Sebastian Seung: I am my connectome

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TED


Por favor, faça duplo clique nas legendas em inglês abaixo para reproduzir o vídeo.

Tradutor: Mafalda Dias Revisora: Nuno Monteiro
00:17
We live in in a remarkable time,
0
17260
3000
Vivemos numa época notável,
00:20
the age of genomics.
1
20260
3000
a era da genómica.
00:23
Your genome is the entire sequence of your DNA.
2
23260
3000
O vosso genoma é toda a sequência do vosso ADN.
00:26
Your sequence and mine are slightly different.
3
26260
3000
A vossa sequência e a minha são ligeiramente diferentes.
00:29
That's why we look different.
4
29260
2000
É por isso que somos diferentes.
00:31
I've got brown eyes;
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31260
2000
Eu tenho olhos castanhos.
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you might have blue or gray.
6
33260
3000
Os vossos poderão ser azuis ou cinzentos.
00:36
But it's not just skin-deep.
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36260
2000
Mas as diferenças não são apenas superficiais.
00:38
The headlines tell us
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38260
2000
As manchetes dizem-nos
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that genes can give us scary diseases,
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40260
3000
que os genes nos podem causar doenças assustadoras,
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maybe even shape our personality,
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43260
3000
talvez até moldem a nossa personalidade,
00:46
or give us mental disorders.
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3000
ou nos provoquem desordens mentais.
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Our genes seem to have
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3000
Os nossos genes parecem ter
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awesome power over our destinies.
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52260
3000
um poder incrível sobre os nossos destinos.
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And yet, I would like to think
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3000
Mas, no entanto, gostaria de pensar
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that I am more than my genes.
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59260
3000
que eu sou mais do que os meus genes.
01:04
What do you guys think?
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64260
2000
O que é que vocês acham?
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Are you more than your genes?
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3000
Vocês são mais do que os vossos genes?
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(Audience: Yes.) Yes?
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69260
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(Público: Sim). Sim?
01:13
I think some people agree with me.
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2000
Penso que algumas pessoas concordam comigo.
01:15
I think we should make a statement.
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2000
Acho que deveríamos fazer uma declaração.
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I think we should say it all together.
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77260
2000
Acho que o deveríamos dizer todos juntos.
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All right: "I'm more than my genes" -- all together.
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3000
Muito bem: "Eu sou mais do que os meus genes" - todos juntos.
01:23
Everybody: I am more than my genes.
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83260
4000
Todos: Eu sou mais do que os meus genes.
01:27
(Cheering)
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87260
2000
(Festejo)
01:30
Sebastian Seung: What am I?
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90260
2000
Sebastian Seung: O que sou eu?
01:32
(Laughter)
26
92260
3000
(Risos)
01:35
I am my connectome.
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95260
3000
Eu sou o meu conectoma.
01:40
Now, since you guys are really great,
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100260
2000
Agora, uma vez que vocês são mesmo porreiros,
01:42
maybe you can humor me and say this all together too.
29
102260
2000
talvez me possam fazer a vontade e o digam também, todos juntos.
01:44
(Laughter)
30
104260
2000
(Risos)
01:46
Right. All together now.
31
106260
2000
Muito bem. Agora, todos juntos.
01:48
Everybody: I am my connectome.
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108260
3000
Todos: Eu sou o meu conectoma.
01:53
SS: That sounded great.
33
113260
2000
SS: Espectacular.
01:55
You know, you guys are so great, you don't even know what a connectome is,
34
115260
2000
Sabem, vocês são tão porreiros que, mesmo não sabendo o que é um conectoma,
01:57
and you're willing to play along with me.
35
117260
2000
estão a alinhar na brincadeira.
01:59
I could just go home now.
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119260
3000
Iria embora feliz, agora.
02:02
Well, so far only one connectome is known,
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122260
3000
Bem, para já, apenas um conectoma é conhecido,
02:05
that of this tiny worm.
38
125260
3000
o deste pequeno verme.
02:08
Its modest nervous system
39
128260
2000
O seu sistema nervoso modesto
02:10
consists of just 300 neurons.
40
130260
2000
é composto por apenas 300 neurónios.
02:12
And in the 1970s and '80s,
41
132260
2000
Nas décadas de 1970 e 80,
02:14
a team of scientists
42
134260
2000
uma equipa de cientistas
02:16
mapped all 7,000 connections
43
136260
2000
mapeou todas as 7000 conexões
02:18
between the neurons.
44
138260
2000
entre os neurónios.
02:21
In this diagram, every node is a neuron,
45
141260
2000
Neste diagrama, cada nó é um neurónio,
02:23
and every line is a connection.
46
143260
2000
e cada linha é uma conexão.
02:25
This is the connectome
47
145260
2000
Este é o conectoma
02:27
of the worm C. elegans.
48
147260
4000
do verme C. elegans.
02:31
Your connectome is far more complex than this
49
151260
3000
O vosso conectoma é muito mais complexo do que este,
02:34
because your brain
50
154260
2000
porque o vosso cérebro
02:36
contains 100 billion neurons
51
156260
2000
é composto por 100 mil milhões de neurónios
02:38
and 10,000 times as many connections.
52
158260
3000
e tem 10 000 vezes mais conexões.
02:41
There's a diagram like this for your brain,
53
161260
2000
Há um diagrama como este para o vosso cérebro,
02:43
but there's no way it would fit on this slide.
54
163260
3000
mas ele nunca caberia neste diapositivo.
02:47
Your connectome contains one million times more connections
55
167260
3000
O vosso conectoma tem um milhão de vezes mais conexões
02:50
than your genome has letters.
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170260
3000
do que o vosso genoma tem letras.
02:53
That's a lot of information.
57
173260
2000
É muita informação.
02:55
What's in that information?
58
175260
3000
No que consiste essa informação?
02:59
We don't know for sure, but there are theories.
59
179260
3000
Não sabemos ao certo, mas existem teorias.
03:02
Since the 19th century, neuroscientists have speculated
60
182260
3000
Desde o século XIX que os neurocientistas especulam
03:05
that maybe your memories --
61
185260
2000
que talvez as nossas memórias -
03:07
the information that makes you, you --
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187260
2000
a informação que nos torna nós próprios -
03:09
maybe your memories are stored
63
189260
2000
talvez as nossas memórias estejam armazenadas
03:11
in the connections between your brain's neurons.
64
191260
2000
nas conexões entre os neurónios do nosso cérebro.
03:15
And perhaps other aspects of your personal identity --
65
195260
2000
E talvez outros aspectos da nossa identidade pessoal -
03:17
maybe your personality and your intellect --
66
197260
3000
talvez a nossa personalidade e o nosso intelecto -
03:20
maybe they're also encoded
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200260
2000
talvez estes estejam também codificados
03:22
in the connections between your neurons.
68
202260
3000
nas conexões entre os nossos neurónios.
03:26
And so now you can see why I proposed this hypothesis:
69
206260
3000
Podem, agora, perceber o porquê de eu ter proposto esta hipótese:
03:29
I am my connectome.
70
209260
3000
Eu sou o meu conectoma.
03:32
I didn't ask you to chant it because it's true;
71
212260
3000
Não vos pedi que a recitassem por ser verdade,
03:35
I just want you to remember it.
72
215260
2000
quero apenas que se lembrem dela.
03:37
And in fact, we don't know if this hypothesis is correct,
73
217260
2000
Na realidade, não sabemos se está hipótese está correcta,
03:39
because we have never had technologies
74
219260
2000
devido ao facto de nunca termos tido tecnologias
03:41
powerful enough to test it.
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221260
2000
poderosas o suficiente para testá-la.
03:44
Finding that worm connectome
76
224260
3000
A descoberta daquele conectoma de verme
03:47
took over a dozen years of tedious labor.
77
227260
3000
implicou mais de uma dúzia de anos de trabalho fastidioso.
03:50
And to find the connectomes of brains more like our own,
78
230260
3000
E para descobrir conectomas de cérebros como o nosso,
03:53
we need more sophisticated technologies, that are automated,
79
233260
3000
precisamos de tecnologias mais sofisticadas, que sejam automatizadas,
03:56
that will speed up the process of finding connectomes.
80
236260
3000
para que acelerem o processo de descoberta de conectomas.
03:59
And in the next few minutes, I'll tell you about some of these technologies,
81
239260
3000
Nos próximos minutos, falar-vos-ei sobre algumas destas tecnologias,
04:02
which are currently under development
82
242260
2000
que estão presentemente a ser desenvolvidas
04:04
in my lab and the labs of my collaborators.
83
244260
3000
no meu laboratório e nos laboratórios dos meus colaboradores.
04:08
Now you've probably seen pictures of neurons before.
84
248260
3000
Provavelmente já viram imagens de neurónios.
04:11
You can recognize them instantly
85
251260
2000
Conseguem reconhecê-los imediatamente,
04:13
by their fantastic shapes.
86
253260
3000
devido às suas formas fantásticas.
04:16
They extend long and delicate branches,
87
256260
3000
Eles alongam-se por ramificações longas e delicadas,
04:19
and in short, they look like trees.
88
259260
3000
em suma, parecem árvores.
04:22
But this is just a single neuron.
89
262260
3000
Mas isto é apenas um único neurónio.
04:25
In order to find connectomes,
90
265260
2000
Para que possamos descobrir conectomas,
04:27
we have to see all the neurons at the same time.
91
267260
3000
temos de ver todos os neurónios ao mesmo tempo.
04:30
So let's meet Bobby Kasthuri,
92
270260
2000
Vamos então conhecer Bobby Kasthuri,
04:32
who works in the laboratory of Jeff Lichtman
93
272260
2000
que trabalha no laboratório de Jeff Lichtman,
04:34
at Harvard University.
94
274260
2000
na Universidade de Harvard.
04:36
Bobby is holding fantastically thin slices
95
276260
2000
O Bobby está a segurar em fatias extremamente finas
04:38
of a mouse brain.
96
278260
2000
de um cérebro de ratinho.
04:40
And we're zooming in by a factor of 100,000 times
97
280260
3000
E estamos a ampliar num factor de 100 000 vezes
04:44
to obtain the resolution,
98
284260
2000
para obter a resolução,
04:46
so that we can see the branches of neurons all at the same time.
99
286260
3000
para que possamos observar as ramificações dos neurónios todas ao mesmo tempo.
04:50
Except, you still may not really recognize them,
100
290260
3000
Acontece que poderão ainda não os conseguir reconhecer de facto,
04:53
and that's because we have to work in three dimensions.
101
293260
3000
e é por isso que temos de trabalhar em três dimensões.
04:56
If we take many images of many slices of the brain
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296260
2000
Se pegarmos em muitas imagens de muitas fatias do cérebro
04:58
and stack them up,
103
298260
2000
e as empilharmos,
05:00
we get a three-dimensional image.
104
300260
2000
obteremos uma imagem tridimensional.
05:02
And still, you may not see the branches.
105
302260
2000
E mesmo assim, poderão ainda não conseguir ver as ramificações.
05:04
So we start at the top,
106
304260
2000
Por isso começamos a partir de cima,
05:06
and we color in the cross-section of one branch in red,
107
306260
3000
e colorimos de vermelho a secção de uma ramificação,
05:09
and we do that for the next slice
108
309260
2000
E fazemos o mesmo com a próxima fatia,
05:11
and for the next slice.
109
311260
2000
e com a próxima depois dessa.
05:13
And we keep on doing that,
110
313260
2000
E continuamos a fazê-lo,
05:15
slice after slice.
111
315260
3000
fatia após fatia.
05:18
If we continue through the entire stack,
112
318260
2000
Se continuarmos por toda a pilha,
05:20
we can reconstruct the three-dimensional shape
113
320260
3000
podemos reconstruir a forma tridimensional
05:23
of a small fragment of a branch of a neuron.
114
323260
3000
de um pequeno fragmento de uma ramificação de um neurónio.
05:26
And we can do that for another neuron in green.
115
326260
2000
E podemos fazê-lo com outro neurónio, a verde.
05:28
And you can see that the green neuron touches the red neuron
116
328260
2000
Conseguem ver que o neurónio verde toca o neurónio vermelho
05:30
at two locations,
117
330260
2000
em dois sítios,
05:32
and these are what are called synapses.
118
332260
2000
e é a isso que chamamos sinapses.
05:34
Let's zoom in on one synapse,
119
334260
2000
Ampliemos uma sinapse.
05:36
and keep your eyes on the interior of the green neuron.
120
336260
3000
Fiquem atentos ao interior do neurónio verde.
05:39
You should see small circles --
121
339260
2000
Deverão ver pequenos círculos.
05:41
these are called vesicles.
122
341260
3000
Estes chamam-se vesículas.
05:44
They contain a molecule know as a neurotransmitter.
123
344260
3000
Estas contêm uma molécula conhecida por neurotransmissor.
05:47
And so when the green neuron wants to communicate,
124
347260
2000
Então, quando o neurónio verde quer comunicar,
05:49
it wants to send a message to the red neuron,
125
349260
2000
quando quer enviar uma mensagem ao neurónio vermelho,
05:51
it spits out neurotransmitter.
126
351260
3000
expele neurotransmissores.
05:54
At the synapse, the two neurons
127
354260
2000
Na sinapse, os dois neurónios
05:56
are said to be connected
128
356260
2000
parecem estar conectados
05:58
like two friends talking on the telephone.
129
358260
3000
como se de dois amigos a falar ao telefone se tratassem.
06:02
So you see how to find a synapse.
130
362260
2000
Então vêem como encontrar uma sinapse.
06:04
How can we find an entire connectome?
131
364260
3000
Como podemos encontrar todo um conectoma?
06:07
Well, we take this three-dimensional stack of images
132
367260
3000
Bem, pegamos numa pilha de imagens tridimensional
06:10
and treat it as a gigantic three-dimensional coloring book.
133
370260
3000
e tratámo-la como um livro de colorir tridimensional gigantesco.
06:13
We color every neuron in, in a different color,
134
373260
3000
Colorimos cada neurónio com uma cor diferente,
06:16
and then we look through all of the images,
135
376260
2000
e depois olhamos por entre todas as imagens,
06:18
find the synapses
136
378260
2000
encontramos as sinapses,
06:20
and note the colors of the two neurons involved in each synapse.
137
380260
3000
e reparamos nas cores dos dois neurónios envolvidos em cada sinapse.
06:23
If we can do that throughout all the images,
138
383260
3000
Se o conseguirmos fazer ao longo de todas as imagens,
06:26
we could find a connectome.
139
386260
2000
conseguiremos encontrar um conectoma.
06:29
Now, at this point,
140
389260
2000
Por esta altura,
06:31
you've learned the basics of neurons and synapses.
141
391260
2000
aprenderam o básico sobre neurónios e sinapses.
06:33
And so I think we're ready to tackle
142
393260
2000
Penso então que estamos preparados para discutir
06:35
one of the most important questions in neuroscience:
143
395260
3000
uma das questões mais importantes na neurociência:
06:39
how are the brains of men and women different?
144
399260
3000
Qual a diferença entre os cérebros dos homens e das mulheres?
06:42
(Laughter)
145
402260
2000
(Risos)
06:44
According to this self-help book,
146
404260
2000
De acordo com este livro de autoajuda,
06:46
guys brains are like waffles;
147
406260
2000
os cérebros dos homens são como as waffles;
06:48
they keep their lives compartmentalized in boxes.
148
408260
3000
eles mantêm as suas vidas separadas em caixas.
06:51
Girls' brains are like spaghetti;
149
411260
3000
Os cérebros das miúdas são como esparguete;
06:54
everything in their life is connected to everything else.
150
414260
3000
tudo nas suas vidas está conectado com tudo o resto.
06:57
(Laughter)
151
417260
2000
(Risos)
06:59
You guys are laughing,
152
419260
2000
Vocês estão a rir,
07:01
but you know, this book changed my life.
153
421260
2000
mas fiquem sabendo que este livro mudou a minha vida.
07:03
(Laughter)
154
423260
2000
(Risos)
07:07
But seriously, what's wrong with this?
155
427260
3000
Agora a sério, onde está o erro?
07:10
You already know enough to tell me -- what's wrong with this statement?
156
430260
3000
Já sabem o suficiente para mo dizer. O que está errado nesta afirmação?
07:20
It doesn't matter whether you're a guy or girl,
157
440260
3000
O facto de se ser homem ou mulher não importa,
07:23
everyone's brains are like spaghetti.
158
443260
3000
os cérebros de todos são como esparguete.
07:26
Or maybe really, really fine capellini with branches.
159
446260
3000
Ou então, capellini, muito, muito fino, com ramificações.
07:30
Just as one strand of spaghetti
160
450260
2000
Assim como um fio de esparguete
07:32
contacts many other strands on your plate,
161
452260
3000
toca em muitos outros fios no nosso prato,
07:35
one neuron touches many other neurons
162
455260
2000
também um neurónio toca em muitos outros neurónios
07:37
through their entangled branches.
163
457260
2000
através das sua rede de ramificações.
07:39
One neuron can be connected to so many other neurons,
164
459260
3000
Um neurónio pode estar conectado a todos esses outros neurónios,
07:42
because there can be synapses
165
462260
2000
porque podem existir sinapses
07:44
at these points of contact.
166
464260
3000
nesses pontos de contacto.
07:49
By now, you might have sort of lost perspective
167
469260
3000
Por agora, podem já ter perdido a noção
07:52
on how large this cube of brain tissue actually is.
168
472260
3000
da real dimensão deste cubo de tecido cerebral.
07:55
And so let's do a series of comparisons to show you.
169
475260
3000
Façamos então uma série de comparações para que a saibam.
07:58
I assure you, this is very tiny. It's just six microns on a side.
170
478260
3000
Asseguro-vos, é muito pequeno. Tem apenas 6 microns de lado.
08:03
So, here's how it stacks up against an entire neuron.
171
483260
3000
Então, eis a sua posição no complexo que é todo o neurónio.
08:06
And you can tell that, really, only the smallest fragments of branches
172
486260
3000
E sabem com certeza que neste cubo existem
08:09
are contained inside this cube.
173
489260
3000
apenas pequeníssimos fragmentos de ramificações
08:12
And a neuron, well, that's smaller than brain.
174
492260
3000
E um neurónio, bem, é mais pequeno do que um cérebro.
08:17
And that's just a mouse brain --
175
497260
2000
E aquilo é apenas o cérebro de um rato.
08:21
it's a lot smaller than a human brain.
176
501260
3000
É bem mais pequeno do que o cérebro humano.
08:25
So when show my friends this,
177
505260
2000
Então, em discussões com os meus amigos,
08:27
sometimes they've told me,
178
507260
2000
eles às vezes dizem-me,
08:29
"You know, Sebastian, you should just give up.
179
509260
3000
"Sabes, Sebastian, devias ir por outro lado.
08:32
Neuroscience is hopeless."
180
512260
2000
A neurociência está parada".
08:34
Because if you look at a brain with your naked eye,
181
514260
2000
Porque se olharem para um cérebro a olho nu,
08:36
you don't really see how complex it is,
182
516260
2000
não conseguem ver grande complexidade,
08:38
but when you use a microscope,
183
518260
2000
mas se usarem um microscópio,
08:40
finally the hidden complexity is revealed.
184
520260
3000
aí sim, a complexidade oculta é revelada.
08:45
In the 17th century,
185
525260
2000
No século XVII,
08:47
the mathematician and philosopher, Blaise Pascal,
186
527260
2000
o matemático e filósofo Blaise Pascal
08:49
wrote of his dread of the infinite,
187
529260
3000
escreveu acerca do seu respeito pelo infinito,
08:52
his feeling of insignificance
188
532260
2000
do seu sentimento de pequenez
08:54
at contemplating the vast reaches of outer space.
189
534260
3000
ao contemplar tudo aquilo que não se sabe sobre o Universo.
08:59
And, as a scientist,
190
539260
2000
E, como cientista que sou,
09:01
I'm not supposed to talk about my feelings --
191
541260
3000
não é suposto eu falar sobre os meus sentimentos.
09:04
too much information, professor.
192
544260
2000
Demasiada informação, professor.
09:06
(Laughter)
193
546260
2000
(Risos)
09:08
But may I?
194
548260
2000
Mas, permitem-me?
09:10
(Laughter)
195
550260
2000
(Risos)
09:12
(Applause)
196
552260
2000
(Aplausos)
09:14
I feel curiosity,
197
554260
2000
Sinto curiosidade,
09:16
and I feel wonder,
198
556260
2000
e sinto encanto,
09:18
but at times I have also felt despair.
199
558260
3000
mas às vezes também senti desespero.
09:22
Why did I choose to study
200
562260
2000
Porque decidi eu estudar
09:24
this organ that is so awesome in its complexity
201
564260
3000
um orgão que é tão grandioso na sua complexidade
09:27
that it might well be infinite?
202
567260
2000
que pode até ser que seja infinito?
09:29
It's absurd.
203
569260
2000
É absurdo.
09:31
How could we even dare to think
204
571260
2000
Como nos podemos sequer atrever a pensar
09:33
that we might ever understand this?
205
573260
3000
que um dia talvez o compreendamos?
09:38
And yet, I persist in this quixotic endeavor.
206
578260
3000
No entanto, insisto nesta investida quixotesca.
09:41
And indeed, these days I harbor new hopes.
207
581260
3000
E na verdade, hoje acalento novas esperanças.
09:45
Someday,
208
585260
2000
Um dia,
09:47
a fleet of microscopes will capture
209
587260
2000
uma frota de microscópios capturará
09:49
every neuron and every synapse
210
589260
2000
cada neurónio e cada sinapse
09:51
in a vast database of images.
211
591260
3000
numa imensa base de dados de imagens.
09:54
And some day, artificially intelligent supercomputers
212
594260
3000
E algum dia, supercomputadores dotados de inteligência artificial
09:57
will analyze the images without human assistance
213
597260
3000
analisarão as imagens sem assistência humana,
10:00
to summarize them in a connectome.
214
600260
3000
para as resumir num conectoma.
10:04
I do not know, but I hope that I will live to see that day,
215
604260
3000
Eu não sei, mas espero viver para ver esse dia.
10:08
because finding an entire human connectome
216
608260
2000
Porque encontrar todo um conectoma humano
10:10
is one of the greatest technological challenges of all time.
217
610260
3000
é um dos maiores desafios tecnológicos de sempre.
10:13
It will take the work of generations to succeed.
218
613260
3000
O seu sucesso implicará o trabalho de muitas gerações.
10:17
At the present time, my collaborators and I,
219
617260
3000
Atualmente, os meus colaboradores e eu,
10:20
what we're aiming for is much more modest --
220
620260
2000
aquilo a que almejamos é muito mais modesto -
10:22
just to find partial connectomes
221
622260
2000
encontrar apenas conectomas parciais,
10:24
of tiny chunks of mouse and human brain.
222
624260
3000
provenientes de pequeníssimos blocos de cérebro de ratinho e humano.
10:27
But even that will be enough for the first tests of this hypothesis
223
627260
3000
Mas mesmo só isso será o suficiente para testar pela primeira vez esta hipótese,
10:30
that I am my connectome.
224
630260
3000
que eu sou o meu conectoma.
10:35
For now, let me try to convince you of the plausibility of this hypothesis,
225
635260
3000
Por ora, deixem-me tentar convencê-los da plausibilidade desta hipótese,
10:38
that it's actually worth taking seriously.
226
638260
3000
de que realmente vale a pena levá-la a sério.
10:42
As you grow during childhood
227
642260
2000
À medida que crescem durante a infância,
10:44
and age during adulthood,
228
644260
3000
e envelhecem na idade adulta,
10:47
your personal identity changes slowly.
229
647260
3000
a vossa identidade pessoal muda lentamente.
10:50
Likewise, every connectome
230
650260
2000
Da mesma forma, cada conectoma
10:52
changes over time.
231
652260
2000
muda ao longo do tempo.
10:55
What kinds of changes happen?
232
655260
2000
Que tipos de mudanças ocorrem?
10:57
Well, neurons, like trees,
233
657260
2000
Bem, os neurónios, como as árvores,
10:59
can grow new branches,
234
659260
2000
conseguem desenvolver novas ramificações,
11:01
and they can lose old ones.
235
661260
3000
e conseguem perder velhas.
11:04
Synapses can be created,
236
664260
3000
Sinapses podem ser criadas
11:07
and they can be eliminated.
237
667260
3000
e podem ser eliminadas.
11:10
And synapses can grow larger,
238
670260
2000
E as sinapses podem ficar maiores
11:12
and they can grow smaller.
239
672260
3000
e podem ficar menores.
11:15
Second question:
240
675260
2000
Segunda questão:
11:17
what causes these changes?
241
677260
3000
o que causa estas mudanças?
11:20
Well, it's true.
242
680260
2000
Bem, é verdade.
11:22
To some extent, they are programmed by your genes.
243
682260
3000
Até certo ponto, são programados pelos nossos genes.
11:25
But that's not the whole story,
244
685260
2000
Mas não fica por aí,
11:27
because there are signals, electrical signals,
245
687260
2000
porque existem sinais, sinais elétricos,
11:29
that travel along the branches of neurons
246
689260
2000
que viajam pelas ramificações dos neurónios,
11:31
and chemical signals
247
691260
2000
e sinais químicos
11:33
that jump across from branch to branch.
248
693260
2000
que saltam de ramificação para ramificaçao.
11:35
These signals are called neural activity.
249
695260
3000
Estes sinais chamam-se atividade neuronal.
11:38
And there's a lot of evidence
250
698260
2000
E existem muitas evidências
11:40
that neural activity
251
700260
3000
que a atividade neuronal
11:43
is encoding our thoughts, feelings and perceptions,
252
703260
3000
esta a codificar os nossos pensamentos, sentimentos e percepções,
11:46
our mental experiences.
253
706260
2000
as nossas experiências mentais.
11:48
And there's a lot of evidence that neural activity
254
708260
3000
E existem muitas evidências que a atividade neuronal
11:51
can cause your connections to change.
255
711260
3000
pode fazer com que as vossas conexões mudem.
11:54
And if you put those two facts together,
256
714260
3000
E se juntarem estes dois factos,
11:57
it means that your experiences
257
717260
2000
temos que as vossas experiências
11:59
can change your connectome.
258
719260
3000
podem alterar os vossos conectomas.
12:02
And that's why every connectome is unique,
259
722260
2000
E é essa a razão de cada conectoma ser único,
12:04
even those of genetically identical twins.
260
724260
3000
mesmo aqueles de gémeos verdadeiros.
12:08
The connectome is where nature meets nurture.
261
728260
3000
O conectoma é onde a natureza encontra o ambiente.
12:12
And it might true
262
732260
2000
E pode ser verdade
12:14
that just the mere act of thinking
263
734260
2000
que o mero acto de pensar
12:16
can change your connectome --
264
736260
2000
possa alterar o vosso conectoma -
12:18
an idea that you may find empowering.
265
738260
3000
uma ideia que podem considerar poderosa.
12:24
What's in this picture?
266
744260
2000
O que está naquela imagem?
12:28
A cool and refreshing stream of water, you say.
267
748260
3000
Uma corrente de água refrescante, poderão dizer.
12:32
What else is in this picture?
268
752260
2000
O que mais está na imagem?
12:37
Do not forget that groove in the Earth
269
757260
2000
Não se esqueçam daquela fenda na Terra,
12:39
called the stream bed.
270
759260
3000
chamada o leito da corrente.
12:42
Without it, the water would not know in which direction to flow.
271
762260
3000
Sem ele, a água não saberia em que direção seguir.
12:45
And with the stream,
272
765260
2000
E com a corrente de água,
12:47
I would like to propose a metaphor
273
767260
2000
gostaria de propor uma metáfora
12:49
for the relationship between neural activity
274
769260
2000
para a relação entre atividade neuronal
12:51
and connectivity.
275
771260
2000
e conectividade.
12:54
Neural activity is constantly changing.
276
774260
3000
A atividade neuronal está em constante mudança.
12:57
It's like the water of the stream; it never sits still.
277
777260
3000
É como a água da corrente; nunca pára.
13:00
The connections
278
780260
2000
As conexões
13:02
of the brain's neural network
279
782260
2000
da rede neuronal do cérebro
13:04
determines the pathways
280
784260
2000
determinam os caminhos
13:06
along which neural activity flows.
281
786260
2000
pelos quais a atividade neuronal flui.
13:08
And so the connectome is like bed of the stream;
282
788260
3000
O conectoma é então como o leito da corrente de água.
13:13
but the metaphor is richer than that,
283
793260
3000
Mas a metáfora é mais rica do que isso.
13:16
because it's true that the stream bed
284
796260
3000
Porque é verdade que o leito
13:19
guides the flow of the water,
285
799260
2000
orienta o fluxo de água,
13:21
but over long timescales,
286
801260
2000
mas, a longo prazo,
13:23
the water also reshapes the bed of the stream.
287
803260
3000
a água também remodela o leito da corrente.
13:26
And as I told you just now,
288
806260
2000
E como acabei de vos dizer,
13:28
neural activity can change the connectome.
289
808260
3000
a atividade neuronal pode mudar o conectoma.
13:33
And if you'll allow me to ascend
290
813260
2000
E se me permitirem ascender
13:35
to metaphorical heights,
291
815260
3000
a alturas metafóricas,
13:38
I will remind you that neural activity
292
818260
3000
lembrar-vos-ei que a atividade neuronal
13:41
is the physical basis -- or so neuroscientists think --
293
821260
2000
é a base física - ou assim pensam os neurocientistas -
13:43
of thoughts, feelings and perceptions.
294
823260
3000
dos pensamentos, sentimentos e percepções.
13:46
And so we might even speak of
295
826260
2000
E assim poderemos falar, até,
13:48
the stream of consciousness.
296
828260
2000
da corrente de consciência.
13:50
Neural activity is its water,
297
830260
3000
A atividade neuronal é a água,
13:53
and the connectome is its bed.
298
833260
3000
e o conectoma é o leito.
13:57
So let's return from the heights of metaphor
299
837260
2000
Regressemos das alturas metafóricas
13:59
and return to science.
300
839260
2000
e voltemos à ciência.
14:01
Suppose our technologies for finding connectomes
301
841260
2000
Suponham que as nossas tecnologias para encontrar conectomas
14:03
actually work.
302
843260
2000
de facto funcionam.
14:05
How will we go about testing the hypothesis
303
845260
2000
Como testaremos a hipótese
14:07
"I am my connectome?"
304
847260
3000
"eu sou o meu conectoma"?
14:10
Well, I propose a direct test.
305
850260
3000
Bem, proponho um teste direto.
14:13
Let us attempt
306
853260
2000
Tentemos
14:15
to read out memories from connectomes.
307
855260
3000
ler memórias nos conectomas.
14:18
Consider the memory
308
858260
2000
Considerem a memória
14:20
of long temporal sequences of movements,
309
860260
3000
de sequências temporais longas de movimentos,
14:23
like a pianist playing a Beethoven sonata.
310
863260
3000
como um pianista a tocar uma sonata de Beethoven.
14:26
According to a theory that dates back to the 19th century,
311
866260
3000
De acordo com uma teoria que remonta ao século XIX,
14:29
such memories are stored
312
869260
2000
essas memórias estão armazenadas
14:31
as chains of synaptic connections inside your brain.
313
871260
3000
como cadeias de conexões sinápticas, no vosso cérebro.
14:35
Because, if the first neurons in the chain are activated,
314
875260
3000
Porque, se os primeiros neurónios da cadeia forem ativados,
14:38
through their synapses they send messages to the second neurons, which are activated,
315
878260
3000
eles enviam mensagens para os segundos neurónios, através das sinapses, ficando também ativos,
14:41
and so on down the line,
316
881260
2000
e assim por diante, em toda a fila,
14:43
like a chain of falling dominoes.
317
883260
2000
como uma cadeia de dominós.
14:45
And this sequence of neural activation
318
885260
2000
E põe-se como hipótese que
14:47
is hypothesized to be the neural basis
319
887260
3000
esta sequência de atividade neuronal seja
14:50
of those sequence of movements.
320
890260
2000
a base neuronal daquela sequência de movimentos.
14:52
So one way of trying to test the theory
321
892260
2000
Então, uma maneira de testar a teoria
14:54
is to look for such chains
322
894260
2000
é procurar essas cadeias
14:56
inside connectomes.
323
896260
2000
dentro dos conectomas.
14:58
But it won't be easy, because they're not going to look like this.
324
898260
3000
Mas não será fácil, porque não se assemelharão a isto.
15:01
They're going to be scrambled up.
325
901260
2000
Estarão todas emaranhadas.
15:03
So we'll have to use our computers
326
903260
2000
Teremos então de usar os nossos computadores
15:05
to try to unscramble the chain.
327
905260
3000
para tentar desemaranhar a cadeia.
15:08
And if we can do that,
328
908260
2000
E, se o conseguirmos,
15:10
the sequence of the neurons we recover from that unscrambling
329
910260
3000
a sequência de neurónios que resgatamos desse novelo
15:13
will be a prediction of the pattern of neural activity
330
913260
3000
será uma previsão do padrão de atividade neuronal
15:16
that is replayed in the brain during memory recall.
331
916260
3000
que tem lugar no cérebro durante o chamamento da memória.
15:19
And if that were successful,
332
919260
2000
E se isto tivesse êxito,
15:21
that would be the first example of reading a memory from a connectome.
333
921260
3000
esse seria o primeiro exemplo de leitura de uma memória a partir de um conectoma.
15:28
(Laughter)
334
928260
2000
(Risos)
15:30
What a mess --
335
930260
2000
Que confusão.
15:33
have you ever tried to wire up a system
336
933260
2000
Alguma vez tentaram montar um sistema
15:35
as complex as this?
337
935260
2000
tão complexo quanto este?
15:37
I hope not.
338
937260
2000
Espero que não.
15:39
But if you have, you know it's very easy to make a mistake.
339
939260
3000
Mas se sim, saberão que é muito fácil cometer um erro.
15:45
The branches of neurons are like the wires of the brain.
340
945260
2000
As ramificações dos neurónios são como os cabos do cérebro.
15:47
Can anyone guess: what's the total length of wires in your brain?
341
947260
4000
Alguém consegue adivinhar qual o comprimento total dos cabos no vosso cérebro?
15:54
I'll give you a hint. It's a big number.
342
954260
2000
Vou dar-vos uma pista. É um número grande.
15:56
(Laughter)
343
956260
2000
(Risos)
15:59
I estimate, millions of miles,
344
959260
3000
Faço uma estimativa de milhões de quilómetros.
16:02
all packed in your skull.
345
962260
3000
Tudo acondicionado no vosso crânio.
16:05
And if you appreciate that number,
346
965260
2000
E se considerarem esse número,
16:07
you can easily see
347
967260
2000
podem facilmente constatar
16:09
there is huge potential for mis-wiring of the brain.
348
969260
2000
que existe um enorme potencial para erros de conexão no cérebro.
16:11
And indeed, the popular press loves headlines like,
349
971260
3000
E, de facto, a imprensa popular adora manchetes como:
16:14
"Anorexic brains are wired differently,"
350
974260
2000
"Os cérebros de anorécticos estão conectados de forma diferente",
16:16
or "Autistic brains are wired differently."
351
976260
2000
ou, "Os cérebros de autistas estão conectados de forma diferente".
16:18
These are plausible claims,
352
978260
2000
Estas alegações são plausíveis,
16:20
but in truth,
353
980260
2000
mas, na verdade,
16:22
we can't see the brain's wiring clearly enough
354
982260
2000
não conseguimos ver a cablagem do cérebro de forma suficientemente clara
16:24
to tell if these are really true.
355
984260
2000
para dizer da sua veracidade.
16:26
And so the technologies for seeing connectomes
356
986260
3000
Então, as tecnologias para ver conectomas
16:29
will allow us to finally
357
989260
2000
permitir-nos-ão finalmente
16:31
read mis-wiring of the brain,
358
991260
2000
ler as conexões erradas do cérebro,
16:33
to see mental disorders in connectomes.
359
993260
3000
para ver as desordens mentais nos conectomas.
16:40
Sometimes the best way to test a hypothesis
360
1000260
3000
Às vezes, a melhor maneira de testar uma hipótese
16:43
is to consider its most extreme implication.
361
1003260
3000
é considerando a sua implicação mais extrema.
16:46
Philosophers know this game very well.
362
1006260
3000
Os filósofos conhecem muito bem este jogo.
16:50
If you believe that I am my connectome,
363
1010260
3000
Se acreditarem que eu sou o meu conectoma,
16:53
I think you must also accept the idea
364
1013260
3000
creio que também aceitarão a ideia
16:56
that death is the destruction
365
1016260
2000
que a morte é a destruição
16:58
of your connectome.
366
1018260
3000
do vosso conectoma.
17:02
I mention this because there are prophets today
367
1022260
3000
Refiro-me a isto porque há hoje profetas
17:05
who claim that technology
368
1025260
3000
que alegam que a tecnologia
17:08
will fundamentally alter the human condition
369
1028260
3000
irá alterar a condição humana na sua fundação,
17:11
and perhaps even transform the human species.
370
1031260
3000
e talvez até transformar a espécie humana.
17:14
One of their most cherished dreams
371
1034260
3000
Um dos seus sonhos mais queridos
17:17
is to cheat death
372
1037260
2000
é enganar a morte,
17:19
by that practice known as cryonics.
373
1039260
2000
pela prática daquilo a que se chama criogenia.
17:21
If you pay 100,000 dollars,
374
1041260
2000
Se pagarem 74 000 euros,
17:23
you can arrange to have your body frozen after death
375
1043260
3000
conseguem que o vosso corpo seja congelado após a morte
17:26
and stored in liquid nitrogen
376
1046260
2000
e armazenado em azoto líquido
17:28
in one of these tanks in an Arizona warehouse,
377
1048260
2000
num desses tanques num armazém no Arizona,
17:30
awaiting a future civilization
378
1050260
2000
aguardando uma civilização futura
17:32
that is advanced to resurrect you.
379
1052260
3000
avançada que vos ressuscite.
17:36
Should we ridicule the modern seekers of immortality,
380
1056260
2000
Deveremos ridicularizar estes perseguidores modernos da imortalidade,
17:38
calling them fools?
381
1058260
2000
chamando-lhes doidos?
17:40
Or will they someday chuckle
382
1060260
2000
Ou rirão eles, um dia,
17:42
over our graves?
383
1062260
2000
sobre os nossos túmulos?
17:45
I don't know --
384
1065260
2000
Não o sei.
17:47
I prefer to test their beliefs, scientifically.
385
1067260
3000
Prefiro testar as suas crenças, cientificamente.
17:50
I propose that we attempt to find a connectome
386
1070260
2000
Proponho que tentemos encontrar um conectoma
17:52
of a frozen brain.
387
1072260
2000
de um cérebro congelado.
17:54
We know that damage to the brain
388
1074260
2000
Sabemos que o dano ao cérebro
17:56
occurs after death and during freezing.
389
1076260
2000
ocorre depois da morte, e durante o congelamento.
17:58
The question is: has that damage erased the connectome?
390
1078260
3000
A pergunta é: terá esse dano eliminado o conectoma?
18:01
If it has, there is no way that any future civilization
391
1081260
3000
Se sim, de forma alguma conseguirá uma civilização futura
18:04
will be able to recover the memories of these frozen brains.
392
1084260
3000
recuperar as memórias desses cérebros congelados.
18:07
Resurrection might succeed for the body,
393
1087260
2000
A ressurreição poderá ser bem sucedida no corpo,
18:09
but not for the mind.
394
1089260
2000
mas não na mente.
18:11
On the other hand, if the connectome is still intact,
395
1091260
3000
Por outro lado, se o conectoma se mantiver intacto,
18:14
we cannot ridicule the claims of cryonics so easily.
396
1094260
3000
não poderemos ridicularizar as pretensões da criogenia tão facilmente.
18:20
I've described a quest
397
1100260
2000
Descrevi uma procura,
18:22
that begins in the world of the very small,
398
1102260
3000
que começa no mundo do muito pequeno
18:25
and propels us to the world of the far future.
399
1105260
3000
e nos leva ao mundo do futuro longínquo.
18:28
Connectomes will mark a turning point in human history.
400
1108260
3000
Os conectomas marcarão um ponto de viragem na história humana.
18:32
As we evolved from our ape-like ancestors
401
1112260
2000
À medida que evoluímos dos nossos ancestrais semelhantes a macacos,
18:34
on the African savanna,
402
1114260
2000
na savana africana,
18:36
what distinguished us was our larger brains.
403
1116260
3000
o que nos distinguiu foram os nossos cérebros maiores.
18:40
We have used our brains to fashion
404
1120260
2000
Usámos os nossos cérebros para moldar
18:42
ever more amazing technologies.
405
1122260
3000
tecnologias cada vez mais fantásticas.
18:45
Eventually, these technologies will become so powerful
406
1125260
3000
Eventualmente, estas tecnologias tornar-se-ão tão poderosas
18:48
that we will use them to know ourselves
407
1128260
3000
que as utilizaremos para nos conhecermos a nós próprios,
18:51
by deconstructing and reconstructing
408
1131260
3000
ao desconstruir e reconstruir
18:54
our own brains.
409
1134260
3000
os nossos próprios cérebros.
18:57
I believe that this voyage of self-discovery
410
1137260
3000
Acredito que esta viagem de autodescoberta
19:00
is not just for scientists,
411
1140260
3000
não se destina apenas aos cientistas,
19:03
but for all of us.
412
1143260
2000
mas a todos nós.
19:05
And I'm grateful for the opportunity to share this voyage with you today.
413
1145260
3000
E estou grato pela oportunidade de partilhar esta viajem convosco, hoje.
19:08
Thank you.
414
1148260
2000
Obrigado.
19:10
(Applause)
415
1150260
8000
(Aplausos)
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