Mary Lou Jepsen: Could future devices read images from our brains?

مری لو جپسن: آیا در آینده دستگاه های جدید می توانند امواج مغزی را بخوانند؟

Translator: Kei Esmaeilpour Reviewer: Leila Ataei

I had brain surgery 18 years ago,

۱۸ سال پیش من جراحی مغز داشتم

and since that time, brain science has become

و از آن زمان به بعد، علوم مغزی

a personal passion of mine.

به عشق وعلاقه شخصی من تبدیل شد

I'm actually an engineer.

من در واقع مهندس هستم

And first let me say, I recently joined

و در ابتدا اجازه بدید که بگم

Google's Moonshot group,

اخیرا به گروه گوگلی "مون شات" پیوستم

where I had a division,

که در آن یک بخش در اختیارم بود

the display division in Google X,

بخش تقسیم صفحه نمایش در گوگل " X"،

and the brain science work I'm speaking about today

و عملکرد دانش مغزی که امروز در باره آن صحبت می کنم

is work I did before I joined Google

کاری که من قبل از پیوستم به گروه گوگل انجام دادم

and on the side outside of Google.

علاوه بر فعالیت اصلی ام در گوگل.

So that said, there's a stigma

وفتی شما جراحی مغز دارید ؛ می توان گفت که

when you have brain surgery.

داغ ننگی وجود خواهد داشت.

Are you still smart or not?

اینکه هنوز هوشمند هستید، یا نه ؟

And if not, can you make yourself smart again?

و اگر نه، آیا می توانید دوباره هوش تان را بدست آورید؟

After my neurosurgery,

بعد از جراحی مغز و اعصاب

part of my brain was missing,

بخشی از مغز من گمشده بود،

and I had to deal with that.

و مجبور بودم که این موضوع را بپذیرم

It wasn't the grey matter, but it was the gooey part dead center

بخش گمشده، ماده خاکستری مغز نبود؛ آن بخش چسبنده مرکزی مغز بود

that makes key hormones and neurotransmitters.

جائی که هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی اساسی تولید می شوند

Immediately after my surgery,

درست پس از عمل جراحی،

I had to decide what amounts of each of over

مجبور بودم تصمیم بگیرم که چه مقدار از هر کدام

a dozen powerful chemicals to take each day,

از یک دوجین از مواد شیمیائی را بطور روزانه مصرف کنم.

because if I just took nothing,

چون اگر من هیچ داروئی مصرف نمی کردم

I would die within hours.

در عرض چند ساعت می مردم.

Every day now for 18 years -- every single day --

الان ۱۸ سال می گذرد، هر روز طی این ۱۸ سال

I've had to try to decide the combinations

مجبور بوده ام که سعی کنم تا ترکیبات

and mixtures of chemicals,

و مخلوط هائی از مواد شیمیائی را مصرف کنم ،

and try to get them, to stay alive.

تا بتوانم زنده بمانم.

There have been several close calls.

در این مدت چند بار تا دم مرگ رفته ام.

But luckily, I'm an experimentalist at heart,

اما خوشبختانه، از آنجاییکه اساسا آزمایشگر هستم،

so I decided I would experiment

تصمیم گرفتم سعی کنم

to try to find more optimal dosages

مقدارهای بهینه بیشتری برای داروهای آزمایشی پیدا کنم

because there really isn't a clear road map

چون واقعا نقشه راه مشخصی

on this that's detailed.

که به تفصیل باشد وجود ندارد.

I began to try different mixtures,

شروع کردم به امتحان کردن ترکیب های مختلف

and I was blown away by how

و واقعا شوکه شدم وقتی دیدم

tiny changes in dosages

چطور تغییرات جزئی در مقدار داروها

dramatically changed my sense of self,

می تواند بطور چشمگیری، حس و دریافت های های مرا از خودم تغییر دهد

my sense of who I was, my thinking,

احساسم از اینکه چه کسی بودم، طرز تفکرم،

my behavior towards people.

رفتارم نسبت به مردم.

One particularly dramatic case:

یک مورد بخصوص دراماتیک که داشتیم:

for a couple months I actually tried dosages

راستش برای چند ماهی مقادیری مختلف

and chemicals typical of a man in his early 20s,

از مواد شیمیائی مخصوص مردی که در ابتدای بیست سالگیش بود امتحان کردم،

and I was blown away by how my thoughts changed.

و شوکه شدم از اینکه این موضوع چقدر تفکرات مرا تغییر داد.

(Laughter)

( خنده حضار)

I was angry all the time,

من در تمام اوقات عصبانی بودم،

I thought about sex constantly,

مداوم در مورد رابطه جنسی فکر می کردم،

and I thought I was the smartest person

و فکر می کردم که باهوش ترین فرد

in the entire world, and

روی کره زمین هستم،

—(Laughter)—

( خنده حضار)

of course over the years I'd met guys kind of like that,

البته در طول سالیان، از این تیپ آدم ها زیاد ملاقات کرده ام،

or maybe kind of toned-down versions of that.

یا شاید از نوع ملایم تر آنها.

I was kind of extreme.

در واقع من از نوع افراطی آنها بوده ام.

But to me, the surprise was,

ولی، آنچه مرا متعجب کرد

I wasn't trying to be arrogant.

این بود که نمی خواستم خودخواه باشم

I was actually trying,

من واقعا سعی می کردم،

with a little bit of insecurity,

تا با کمی احساس عدم امنیت

to actually fix a problem in front of me,

راستش مسائل پیش رویم را حل کنم

and it just didn't come out that way.

و به نتیجه هم نمی رسید.

So I couldn't handle it.

خوب نتوانستم برای مسائل ام راه حلی پیدا کنم

I changed my dosages.

بنابراین مقادیر دارو را عوض کردم

But that experience, I think, gave me

ولی تجربه ای که به من داد

a new appreciation for men

درک تازه ای از مردها و اینکه چطور

and what they might walk through,

چنین چیزی را تجربه می کنند را برایم رقم زد

and I've gotten along with men

و من در طول این تجربه با آنها بودم

a lot better since then.

این خیلی بهتر بود از وقتی که

What I was trying to do

سعی می کردم خودم به تنهائی تجربه کنم

with tuning these hormones

برای تنظیم این هورمون ها

and neurotransmitters and so forth

و فرستنده های عصبی و غیره

was to try to get my intelligence back

و سعی در اینکه هوش من برگردد

after my illness and surgery,

بعد از بیماری و جراحی ام

my creative thought, my idea flow.

تفکر خلاق من، بخش ایده آفرین مغز من فعال شد.

And I think mostly in images,

و فکر می کنم بیشتر در بخش تصاویر

and so for me that became a key metric --

و همچنین برای من این تبدیل شد به یک موضوع اصلی

how to get these mental images

اینکه چطور بتوانیم تصاویر مغزی مان را بدست آوریم.

that I use as a way of rapid prototyping,

بعنوان یک راه سریع برای نمونه سازی

if you will, my ideas,

اگر شما بخواهید ، نظرمرا بپرسید

trying on different new ideas for size,

راه حل، امتحان نظریات مختلف ، اندازه های مختلف

playing out scenarios.

اجرا کردن حالات مختلف راهگشا خواهد بود.

This kind of thinking isn't new.

البته این نوع تفکر جدید نیست.

Philiosophers like Hume and Descartes and Hobbes

فیلسوفانی مثل هیوم و دکارت و هابس

saw things similarly.

مواردی را به همین شکل بررسی کرده اند

They thought that mental images and ideas

انها در واقع گفته اند که تصاویر مغزی و ایده ها

were actually the same thing.

در واقع یک مفهوم هستند.

There are those today that dispute that,

کسانی هستند امروز که بحث های زیادی دارند

and lots of debates about how the mind works,

در مورد اینکه مغز چطور کار می کند،

but for me it's simple:

ولی برای من این ساده است

Mental images, for most of us,

عکس های مغزی، برای اکثر ما

are central in inventive and creative thinking.

حکم یک مرکزیت را دارند در تفکر خلاق ما.

So after several years,

لذا پس از سالها

I tuned myself up and I have lots of great,

من خودم را تنظیم کردم و مقادیر زیادی

really vivid mental images with a lot of sophistication

تصاویر ذهنی زنده واقعی با بسیاری پیچیدگی ها

and the analytical backbone behind them.

و تحلیل اساسی مغز که در پس تصاویر می اید

And so now I'm working on,

و آنچه امروز من روی آن کار می کنم

how can I get these mental images in my mind

اینست که چطور می توانم این تصاویر مغزی ام را

out to my computer screen faster?

سریعتر روی صفحه کامپیوترم بیاورم؟

Can you imagine, if you will,

میتوانید تصور کنید، اگر بخواهید،

a movie director being able to use

یک کارگردان سینما قادر باشد تا

her imagination alone to direct the world in front of her?

با تصوراتش به تنهائی، کل جهان را در مقابل خود هدایت کند ؟

Or a musician to get the music out of his head?

یا یک موسیقیدان بتواند موسیقی خود را از مغزش بگیرد ؟

There are incredible possibilities with this

یک امکان بی نظیر برای اینکار وجود دارد

as a way for creative people

بعنوان یک راه برای افراد خلاق

to share at light speed.

برای به مشارکت گذاشتن آن سرعت نور.

And the truth is, the remaining bottleneck

و واقیعت این است ، باقیمانده تنگنای مشکل

in being able to do this

برای رسیدن به هدف مان

is just upping the resolution of brain scan systems.

باید بتوانیم وضوح سیستم های اسکن مغزی مان را بالا ببریم.

So let me show you why I think we're pretty close to getting there

پس اجازه بدهید بگویم چرا ما در حال رسیدن به هدف هستیم

by sharing with you two recent experiments

با در میان گذاشتن اطلاعات دو تحقیق اخیرمان که توسط دو

from two top neuroscience groups.

گروه متخصص مغز و اعصاب بسیار حرفه ای انجام شده است.

Both used fMRI technology --

هر دو گروه از تکنولوژی "ام آر آی " نوع اف استفاده کرده اند.

functional magnetic resonance imaging technology --

تکنولوژی تصویر برداری توسط تشدید مغناطیسی کاربردی

to image the brain,

برای به تصویر کشیدن مغز.

and here is a brain scan set from Giorgio Ganis

و اینجا شما شاهد مجموعه تصویر اسکن مغزی از جورجیا گانیس

and his colleagues at Harvard.

و همکارش در هارواردهستید.

And the left-hand column shows a brain scan

ستون سمت چپ، یک اسکن مغزی

of a person looking at an image.

از شخصی را نشان می دهد که در حال دیدن تصویری است

The middle column shows the brainscan

ستون میانی اسکن مغزی

of that same individual

همان شخص است

imagining, seeing that same image.

که در حال تصور دیدن همان تصویر است.

And the right column was created

و ستون سمت راست ، که از تفریق

by subtracting the middle column from the left column,

ستون میانی از ستون سمت چپی خلق شده است.

showing the difference to be nearly zero.

تصویر نشان میدهد که تقریبا تفاوتی وجود ندارد.

This was repeated on lots of different individuals

این آزمایش با افراد مختلف و بدفعات

with lots of different images,

و با تصاویر مختلف تکرار شد

always with a similar result.

و در همه حال نتیجه یکسان گرفته شد.

The difference between seeing an image

تفاوت میان دیدن یک تصویر یا موضوع

and imagining seeing that same image

و تصور دیدن آن

is next to nothing.

تقریبا صفر است.

Next let me share with you one other experiment,

تجربه دیگری را با شما در میان می گذارم

this from Jack Gallant's lab at Cal Berkeley.

تجربه مربوط به آزمایشگاه جک گالانت در برکلی کالیفرنیا.

They've been able to decode brainwaves

آنها توانسته اند امواج مغزی را رمز گشائی کنند

into recognizable visual fields.

رمز گشایی تصاویر تصاویر مغزی موضوعات قابل تشخیص در میدان دید انسان

So let me set this up for you.

خوب، اجازه بدهید نگاهی به آنها بیندازیم.

In this experiment, individuals were shown

در این آزمایش، افراد نشان داده میشوند

hundreds of hours of YouTube videos

صد ها ساعت ویدئوهای یوتیوب توسط بینندگان دیده شده

while scans were made of their brains

و در همان زمان، مغز بینندگان در حال اسکن شدن بوده است

to create a large library of their brain reacting

برای ایجاد یک کتابخانه بزرگ از عکس العمل مغزهای بینندگان

to video sequences.

از دیدن ویدئو ها.

Then a new movie was shown with new images,

سپس یک فیلم جدید نشان داده شد با تصاویر جدید،

new people, new animals in it,

بینندگان جدید، و حیوانات جدید در فیلم ها

and a new scan set was recorded.

و یک مجموعه اسکن جدید ضبط شد.

The computer, using brain scan data alone,

کامپیوتر فقط اطلاعات اسکن شده مغز را استفاده می کرد

decoded that new brain scan

رمز گشائی اسکن های جدید مغزی

to show what it thought the individual was actually seeing.

برای اینکه بفهمیم واقعا بینندگان فکر می کرده اند چه می بینند.

On the right-hand side, you see the computer's guess,

در سمت راست، شما حدس های کامپیوتر را می بینید

and on the left-hand side, the presented clip.

و در سمت چپ، کلیپ های نمایش داده شده را داریم.

This is the jaw-dropper.

این واقعا تعجب آور است.

We are so close to being able to do this.

ما خیلی نزدیک شده ایم به نتیجه گیری

We just need to up the resolution.

ما فقط نیاز داریم تا وضوح سیستم را بالا بریم.

And now remember that when you see an image

و اگر بخاطر بیاورید که وقتی شما موضوعی را می دیدید

versus when you imagine that same image,

در مقایسه با زمانی که شما تصور می کردید که آن موضوع را می بینید

it creates the same brain scan.

تصویر مغزی مشابهی در مغز شما بوجود می آید.

So this was done with the highest-resolution

خوب این کار با استفاده از بالاترین وضوح سیستم

brain scan systems available today,

در تکنولوژی موجود امروز انجام شد

and their resolution has increased really

وضوح امواج مغزی در عرض سالهای اخیر،

about a thousandfold in the last several years.

واقعا بیش از هزار برابر بیشتر افزایش یافته است.

Next we need to increase the resolution

در مرحله بعد نیاز داریم تا وضوح را

another thousandfold

بیش از هزار برابر دیگر افزایش دهیم

to get a deeper glimpse.

برای اینکه یک نگاه عمیق تری به موضوع داشته باشیم.

How do we do that?

چطور این کار را انجام می دهیم ؟

There's a lot of techniques in this approach.

در این روش تکنیک های بسیاری هست که می توان استفاده کرد

One way is to crack open your skull and put in electrodes.

یکی از راهها باز کردن جمجمه شما و قرار دادن الکترود ها در آن است

I'm not for that.

من این کار را نخواهم کرد.

There's a lot of new imaging techniques

بسیاری روش های تصویر برداری دیگر نیز هست

being proposed, some even by me,

که پیشنهاد شد، من خودم حتی بعضی را پیشنهاد کردم

but given the recent success of MRI,

ولی با توجه به آخرین موفقیت های "ام آر آی"

first we need to ask the question,

اول باید این سوال را مطرح سازیم که

is it the end of the road with this technology?

آیا نهایت راه فن آوری همین تکنولوژی " ام آر آی" است ؟

Conventional wisdom says the only way

عقل متعارف می گوید که تنها راه

to get higher resolution is with bigger magnets,

برای داشتن وضوح بیشتر، مغناطیس های بزرگتر است

but at this point bigger magnets

ولی در این زمان، داشتن مغناطیس های بزرگتر

only offer incremental resolution improvements,

واضح بودن تصاویر را تا اندازه ای افزایش خواهد داد

not the thousandfold we need.

ولی نه به آن اندازه ی هزار برابری که نیاز است.

I'm putting forward an idea:

من نظریه ای را پیشنهاد کردم:

instead of bigger magnets,

بجای داشتن مغناطیس بزرگتر

let's make better magnets.

اجازه بدهید تا مغناطیس های بهتری داشته باشیم

There's some new technology breakthroughs

امروزه برخی فن آوری های پیشرفته

in nanoscience

در علوم نانو وجود دارد که

when applied to magnetic structures

سری جدیدی از مغناطیس ها را بوجود آورده است

that have created a whole new class of magnets,

و با این مغناطیس ها می توانیم

and with these magnets, we can lay down

جزئیات دقیق تری از میدان های مغناطیسی

very fine detailed magnetic field patterns

مغزی داشته باشیم،

throughout the brain,

و با استفاده از آنها، در واقع می توانیم

and using those, we can actually create

یک ساختار هولوگرافی مانند شکل های زیر داشته باشیم

holographic-like interference structures

برای داشتن یک کنترل دقیق روی الگوهای مختلف

to get precision control over many patterns,

همانطور که در اینجا نشان داده شده است

as is shown here by shifting things.

با تغییر چیزها قادر به ایجاد ساختارهای بسیار پیچیده تر هستیم.

We can create much more complicated structures

می توانیم ساختارهای پیچیده تری بوجود آوریم،

with slightly different arrangements,

فقط با کمی تفاوت در آرایش آنها،

kind of like making Spirograph.

چیزی مثل ساختن دستگاه های تنفس نگار.

So why does that matter?

خوب، چرا این مهم است ؟

A lot of effort in MRI over the years

در طی سالیان، تلاش های زیادی برای " ام آرآی " ها

has gone into making really big,

برای ساختن مغناطیس های بزرگ

really huge magnets, right?

یا مغناطیس های خیلی بزرگ انجام شده است، درست است ؟

But yet most of the recent advances

ولی بیشترین پیشرفت در سالهای اخیر

in resolution have actually come from

برای افزایش وضوح از ناشی از

ingeniously clever encoding and decoding solutions

روشهای رمز گذاری و رمز گشائی ابتکارانه و هوشمندانه بوده است

in the F.M. radio frequency transmitters and receivers

که در فرستنده ها و گیرنده های "اف ام" ( مدولاسیون فرکانس)

in the MRI systems.

سیستم های " ام آر آی" استفاده می شود .

Let's also, instead of a uniform magnetic field,

با این شرایط ،حالا بجای داشتن یک میدان مغناطیسی یک دست

put down structured magnetic patterns

یک الگوی میدان مغناطیسی ساخت یافته (سازماندهی شده)،

in addition to the F.M. radio frequencies.

علاوه بر استفاده از فرکانس های رادیوئی " اف ام" داریم .

So by combining the magnetics patterns

پس با ترکیب الگوهای مغناطیسی

with the patterns in the F.M. radio frequencies

با الگوها در فرکانس های رادیوئی اف ام ( تکنیک مدولاسیون فرکانس)

processing which can massively increase

پردازشی خواهیم داشت که بطور انبوه

the information that we can extract

اطلاعات قابل استخراج ما را در یک تک اسکن

in a single scan.

افزایش می دهد.

And on top of that, we can then layer

در راس این پردازش می توانیم لایه هایی

our ever-growing knowledge of brain structure and memory

از اطلاعات دانش نگارش رو به رشد مان در مورد ساختار مغز و حافظه

to create a thousandfold increase that we need.

برای ایجاد هزاران برابر افزایش وضوحی که نیاز داریم بدست آوریم.

And using fMRI, we should be able to measure

و با استفاده از " ام آر آی " نوع " اف" یا کاربردی ، می توانیم

not just oxygenated blood flow,

نه تنها جریان خون اکسیژن دار را اندازه گیری کنیم،

but the hormones and neurotransmitters I've talked about

بلکه هورمونها و فرستنده های عصبی

and maybe even the direct neural activity,

و حتی شاید بتوانیم فعالیت مستقیم عصبی را اندازه گیری کنیم.

which is the dream.

که این البته یک رویا بمی باشد.

We're going to be able to dump our ideas

ما در روند رشدی هستیم که می توانیم ایده های خود را

directly to digital media.

مستقیما به رسانه های دیجیتالی انتقال دهیم.

Could you imagine if we could leapfrog language

می توانید تصور کنید اگر قادر شویم به جای ارتباط با زبان گره گره خورده مان

and communicate directly with human thought?

از طریق فکر انسانی با هم ارتباط برقرار کنیم

What would we be capable of then?

قادر به انجام چه کارهایئ خواهیم شد؟

And how will we learn to deal

و تا کجا ما می توانیم دانش مبادله میان بشر را

with the truths of unfiltered human thought?

با استفاده از حقایقی از فکر بشر که فیلتر نشده است، ارتقا بخشیم

You think the Internet was big.

شما فکر می کنید که اینترنت از اول بزرگ بود.

These are huge questions.

این ها سوالات مهمی است.

It might be irresistible as a tool

ممکن است این ابزار بینظیری باشد برای اینکه

to amplify our thinking and communication skills.

فکر خود را و مهارتهای ارتباطی خود را تقویت نمائیم

And indeed, this very same tool

در واقع این ابزار مشابهی خواهد بود

may prove to lead to the cure

که ممکن است منجر به درمان

for Alzheimer's and similar diseases.

آلزایمر و بیماری های مشابه گردد.

We have little option but to open this door.

ما گزینه های محدودی داریم ولی اینک این درباز شده است،

Regardless, pick a year --

صرف نظر از اینکه چه مدت طول خواهد کشید، ما به نتیجه خواهیم رسید، یک عدد انتخاب کنید

will it happen in five years or 15 years?

۵ سال یا ۱۵ سال ، چه مدت طول می کشد تا به نتیجه برسیم ؟

It's hard to imagine it taking much longer.

بعید است بیش از این طول بکشد.

We need to learn how to take this step together.

ما باید یاد بگیرم که چطور این گامها را با هم برداریم

Thank you.

با تشکر از شما

(Applause)

( تشویق حاضران)