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

Перекладач: Yaryna Oprisnyk Утверджено: Olena Gapak

I had brain surgery 18 years ago,

Я пережила операцію на головному мозку 18 років тому,

і з того часу наука про мозок стала

and since that time, brain science has become

a personal passion of mine.

моїм особистим захопленням.

I'm actually an engineer.

Власне, за професією я — інженер.

And first let me say, I recently joined

Для початку хочу сказати, що нещодавно я приєдналася

Google's Moonshot group,

до групи Moonshot у Google,

where I had a division,

а саме — до підрозділу Google X

the display division in Google X,

із розробки дисплеїв.

and the brain science work I'm speaking about today

Отож, робота з вивчення мозку, про яку я сьогодні розповім, —

is work I did before I joined Google

це те, що я робила задовго до того, як приєдналась до Google,

and on the side outside of Google.

а також у вільний від роботи у Google час.

So that said, there's a stigma

Так повелося, що операція головного мозку

when you have brain surgery.

в певному сенсі накладає на тебе тавро.

Are you still smart or not?

Чи ти досі маєш розумові здібності, чи вже ні?

And if not, can you make yourself smart again?

Якщо ні, то чи можливо їх повернути?

After my neurosurgery,

Після операції

я втратила частину головного мозку

part of my brain was missing,

і мусила якось із цим жити.

and I had to deal with that.

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

То була не сіра речовина, а в'язка частина всередині мозку,

that makes key hormones and neurotransmitters.

що виробляє важливі гормони та нейротрансмітери.

Immediately after my surgery,

Одразу після операції

I had to decide what amounts of each of over

мені довелося вирішувати, яку дозу із більш ніж десятка

a dozen powerful chemicals to take each day,

потужних хімічних речовин приймати щодня,

because if I just took nothing,

тому що коли б не приймала нічого,

через кілька годин я б померла.

I would die within hours.

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

Відтоді кожного дня впродовж 18 років

I've had to try to decide the combinations

мені доводилось добирати комбінації

and mixtures of chemicals,

та суміші хімічних речовин,

and try to get them, to stay alive.

які треба прийняти, щоб залишитись живою.

There have been several close calls.

Кілька разів моє життя висіло на волосині.

But luckily, I'm an experimentalist at heart,

Та, на щастя, в душі я експериментатор,

а тому вирішила поекспериментувати

so I decided I would experiment

to try to find more optimal dosages

і спробувати знайти оптимальніші дози,

because there really isn't a clear road map

адже насправді там не існує

on this that's detailed.

жодної чітко визначеної схеми.

I began to try different mixtures,

Я взялася випробовувати різні суміші

and I was blown away by how

й була вражена тим,

tiny changes in dosages

наскільки крихітні відхилення в дозах

dramatically changed my sense of self,

здатні змінити моє самопочуття,

my sense of who I was, my thinking,

сприйняття себе, мислення

my behavior towards people.

та ставлення до інших людей.

One particularly dramatic case:

Ось один особливо яскравий приклад:

протягом кількох місяців я приймала дози

for a couple months I actually tried dosages

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

та хімічні речовини, типові для чоловіка у 20 з гаком років.

and I was blown away by how my thoughts changed.

Я була вражена, наскільки змінилися мої думки.

(Laughter)

(Сміх)

I was angry all the time,

Я постійно була сердитою,

I thought about sex constantly,

безперестанку думала про секс

and I thought I was the smartest person

і вважала себе найрозумнішою персоною

in the entire world, and

в цілому світі.

—(Laughter)—

(Сміх)

Звісно, за роки мого життя мені траплялись подібні хлопці

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

чи, може, дещо стриманіші їх версії.

or maybe kind of toned-down versions of that.

I was kind of extreme.

У мене ж доходило до крайнощів.

But to me, the surprise was,

Але найсильніше мене здивувало те,

що я не намагалась бути самовпевненою,

I wasn't trying to be arrogant.

I was actually trying,

а таки старалася,

з певною ноткою невизначеності,

with a little bit of insecurity,

to actually fix a problem in front of me,

таки залагодити свою проблему,

and it just didn't come out that way.

що, однак, не вдавалось належним чином.

So I couldn't handle it.

Отож, я не витримала.

Я змінила дозування.

I changed my dosages.

But that experience, I think, gave me

Але гадаю, цей досвід навчив мене

краще розуміти чоловіків

a new appreciation for men

and what they might walk through,

і те, через що вони часом проходять.

and I've gotten along with men

Відтоді мені вдається набагато краще

a lot better since then.

ладнати з чоловіками.

What I was trying to do

Чого я, власне, намагалась досягти,

with tuning these hormones

регулюючи всі ці гормони,

and neurotransmitters and so forth

нейротрансмітери тощо,

то це відновити свій інтелект

was to try to get my intelligence back

after my illness and surgery,

після пережитих мною хвороби та операції,

my creative thought, my idea flow.

повернути собі творче мислення та потік ідей.

And I think mostly in images,

Здебільшого я мислю образами,

and so for me that became a key metric --

що й стало для мене відправною точкою:

how to get these mental images

як здобути ці уявні образи,

that I use as a way of rapid prototyping,

які я використовую як засіб швидкого моделювання,

if you will, my ideas,

скажімо, моїх ідей,

приміряючи різноманітні ідеї

trying on different new ideas for size,

playing out scenarios.

та програючи в голові сценарії.

Цей спосіб мислення не новий.

This kind of thinking isn't new.

Такі філософи, як Юм, Декарт і Гоббс

Philiosophers like Hume and Descartes and Hobbes

saw things similarly.

мислили подібним чином.

They thought that mental images and ideas

Вони вважали, що образи в нашій уяві та ідеї —

were actually the same thing.

це одне й те саме.

There are those today that dispute that,

Дехто може з цим посперечатись.

and lots of debates about how the mind works,

Існує чимало дискусій про те, як працює розум.

but for me it's simple:

Та для мене все просто:

Mental images, for most of us,

для більшості з нас ментальні образи

are central in inventive and creative thinking.

мають вирішальне значення при винахідницькому та творчому мисленні.

So after several years,

Отож, через кілька років я зрештою

I tuned myself up and I have lots of great,

відрегулювала себе і тепер маю

really vivid mental images with a lot of sophistication

багато чудових, яскравих та витончених ментальних образів

and the analytical backbone behind them.

із необхідною аналітичною основою.

Тож тепер я працюю над тим,

And so now I'm working on,

how can I get these mental images in my mind

як передати ці ментальні образи

з моєї голови на екран комп'ютера швидше.

out to my computer screen faster?

Can you imagine, if you will,

Чи можете ви собі уявити, скажімо,

кінорежисера, здатного лише за допомогою

a movie director being able to use

своєї уяви керувати навколишнім світом?

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

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

Або музиканта, який видобуває музику прямо зі своєї голови?

There are incredible possibilities with this

Це подарувало би творчим людям

as a way for creative people

неймовірну можливість

to share at light speed.

ділитись ідеями зі швидкістю світла.

Фактично, останнє, що залишилось

And the truth is, the remaining bottleneck

на шляху до цього, —

in being able to do this

is just upping the resolution of brain scan systems.

це підвищити роздільну здатність систем сканування мозку.

Зараз я поясню, чому я певна, що ми вже практично цього досягли.

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

Я розповім про два недавні експерименти,

by sharing with you two recent experiments

from two top neuroscience groups.

проведені двома провідними групами нейробіологів.

Обидві групи використовували технологію фМРТ,

Both used fMRI technology --

functional magnetic resonance imaging technology --

функціональну магнітно-резонансну томографію,

to image the brain,

щоб отримати зображення мозку.

and here is a brain scan set from Giorgio Ganis

Перед вами добірка зображень мозку, зроблених Джорджіо Ґанісом

and his colleagues at Harvard.

та його колегами в Гарварді.

And the left-hand column shows a brain scan

На колонці ліворуч видно зображення мозку

of a person looking at an image.

людини, яка дивиться на картинку.

The middle column shows the brainscan

Середня колонка — це зображення мозку

of that same individual

цієї людини,

imagining, seeing that same image.

яка уявляє собі ту ж саму картинку.

And the right column was created

Праву колонку отримали шляхом

by subtracting the middle column from the left column,

вилучення середньої колонки з лівої,

що демонструє нам практично нульову відмінність між ними.

showing the difference to be nearly zero.

Експеримент повторювали з багатьма людьми,

This was repeated on lots of different individuals

with lots of different images,

використовуючи багато різних картинок,

always with a similar result.

та результат був завжди подібний.

The difference between seeing an image

Різниці між фактичним переглядом картинки

and imagining seeing that same image

та відтворенням цієї ж картинки в уяві

is next to nothing.

практично жодної.

Тепер я покажу вам результати іншого експерименту,

Next let me share with you one other experiment,

this from Jack Gallant's lab at Cal Berkeley.

проведеного в лабораторії Джека Ґалланта в університеті Берклі.

Вони спромоглися декодувати мозкові хвилі

They've been able to decode brainwaves

into recognizable visual fields.

у впізнавані візуальні поля.

So let me set this up for you.

Спробую розставити все по полицях.

У цьому експерименті людям показували

In this experiment, individuals were shown

hundreds of hours of YouTube videos

сотні годин відео з YouTube,

while scans were made of their brains

в процесі чого їхній мозок сканували,

to create a large library of their brain reacting

щоб зібрати велику базу зображень того,

to video sequences.

як він реагує на відеофрагменти.

Then a new movie was shown with new images,

Згодом їм показували нове відео з новими образами,

new people, new animals in it,

людьми та тваринами

and a new scan set was recorded.

і відскановували нові зображення мозку.

The computer, using brain scan data alone,

Використовуючи виключно дані попередніх сканувань,

decoded that new brain scan

комп'ютер розшифрував нові зображення

to show what it thought the individual was actually seeing.

й показав те, що, як він вважав, насправді бачили люди.

Праворуч ви бачите здогадки комп'ютера,

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

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

а ліворуч — відео, яке показували людям.

This is the jaw-dropper.

Це, безперечно, вражає.

We are so close to being able to do this.

Ми вже практично досягли мети.

We just need to up the resolution.

Залишилось лише підвищити роздільну здатність.

And now remember that when you see an image

І не забувайте, що коли ми бачимо картинку

versus when you imagine that same image,

і коли ми цю ж картинку уявляємо,

it creates the same brain scan.

відскановані зображення мозку виходять однакові.

Отже, такого результату ми досягли за допомогою томографів

So this was done with the highest-resolution

brain scan systems available today,

із найвищою роздільною здатністю на даний час,

and their resolution has increased really

а за останні кілька років вона фактично

about a thousandfold in the last several years.

зросла в тисячі разів.

Next we need to increase the resolution

Тепер нам потрібно підвищити роздільну здатність

another thousandfold

приблизно в стільки ж разів,

to get a deeper glimpse.

щоб зазирнути ще глибше.

How do we do that?

Як ми можемо це зробити?

There's a lot of techniques in this approach.

Існує чимало різних способів.

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

Один із них — це розкрити черепну коробку і вставити туди електроди.

I'm not for that.

Я не прихильник такого.

Зараз пропонують безліч нових методів нейровізуалізації,

There's a lot of new imaging techniques

being proposed, some even by me,

деякі навіть пропоную я,

однак, з огляду на недавній успіх МРТ,

but given the recent success of MRI,

нам спершу варто задуматись:

first we need to ask the question,

чи використали ми всі можливості цієї технології?

is it the end of the road with this technology?

Conventional wisdom says the only way

Загальноприйнятою є думка, що єдиний спосіб

to get higher resolution is with bigger magnets,

підвищити роздільну здатність МРТ — це збільшити магніти.

but at this point bigger magnets

Але на даному етапі більші магніти

only offer incremental resolution improvements,

дають лише незначні покращення роздільної здатності,

not the thousandfold we need.

а не в тисячі разів, як нам потрібно.

I'm putting forward an idea:

Я пропоную ось що:

instead of bigger magnets,

замість більших магнітів

let's make better magnets.

треба створити кращі.

There's some new technology breakthroughs

У нанотехнологіях вже здійснили кілька

in nanoscience

вагомих відкриттів

when applied to magnetic structures

стосовно магнітних структур,

що допомогло створити абсолютно новий клас магнітів.

that have created a whole new class of magnets,

Використовуючи ці магніти, ми можемо скласти

and with these magnets, we can lay down

very fine detailed magnetic field patterns

деталізовані моделі магнітних полів

throughout the brain,

головного мозку,

and using those, we can actually create

за допомогою яких можна створити

holographic-like interference structures

голографічні інтерференційні структури,

to get precision control over many patterns,

щоб досягти абсолютного контролю над багатьма моделями,

as is shown here by shifting things.

як показано на цих рухомих зображеннях.

Ми можемо створити й значно складніші структури,

We can create much more complicated structures

with slightly different arrangements,

застосувавши дещо інші параметри,

kind of like making Spirograph.

подібно до візерунків спірографа.

So why does that matter?

Чому це так важливо?

A lot of effort in MRI over the years

Впродовж років при розробці МРТ

has gone into making really big,

чимало зусиль докладали до створення величезних,

мало не гігантських магнітів, так?

really huge magnets, right?

But yet most of the recent advances

Однак більшість останніх досягнень

з підвищення роздільної здатності є результатом

in resolution have actually come from

ingeniously clever encoding and decoding solutions

хитромудрого кодування та декодування

in the F.M. radio frequency transmitters and receivers

УКХ-радіопередавачів та приймачів

in the MRI systems.

у системах МРТ.

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

Крім того, замість однорідного магнітного поля

put down structured magnetic patterns

ми можемо застосувати структуровані магнітні поля

in addition to the F.M. radio frequencies.

додатково до УКХ-радіочастот.

So by combining the magnetics patterns

Таким чином, комбінуючи моделі магнітних полів

with the patterns in the F.M. radio frequencies

із технологіями УКХ-радіочастот,

processing which can massively increase

можна значно збільшити

the information that we can extract

кількість інформації,

in a single scan.

отриманої за одне сканування.

Наклавши на все це

And on top of that, we can then layer

our ever-growing knowledge of brain structure and memory

наші щораз глибші знання про структуру мозку та пам'яті,

to create a thousandfold increase that we need.

ми можемо досягти необхідного нам тисячократного вдосконалення.

And using fMRI, we should be able to measure

Використовуючи фМРТ, ми зможемо виміряти

not just oxygenated blood flow,

не лише насичений киснем потік крові,

but the hormones and neurotransmitters I've talked about

а й вищезгадані гормони та нейротрансмітери,

and maybe even the direct neural activity,

і, можливо, навіть безпосередню нейронну активність,

which is the dream.

що є нашою мрією.

We're going to be able to dump our ideas

Ми зможемо вивантажувати наші ідеї

directly to digital media.

безпосередньо на цифрові носії.

Could you imagine if we could leapfrog language

Чи можете ви уявити, що колись ми перестрибнемо людську мову

and communicate directly with human thought?

і зможемо спілкуватись лише за допомогою наших думок?

Які можливості відкриються перед нами?

What would we be capable of then?

And how will we learn to deal

І як ми навчимося витримувати правду

with the truths of unfiltered human thought?

невідфільтрованих людських думок?

You think the Internet was big.

Ви думаєте, що Інтернет був великим досягненням.

These are huge questions.

Ці питання ще грандіозніші.

It might be irresistible as a tool

Це може стати спокусливою нагодою

to amplify our thinking and communication skills.

вдосконалити наше мислення та навички спілкування.

And indeed, this very same tool

І навіть більше, цей же засіб

may prove to lead to the cure

може виявитись дієвим при лікуванні

for Alzheimer's and similar diseases.

хвороби Альцгеймера та подібних захворювань.

We have little option but to open this door.

Нам не залишається нічого іншого, окрім як відчинити ці двері.

Несуттєво, через скільки років це станеться —

Regardless, pick a year --

will it happen in five years or 15 years?

через 5 чи 15?

It's hard to imagine it taking much longer.

Важко уявити, щоб на це пішло значно більше часу.

We need to learn how to take this step together.

Нам необхідно з'ясувати, як зробити цей крок усім разом.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)