kamarádům,
08:27
sometimes they've told me,
178
507260
2000
většinou mi říkají:
08:29
"You know, Sebastian, you should just give up.
179
509260
3000
„Sebastiane, vykašli se na to.
08:32
Neuroscience is hopeless."
180
512260
2000
Neurobiologie je beznadějná.“
08:34
Because if you look at a brain with your naked eye,
181
514260
2000
Protože když se na mozek podíváte pouhým okem,
08:36
you don't really see how complex it is,
182
516260
2000
nemáte představu, jak moc je složitý.
08:38
but when you use a microscope,
183
518260
2000
Jen mikroskop vám může pomoci
08:40
finally the hidden complexity is revealed.
184
520260
3000
jeho ohromující složitost pochopit.
08:45
In the 17th century,
185
525260
2000
V 17. století
08:47
the mathematician and philosopher, Blaise Pascal,
186
527260
2000
matematik a filosof Blaise Pascal
08:49
wrote of his dread of the infinite,
187
529260
3000
psal o tom, jak se děsí nekonečna,
08:52
his feeling of insignificance
188
532260
2000
jak si připadá bezvýznamný,
08:54
at contemplating the vast reaches of outer space.
189
534260
3000
když rozjímá nad nesmírností vesmíru.
08:59
And, as a scientist,
190
539260
2000
A já, jakožto vědec,
09:01
I'm not supposed to talk about my feelings --
191
541260
3000
bych neměl hovořit o svých pocitech.
09:04
too much information, professor.
192
544260
2000
„To si nechte pro sebe, pane profesore."
09:06
(Laughter)
193
546260
2000
(Smích)
09:08
But may I?
194
548260
2000
Ale -- můžu?
09:10
(Laughter)
195
550260
2000
(Smích)
09:12
(Applause)
196
552260
2000
(Potlesk)
09:14
I feel curiosity,
197
554260
2000
Cítím zvědavost.
09:16
and I feel wonder,
198
556260
2000
A taky úžas.
09:18
but at times I have also felt despair.
199
558260
3000
Ale někdy jsem taky cítil zoufalství.
09:22
Why did I choose to study
200
562260
2000
Proč jsem se jen rozhodl
09:24
this organ that is so awesome in its complexity
201
564260
3000
studovat orgán tak děsivě složitý,
09:27
that it might well be infinite?
202
567260
2000
že by klidně mohl být nekonečný?
09:29
It's absurd.
203
569260
2000
Absudní.
09:31
How could we even dare to think
204
571260
2000
Jak jsme si jen mohli dovolit myslet,
09:33
that we might ever understand this?
205
573260
3000
že bychom tomu někdy mohli porozumět?
09:38
And yet, I persist in this quixotic endeavor.
206
578260
3000
A stejně v této donkichotské snaze pokračuji.
09:41
And indeed, these days I harbor new hopes.
207
581260
3000
A vskutku chovám jisté naděje.
09:45
Someday,
208
585260
2000
Jednoho krásného dne
09:47
a fleet of microscopes will capture
209
587260
2000
armáda mikroskopů zachytí
09:49
every neuron and every synapse
210
589260
2000
každičký neuron a každičkou synapsi
09:51
in a vast database of images.
211
591260
3000
v ohromnou databázi snímků.
09:54
And some day, artificially intelligent supercomputers
212
594260
3000
a jednoho dne superpočítače s umělou inteligencí
09:57
will analyze the images without human assistance
213
597260
3000
tyto snímky zanalyzují -- to vše bez lidské pomoci --,
10:00
to summarize them in a connectome.
214
600260
3000
aby vytvořily konektom.
10:04
I do not know, but I hope that I will live to see that day,
215
604260
3000
Rád bych se toho dne dožil.
10:08
because finding an entire human connectome
216
608260
2000
Protože rozluštění celého lidského konektomu
10:10
is one of the greatest technological challenges of all time.
217
610260
3000
je jednou z největších technologických výzev všech dob.
10:13
It will take the work of generations to succeed.
218
613260
3000
Úspěch bude vyžadovat těžkou práci celých generací.
10:17
At the present time, my collaborators and I,
219
617260
3000
Já a mí spolupracovníci
10:20
what we're aiming for is much more modest --
220
620260
2000
máme zatím skromnější cíl --
10:22
just to find partial connectomes
221
622260
2000
zmapovat částečné konektomy
10:24
of tiny chunks of mouse and human brain.
222
624260
3000
malinkých kousků myšího a lidského mozku.
10:27
But even that will be enough for the first tests of this hypothesis
223
627260
3000
Ale i to postačí k tomu, abychom poprvé otestovali naši hypotézu --
10:30
that I am my connectome.
224
630260
3000
že „Jsem můj konektom".
10:35
For now, let me try to convince you of the plausibility of this hypothesis,
225
635260
3000
Prozatím mi dovolte pokusit se vás přesvědčit o hodnověrnosti této hypotézy.
10:38
that it's actually worth taking seriously.
226
638260
3000
;
10:42
As you grow during childhood
227
642260
2000
S vývojem v dětství
10:44
and age during adulthood,
228
644260
3000
a stárnutím v dospělosti
10:47
your personal identity changes slowly.
229
647260
3000
se vaše osobní identita pozvolna mění.
10:50
Likewise, every connectome
230
650260
2000
Stejně tak se časem mění
10:52
changes over time.
231
652260
2000
každý konektom.
10:55
What kinds of changes happen?
232
655260
2000
K jakým změnám přesně dochází?
10:57
Well, neurons, like trees,
233
657260
2000
Takže, neuronům, jako stromům,
10:59
can grow new branches,
234
659260
2000
mohou narůst nové větve
11:01
and they can lose old ones.
235
661260
3000
a ty staré mohou odpadnout.
11:04
Synapses can be created,
236
664260
3000
Vznikají nové synapse
11:07
and they can be eliminated.
237
667260
3000
a další zanikají.
11:10
And synapses can grow larger,
238
670260
2000
Synapse se mohou zvětšovat
11:12
and they can grow smaller.
239
672260
3000
a mohou se zmenšovat.
11:15
Second question:
240
675260
2000
Další otázka:
11:17
what causes these changes?
241
677260
3000
co tyto změny zapříčiňuje?
11:20
Well, it's true.
242
680260
2000
Uznávám:
11:22
To some extent, they are programmed by your genes.
243
682260
3000
do určité míry jsou předurčeny geneticky.
11:25
But that's not the whole story,
244
685260
2000
Ale to není všechno.
11:27
because there are signals, electrical signals,
245
687260
2000
V mozku jsou signály, elektrické signály,
11:29
that travel along the branches of neurons
246
689260
2000
které cestují po větvích neuronů,
11:31
and chemical signals
247
691260
2000
a také chemické signály,
11:33
that jump across from branch to branch.
248
693260
2000
které skáčou z větve na větev.
11:35
These signals are called neural activity.
249
695260
3000
Tyto signály se nazývají nervová aktivita.
11:38
And there's a lot of evidence
250
698260
2000
A existuje mnoho důkazů,
11:40
that neural activity
251
700260
3000
že nervová aktivita
11:43
is encoding our thoughts, feelings and perceptions,
252
703260
3000
představuje naše myšlenky, pocity a vjemy,
11:46
our mental experiences.
253
706260
2000
naše mentální prožitky.
11:48
And there's a lot of evidence that neural activity
254
708260
3000
A existuje mnoho důkazů, že s nervovou aktivitou
11:51
can cause your connections to change.
255
711260
3000
se spojení v mozku mohou měnit.
11:54
And if you put those two facts together,
256
714260
3000
A když si toto dáte dohromady,
11:57
it means that your experiences
257
717260
2000
znamená to, že vaše zážitky
11:59
can change your connectome.
258
719260
3000
mohou změnit váš konektom.
12:02
And that's why every connectome is unique,
259
722260
2000
Právě proto je každý konektom jedinečný --
12:04
even those of genetically identical twins.
260
724260
3000
i konektomy geneticky identických dvojčat se liší.
12:08
The connectome is where nature meets nurture.
261
728260
3000
Skrze konektom se genetika střetává s vlivy v průběhu života.
12:12
And it might true
262
732260
2000
Dokonce by se dalo říci,
12:14
that just the mere act of thinking
263
734260
2000
že pouhým aktem přemýšlení
12:16
can change your connectome --
264
736260
2000
svůj konektom můžete měnit.
12:18
an idea that you may find empowering.
265
738260
3000
Povzbudivé, že?
12:24
What's in this picture?
266
744260
2000
Co vidíte na tomto obrázku?
12:28
A cool and refreshing stream of water, you say.
267
748260
3000
Chladný, svěží potůček, řekli byste.
12:32
What else is in this picture?
268
752260
2000
Co ještě tam vidíte?
12:37
Do not forget that groove in the Earth
269
757260
2000
Nezapomeňte na tu kamenitou podvodní cestu
12:39
called the stream bed.
270
759260
3000
zvanou koryto potoka.
12:42
Without it, the water would not know in which direction to flow.
271
762260
3000
Bez něj by voda nevěděla, kudy téci.
12:45
And with the stream,
272
765260
2000
Tento potůček
12:47
I would like to propose a metaphor
273
767260
2000
mi poslouží jako metafora
12:49
for the relationship between neural activity
274
769260
2000
o vztahu mezi nervovou aktivitou
12:51
and connectivity.
275
771260
2000
a spojeními v mozku.
12:54
Neural activity is constantly changing.
276
774260
3000
Nervová aktivita se neustále mění.
12:57
It's like the water of the stream; it never sits still.
277
777260
3000
Je jako voda v tomto potůčku; jen tak se nezastaví.
13:00
The connections
278
780260
2000
Spojení
13:02
of the brain's neural network
279
782260
2000
nervové sítě v mozku
13:04
determines the pathways
280
784260
2000
určují, kterými cestičkami
13:06
along which neural activity flows.
281
786260
2000
se nervová aktivita bude ubírat.
13:08
And so the connectome is like bed of the stream;
282
788260
3000
Takže konektom je jako koryto potoka.
13:13
but the metaphor is richer than that,
283
793260
3000
Tuto metaforu lze rozvést ještě více.
13:16
because it's true that the stream bed
284
796260
3000
Je pravda, že koryto potoka
13:19
guides the flow of the water,
285
799260
2000
usměrňuje vodní tok.
13:21
but over long timescales,
286
801260
2000
Avšak z dlouhodobého hlediska
13:23
the water also reshapes the bed of the stream.
287
803260
3000
také samotná voda mění tvar koryta.
13:26
And as I told you just now,
288
806260
2000
A jak jsem vám právě řekl,
13:28
neural activity can change the connectome.
289
808260
3000
nervová aktivita může měnit tvar konektomu.
13:33
And if you'll allow me to ascend
290
813260
2000
A pokud mi dovolíte vystoupit
13:35
to metaphorical heights,
291
815260
3000
do metaforických výšin,
13:38
I will remind you that neural activity
292
818260
3000
připomenu vám, že nervová aktivita
13:41
is the physical basis -- or so neuroscientists think --
293
821260
2000
je -- podle neurobiologů -- fyzický základ
13:43
of thoughts, feelings and perceptions.
294
823260
3000
myšlenek, pocitů a vjemů.
13:46
And so we might even speak of
295
826260
2000
Takže dokonce můžeme mluvit
13:48
the stream of consciousness.
296
828260
2000
o „proudu vědomí“.
13:50
Neural activity is its water,
297
830260
3000
Mozková aktivita je proudící potok
13:53
and the connectome is its bed.
298
833260
3000
a konektom je jeho koryto.
13:57
So let's return from the heights of metaphor
299
837260
2000
Přesuňme se teď z říše metafor
13:59
and return to science.
300
839260
2000
zpět do světa vědy.
14:01
Suppose our technologies for finding connectomes
301
841260
2000
Řekněme, že s naší technologií popisování konektomů
14:03
actually work.
302
843260
2000
jednou uspějeme.
14:05
How will we go about testing the hypothesis
303
845260
2000
Jak hypotézu „Jsem můj konektom“
14:07
"I am my connectome?"
304
847260
3000
budeme testovat?
14:10
Well, I propose a direct test.
305
850260
3000
Navrhuji přímý test.
14:13
Let us attempt
306
853260
2000
Pokusme se
14:15
to read out memories from connectomes.
307
855260
3000
z konektomů vyčíst vzpomínky.
14:18
Consider the memory
308
858260
2000
Zaměřme se na to, jak jsou do paměti ukládány
14:20
of long temporal sequences of movements,
309
860260
3000
dlouhé sekvence pohybů --
14:23
like a pianist playing a Beethoven sonata.
310
863260
3000
jako když pianista hraje Beethovenovu sonátu.
14:26
According to a theory that dates back to the 19th century,
311
866260
3000
Již od devatenáctého století je známá teorie,
14:29
such memories are stored
312
869260
2000
že takové sekvence se v mozku ukládají
14:31
as chains of synaptic connections inside your brain.
313
871260
3000
v podobě řetězců synaptických spojení.
14:35
Because, if the first neurons in the chain are activated,
314
875260
3000
Jakmile jsou aktivovány první neurony v takovém řetězci,
14:38
through their synapses they send messages to the second neurons, which are activated,
315
878260
3000
pošlou prostřednictvím svých synapsí informace dalším neuronům v řadě,
14:41
and so on down the line,
316
881260
2000
ty se tím aktivují -- a tak dále.
14:43
like a chain of falling dominoes.
317
883260
2000
Jako řada padajících dominových kostek.
14:45
And this sequence of neural activation
318
885260
2000
A následkem série neuronových aktivací
14:47
is hypothesized to be the neural basis
319
887260
3000
je podle zmíněné hypotézy
14:50
of those sequence of movements.
320
890260
2000
naučený sled pohybů.
14:52
So one way of trying to test the theory
321
892260
2000
Takže jedním ze způsobů testování naší teorie
14:54
is to look for such chains
322
894260
2000
by bylo takové řetězce identifikovat
14:56
inside connectomes.
323
896260
2000
uvnitř konektomů.
14:58
But it won't be easy, because they're not going to look like this.
324
898260
3000
To ale nebude tak jednoduché, protože takhle vypadat nebudou.
15:01
They're going to be scrambled up.
325
901260
2000
Budou zamotané.
15:03
So we'll have to use our computers
326
903260
2000
Takže budeme muset použít naše počítače,
15:05
to try to unscramble the chain.
327
905260
3000
aby se pokusily řetězce rozmotat.
15:08
And if we can do that,
328
908260
2000
A pokud se nám to podaří,
15:10
the sequence of the neurons we recover from that unscrambling
329
910260
3000
sekvence neuronů, kterou tak zmapujeme,
15:13
will be a prediction of the pattern of neural activity
330
913260
3000
bude předpovědí vzorce nervové aktivity,
15:16
that is replayed in the brain during memory recall.
331
916260
3000
který mozek následuje při každé vzpomínce.
15:19
And if that were successful,
332
919260
2000
Kdyby se tohle podařilo,
15:21
that would be the first example of reading a memory from a connectome.
333
921260
3000
byli bychom z konektomu poprvé schopni číst paměť.
15:28
(Laughter)
334
928260
2000
(Smích)
15:30
What a mess --
335
930260
2000
To je binec.
15:33
have you ever tried to wire up a system
336
933260
2000
Už jste se někdy pokusili pozapojovat
15:35
as complex as this?
337
935260
2000
takhle komplexní systém?
15:37
I hope not.
338
937260
2000
Doufám, že ne.
15:39
But if you have, you know it's very easy to make a mistake.
339
939260
3000
Ale pokud ano, jistě víte, že je velmi snadné udělat chybu.
15:45
The branches of neurons are like the wires of the brain.
340
945260
2000
Větve neuronů jsou jako tyhle kabely.
15:47
Can anyone guess: what's the total length of wires in your brain?
341
947260
4000
Troufá si někdo odhadnout, jaká je celková délka drátů v lidském mozku?
15:54
I'll give you a hint. It's a big number.
342
954260
2000
Nápověda: je to velké číslo.
15:56
(Laughter)
343
956260
2000
(Smích)
15:59
I estimate, millions of miles,
344
959260
3000
Milióny kilometrů, odhaduji.
16:02
all packed in your skull.
345
962260
3000
Smotaných ve vaší lebce.
16:05
And if you appreciate that number,
346
965260
2000
Pokud na vás toto číslo udělalo dojem,
16:07
you can easily see
347
967260
2000
pak lehce pochopíte,
16:09
there is huge potential for mis-wiring of the brain.
348
969260
2000
jak snadno se může stát, že se to v mozku pozapojuje špatně.
16:11
And indeed, the popular press loves headlines like,
349
971260
3000
Populární tisk vskutku miluje titulky jako
16:14
"Anorexic brains are wired differently,"
350
974260
2000
„Anorektičky mají jinak propojený mozek,“
16:16
or "Autistic brains are wired differently."
351
976260
2000
nebo „Autisté mají jinak propojený mozek“.
16:18
These are plausible claims,
352
978260
2000
Jsou to rozumná tvrzení,
16:20
but in truth,
353
980260
2000
ale popravdě řečeno
16:22
we can't see the brain's wiring clearly enough
354
982260
2000
spojením v mozku nerozumíme natolik,
16:24
to tell if these are really true.
355
984260
2000
abychom si tím mohli být jistí.
16:26
And so the technologies for seeing connectomes
356
986260
3000
Takže technologie mapující konektomy
16:29
will allow us to finally
357
989260
2000
nám konečně umožní
16:31
read mis-wiring of the brain,
358
991260
2000
identifikovat špatná spojení v mozku,
16:33
to see mental disorders in connectomes.
359
993260
3000
čímž porozumíme psychickým poruchám v konektomech.
16:40
Sometimes the best way to test a hypothesis
360
1000260
3000
Nejlepším způsobem, jak prověřit hypotézu,
16:43
is to consider its most extreme implication.
361
1003260
3000
je někdy zaměřit se na její nejextrémnější dosah.
16:46
Philosophers know this game very well.
362
1006260
3000
Filosofové tuto hru znají vemi dobře.
16:50
If you believe that I am my connectome,
363
1010260
3000
Pokud věříte, že „Jsem můj konektom",
16:53
I think you must also accept the idea
364
1013260
3000
pak, myslím, musíte také přistoupit na to,
16:56
that death is the destruction
365
1016260
2000
že smrt znamená zničení
16:58
of your connectome.
366
1018260
3000
vašeho konektomu.
17:02
I mention this because there are prophets today
367
1022260
3000
Hovořím o tom proto, že dnes existují proroci
17:05
who claim that technology
368
1025260
3000
prohlašující, že technologie
17:08
will fundamentally alter the human condition
369
1028260
3000
podstatně změní úděl člověka ve světě
17:11
and perhaps even transform the human species.
370
1031260
3000
a možná dokonce radikálně promění lidskou rasu.
17:14
One of their most cherished dreams
371
1034260
3000
Sní například o tom,
17:17
is to cheat death
372
1037260
2000
že by podvedli smrt
17:19
by that practice known as cryonics.
373
1039260
2000
pomocí kryoniky.
17:21
If you pay 100,000 dollars,
374
1041260
2000
Za 100 000 dolarů
17:23
you can arrange to have your body frozen after death
375
1043260
3000
můžete své tělo nechat po smrti zmrazit
17:26
and stored in liquid nitrogen
376
1046260
2000
a naložit do kapalného dusíku
17:28
in one of these tanks in an Arizona warehouse,
377
1048260
2000
v jedné z nádrží v Arizonských skladištích
17:30
awaiting a future civilization
378
1050260
2000
v očekávání, že nějaká budoucí civilizace
17:32
that is advanced to resurrect you.
379
1052260
3000
bude dostatečně pokročilá na to, aby vás vzkřísila.
17:36
Should we ridicule the modern seekers of immortality,
380
1056260
2000
Měli bychom si z těchto moderních hledačů nesmrtelnosti dělat legraci
17:38
calling them fools?
381
1058260
2000
a prohlašovat je za hlupáky?
17:40
Or will they someday chuckle
382
1060260
2000
Nebo se budou oni jednoho dne smát
17:42
over our graves?
383
1062260
2000
nad našimi hroby?
17:45
I don't know --
384
1065260
2000
To já nevím.
17:47
I prefer to test their beliefs, scientifically.
385
1067260
3000
Rád bych tedy to, čemu věří, otestoval vědecky.
17:50
I propose that we attempt to find a connectome
386
1070260
2000
Navrhuji, abychom se pokusili zmapovat konektom
17:52
of a frozen brain.
387
1072260
2000
zmraženého mozku.
17:54
We know that damage to the brain
388
1074260
2000
Víme, že po smrti a při hibernaci
17:56
occurs after death and during freezing.
389
1076260
2000
dochází k určitému poškozování mozku.
17:58
The question is: has that damage erased the connectome?
390
1078260
3000
Otázkou je: rozbouralo toto poškození konektom?
18:01
If it has, there is no way that any future civilization
391
1081260
3000
Jestliže ano, žádná budoucí civilizace
18:04
will be able to recover the memories of these frozen brains.
392
1084260
3000
nebude schopna zachránit vzpomínky zmraženého.
18:07
Resurrection might succeed for the body,
393
1087260
2000
Zmrtvýchvstání se třeba podaří tělu,
18:09
but not for the mind.
394
1089260
2000
nikoli však mysli.
18:11
On the other hand, if the connectome is still intact,
395
1091260
3000
Naproti tomu, jestliže konektom vydrží neporušený,
18:14
we cannot ridicule the claims of cryonics so easily.
396
1094260
3000
pak nebude tak jednoduché se kryonice vysmívat.
18:20
I've described a quest
397
1100260
2000
Popsal jsem cestu,
18:22
that begins in the world of the very small,
398
1102260
3000
jež začíná v mikrosvětě
18:25
and propels us to the world of the far future.
399
1105260
3000
a vede nás až do světa daleké budoucnosti.
18:28
Connectomes will mark a turning point in human history.
400
1108260
3000
Konektomy budou znamenat obrat v lidské historii.
18:32
As we evolved from our ape-like ancestors
401
1112260
2000
Poté, co jsme se vyvinuli z našich opičích předků
18:34
on the African savanna,
402
1114260
2000
v africké savaně,
18:36
what distinguished us was our larger brains.
403
1116260
3000
odlišovali jsme se od ostatních druhů většími mozky.
18:40
We have used our brains to fashion
404
1120260
2000
Své mozky jsme použili, abychom vytvořili
18:42
ever more amazing technologies.
405
1122260
3000
ještě úžasnější technologie.
18:45
Eventually, these technologies will become so powerful
406
1125260
3000
Ve finále tyto technologie budou tak výkonné a mocné,
18:48
that we will use them to know ourselves
407
1128260
3000
že nám pomohou k tomu, abychom poznali sami sebe
18:51
by deconstructing and reconstructing
408
1131260
3000
rozebráním a zpětným sestavením
18:54
our own brains.
409
1134260
3000
našich vlastních mozků.
18:57
I believe that this voyage of self-discovery
410
1137260
3000
Věřím, že tato pouť k sebepoznání
19:00
is not just for scientists,
411
1140260
3000
nebude užitečná jen vědcům,
19:03
but for all of us.
412
1143260
2000
ale nám všem.
19:05
And I'm grateful for the opportunity to share this voyage with you today.
413
1145260
3000
Bylo mi ctí smět vám tuto pouť představit.
19:08
Thank you.
414
1148260
2000
Děkuji mnohokrát.
19:10
(Applause)
415
1150260
8000
(Potlesk)
O tomto webu

Tato stránka vám představí videa na YouTube, která jsou užitečná pro výuku angličtiny. Uvidíte lekce angličtiny vedené špičkovými učiteli z celého světa. Dvojklikem na anglické titulky zobrazené na každé stránce s videem si video přehrajete přímo odtud. Titulky se posouvají synchronizovaně s přehráváním videa. Pokud máte nějaké připomínky nebo požadavky, kontaktujte nás prosím pomocí tohoto kontaktního formuláře.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7