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

メアリー・ルー・ジェプセン: 未来のマシンで脳からイメージを読み出せるか？

翻訳: Kazunori Akashi 校正: Masami Mutsukado and Kacie Wright

I had brain surgery 18 years ago,

18年前に脳の手術を受けて以来 —

and since that time, brain science has become

脳科学に

a personal passion of mine.

夢中になりました

I'm actually an engineer.

私は技術者です

And first let me say, I recently joined

Googleの ムーンショット・プロジェクトに

Google's Moonshot group,

最近加わり

where I had a division,

Xラボで

the display division in Google X,

ディスプレイ部門を担当しています

and the brain science work I'm speaking about today

今日お話しする研究は

is work I did before I joined Google

それより前の

and on the side outside of Google.

Google社外での話です

So that said, there's a stigma

さて 脳の手術を受けると

when you have brain surgery.

ある種の烙印が押されます

Are you still smart or not?

つまり頭が悪くなっていないか —

And if not, can you make yourself smart again?

もし悪くなっていたとしたら 元に戻れるのか・・・

After my neurosurgery,

脳神経外科手術を受けて

part of my brain was missing,

脳の一部を失ったので

and I had to deal with that.

対処が必要になりました

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

失ったのは灰白質ではなく 重要なホルモンや

that makes key hormones and neurotransmitters.

神経伝達物質を作る 中心部のブヨブヨした部分です

Immediately after my surgery,

手術を終えるとすぐに

I had to decide what amounts of each of over

毎日 飲まなければならない ―

a dozen powerful chemicals to take each day,

12種類以上ある薬品の量を 個々に決める必要がありました

because if I just took nothing,

もし飲まなかったら

I would die within hours.

数時間で死んでしまうからです

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

この18年間 毎日欠かさず

I've had to try to decide the combinations

薬の組み合わせや

and mixtures of chemicals,

調合を決定し

and try to get them, to stay alive.

それを理解しようと努めました 生きるためにです

There have been several close calls.

何度も危険な目にあいました

But luckily, I'm an experimentalist at heart,

でも幸い私は 根っからの実験家なので

so I decided I would experiment

最適な投薬量を見つけようと

to try to find more optimal dosages

実験を続けることにしました

because there really isn't a clear road map

投薬量には明確な

on this that's detailed.

目安がなかったからです

I began to try different mixtures,

色々な調合を試して驚いたのは

and I was blown away by how

投薬量のほんの わずかな違いによって

tiny changes in dosages

自意識や

dramatically changed my sense of self,

自分が何者かという感覚 —

my sense of who I was, my thinking,

思考や 他者に対する行動が

my behavior towards people.

劇的に変化することでした

One particularly dramatic case:

特に印象的だった事があります

for a couple months I actually tried dosages

２か月に渡って

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

投薬量を20代前半の 男性に典型的な量にしてみたのです

and I was blown away by how my thoughts changed.

びっくりする程 思考が変化しました

(Laughter)

（笑）

I was angry all the time,

どんな時も怒りっぽくなり

I thought about sex constantly,

セックスのことばかり考え

and I thought I was the smartest person

自分が世界一の天才だと

in the entire world, and

思うようになったのです

—(Laughter)—

（笑）

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

これまで そういう男性にも そこまででもない男性にも

or maybe kind of toned-down versions of that.

出会ってきましたが

I was kind of extreme.

私の場合は少し極端でした

But to me, the surprise was,

ただ 驚いたのは 自分では大きな態度など

I wasn't trying to be arrogant.

とるつもりは なかったことです

I was actually trying,

本当は不安を抱えながら

with a little bit of insecurity,

目の前の問題を

to actually fix a problem in front of me,

解決しようとしただけなのに

and it just didn't come out that way.

行動には現れないのです

So I couldn't handle it.

私の手に負えず

I changed my dosages.

投薬量を変えましたが

But that experience, I think, gave me

この体験のおかげで

a new appreciation for men

男性の経験することが

and what they might walk through,

理解できました

and I've gotten along with men

それ以来 男性達とは

a lot better since then.

前よりうまく つき合っています

What I was trying to do

私が目指したのは

with tuning these hormones

ホルモンや神経伝達物質の

and neurotransmitters and so forth

量を調整して

was to try to get my intelligence back

病気と手術を経た自分に 知性と創造性 —

after my illness and surgery,

そして湧き出るアイデアを

my creative thought, my idea flow.

取り戻すことでした

And I think mostly in images,

私は普段 イメージで考えるので

and so for me that became a key metric --

イメージは重要でした

how to get these mental images

つまりアイデアを思い描いたり

that I use as a way of rapid prototyping,

新しいアイデアを試したり

if you will, my ideas,

シナリオをなぞるための

trying on different new ideas for size,

方法であるイメージを

playing out scenarios.

取り戻す方法です

This kind of thinking isn't new.

この思考法は新しいものではなく

Philiosophers like Hume and Descartes and Hobbes

ヒュームやデカルト ホッブズといった哲学者も

saw things similarly.

事物を同様に捉えました

They thought that mental images and ideas

彼らは心的イメージとアイデアを

were actually the same thing.

同じだと考えたのです

There are those today that dispute that,

現在は この考えに 反対する人も多く

and lots of debates about how the mind works,

心の働きに関する 議論も盛んですが

but for me it's simple:

私はシンプルに考えています

Mental images, for most of us,

私達の大部分にとって

are central in inventive and creative thinking.

独創的で創造的な思考の 中心にはイメージがあるのです

So after several years,

私は数年かけて

I tuned myself up and I have lots of great,

自分を調節することで かなり精巧で

really vivid mental images with a lot of sophistication

分析的な基盤をもった 多くの鮮明なイメージを

and the analytical backbone behind them.

取り戻しました

And so now I'm working on,

今取り組んでいるのは

how can I get these mental images in my mind

頭の中にあるイメージを 即 コンピュータ画面に

out to my computer screen faster?

表示する方法です

Can you imagine, if you will,

想像できますか？

a movie director being able to use

映画監督は想像するだけで

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

目の前の世界を 映像化できるようになります

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

作曲家は頭の中から 直接音楽を取り出せます

There are incredible possibilities with this

クリエイティブな人々にとって

as a way for creative people

アイデアを光速で共有するという ―

to share at light speed.

大きな可能性が開かれるのです

And the truth is, the remaining bottleneck

実現するための

in being able to do this

最後の障害は

is just upping the resolution of brain scan systems.

脳スキャンの解像度を 上げることです

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

私はもう少しで 実現できると考えています

by sharing with you two recent experiments

その理由を 最先端の２つの

from two top neuroscience groups.

神経科学研究を元にお話しします

Both used fMRI technology --

どちらもfMRI つまり ―

functional magnetic resonance imaging technology --

機能的磁気共鳴 画像診断装置で

to image the brain,

脳内を可視化します

and here is a brain scan set from Giorgio Ganis

これはハーバード大の ジョージオ・ガニス他による ―

and his colleagues at Harvard.

スキャン画像のセットです

And the left-hand column shows a brain scan

左の列は ある画像を見ている人の

of a person looking at an image.

脳をスキャンしたもの ―

The middle column shows the brainscan

中央は同じ人が その画像を

of that same individual

想像しているところを

imagining, seeing that same image.

スキャンしたものです

And the right column was created

右の列は

by subtracting the middle column from the left column,

左と中央の画像の差分で

showing the difference to be nearly zero.

ほぼ違いがないことがわかります

This was repeated on lots of different individuals

色々な画像を使って たくさんの人に

with lots of different images,

この実験を繰り返してみると

always with a similar result.

常に同様の結果が出ました

The difference between seeing an image

画像を見ることと

and imagining seeing that same image

その画像を見ていると 想像することの間には

is next to nothing.

ほとんど違いがないのです

Next let me share with you one other experiment,

もう一つ実験を紹介します

this from Jack Gallant's lab at Cal Berkeley.

カリフォルニア大学バークレー校の ジャック・ギャラント他は

They've been able to decode brainwaves

脳波を解読して

into recognizable visual fields.

映像に変換することに成功しました

So let me set this up for you.

ご覧ください

In this experiment, individuals were shown

実験では被験者がYouTubeの

hundreds of hours of YouTube videos

ビデオを数百時間分 見ます

while scans were made of their brains

同時に脳をスキャンして

to create a large library of their brain reacting

ビデオ映像に 脳が反応する様子を

to video sequences.

巨大なライブラリーに蓄えます

Then a new movie was shown with new images,

新たなイメージや人物 動物が映った

new people, new animals in it,

新たなビデオが流れると

and a new scan set was recorded.

新しいスキャン・セットが記録されます

The computer, using brain scan data alone,

脳をスキャンしたデータだけを使って

decoded that new brain scan

コンピュータが新しいスキャンを解析し

to show what it thought the individual was actually seeing.

その人が実際に見ている映像を 推測して表示します

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

右はコンピュータが推測した映像で

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

左は実際に流したビデオです

This is the jaw-dropper.

これはまさに驚きです

We are so close to being able to do this.

ここまで来ているのです

We just need to up the resolution.

あとはただ解像度を上げるだけです

And now remember that when you see an image

ここで確認したいのは 実際に画像を見た時と

versus when you imagine that same image,

その画像を想像した時では

it creates the same brain scan.

同じスキャン画像が 得られるという点です

So this was done with the highest-resolution

これは現在 最も解像度が高い

brain scan systems available today,

システムでスキャンされたものですが

and their resolution has increased really

解像度は ここ数年で

about a thousandfold in the last several years.

千倍向上しています

Next we need to increase the resolution

もっと詳しく観察するには

another thousandfold

さらに解像度を千倍上げる ―

to get a deeper glimpse.

必要があります

How do we do that?

これをどう実現するか？

There's a lot of techniques in this approach.

いろいろな技術があります

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

頭がい骨を割って 電極を差し込む手もありますが

I'm not for that.

賛成はできません

There's a lot of new imaging techniques

新たなイメージング技術が 次々に提案され

being proposed, some even by me,

私もいくつか開発しましたが

but given the recent success of MRI,

近年のMRIによる成果を考えると

first we need to ask the question,

検討が必要なことがあります

is it the end of the road with this technology?

この技術の進歩は 限界に達したのでしょうか？

Conventional wisdom says the only way

一般的に 解像度を上げるには

to get higher resolution is with bigger magnets,

磁石の巨大化が 必須だとされています

but at this point bigger magnets

ただ 磁石を大きくしても

only offer incremental resolution improvements,

解像度は少しずつしか向上せず

not the thousandfold we need.

必要な千倍には達しません

I'm putting forward an idea:

そこで考えました

instead of bigger magnets,

磁石を大きくするのではなく

let's make better magnets.

磁石の性能を上げてはどうだろう

There's some new technology breakthroughs

ナノサイエンスの分野では

in nanoscience

次々に技術革新が起きていて

when applied to magnetic structures

磁気構造に応用すると

that have created a whole new class of magnets,

まったく新しい磁石が作れます

and with these magnets, we can lay down

このような磁石を使うと

very fine detailed magnetic field patterns

脳全体の詳細な磁場のパターンを

throughout the brain,

捉えられます

and using those, we can actually create

この磁場パターンを使うと

holographic-like interference structures

ホログラフィのように 干渉構造を描き出せます

to get precision control over many patterns,

そして それをずらしていけば

as is shown here by shifting things.

様々なパターンを 精密に制御できるのです

We can create much more complicated structures

少し配置を変えると より複雑な構造を

with slightly different arrangements,

描くこともできます

kind of like making Spirograph.

歯車を回して模様を描く おもちゃのようにです

So why does that matter?

では なぜこれが重要なのか？

A lot of effort in MRI over the years

MRIを改良する試みは

has gone into making really big,

長年 磁石を巨大化する方向に

really huge magnets, right?

進んできました

But yet most of the recent advances

一方 近年 解像度が向上した理由は

in resolution have actually come from

MRIシステムの内部にある ―

ingeniously clever encoding and decoding solutions

FM電波の送受信機における

in the F.M. radio frequency transmitters and receivers

符号化と復号化の方法が

in the MRI systems.

革新を遂げたためです

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

また均一な磁場を使う代わりに

put down structured magnetic patterns

構造化した磁気パターンと

in addition to the F.M. radio frequencies.

FM電波を組み合わせて 使ってみましょう

So by combining the magnetics patterns

磁気パターンとFM電波の

with the patterns in the F.M. radio frequencies

周波数パターンの処理を 組み合わせることで

processing which can massively increase

一回のスキャンで

the information that we can extract

抽出できる情報が

in a single scan.

飛躍的に増加します

And on top of that, we can then layer

こうして得た情報に

our ever-growing knowledge of brain structure and memory

急速に進展する脳の構造や 記憶に関する知識を組み合わせることで

to create a thousandfold increase that we need.

必要な千倍の解像度が 得られるのです

And using fMRI, we should be able to measure

fMRIを使えば 酸素を含む血流の量だけでなく

not just oxygenated blood flow,

ホルモンや神経伝達物質 ―

but the hormones and neurotransmitters I've talked about

神経活動までもが

and maybe even the direct neural activity,

直接 測定可能になるでしょう

which is the dream.

これが実現したい夢です

We're going to be able to dump our ideas

私達は自分のアイデアを

directly to digital media.

直接デジタル・メディアに 書き込めるようになるでしょう

Could you imagine if we could leapfrog language

言語を介さずに 直接 思考を使って

and communicate directly with human thought?

コミュニケーションをとる姿を 想像できますか？

What would we be capable of then?

その時 何が 可能になるのでしょう？

And how will we learn to deal

私達は どうやって

with the truths of unfiltered human thought?

生の思考を扱う方法を 学んでいくのでしょう？

You think the Internet was big.

インターネットは 大きな意味を持つでしょう

These are huge questions.

これは大きな課題です

It might be irresistible as a tool

思考やコミュニケーション能力を

to amplify our thinking and communication skills.

拡張するために不可欠の 手段となるかもしれません

And indeed, this very same tool

実際に このツールこそが

may prove to lead to the cure

アルツハイマー病などを

for Alzheimer's and similar diseases.

治療する鍵に なるかもしれません

We have little option but to open this door.

私達は この方向に 進むほかありません

Regardless, pick a year --

何年かかるかは 関係ありません

will it happen in five years or 15 years?

５年後か15年後か？

It's hard to imagine it taking much longer.

でも そんなに時間が かかるとは思えません

We need to learn how to take this step together.

皆で この道を進む方法を 探るしかないのです

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）