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

번역: Sungho Yoo 검토: Jun-yeon Choi

I had brain surgery 18 years ago,

저는 18년 전에 뇌 수술을 받은 적이 있습니다.

and since that time, brain science has become

그 후로, 뇌 과학은

a personal passion of mine.

저의 개인적인 관심 분야가 되었죠.

I'm actually an engineer.

사실 저는 공학자입니다.

And first let me say, I recently joined

먼저, 저는 최근에

Google's Moonshot group,

구글 문샷 그룹에서

where I had a division,

자리를 맡게 되었습니다.

the display division in Google X,

구글 X의 디스플레이 부문이죠.

and the brain science work I'm speaking about today

오늘 제가 발표하려는 뇌 과학은

is work I did before I joined Google

제가 구글에 합류하기 전에 구글 밖에서

and on the side outside of Google.

일하던 주제였습니다.

So that said, there's a stigma

자, 그걸 전제로, 뇌 수술을 받으면

when you have brain surgery.

한가지 낙인이 찍히게 됩니다.

Are you still smart or not?

여전히 똑똑한가? 아니면 더이상 똑똑하지 않은가?의 문제죠.

And if not, can you make yourself smart again?

만약 더이상 똑똑하지 않다면 다시 똑똑하게 만들 수 있을까요?

After my neurosurgery,

저는 뇌 수술을 받고

part of my brain was missing,

뇌의 일부분을 잃었습니다.

and I had to deal with that.

저는 그것을 감수해야 했어요.

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

그것은 회백질은 아니었지만 중요 호로몬과 신경 전달 물질을 생산하는

that makes key hormones and neurotransmitters.

이미 괴사한 끈적끈적한 부위였죠.

Immediately after my surgery,

수술 직후,

I had to decide what amounts of each of over

저는 열두 개도 넘는 강력한 화학 물질 중 매일

a dozen powerful chemicals to take each day,

무엇을 얼마만큼 복용해야 하는지 결정해야 했습니다.

because if I just took nothing,

왜냐하면 그 화학 물질들을 먹지 않으면

I would die within hours.

저는 불과 몇시간 안에 죽게 되니까요.

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

지금까지 18년간--하루도 빼지않고--

I've had to try to decide the combinations

살아남기 위해 제가 섭취해야 할

and mixtures of chemicals,

화학 물질들의 적절한 배합과 혼합 비율에 대해

and try to get them, to stay alive.

결정을 내려야 했습니다.

There have been several close calls.

여러 번 저 세상으로 갈 뻔한 적도 있었지요.

But luckily, I'm an experimentalist at heart,

다행히 저는 실험가 기질도 있고

so I decided I would experiment

이 화학 물질의 섭취량에 대한

to try to find more optimal dosages

명확한 지침도 없었기에

because there really isn't a clear road map

저는 최적의 섭취량을 찾기 위해

on this that's detailed.

실험을 해보기로 마음 먹고

I began to try different mixtures,

여러 가지 혼합을 시도했습니다.

and I was blown away by how

저는 어떻게 복용량의 작은 변화가

tiny changes in dosages

저의 자아 의식, 제가 누구인지에 대한 인식 정도,

dramatically changed my sense of self,

그리고 다른 사람을 향한 저의 행동을

my sense of who I was, my thinking,

그렇게 극적으로 변화시킬 수 있는지에

my behavior towards people.

매우 놀라게 되었습니다.

One particularly dramatic case:

특히 한 가지 극적인 경우를 든다면,

for a couple months I actually tried dosages

실제로 저는 몇 달 동안

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

전형적인 20대 남자의 몸에서 생산되는 화학 물질만을 복용한 적이 있습니다.

and I was blown away by how my thoughts changed.

저는 이것이 저의 생각을 얼마나 많이 바꿔놓는지에 매우 놀라게 되었죠.

(Laughter)

(웃음)

I was angry all the time,

저는 항상 화가 나 있었습니다.

I thought about sex constantly,

저는 끊임없이 섹스에 대한 생각을 했고

and I thought I was the smartest person

제가 이 세상에서

in the entire world, and

가장 똑똑한 사람이라고 생각했습니다.

—(Laughter)—

-(웃음)-

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

물론 저는 지난 몇 년 동안 그런 류의 남자들

or maybe kind of toned-down versions of that.

또는 어쩌면 정도만 조금 약한 남자들도 만난 적이 있었습니다.

I was kind of extreme.

저는 그 정도가 심한 수준이었죠.

But to me, the surprise was,

하지만, 놀라웠던 점은

I wasn't trying to be arrogant.

제가 의도적으로 거만하게 보이려는게 아니었다는 것이었습니다.

I was actually trying,

저는 실제로

with a little bit of insecurity,

약간의 불안감을 가지고

to actually fix a problem in front of me,

제 앞에 닥친 문제들을 바로잡으려 노력하고 있었습니다.

and it just didn't come out that way.

그것이 말처럼 쉽지는 않았어요.

So I couldn't handle it.

결국 저는 그걸 포기했습니다.

I changed my dosages.

저는 복용량을 바꾸었지요.

But that experience, I think, gave me

하지만 그 경험은, 제가 생각에,

a new appreciation for men

제가 남자라는 것과 또 남자들이 어떤 일들을

and what they might walk through,

겪어야 할지 더욱 잘

and I've gotten along with men

이해할 수 있도록 해주었습니다.

a lot better since then.

그 후로 저는 남자들과 더 잘 지낼 수 있게 되었지요.

What I was trying to do

이렇게 호로몬과 신경 전달 물질 그리고 다른 화학 물질들의

with tuning these hormones

복용량을 조정함으로써

and neurotransmitters and so forth

제가 이루고자 했던 것은

was to try to get my intelligence back

저의 지성과 창의성, 생각의 흐름을

after my illness and surgery,

병을 앓고 수술 받기 전의 상태로

my creative thought, my idea flow.

되돌려놓는 것이었습니다.

And I think mostly in images,

저는 주로 이미지를 떠올리며 생각을 하는데

and so for me that became a key metric --

그래서 머릿속에 떠오르는 이미지가

how to get these mental images

바로 저의 사고 방식이 됩니다.

that I use as a way of rapid prototyping,

떠오른 이미지들로 재빨리 프로토타입을 만들어

if you will, my ideas,

그 아이디어들을

trying on different new ideas for size,

여러 가지 방식으로 실험해보고

playing out scenarios.

시나리오를 펼쳐나가는 겁니다.

This kind of thinking isn't new.

이런 사고 과정은 듣도 보지 못한 새로운 것이 아닙니다.

Philiosophers like Hume and Descartes and Hobbes

흄이나 데카르트, 홉스와 같은 철학자들은

saw things similarly.

이와 유사한 사고 과정을 사용하였습니다.

They thought that mental images and ideas

그들은 심상과 아이디어는

were actually the same thing.

실제로 같은 것이라고 믿었죠.

There are those today that dispute that,

오늘날 마음이 작동하는 방법에 대해

and lots of debates about how the mind works,

많은 이들이 여러 논쟁과 토론을 하고 있습니다.

but for me it's simple:

하지만 저게 이것은 간단합니다.

Mental images, for most of us,

우리들 대부분에게 심상은

are central in inventive and creative thinking.

독창적이고 창의적인 생각에 매우 중요합니다.

So after several years,

그래서 몇년 후,

I tuned myself up and I have lots of great,

저는 힘을 되찾아 분석에 기반한

really vivid mental images with a lot of sophistication

매우 생생한 정신적 이미지들을

and the analytical backbone behind them.

여러 개 갖게 됩니다.

And so now I'm working on,

이제 저는 어떻게 마음속의 정신적인 이미지들을

how can I get these mental images in my mind

컴퓨터 화면에 더욱 신속하게 표현할 수 있는지를

out to my computer screen faster?

연구하고 있습니다.

Can you imagine, if you will,

여러분은 자신의 상상력 하나에만 의존해

a movie director being able to use

자기 앞에 펼쳐진, 세상이라는 영화 한 편을

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

감독하는 감독을 상상해 보신 적이 있습니까?

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

혹는 머리 속에서 음악을 떠올리려는 음악가에 대해 상상해 보신적이 있습니까?

There are incredible possibilities with this

그런 것에는 창의적인 사람들의

as a way for creative people

마음속에서 일어나는 생각을 빛의 속도로 공유할 수 있는

to share at light speed.

엄청난 가능성이 내재되어 있습니다.

And the truth is, the remaining bottleneck

사실, 이런 작업을 수행하는 데에

in being able to do this

남아있는 장애물이라고는

is just upping the resolution of brain scan systems.

뇌 스캔 시스템의 해상도를 높이는 정도 뿐입니다.

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

자, 여러분과 두 개의 최고 신경 과학 그룹이 실행한

by sharing with you two recent experiments

실험 2건을 통해서 왜 우리가 이런 것을 성취해내는데

from two top neuroscience groups.

매우 가까워 졌다고 생각하는지를 설명드리겠습니다.

Both used fMRI technology --

두 실험 모두 fMRI 기술을 사용했습니다.

functional magnetic resonance imaging technology --

참고로, fMRI는 뇌를 스캔하는

to image the brain,

기능성 자기 공명 영상 기술입니다.

and here is a brain scan set from Giorgio Ganis

이 사진은 조르지오 개니스와

and his colleagues at Harvard.

그의 하버드 대학 동료들이 찍은 뇌 스캔 사진입니다.

And the left-hand column shows a brain scan

왼쪽 열은 이미지를 보고 있는 사람의

of a person looking at an image.

뇌 스캔 사진입니다.

The middle column shows the brainscan

중간 열은 동일한 실험 대상이

of that same individual

동일한 사진들을 보며 상상하고 있을 때의

imagining, seeing that same image.

뇌 스캔 사진이며,

And the right column was created

오른쪽 열은

by subtracting the middle column from the left column,

왼쪽 열에서 중간 열을 뺀 그림입니다.

showing the difference to be nearly zero.

둘의 차이가 거의 0에 가깝다는 것을 보여주죠.

This was repeated on lots of different individuals

이 실험은 이들 뿐만 아니라 많은 사람들에게

with lots of different images,

다양한 이미지들을 이용하여 수행되었고

always with a similar result.

결과는 항상 비슷했습니다.

The difference between seeing an image

이미지를 그저 보는 것과

and imagining seeing that same image

그와 같은 이미지를 보고 상상하는 것의

is next to nothing.

차이는 거의 없습니다..

Next let me share with you one other experiment,

다음으로 캘리포니아 버클리대의 잭 갤란트 교수가

this from Jack Gallant's lab at Cal Berkeley.

수행한 다른 실험을 보겠습니다.

They've been able to decode brainwaves

그들은 뇌파를 눈으로 볼 수 있도록

into recognizable visual fields.

해독할 수 있었습니다.

So let me set this up for you.

자, 여러분께 이 실험 과정을 말씀드리겠습니다.

In this experiment, individuals were shown

실험에서는 실험 대상자들에게

hundreds of hours of YouTube videos

수백 시간 동안 유튜브 비디오만 보게 했습니다.

while scans were made of their brains

그동안 이들의 뇌 스캔 사진을 찍었어요.

to create a large library of their brain reacting

이를 통해 뇌가 연속된 영상에

to video sequences.

어떻게 반응하는지 관찰하고자 했죠.

Then a new movie was shown with new images,

그런 다음, 새로운 이미지, 새로운 사람들 그리고 새로운 동물들이 포함된

new people, new animals in it,

새로운 영화를 실험 대상자들에게 보여주었습니다.

and a new scan set was recorded.

그리고 또 한번 실험 대상자들의 뇌 스캔 사진을 찍었습니다.

The computer, using brain scan data alone,

컴퓨터는 뇌 스캔 자료만을 사용하여

decoded that new brain scan

그 실험 대상자들이 각각 무엇을 생각하고 있었을 것이라고

to show what it thought the individual was actually seeing.

예상한 것을 보여주었지요.

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

오른쪽은 컴퓨터의 추측이고

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

왼쪽은 실제로 대상자들에게 보여준 동영상입니다.

This is the jaw-dropper.

결과는 매우 놀랍습니다.

We are so close to being able to do this.

우리는 이런 것을 가능하게 하는데 매우 가까이 와 있습니다.

We just need to up the resolution.

이제 우리에게 필요한 건 더 나은 해상도일 뿐이죠.

And now remember that when you see an image

자, 이제 같은 이미지를 그냥 볼 때의 뇌 스캔 이미지와

versus when you imagine that same image,

동일한 이미지를 보며 상상할 때의

it creates the same brain scan.

뇌 스캔 이미지가 동일하다는 것을 기억하세요.

So this was done with the highest-resolution

이 실험은 오늘날 가능한

brain scan systems available today,

최고의 고화질 영상을 이용해 수행되었습니다.

and their resolution has increased really

그리고 영상 화질은 최근 몇 년동안

about a thousandfold in the last several years.

실제로 천 배 정도 발전했죠.

Next we need to increase the resolution

앞으로는 더 자세히 관찰하기 위해

another thousandfold

해상도를 다시 천 배 정도

to get a deeper glimpse.

높일 필요가 있습니다.

How do we do that?

이것을 어떻게 이뤄낼 수 있을까요?

There's a lot of techniques in this approach.

이런 접근 방법에는 수많은 기술들이 있습니다.

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

첫번째 방법은 사람의 두개골을 열고 전극을 넣는 것입니다.

I'm not for that.

저는 그 방법엔 별로 찬성하지 않아요.

There's a lot of new imaging techniques

새로운 영상화 기법들이 많이 제시되고 있습니다.

being proposed, some even by me,

일부는 제가 제안한 것도 있어요.

but given the recent success of MRI,

하지만 MRI의 최근 성공을 감안할 때,

first we need to ask the question,

우리는 일단 과연 이것이 기술 발전의 끝인가?

is it the end of the road with this technology?

라는 질문을 먼저 던져 보아야 합니다.

Conventional wisdom says the only way

통념에 따르면, 더 높은 해상도를

to get higher resolution is with bigger magnets,

얻기 위한 유일한 방법은 대형 자석입니다.

but at this point bigger magnets

하지만 이 시점에서 더 큰 자석은

only offer incremental resolution improvements,

우리가 필요로 하는 1,000 배의 화질 향상을 보다는

not the thousandfold we need.

약간의 해상도 개선만 제공해줄 뿐입니다.

I'm putting forward an idea:

저는 새로운 아이디어를 제시합니다.

instead of bigger magnets,

더 큰 자석 대신

let's make better magnets.

더 나은 자석을 만들어 봅시다.

There's some new technology breakthroughs

나노 과학에는

in nanoscience

자석 구조에

when applied to magnetic structures

적용했을 때,

that have created a whole new class of magnets,

아주 상세한 뇌의

and with these magnets, we can lay down

자기장 패턴을 수 놓을 수 있는,

very fine detailed magnetic field patterns

완전히 새로운 품질의 자석을 만들어 낸

throughout the brain,

몇가지 기술 혁신이 있었습니다

and using those, we can actually create

그런 것들을 이용해, 우리는 홀로그램과 같은

holographic-like interference structures

추론 구조를 만들어 낼 수 있습니다.

to get precision control over many patterns,

이 그림으로 보여진 것처럼,

as is shown here by shifting things.

이러한 추론 구조를 통해 더 정확한 패턴을 파악할 수 있습니다.

We can create much more complicated structures

약간의 다른 배열을 통해

with slightly different arrangements,

더욱 복잡한 구조를 만들 수 있습니다.

kind of like making Spirograph.

마치 스피로그래프를 만드는 것과 같아요.

So why does that matter?

그럼 이것이 왜 중요할까요?

A lot of effort in MRI over the years

수 년에 걸쳐 MRI에 들인 노력은

has gone into making really big,

모두 크고, 거대한 자석을

really huge magnets, right?

생산하는데 집중되었습니다.

But yet most of the recent advances

하지만 MRI 에서

in resolution have actually come from

최근 해상도 발전의 대부분은

ingeniously clever encoding and decoding solutions

F.M. 라디오 주파수 전송기 및 수신기의

in the F.M. radio frequency transmitters and receivers

영리한 인코딩 및 디코딩 솔루션을 통해

in the MRI systems.

이루어 낼 수 있었죠.

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

균일한 자기장 대신에

put down structured magnetic patterns

F.M. 라디오 주파수와

in addition to the F.M. radio frequencies.

구조화된 자기 패턴을 이용하는 겁니다.

So by combining the magnetics patterns

그래서 자기 패턴을 F.M. 라디오

with the patterns in the F.M. radio frequencies

주파수 패턴과 결합시키면

processing which can massively increase

한 번의 스캔에서 우리가

the information that we can extract

추출할 수 있는 정보를 엄청나게 증가시킬 수 있는

in a single scan.

해상도를 생산해 낼 수 있습니다.

And on top of that, we can then layer

뿐만 아니라, 여기에 매일 발전하는 우리의 두뇌 구조와

our ever-growing knowledge of brain structure and memory

기억 구조에 대한 지식을 더하면, 우리가 필요로 하는

to create a thousandfold increase that we need.

1,000배의 해상도 증가를 가능하게 할 수 있습니다.

And using fMRI, we should be able to measure

그리고 fMRI를 사용하여 우리는 산소화된 혈액의

not just oxygenated blood flow,

흐름 뿐만 아니라,

but the hormones and neurotransmitters I've talked about

제가 얘기했던 호르몬과 신경 전달 물질

and maybe even the direct neural activity,

아니면 심지어는 우리의 꿈이나 마찬가지인

which is the dream.

직접적인 신경 활동의 흐름 또한 관찰할 수 있을 것입니다.

We're going to be able to dump our ideas

우리는 우리의 생각들을 디지털 미디어를 통해

directly to digital media.

직접적으로 표현할 수 있을 것입니다.

Could you imagine if we could leapfrog language

여러분들은 우리가 언어를 넘어서 생각을 통해

and communicate directly with human thought?

직접적인 의사소통을 할 수 있는 세상을 상상할 수 있습니까요?

What would we be capable of then?

그땐 도대체 무엇이 가능할까요?

And how will we learn to deal

그리고 제대로 걸러지지 않은 생각의 진실을

with the truths of unfiltered human thought?

다루는 법을 어떻게 배우게 될까요?

You think the Internet was big.

여러분은 인터넷이 엄청난 발전이었다고 생각하시겠죠.

These are huge questions.

이것들도 매우 중요한 질문들입니다.

It might be irresistible as a tool

이 새로운 발명품은 우리의 사고와 의사소 통 능력을

to amplify our thinking and communication skills.

증폭시키기 위해서는 거부할 수 없는 도구일지도 모릅니다.

And indeed, this very same tool

그리고 참으로, 이 도구가

may prove to lead to the cure

치매와 유사한 질병들의

for Alzheimer's and similar diseases.

치료를 도울 수 있을지도 모릅니다.

We have little option but to open this door.

우리에겐 이 문을 여는 것 말고는 다른 선택권이 없습니다.

Regardless, pick a year --

그냥 찍어 보세요.

will it happen in five years or 15 years?

이런 발명이 과연 5 년에서 15 년 사이에 일어날까요?

It's hard to imagine it taking much longer.

그보다 더 오래걸릴 것이라고 상상하기는 어렵습니다.

We need to learn how to take this step together.

우리는 이 단계를 함께 넘어가는 방법을 배워야만 합니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)