Sebastian Seung: I am my connectome

248,430 views ・ 2010-09-28

TED


Pre spustenie videa dvakrát kliknite na anglické titulky nižšie.

Translator: Martina Forgac Vajsova Reviewer: Martin Francis Gilbert Máik
00:17
We live in in a remarkable time,
0
17260
3000
Žijeme v pozoruhodnej dobe,
00:20
the age of genomics.
1
20260
3000
v dobe genomiky.
00:23
Your genome is the entire sequence of your DNA.
2
23260
3000
Váš genóm je celá sekvencia vašej DNA.
00:26
Your sequence and mine are slightly different.
3
26260
3000
Vaša sekvencia a moja sú mierne rozdielne.
00:29
That's why we look different.
4
29260
2000
To je dôvod, prečo vyzeráme rozdielne.
00:31
I've got brown eyes;
5
31260
2000
Ja mám hnedé oči,
00:33
you might have blue or gray.
6
33260
3000
vy môžete mať modré alebo šedé.
00:36
But it's not just skin-deep.
7
36260
2000
Ale nie je to len o povrchu.
00:38
The headlines tell us
8
38260
2000
Titulky hovoria,
00:40
that genes can give us scary diseases,
9
40260
3000
že gény nám môžu spôsobiť desivé choroby,
00:43
maybe even shape our personality,
10
43260
3000
možno dokonca formovať našu osobnosť,
00:46
or give us mental disorders.
11
46260
3000
alebo spôsobiť duševné poruchy.
00:49
Our genes seem to have
12
49260
3000
Zdá sa, že naše gény majú
00:52
awesome power over our destinies.
13
52260
3000
obrovskú moc nad našimi osudmi.
00:56
And yet, I would like to think
14
56260
3000
A predsa ja by som si rád myslel,
00:59
that I am more than my genes.
15
59260
3000
že som viac ako moje gény.
01:04
What do you guys think?
16
64260
2000
Čo si myslíte vy?
01:06
Are you more than your genes?
17
66260
3000
Ste viac ako svoje gény?
01:09
(Audience: Yes.) Yes?
18
69260
2000
(Publikum: Áno.) Áno?
01:13
I think some people agree with me.
19
73260
2000
Myslím, že niektorí ľudia so mnou súhlasia.
01:15
I think we should make a statement.
20
75260
2000
Myslím, že by sme mali urobiť prehlásenie.
01:17
I think we should say it all together.
21
77260
2000
Myslím, že by sme ho mali povedať spolu.
01:20
All right: "I'm more than my genes" -- all together.
22
80260
3000
Dobre: "Som viac ako moje gény" - všetci spolu.
01:23
Everybody: I am more than my genes.
23
83260
4000
Všetci: Som viac ako moje gény.
01:27
(Cheering)
24
87260
2000
(Potlesk)
01:30
Sebastian Seung: What am I?
25
90260
2000
Čo som?
01:32
(Laughter)
26
92260
3000
(Smiech)
01:35
I am my connectome.
27
95260
3000
Som môj konektóm.
01:40
Now, since you guys are really great,
28
100260
2000
Teraz, keďže ste úplne super,
01:42
maybe you can humor me and say this all together too.
29
102260
2000
možno mi môžete vyhovieť a povedať spolu aj toto.
01:44
(Laughter)
30
104260
2000
(Smiech)
01:46
Right. All together now.
31
106260
2000
Dobre. Teraz všetci spolu.
01:48
Everybody: I am my connectome.
32
108260
3000
Všetci: Som môj konektóm.
01:53
SS: That sounded great.
33
113260
2000
SS: To znelo výborne.
01:55
You know, you guys are so great, you don't even know what a connectome is,
34
115260
2000
Viete, ste úplne super, ani neviete čo konektóm je,
01:57
and you're willing to play along with me.
35
117260
2000
a ste ochotní so mnou spolupracovať.
01:59
I could just go home now.
36
119260
3000
Mohol by som aj odísť domov.
02:02
Well, so far only one connectome is known,
37
122260
3000
Dobre, doteraz je známy len jeden konektóm,
02:05
that of this tiny worm.
38
125260
3000
ten, ktorý patrí tomuto malému červíkovi.
02:08
Its modest nervous system
39
128260
2000
Jeho skromný nervový systém
02:10
consists of just 300 neurons.
40
130260
2000
pozostáva z len 300 neurónov.
02:12
And in the 1970s and '80s,
41
132260
2000
A v 70-tych a 80-tych rokoch minulého storočia
02:14
a team of scientists
42
134260
2000
tím vedcov
02:16
mapped all 7,000 connections
43
136260
2000
zmapoval všetkých 7000 spojení
02:18
between the neurons.
44
138260
2000
medzi neurónmi.
02:21
In this diagram, every node is a neuron,
45
141260
2000
V tomto diagrame je každý uzol neurón,
02:23
and every line is a connection.
46
143260
2000
a každá čiara je spojenie.
02:25
This is the connectome
47
145260
2000
Toto je konektóm
02:27
of the worm C. elegans.
48
147260
4000
červa C. elegans.
02:31
Your connectome is far more complex than this
49
151260
3000
Váš konektóm je omnoho zložitejší ako tento,
02:34
because your brain
50
154260
2000
pretože váš mozog
02:36
contains 100 billion neurons
51
156260
2000
obsahuje 100 miliárd neurónov
02:38
and 10,000 times as many connections.
52
158260
3000
a 10000-ráz toľko spojení.
02:41
There's a diagram like this for your brain,
53
161260
2000
Existuje diagram ako tento pre váš mozog,
02:43
but there's no way it would fit on this slide.
54
163260
3000
ale v žiadnom prípade sa nezmestí na tento snímok.
02:47
Your connectome contains one million times more connections
55
167260
3000
Váš konektóm obsahuje miliónkrát viac spojení
02:50
than your genome has letters.
56
170260
3000
ako má váš genóm písmen.
02:53
That's a lot of information.
57
173260
2000
To je veľké množstvo informácií.
02:55
What's in that information?
58
175260
3000
Čo je v týchto informáciách?
02:59
We don't know for sure, but there are theories.
59
179260
3000
Nevieme to isto, ale existujú teórie.
03:02
Since the 19th century, neuroscientists have speculated
60
182260
3000
Od devätnásteho storočia neurovedci premýšľali,
03:05
that maybe your memories --
61
185260
2000
že možno vaše spomienky --
03:07
the information that makes you, you --
62
187260
2000
informácie, ktoré vás robia vami -
03:09
maybe your memories are stored
63
189260
2000
možno vaše spomienky, sú uložené
03:11
in the connections between your brain's neurons.
64
191260
2000
v spojeniach medzi neurónmi vášho mozgu.
03:15
And perhaps other aspects of your personal identity --
65
195260
2000
A možno ďalšie stránky vašej osobnej identity -
03:17
maybe your personality and your intellect --
66
197260
3000
možno vaša osobnosť a váš intelekt -
03:20
maybe they're also encoded
67
200260
2000
možno sú tiež zakódované
03:22
in the connections between your neurons.
68
202260
3000
v spojeniach medzi vašimi neurónmi.
03:26
And so now you can see why I proposed this hypothesis:
69
206260
3000
A preto teraz môžete vidieť, prečo som navrhol hypotézu:
03:29
I am my connectome.
70
209260
3000
Som môj konektóm.
03:32
I didn't ask you to chant it because it's true;
71
212260
3000
Nežiadal som vás, aby ste ju skandovali, pretože je pravdivá,
03:35
I just want you to remember it.
72
215260
2000
len som chcel, aby ste si ju zapamätali.
03:37
And in fact, we don't know if this hypothesis is correct,
73
217260
2000
A vlastne nevieme, či je táto hypotéza správna,
03:39
because we have never had technologies
74
219260
2000
pretože sme nikdy nemali technológie
03:41
powerful enough to test it.
75
221260
2000
dostatočne silné na to, aby sme ju otestovali.
03:44
Finding that worm connectome
76
224260
3000
Nájdenie konektómu toho červa
03:47
took over a dozen years of tedious labor.
77
227260
3000
trvalo viac ako tucet rokov náročnej práce.
03:50
And to find the connectomes of brains more like our own,
78
230260
3000
A na nájdenie konektómov mozgov podobných viac naším
03:53
we need more sophisticated technologies, that are automated,
79
233260
3000
potrebujeme dômyselnejšie technológie, ktoré sú zautomatizované,
03:56
that will speed up the process of finding connectomes.
80
236260
3000
ktoré urýchlia proces nájdenia konektómov.
03:59
And in the next few minutes, I'll tell you about some of these technologies,
81
239260
3000
A v nasledujúcich pár minútach vám poviem o niektorých z týchto technológií,
04:02
which are currently under development
82
242260
2000
ktorých vývoj momentálne prebieha
04:04
in my lab and the labs of my collaborators.
83
244260
3000
v mojom laboratóriu a v laboratóriách mojich spolupracovníkov.
04:08
Now you've probably seen pictures of neurons before.
84
248260
3000
Pravdepodobne ste už predtým videli obrázky neurónov.
04:11
You can recognize them instantly
85
251260
2000
Viete ich hneď rozoznať
04:13
by their fantastic shapes.
86
253260
3000
podľa ich fantastických tvarov.
04:16
They extend long and delicate branches,
87
256260
3000
Rozprestierajú dlhé a jemné vetvy,
04:19
and in short, they look like trees.
88
259260
3000
a skrátka vyzerajú ako stromy.
04:22
But this is just a single neuron.
89
262260
3000
Ale toto je nezávislý neurón.
04:25
In order to find connectomes,
90
265260
2000
Aby sme našli konektómy,
04:27
we have to see all the neurons at the same time.
91
267260
3000
musíme vidieť všetky neuróny naraz.
04:30
So let's meet Bobby Kasthuri,
92
270260
2000
Takže poďme sa zoznámiť s Bobbym Kasthurim,
04:32
who works in the laboratory of Jeff Lichtman
93
272260
2000
ktorý pracuje v laboratóriu Jeffa Lichtmana
04:34
at Harvard University.
94
274260
2000
na Harvardskej univerzite.
04:36
Bobby is holding fantastically thin slices
95
276260
2000
Bobby drží neskutočne tenké plátky
04:38
of a mouse brain.
96
278260
2000
mozgu myši.
04:40
And we're zooming in by a factor of 100,000 times
97
280260
3000
A my používame 100000násobné priblíženie,
04:44
to obtain the resolution,
98
284260
2000
aby sme dosiahli rozlíšenie,
04:46
so that we can see the branches of neurons all at the same time.
99
286260
3000
pri ktorom môžeme vidieť všetky vetvy neurónov naraz.
04:50
Except, you still may not really recognize them,
100
290260
3000
Okrem toho, že stále ich ešte nemusíte naozaj rozoznať,
04:53
and that's because we have to work in three dimensions.
101
293260
3000
a to preto, že musíme pracovať v troch rozmeroch.
04:56
If we take many images of many slices of the brain
102
296260
2000
Ak spravíme mnoho obrázkov mnohých plátkov mozgu
04:58
and stack them up,
103
298260
2000
a naskladáme ich,
05:00
we get a three-dimensional image.
104
300260
2000
dostaneme trojrozmerný obrázok.
05:02
And still, you may not see the branches.
105
302260
2000
A stále nemôžete vidieť vetvy.
05:04
So we start at the top,
106
304260
2000
Tak začneme na vrchu,
05:06
and we color in the cross-section of one branch in red,
107
306260
3000
a zafarbíme priečny rez jednej z vetví načerveno,
05:09
and we do that for the next slice
108
309260
2000
a urobíme to na ďalšom plátku
05:11
and for the next slice.
109
311260
2000
a ďalšom plátku.
05:13
And we keep on doing that,
110
313260
2000
A pokračujeme v tom
05:15
slice after slice.
111
315260
3000
plátok za plátkom.
05:18
If we continue through the entire stack,
112
318260
2000
Ak budeme pokračovať cez celú kopu,
05:20
we can reconstruct the three-dimensional shape
113
320260
3000
môžeme zrekonštruovať trojrozmerný tvar
05:23
of a small fragment of a branch of a neuron.
114
323260
3000
malého fragmentu vetvy neurónu.
05:26
And we can do that for another neuron in green.
115
326260
2000
A môžeme to urobiť pre iný neurón nazeleno.
05:28
And you can see that the green neuron touches the red neuron
116
328260
2000
A môžete vidieť, že zelený neurón sa dotýka červeného
05:30
at two locations,
117
330260
2000
na dvoch miestach,
05:32
and these are what are called synapses.
118
332260
2000
a tieto sa nazývajú synapsie.
05:34
Let's zoom in on one synapse,
119
334260
2000
Priblížme si jednu synapsiu.
05:36
and keep your eyes on the interior of the green neuron.
120
336260
3000
Všímajte si vnútro zeleného neurónu.
05:39
You should see small circles --
121
339260
2000
Mali by ste vidieť malé krúžky.
05:41
these are called vesicles.
122
341260
3000
Tieto sa volajú (synaptické) vačky.
05:44
They contain a molecule know as a neurotransmitter.
123
344260
3000
Obsahujú molekulu známu ako neurotransmitér.
05:47
And so when the green neuron wants to communicate,
124
347260
2000
A tak, keď zelený neurón chce komunikovať,
05:49
it wants to send a message to the red neuron,
125
349260
2000
chce poslať správu červenému neurónu,
05:51
it spits out neurotransmitter.
126
351260
3000
vylúči neurotransmitér.
05:54
At the synapse, the two neurons
127
354260
2000
V synapsii sú dva neuróny,
05:56
are said to be connected
128
356260
2000
takpovediac spojené
05:58
like two friends talking on the telephone.
129
358260
3000
ako dvaja priatelia hovoriaci cez telefón.
06:02
So you see how to find a synapse.
130
362260
2000
Takže vidíte, ako sa dá nájsť synapsia.
06:04
How can we find an entire connectome?
131
364260
3000
Ako môžeme nájsť celý konektóm?
06:07
Well, we take this three-dimensional stack of images
132
367260
3000
Tak, máme 3-dimenzionálny stoh obrázkov
06:10
and treat it as a gigantic three-dimensional coloring book.
133
370260
3000
a správame sa k nim ako ku gigantickej 3D omaľovánke.
06:13
We color every neuron in, in a different color,
134
373260
3000
Zafarbíme každý neurón inou farbou,
06:16
and then we look through all of the images,
135
376260
2000
a potom sa pozrieme na všetky obrázky,
06:18
find the synapses
136
378260
2000
nájdeme synapsie
06:20
and note the colors of the two neurons involved in each synapse.
137
380260
3000
a zvolíme farby dvoch neurónov zapojených do tej synapsie
06:23
If we can do that throughout all the images,
138
383260
3000
Ak to môžeme spraviť vo všetkých obrázkoch,
06:26
we could find a connectome.
139
386260
2000
mohli by sme nájsť konektóm.
06:29
Now, at this point,
140
389260
2000
Teraz, v tomto bode,
06:31
you've learned the basics of neurons and synapses.
141
391260
2000
ste sa naučili základy neurónov a synapsií.
06:33
And so I think we're ready to tackle
142
393260
2000
Takže si myslím, že sme pripravení na to, aby sme sa pustili
06:35
one of the most important questions in neuroscience:
143
395260
3000
do jednej z najdôležitejších otázok neurovedy:
06:39
how are the brains of men and women different?
144
399260
3000
aké rozdiely sú medzi mužským a ženským mozgom?
06:42
(Laughter)
145
402260
2000
(Smiech)
06:44
According to this self-help book,
146
404260
2000
Podľa tejto svojpomocnej knihy,
06:46
guys brains are like waffles;
147
406260
2000
chlapské mozgy sú ako vafle,
06:48
they keep their lives compartmentalized in boxes.
148
408260
3000
udržujú svoje životy rozdelené do škatuliek.
06:51
Girls' brains are like spaghetti;
149
411260
3000
Mozgy dievčat sú ako špagety,
06:54
everything in their life is connected to everything else.
150
414260
3000
všetko v ich živote je spojené so všetkým ostatným.
06:57
(Laughter)
151
417260
2000
(Smiech)
06:59
You guys are laughing,
152
419260
2000
Vy sa smejete,
07:01
but you know, this book changed my life.
153
421260
2000
ale, viete, táto kniha zmenila môj život.
07:03
(Laughter)
154
423260
2000
(Smiech)
07:07
But seriously, what's wrong with this?
155
427260
3000
Ale vážne, čo na tomto nesedí?
07:10
You already know enough to tell me -- what's wrong with this statement?
156
430260
3000
Už viete dosť na to, aby ste to mohli povedať. Čo je nesprávne na tomto vyjadrení?
07:20
It doesn't matter whether you're a guy or girl,
157
440260
3000
Nezáleží na tom, či ste chlap alebo dievča,
07:23
everyone's brains are like spaghetti.
158
443260
3000
Mozgy všetkých sú ako špagety.
07:26
Or maybe really, really fine capellini with branches.
159
446260
3000
Alebo veľmi veľmi jemné rezančeky s vetvami.
07:30
Just as one strand of spaghetti
160
450260
2000
Presne ako sa jedno vlákno špagiet
07:32
contacts many other strands on your plate,
161
452260
3000
dotýka mnohých ďalších vlákien na vašom tanieri
07:35
one neuron touches many other neurons
162
455260
2000
jeden neurón sa dotýka mnohých ďalších neurónov
07:37
through their entangled branches.
163
457260
2000
cez ich zapletené vetvy.
07:39
One neuron can be connected to so many other neurons,
164
459260
3000
Jeden neurón môže byť spojený s toľkými inými neurónmi,
07:42
because there can be synapses
165
462260
2000
pretože synapsie môžu byť
07:44
at these points of contact.
166
464260
3000
v týchto miestach kontaktu.
07:49
By now, you might have sort of lost perspective
167
469260
3000
Už ste mohli trochu stratiť perspektívu,
07:52
on how large this cube of brain tissue actually is.
168
472260
3000
aká veľká je v skutočnosti táto kocka mozgového tkaniva.
07:55
And so let's do a series of comparisons to show you.
169
475260
3000
A tak si poďme spraviť sériu porovnaní, aby sme si to ukázali.
07:58
I assure you, this is very tiny. It's just six microns on a side.
170
478260
3000
Uisťujem vás, že je veľmi drobná. Jedna strana má len šesť mikrónov.
08:03
So, here's how it stacks up against an entire neuron.
171
483260
3000
Takže tu vidíme, ako vyzerá v porovnaní s celým neurónom.
08:06
And you can tell that, really, only the smallest fragments of branches
172
486260
3000
A vidíte, že skutočne len najmenšie fragmenty vetiev
08:09
are contained inside this cube.
173
489260
3000
sú obsiahnuté vnútri tejto kocky.
08:12
And a neuron, well, that's smaller than brain.
174
492260
3000
A neurón, ten je menší ako mozog.
08:17
And that's just a mouse brain --
175
497260
2000
A toto je len mozog myši.
08:21
it's a lot smaller than a human brain.
176
501260
3000
Je omnoho menší ako ľudský mozog.
08:25
So when show my friends this,
177
505260
2000
Takže keď som toto ukázal mojim priateľom,
08:27
sometimes they've told me,
178
507260
2000
občas mi povedali:
08:29
"You know, Sebastian, you should just give up.
179
509260
3000
"Vieš, Sebastian, mal by si to vzdať.
08:32
Neuroscience is hopeless."
180
512260
2000
Neuroveda je beznádejná."
08:34
Because if you look at a brain with your naked eye,
181
514260
2000
Pretože ak sa pozeráte na mozog púhym okom,
08:36
you don't really see how complex it is,
182
516260
2000
nevidíte, aký zložitý v skutočnosti je,
08:38
but when you use a microscope,
183
518260
2000
ale keď použijete mikroskop,
08:40
finally the hidden complexity is revealed.
184
520260
3000
nakoniec je skrytá zložitosť odhalená.
08:45
In the 17th century,
185
525260
2000
V 17-tom storočí
08:47
the mathematician and philosopher, Blaise Pascal,
186
527260
2000
matematik a filozof Blaise Pascal
08:49
wrote of his dread of the infinite,
187
529260
3000
napísal o svojej hrôze z nekonečna,
08:52
his feeling of insignificance
188
532260
2000
jeho pocite nedôležitosti,
08:54
at contemplating the vast reaches of outer space.
189
534260
3000
keď premýšľa nad nekonečnosťou vesmíru.
08:59
And, as a scientist,
190
539260
2000
A, ako vedec
09:01
I'm not supposed to talk about my feelings --
191
541260
3000
by som nemal hovoriť o svojich pocitoch.
09:04
too much information, professor.
192
544260
2000
Príliš veľa informácií, profesor.
09:06
(Laughter)
193
546260
2000
(Smiech)
09:08
But may I?
194
548260
2000
Ale mohol by som?
09:10
(Laughter)
195
550260
2000
(Smiech)
09:12
(Applause)
196
552260
2000
(Potlesk)
09:14
I feel curiosity,
197
554260
2000
Cítim zvedavosť,
09:16
and I feel wonder,
198
556260
2000
a cítim údiv,
09:18
but at times I have also felt despair.
199
558260
3000
ale niekedy som cítil aj zúfalstvo.
09:22
Why did I choose to study
200
562260
2000
Prečo som si vybral štúdium
09:24
this organ that is so awesome in its complexity
201
564260
3000
tohto orgánu, ktorý je tak úžasný vo svojej zložitosti,
09:27
that it might well be infinite?
202
567260
2000
že už mohol byť rovno aj nekonečný?
09:29
It's absurd.
203
569260
2000
Je to absurdné.
09:31
How could we even dare to think
204
571260
2000
Ako sme si vôbec dovolili myslieť,
09:33
that we might ever understand this?
205
573260
3000
že tomu môžeme niekedy rozumieť?
09:38
And yet, I persist in this quixotic endeavor.
206
578260
3000
A predsa zotrvávam v tomto donqichotskom úsilí.
09:41
And indeed, these days I harbor new hopes.
207
581260
3000
A vskutku v týchto dňoch cítim novú nádej.
09:45
Someday,
208
585260
2000
Raz
09:47
a fleet of microscopes will capture
209
587260
2000
flotila mikroskopov zachytí
09:49
every neuron and every synapse
210
589260
2000
každý neurón a každú synapsiu
09:51
in a vast database of images.
211
591260
3000
v obrovskej databáze obrázkov.
09:54
And some day, artificially intelligent supercomputers
212
594260
3000
A raz superpočítače s umelou inteligenciou
09:57
will analyze the images without human assistance
213
597260
3000
zanalyzujú obrázky bez ľudskej pomoci,
10:00
to summarize them in a connectome.
214
600260
3000
aby ich zosumarizovali do konektómu.
10:04
I do not know, but I hope that I will live to see that day,
215
604260
3000
Neviem, ale dúfam, že sa toho dňa dožijem.
10:08
because finding an entire human connectome
216
608260
2000
Pretože nájdenie celého ľudského konektómu
10:10
is one of the greatest technological challenges of all time.
217
610260
3000
je jedna z najväčších technologických výziev všetkých čias.
10:13
It will take the work of generations to succeed.
218
613260
3000
Úspech bude vyžadovať prácu generácií.
10:17
At the present time, my collaborators and I,
219
617260
3000
V súčasnosti ja a moji spolupracovníci --
10:20
what we're aiming for is much more modest --
220
620260
2000
to o čo sa snažíme je omnoho skromnejšie --
10:22
just to find partial connectomes
221
622260
2000
len chceme nájsť čiastočné konektómy
10:24
of tiny chunks of mouse and human brain.
222
624260
3000
malých kúskov myšieho a ľudského mozgu.
10:27
But even that will be enough for the first tests of this hypothesis
223
627260
3000
Ale aj to bude dostatočné na prvé testy tejto hypotézy,
10:30
that I am my connectome.
224
630260
3000
že „Ja som môj konektóm."
10:35
For now, let me try to convince you of the plausibility of this hypothesis,
225
635260
3000
Zatiaľ ma nechajte presvedčiť vás o hodnovernosti tejto hypotézy,
10:38
that it's actually worth taking seriously.
226
638260
3000
o tom, že je hodná toho, aby bola braná vážne.
10:42
As you grow during childhood
227
642260
2000
Ako rastiete počas detstva
10:44
and age during adulthood,
228
644260
3000
a starnete počas dospelosti,
10:47
your personal identity changes slowly.
229
647260
3000
vaša osobná identita sa pomaly mení.
10:50
Likewise, every connectome
230
650260
2000
Podobne každý konektóm
10:52
changes over time.
231
652260
2000
sa v čase mení.
10:55
What kinds of changes happen?
232
655260
2000
Aké druhy zmien môžu nastať?
10:57
Well, neurons, like trees,
233
657260
2000
Nuž, neurónom, tak ako stromom,
10:59
can grow new branches,
234
659260
2000
môžu narásť nové vetvy,
11:01
and they can lose old ones.
235
661260
3000
a môžu stratiť tie staré.
11:04
Synapses can be created,
236
664260
3000
Synapsie môžu byť vytvorené,
11:07
and they can be eliminated.
237
667260
3000
a môžu byť odstránené.
11:10
And synapses can grow larger,
238
670260
2000
A synapsie môžu rásť do veľkosti,
11:12
and they can grow smaller.
239
672260
3000
ale môžu sa aj zmenšovať.
11:15
Second question:
240
675260
2000
Druhá otázka:
11:17
what causes these changes?
241
677260
3000
Čo spôsobuje tieto zmeny?
11:20
Well, it's true.
242
680260
2000
Dobre, je to pravda.
11:22
To some extent, they are programmed by your genes.
243
682260
3000
V určitom rozsahu sú programované vašimi génmi.
11:25
But that's not the whole story,
244
685260
2000
Ale to nie je celý príbeh,
11:27
because there are signals, electrical signals,
245
687260
2000
pretože existujú signály, elektrické signály,
11:29
that travel along the branches of neurons
246
689260
2000
ktoré cestujú pozdĺž vetiev neurónov,
11:31
and chemical signals
247
691260
2000
a chemické signály,
11:33
that jump across from branch to branch.
248
693260
2000
ktoré skáču krížom z vetvy na vetvu.
11:35
These signals are called neural activity.
249
695260
3000
Tieto signály sa nazývajú neurálna aktivita.
11:38
And there's a lot of evidence
250
698260
2000
A existuje mnoho dôkazov,
11:40
that neural activity
251
700260
3000
že nervová aktivita
11:43
is encoding our thoughts, feelings and perceptions,
252
703260
3000
kóduje naše myšlienky, pocity a vnímanie,
11:46
our mental experiences.
253
706260
2000
naše mentálne zážitky.
11:48
And there's a lot of evidence that neural activity
254
708260
3000
A existuje mnoho dôkazov, že nervová aktivita
11:51
can cause your connections to change.
255
711260
3000
môže spôsobiť zmenu vašich spojení.
11:54
And if you put those two facts together,
256
714260
3000
A ak dáte dokopy tieto dva faktory,
11:57
it means that your experiences
257
717260
2000
znamená to, že vaše skúsenosti
11:59
can change your connectome.
258
719260
3000
môžu zmeniť váš konektóm.
12:02
And that's why every connectome is unique,
259
722260
2000
A to je dôvod, prečo každý konektóm je jedinečný,
12:04
even those of genetically identical twins.
260
724260
3000
dokonca aj konektóm geneticky rozličných jednovaječných dvojičiek.
12:08
The connectome is where nature meets nurture.
261
728260
3000
Konektóm závisí od daností aj vplyvu prostredia.
12:12
And it might true
262
732260
2000
A môže byť pravdou,
12:14
that just the mere act of thinking
263
734260
2000
že samotné zamyslenie sa
12:16
can change your connectome --
264
736260
2000
môže zmeniť váš konektóm --
12:18
an idea that you may find empowering.
265
738260
3000
myšlienka, ktorá vám môže dať silu.
12:24
What's in this picture?
266
744260
2000
Čo je na tomto obrázku?
12:28
A cool and refreshing stream of water, you say.
267
748260
3000
Chladný a osviežujúci potok, hovoríte.
12:32
What else is in this picture?
268
752260
2000
A čo je ešte na obrázku?
12:37
Do not forget that groove in the Earth
269
757260
2000
Nezabudnite na ten žliabok v zemi
12:39
called the stream bed.
270
759260
3000
zvaný riečisko.
12:42
Without it, the water would not know in which direction to flow.
271
762260
3000
Bez neho by voda nevedela, ktorým smerom tiecť.
12:45
And with the stream,
272
765260
2000
A s týmto potokom
12:47
I would like to propose a metaphor
273
767260
2000
by som chcel navrhnúť metaforu
12:49
for the relationship between neural activity
274
769260
2000
pre vzťah medzi nervovou aktivitou
12:51
and connectivity.
275
771260
2000
a prepojeniami.
12:54
Neural activity is constantly changing.
276
774260
3000
Nervová činnosť sa stále mení.
12:57
It's like the water of the stream; it never sits still.
277
777260
3000
Je ako voda v potoku, nikdy sa nezastaví.
13:00
The connections
278
780260
2000
Prepojenia
13:02
of the brain's neural network
279
782260
2000
nervovej siete mozgu
13:04
determines the pathways
280
784260
2000
určujú dráhy,
13:06
along which neural activity flows.
281
786260
2000
po ktorých nervová činnosť prúdi.
13:08
And so the connectome is like bed of the stream;
282
788260
3000
Takže konektóm je ako riečisko toho potoka.
13:13
but the metaphor is richer than that,
283
793260
3000
Ale metafora je ešte bohatšia.
13:16
because it's true that the stream bed
284
796260
3000
Pretože je pravda, že riečište
13:19
guides the flow of the water,
285
799260
2000
smeruje prúdenie vody,
13:21
but over long timescales,
286
801260
2000
ale z dlhodobého hľadiska
13:23
the water also reshapes the bed of the stream.
287
803260
3000
voda taktiež mení tvar riečiska.
13:26
And as I told you just now,
288
806260
2000
A ako som vám pred chvíľkou povedal,
13:28
neural activity can change the connectome.
289
808260
3000
nervová aktivita môže zmeniť konektóm.
13:33
And if you'll allow me to ascend
290
813260
2000
A ak mi dovolíte vzniesť sa
13:35
to metaphorical heights,
291
815260
3000
do metaforických výšok,
13:38
I will remind you that neural activity
292
818260
3000
pripomeniem vám, že nervová aktivita
13:41
is the physical basis -- or so neuroscientists think --
293
821260
2000
je fyzickým základom -- tak tomu veria neurovedci --
13:43
of thoughts, feelings and perceptions.
294
823260
3000
myšlienok, pocitov a vnemov.
13:46
And so we might even speak of
295
826260
2000
A preto by sme mohli hovoriť až
13:48
the stream of consciousness.
296
828260
2000
o prúde vedomia.
13:50
Neural activity is its water,
297
830260
3000
Nervová aktivita je jeho vodou
13:53
and the connectome is its bed.
298
833260
3000
a konektóm jeho riečiskom.
13:57
So let's return from the heights of metaphor
299
837260
2000
Poďme sa vrátiť z výšok metafory
13:59
and return to science.
300
839260
2000
a vráťme sa k vede.
14:01
Suppose our technologies for finding connectomes
301
841260
2000
Predpokladajme, že naše technológie na nájdenie konektómov
14:03
actually work.
302
843260
2000
skutočne fungujú.
14:05
How will we go about testing the hypothesis
303
845260
2000
Ako pôjdeme na testovanie hypotézy:
14:07
"I am my connectome?"
304
847260
3000
„Som môj konektóm?"
14:10
Well, I propose a direct test.
305
850260
3000
Nuž, ja navrhujem priamy test.
14:13
Let us attempt
306
853260
2000
Poďme sa pokúsiť
14:15
to read out memories from connectomes.
307
855260
3000
prečítať spomienky z konektómov.
14:18
Consider the memory
308
858260
2000
Zoberte si zapamätanie
14:20
of long temporal sequences of movements,
309
860260
3000
dlhej časovej následnosti pohybov,
14:23
like a pianist playing a Beethoven sonata.
310
863260
3000
napríklad klaviristu hrajúceho Beethovenovu sonátu.
14:26
According to a theory that dates back to the 19th century,
311
866260
3000
Podľa teórie, ktorá sa datuje späť do 19-teho storočia,
14:29
such memories are stored
312
869260
2000
také spomienky sú uložené
14:31
as chains of synaptic connections inside your brain.
313
871260
3000
ako reťaz synaptických spojení vnútri vášho mozgu.
14:35
Because, if the first neurons in the chain are activated,
314
875260
3000
Pretože, ak sú aktivované prvé neuróny v postupnosti,
14:38
through their synapses they send messages to the second neurons, which are activated,
315
878260
3000
cez svoje synapsie posielajú správy ďalším neurónom, ktoré sú aktivované,
14:41
and so on down the line,
316
881260
2000
a tak ďalej pozdĺž línie,
14:43
like a chain of falling dominoes.
317
883260
2000
ako reťaz padajúcich kúskov domina.
14:45
And this sequence of neural activation
318
885260
2000
A táto postupnosť nervovej aktivácie
14:47
is hypothesized to be the neural basis
319
887260
3000
je podľa hypotézy nervovým základom
14:50
of those sequence of movements.
320
890260
2000
tejto postupnosti pohybov.
14:52
So one way of trying to test the theory
321
892260
2000
Takže jedným spôsobom ako sa pokúsiť otestovať teóriu
14:54
is to look for such chains
322
894260
2000
je hľadať také reťaze
14:56
inside connectomes.
323
896260
2000
v rámci konektómov.
14:58
But it won't be easy, because they're not going to look like this.
324
898260
3000
Ale nebude to ľahké, pretože nebudú vyzerať takto.
15:01
They're going to be scrambled up.
325
901260
2000
Budú zamotané.
15:03
So we'll have to use our computers
326
903260
2000
Takže budeme musieť použiť počítače
15:05
to try to unscramble the chain.
327
905260
3000
a pokúsiť sa rozmotať tú postupnosť.
15:08
And if we can do that,
328
908260
2000
A ak to budeme vedieť urobiť,
15:10
the sequence of the neurons we recover from that unscrambling
329
910260
3000
postupnosť neurónov, ktorú objavíme tým rozmotaním,
15:13
will be a prediction of the pattern of neural activity
330
913260
3000
bude predpokladom toho vzorca nervovej aktivity,
15:16
that is replayed in the brain during memory recall.
331
916260
3000
ktorý je prehraný mozgom počas vyvolávania spomienok.
15:19
And if that were successful,
332
919260
2000
A ak by to bolo úspešné,
15:21
that would be the first example of reading a memory from a connectome.
333
921260
3000
bol by to prvý príklad čítania pamäte z konektómu.
15:28
(Laughter)
334
928260
2000
(Smiech)
15:30
What a mess --
335
930260
2000
Aký zmätok.
15:33
have you ever tried to wire up a system
336
933260
2000
Snažili ste sa niekedy prepojiť systém
15:35
as complex as this?
337
935260
2000
tak zložitý ako tento?
15:37
I hope not.
338
937260
2000
Dúfam, že nie.
15:39
But if you have, you know it's very easy to make a mistake.
339
939260
3000
Ale ak ste sa snažili, viete, ako ľahké je spraviť chybu.
15:45
The branches of neurons are like the wires of the brain.
340
945260
2000
Vetvy neurónov sú ako drôty mozgu.
15:47
Can anyone guess: what's the total length of wires in your brain?
341
947260
4000
Vie niekto uhádnuť, aká je celková dĺžka týchto drôtov vo vašom mozgu?
15:54
I'll give you a hint. It's a big number.
342
954260
2000
Dám vám tip. Je to veľké číslo.
15:56
(Laughter)
343
956260
2000
(Smiech)
15:59
I estimate, millions of miles,
344
959260
3000
Odhadujem, že sú to milióny míľ.
16:02
all packed in your skull.
345
962260
3000
Všetky napchaté do vašej lebky.
16:05
And if you appreciate that number,
346
965260
2000
A ak posúdite toto číslo,
16:07
you can easily see
347
967260
2000
môžete ľahko vidieť,
16:09
there is huge potential for mis-wiring of the brain.
348
969260
2000
že existuje veľký potenciál nesprávneho zapojenia mozgu.
16:11
And indeed, the popular press loves headlines like,
349
971260
3000
A skutočne, médiá milujú titulky ako:
16:14
"Anorexic brains are wired differently,"
350
974260
2000
„Anorektické mozgy sú zapojené inak,"
16:16
or "Autistic brains are wired differently."
351
976260
2000
alebo „Autistické mozgy sú zapojené inak."
16:18
These are plausible claims,
352
978260
2000
Toto sú prijateľné tvrdenia,
16:20
but in truth,
353
980260
2000
ale v skutočnosti
16:22
we can't see the brain's wiring clearly enough
354
982260
2000
nedokážeme vidieť prepojenie mozgu dostatočne jasne,
16:24
to tell if these are really true.
355
984260
2000
aby sme povedali, že sú naozaj pravdivé.
16:26
And so the technologies for seeing connectomes
356
986260
3000
A tak technológie umožňujúce vidieť konektómy
16:29
will allow us to finally
357
989260
2000
nám konečne umožnia
16:31
read mis-wiring of the brain,
358
991260
2000
prečítať nesprávne zapojenie mozgu,
16:33
to see mental disorders in connectomes.
359
993260
3000
vidieť duševné poruchy v konektómoch.
16:40
Sometimes the best way to test a hypothesis
360
1000260
3000
Niekedy je najlepším spôsobom na otestovanie hypotézy
16:43
is to consider its most extreme implication.
361
1003260
3000
zvážiť jej najextrémnejší dôsledok.
16:46
Philosophers know this game very well.
362
1006260
3000
Filozofovia poznajú túto hru veľmi dobre.
16:50
If you believe that I am my connectome,
363
1010260
3000
Ak veríte, že ja som môj konektóm,
16:53
I think you must also accept the idea
364
1013260
3000
myslím, že musíte akceptovať aj myšlienku,
16:56
that death is the destruction
365
1016260
2000
že smrť je zničením
16:58
of your connectome.
366
1018260
3000
vášho konektómu.
17:02
I mention this because there are prophets today
367
1022260
3000
Spomínam to, pretože už dnes máme prorokov,
17:05
who claim that technology
368
1025260
3000
ktorí tvrdia, že technológia
17:08
will fundamentally alter the human condition
369
1028260
3000
podstatne zmení pomery ľudí
17:11
and perhaps even transform the human species.
370
1031260
3000
a možno dokonca zmení ľudský druh.
17:14
One of their most cherished dreams
371
1034260
3000
Jedným z ich najpestovanejších snov
17:17
is to cheat death
372
1037260
2000
je oklamať smrť
17:19
by that practice known as cryonics.
373
1039260
2000
praktikou zvanou kryonika.
17:21
If you pay 100,000 dollars,
374
1041260
2000
Ak zaplatíte 100.000 dolárov,
17:23
you can arrange to have your body frozen after death
375
1043260
3000
môžete si zabezpečiť, aby vaše telo po smrti zamrazili
17:26
and stored in liquid nitrogen
376
1046260
2000
a uložili do tekutého dusíka
17:28
in one of these tanks in an Arizona warehouse,
377
1048260
2000
v jednej z týchto nádrží v Arizonskom skladisku,
17:30
awaiting a future civilization
378
1050260
2000
očakávajúc budúce civilizácie,
17:32
that is advanced to resurrect you.
379
1052260
3000
ktoré budú pokročilé tak, že budú schopné vzkriesiť vás.
17:36
Should we ridicule the modern seekers of immortality,
380
1056260
2000
Máme sa posmievať moderným hľadačom nesmrteľnosti,
17:38
calling them fools?
381
1058260
2000
volať ich bláznami?
17:40
Or will they someday chuckle
382
1060260
2000
Alebo sa raz budú smiať
17:42
over our graves?
383
1062260
2000
nad našimi hrobmi?
17:45
I don't know --
384
1065260
2000
Neviem.
17:47
I prefer to test their beliefs, scientifically.
385
1067260
3000
Uprednostňujem otestovanie ich domnienok, vedecky.
17:50
I propose that we attempt to find a connectome
386
1070260
2000
Navrhujem, aby sme sa snažili nájsť konektóm
17:52
of a frozen brain.
387
1072260
2000
zmrazeného mozgu.
17:54
We know that damage to the brain
388
1074260
2000
Vieme, že poškodenie mozgu
17:56
occurs after death and during freezing.
389
1076260
2000
nastáva po smrti a počas mrazenia.
17:58
The question is: has that damage erased the connectome?
390
1078260
3000
Otázka je: „Zmazalo poškodenie konektóm?"
18:01
If it has, there is no way that any future civilization
391
1081260
3000
Ak zmazalo, neexistuje spôsob, akým by ktorákoľvek budúca civilizácia
18:04
will be able to recover the memories of these frozen brains.
392
1084260
3000
bola schopná obnoviť spomienky týchto zamrazených mozgov.
18:07
Resurrection might succeed for the body,
393
1087260
2000
Znovuzrodenie by mohlo byť úspešné pre telo,
18:09
but not for the mind.
394
1089260
2000
ale nie pre myseľ.
18:11
On the other hand, if the connectome is still intact,
395
1091260
3000
Na druhú stranu, ak by bol konektóm stále neporušený,
18:14
we cannot ridicule the claims of cryonics so easily.
396
1094260
3000
nemôžeme sa posmievať tvrdeniam kryoniky tak ľahko.
18:20
I've described a quest
397
1100260
2000
Popísal som hľadanie,
18:22
that begins in the world of the very small,
398
1102260
3000
ktoré začína vo svete veľmi malého,
18:25
and propels us to the world of the far future.
399
1105260
3000
a poháňa nás do sveta ďalekej budúcnosti.
18:28
Connectomes will mark a turning point in human history.
400
1108260
3000
Konektómy označia zlom v ľudskej histórii.
18:32
As we evolved from our ape-like ancestors
401
1112260
2000
Ako sme sa vyvíjali z našich opiciam podobných predkov
18:34
on the African savanna,
402
1114260
2000
na africkej savane,
18:36
what distinguished us was our larger brains.
403
1116260
3000
to čo nás odlíšilo boli naše väčšie mozgy.
18:40
We have used our brains to fashion
404
1120260
2000
Používali sme naše mozgy na vytvorenie
18:42
ever more amazing technologies.
405
1122260
3000
stále viac udivujúce technológie.
18:45
Eventually, these technologies will become so powerful
406
1125260
3000
Nakoniec tieto technológie budú také silné,
18:48
that we will use them to know ourselves
407
1128260
3000
že ich použijeme na spoznanie samých seba
18:51
by deconstructing and reconstructing
408
1131260
3000
rozobratím a znovuzložením
18:54
our own brains.
409
1134260
3000
našich vlastných mozgov.
18:57
I believe that this voyage of self-discovery
410
1137260
3000
Verím, že táto cesta sebaobjavovania
19:00
is not just for scientists,
411
1140260
3000
nie je len pre vedcov,
19:03
but for all of us.
412
1143260
2000
ale pre nás všetkých.
19:05
And I'm grateful for the opportunity to share this voyage with you today.
413
1145260
3000
A som vďačný za príležitosť podeliť sa dnes o túto cestu s vami.
19:08
Thank you.
414
1148260
2000
Ďakujem
19:10
(Applause)
415
1150260
8000
(Potlesk)
O tomto webe

Táto stránka vám predstaví videá na YouTube, ktoré sú užitočné pri učení angličtiny. Uvidíte lekcie angličtiny, ktoré vedú špičkoví učitelia z celého sveta. Dvojitým kliknutím na anglické titulky zobrazené na stránke každého videa si môžete video odtiaľ prehrať. Titulky sa posúvajú synchronizovane s prehrávaním videa. Ak máte akékoľvek pripomienky alebo požiadavky, kontaktujte nás prostredníctvom tohto kontaktného formulára.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7