ABOUT THE SPEAKER
Henry Markram - Neuroscientist
Henry Markram is director of Blue Brain, a supercomputing project that can model components of the mammalian brain to precise cellular detail -- and simulate their activity in 3D. Soon he'll simulate a whole rat brain in real time.

Why you should listen

In the microscopic, yet-uncharted circuitry of the cortex, Henry Markram is perhaps the most ambitious -- and our most promising -- frontiersman. Backed by the extraordinary power of the IBM Blue Gene supercomputing architecture, which can perform hundreds of trillions of calculations per second, he's using complex models to precisely simulate the neocortical column (and its tens of millions of neural connections) in 3D.

Though the aim of Blue Brain research is mainly biomedical, it has been edging up on some deep, contentious philosophical questions about the mind -- "Can a robot think?" and "Can consciousness be reduced to mechanical components?" -- the consequence of which Markram is well aware: Asked by Seed Magazine what a simulation of a full brain might do, he answered, "Everything. I mean everything" -- with a grin.

Now, with a successful proof-of-concept for simulation in hand (the project's first phase was completed in 2007), Markram is looking toward a future where brains might be modeled even down to the molecular and genetic level. Computing power marching rightward and up along the graph of Moore's Law, Markram is sure to be at the forefront as answers to the mysteries of cognition emerge.

More profile about the speaker
Henry Markram | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2009

Henry Markram: A brain in a supercomputer

Henry Markram gradi mozak u superračunalu

Filmed:
1,469,354 views

Henry Markram kaže kako se tajne uma mogu razotkriti - uskoro. Mentalna oboljenja, pamćenje, percepcija: tvore ih neuroni i električni signali te ih on planira otkriti pomoću superračunala koje modelira svih 100.000.000.000.000 sinapsi u mozgu.
- Neuroscientist
Henry Markram is director of Blue Brain, a supercomputing project that can model components of the mammalian brain to precise cellular detail -- and simulate their activity in 3D. Soon he'll simulate a whole rat brain in real time. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:18
Our missionmisija is to buildizgraditi
0
0
3000
Naša zadaća je izraditi
00:21
a detaileddetaljne, realisticrealno
1
3000
2000
detaljan, realističan
00:23
computerračunalo modelmodel of the humanljudski brainmozak.
2
5000
2000
računalni model ljudskog mozga.
00:25
And we'veimamo doneučinio, in the pastprošlost fourčetiri yearsgodina,
3
7000
3000
Postigli smo, u protekle četiri godine,
00:28
a proofdokaz of conceptkoncept
4
10000
2000
dokaz koncepta
00:30
on a smallmali partdio of the rodentglodavaca brainmozak,
5
12000
3000
na djeliću mozga glodavca,
00:33
and with this proofdokaz of conceptkoncept we are now scalingskaliranje the projectprojekt up
6
15000
3000
i s dokazanim konceptom sada dižemo projekt na višu razinu
00:36
to reachdohvatiti the humanljudski brainmozak.
7
18000
3000
kako bismo dosegnuli do ljudskog mozga.
00:39
Why are we doing this?
8
21000
2000
Zašto to činimo?
00:41
There are threetri importantvažno reasonsrazlozi.
9
23000
2000
Tri su važna razloga.
00:43
The first is, it's essentialosnovni for us to understandrazumjeti the humanljudski brainmozak
10
25000
4000
Prvo, ključno je da razumijemo ljudski mozak
00:47
if we do want to get alonguz in societydruštvo,
11
29000
2000
ako želimo uspjeti u društvu,
00:49
and I think that it is a keyključ stepkorak in evolutionevolucija.
12
31000
4000
i mislim kako je to ključni korak u evoluciji.
00:53
The seconddrugi reasonrazlog is,
13
35000
2000
Drugi je razlog taj,
00:55
we cannotNe možete keep doing animalživotinja experimentationeksperimentiranje foreverzauvijek,
14
37000
6000
što ne možemo zauvijek eksperimentirati na životinjama,
01:01
and we have to embodyutjeloviti all our datapodaci and all our knowledgeznanje
15
43000
4000
i moramo objediniti sve podatke i sve naše znanje
01:05
into a workingrad modelmodel.
16
47000
3000
u djelatni model.
01:08
It's like a Noah'sNoina ArkArk. It's like an archiveArhiva.
17
50000
4000
To je poput Noine korablje. Poput arhiva.
01:12
And the thirdtreći reasonrazlog is that there are two billionmilijardi people on the planetplaneta
18
54000
3000
I treći je razlog što na svijetu ima dvije milijarde ljudi
01:15
that are affectedpogođeni by mentalmentalni disorderporemećaj,
19
57000
4000
koji su pogođeni mentalnim bolestima,
01:19
and the drugslijekovi that are used todaydanas
20
61000
2000
a lijekovi koji se danas koriste
01:21
are largelyu velikoj mjeri empiricalempirijski.
21
63000
2000
su pretežito empirijski.
01:23
I think that we can come up with very concretebeton solutionsrješenja on
22
65000
3000
Mislim kako možemo iznaći neka vrlo konkretna rješenja
01:26
how to treatliječiti disordersporemećaji.
23
68000
3000
za tretman tih poremećaja.
01:29
Now, even at this stagefaza,
24
71000
3000
Čak i u ovoj fazi
01:32
we can use the brainmozak modelmodel
25
74000
2000
možemo upotrijebiti model mozga
01:34
to exploreistražiti some fundamentalosnovni questionspitanja
26
76000
3000
istražujući neka fundamentalna pitanja
01:37
about how the brainmozak worksdjela.
27
79000
2000
funkcioniranja mozga.
01:39
And here, at TEDTED, for the first time,
28
81000
2000
Ovdje, na TED-u, po prvi puta,
01:41
I'd like to sharePodjeli with you how we're addressingObraćajući se
29
83000
2000
podijelio bih s vama način na koji pristupamo
01:43
one theoryteorija -- there are manymnogi theoriesteorije --
30
85000
3000
jednoj teoriji – ima mnogo teorija --
01:46
one theoryteorija of how the brainmozak worksdjela.
31
88000
4000
jednoj teoriji o funkcioniranju mozga.
01:50
So, this theoryteorija is that the brainmozak
32
92000
4000
Ova teorija kaže da mozak
01:54
createsstvara, buildsgradi, a versionverzija of the universesvemir,
33
96000
6000
stvara, gradi verziju svemira,
02:00
and projectsprojekti this versionverzija of the universesvemir,
34
102000
3000
i projicira tu verziju svemira,
02:03
like a bubblemjehurić, all around us.
35
105000
4000
poput mjehura, svuda oko nas.
02:07
Now, this is of coursenaravno a topictema of philosophicalfilozofski debatedebata for centuriesstoljeća.
36
109000
4000
Naravno, ovo je tema filozofske debate već stoljećima.
02:11
But, for the first time, we can actuallyzapravo addressadresa this,
37
113000
3000
No, po prvi puta možemo tom pitanju pristupiti
02:14
with brainmozak simulationsimuliranje,
38
116000
2000
simulacijom mozga,
02:16
and askpitati very systematicsustavno and rigorousrigorozan questionspitanja,
39
118000
4000
i postaviti sustavska i rigorozna pitanja,
02:20
whetherda li this theoryteorija could possiblymožda be truepravi.
40
122000
4000
kako bismo utvrdili može li ta teorija biti točna.
02:24
The reasonrazlog why the moonmjesec is hugeogroman on the horizonhorizont
41
126000
3000
Mjesec je velik na obzoru iz razloga
02:27
is simplyjednostavno because our perceptualuočljive bubblemjehurić
42
129000
3000
što se naš perceptivni mjehur
02:30
does not stretchrastezanje out 380,000 kilometerskilometara.
43
132000
4000
ne proteže 380.000 kilometara.
02:34
It runsradi out of spaceprostor.
44
136000
2000
Nedostaje mu prostora.
02:36
And so what we do is we compareusporediti the buildingsgrađevine
45
138000
4000
I zato mi uspoređujemo zgrade
02:40
withinunutar our perceptualuočljive bubblemjehurić,
46
142000
2000
u okviru našeg perceptivnog mjehura,
02:42
and we make a decisionodluka.
47
144000
2000
i donosimo odluku.
02:44
We make a decisionodluka it's that bigvelika,
48
146000
2000
Donosimo odluku da je on toliko velik,
02:46
even thoughiako it's not that bigvelika.
49
148000
2000
premda nije toliko velik.
02:48
And what that illustratesilustrira
50
150000
2000
Ovo pokazuje
02:50
is that decisionsodluke are the keyključ things
51
152000
2000
kako su odluke ključne stvari
02:52
that supportpodrška our perceptualuočljive bubblemjehurić. It keepsčuva it aliveživ.
52
154000
5000
koje podržavaju naš perceptivni mjehur. One ga održavaju na životu.
02:57
WithoutBez decisionsodluke you cannotNe možete see, you cannotNe možete think,
53
159000
2000
Bez odluka ne možete vidjeti, ne možete razmišljati,
02:59
you cannotNe možete feel.
54
161000
2000
ne možete osjećati.
03:01
And you maysvibanj think that anestheticsanestetike work
55
163000
2000
Mogli biste pomisliti da anestetici djeluju
03:03
by sendingslanje you into some deepduboko sleepspavati,
56
165000
3000
tako da vas pošalju u duboki san,
03:06
or by blockingblokiranje your receptorsreceptori so that you don't feel painbol,
57
168000
3000
ili da blokiraju receptore kako ne biste osjetili bol,
03:09
but in factčinjenica mostnajviše anestheticsanestetike don't work that way.
58
171000
3000
no, zapravo, većina anestetika ne djeluje tako.
03:12
What they do is they introducepredstaviti a noisebuka
59
174000
3000
Oni uvode šum u mozak
03:15
into the brainmozak so that the neuronsneuroni cannotNe možete understandrazumjeti eachsvaki other.
60
177000
3000
tako da neuroni ne razumiju jedan drugoga.
03:18
They are confusedzbunjen,
61
180000
2000
Zbunjeni su,
03:20
and you cannotNe možete make a decisionodluka.
62
182000
3000
i ne možete donijeti odluku.
03:23
So, while you're tryingtežak to make up your mindum
63
185000
3000
Pa, dok vi pokušavate odlučiti
03:26
what the doctorliječnik, the surgeonkirurg, is doing
64
188000
2000
što liječnik, kirurg čini
03:28
while he's hackingcjepkanje away at your bodytijelo, he's long goneotišao.
65
190000
2000
dok vas reže, on je odavno završio.
03:30
He's at home havingima teačaj.
66
192000
2000
Kod kuće je i pije čaj.
03:32
(LaughterSmijeh)
67
194000
2000
(Smijeh)
03:34
So, when you walkhodati up to a doorvrata and you openotvoren it,
68
196000
3000
Kad priđete vratima i otvorite ih,
03:37
what you compulsivelykompulzivno have to do to perceivedoživljavaju
69
199000
3000
ono što obavezno morate učiniti da biste opažali
03:40
is to make decisionsodluke,
70
202000
2000
je donošenje odluka,
03:42
thousandstisuća of decisionsodluke about the sizeveličina of the roomsoba,
71
204000
3000
na tisuće odluka o veličini prostorije,
03:45
the wallszidovi, the heightvisina, the objectsobjekti in this roomsoba.
72
207000
3000
zidovima, visini, predmetima u sobi.
03:48
99 percentposto of what you see
73
210000
3000
99 posto onoga što vidite
03:51
is not what comesdolazi in throughkroz the eyesoči.
74
213000
4000
nije ono što primite očima.
03:55
It is what you inferzaključiti about that roomsoba.
75
217000
4000
Već ono što zaključite o toj sobi.
03:59
So I can say, with some certaintysigurnost,
76
221000
4000
Zato mogu reći, s određenom sigurnošću,
04:03
"I think, thereforestoga I am."
77
225000
3000
"Mislim, dakle jesam."
04:06
But I cannotNe možete say, "You think, thereforestoga you are,"
78
228000
4000
Ali ne mogu reći, "Ti misliš, dakle ti jesi,"
04:10
because "you" are withinunutar my perceptualuočljive bubblemjehurić.
79
232000
5000
jer si "ti" dio mog perceptivnog mjehura.
04:15
Now, we can speculatenagađati and philosophizefilozofirati this,
80
237000
3000
Možemo špekulirati i filozofirati o tome,
04:18
but we don't actuallyzapravo have to for the nextSljedeći hundredstotina yearsgodina.
81
240000
3000
ali zapravo i ne moramo, u sljedećih stotinu godina.
04:21
We can askpitati a very concretebeton questionpitanje.
82
243000
2000
Možemo postaviti vrlo konkretno pitanje.
04:23
"Can the brainmozak buildizgraditi suchtakav a perceptionpercepcija?"
83
245000
4000
"Može li mozak izgraditi takvu percepciju?"
04:27
Is it capablesposoban of doing it?
84
249000
2000
Je li on to u stanju učiniti?
04:29
Does it have the substancesupstanca to do it?
85
251000
2000
Ima li osnovu da to učini?
04:31
And that's what I'm going to describeopisati to you todaydanas.
86
253000
3000
I to je ono što ću vam danas opisati.
04:34
So, it tookuzeo the universesvemir 11 billionmilijardi yearsgodina to buildizgraditi the brainmozak.
87
256000
4000
Svemiru je trebalo 11 milijardi godina da izgradi mozak.
04:38
It had to improvepoboljšati it a little bitbit.
88
260000
2000
Morao ga je malo poboljšati.
04:40
It had to adddodati to the frontalfrontalni partdio, so that you would have instinctsinstinkti,
89
262000
3000
Morao je dodati frontalni režanj kako biste imali nagone,
04:43
because they had to copeizaći na kraj on landzemljište.
90
265000
3000
jer su potrebni na kopnu.
04:46
But the realstvaran bigvelika stepkorak was the neocortexneokorteks.
91
268000
4000
Ali stvarno veliki korak je bio neokorteks.
04:50
It's a newnovi brainmozak. You neededpotreban it.
92
272000
2000
To je novi mozak. Trebao vam je.
04:52
The mammalssisavci neededpotreban it
93
274000
2000
Sisavci su ga trebali
04:54
because they had to copeizaći na kraj with parenthoodroditeljstvo,
94
276000
4000
jer su se morali nositi s roditeljstvom,
04:58
socialsocijalni interactionsinterakcije,
95
280000
2000
društvenim interakcijama,
05:00
complexkompleks cognitivespoznajni functionsfunkcije.
96
282000
3000
složenim kognitivnim funkcijama.
05:03
So, you can think of the neocortexneokorteks
97
285000
2000
Na neokorteks možete gledati
05:05
actuallyzapravo as the ultimateultimativno solutionriješenje todaydanas,
98
287000
5000
kao na današnje definitivno rješenje
05:10
of the universesvemir as we know it.
99
292000
3000
svemira kakav nam je poznat.
05:13
It's the pinnaclevrhunac, it's the finalkonačni productproizvod
100
295000
2000
On je vrhunac, konačni proizvod
05:15
that the universesvemir has producedizrađen.
101
297000
4000
kojega je svemir stvorio.
05:19
It was so successfuluspješan in evolutionevolucija
102
301000
2000
Evolucijski je bio toliko uspješan
05:21
that from mousemiš to man it expandedproširen
103
303000
2000
da je od miša do čovjeka narastao
05:23
about a thousandfoldthousandfold in termsUvjeti of the numbersbrojevi of neuronsneuroni,
104
305000
3000
tisuću puta, u smislu broja neurona,
05:26
to produceproizvoditi this almostskoro frighteningzastrašujuć
105
308000
3000
kako bi stvorio taj gotovo zastrašujući
05:29
organorgulje, structurestruktura.
106
311000
3000
organ, strukturu.
05:32
And it has not stoppedprestao its evolutionaryevolucioni pathstaza.
107
314000
3000
I nije završio svoj evolucijski put.
05:35
In factčinjenica, the neocortexneokorteks in the humanljudski brainmozak
108
317000
2000
Zapravo, neokorteks ljudskog mozga
05:37
is evolvingrazvojni at an enormousogroman speedubrzati.
109
319000
3000
evolvira ogromnom brzinom.
05:40
If you zoomzum into the surfacepovršinski of the neocortexneokorteks,
110
322000
2000
Ako uvećate površinu neokorteksa,
05:42
you discoverotkriti that it's madenapravljen up of little modulesmoduli,
111
324000
3000
otkrit ćete kako se sastoji od malenih modula,
05:45
G5 processorsprocesori, like in a computerračunalo.
112
327000
2000
G5 procesora, kao u računalu.
05:47
But there are about a millionmilijuna of them.
113
329000
3000
Ali ima ih oko milijun.
05:50
They were so successfuluspješan in evolutionevolucija
114
332000
2000
Toliko su evolucijski uspješni
05:52
that what we did was to duplicateduplikat them
115
334000
2000
da smo ih duplicirali
05:54
over and over and adddodati more and more of them to the brainmozak
116
336000
2000
još i još i dodavali sve više mozgu
05:56
untildo we ranran out of spaceprostor in the skulllubanja.
117
338000
3000
dok nam nije ponestalo mjesta u lubanji.
05:59
And the brainmozak startedpočeo to foldpreklopiti in on itselfsebe,
118
341000
2000
I mozak se počeo preklapati na sebe,
06:01
and that's why the neocortexneokorteks is so highlyvisoko convolutedni.
119
343000
3000
i zato je neokorteks toliko naboran.
06:04
We're just packingpakiranje in columnsStupci,
120
346000
2000
Mi gomilamo stupce,
06:06
so that we'dmi bismo have more neocorticalneocortical columnsStupci
121
348000
3000
kako bismo imali više stupaca neokorteksa
06:09
to performizvesti more complexkompleks functionsfunkcije.
122
351000
3000
za izvođenje složenih funkcija.
06:12
So you can think of the neocortexneokorteks actuallyzapravo as
123
354000
2000
Možete na neokorteks gledati i kao na
06:14
a massivemasivan grandveličanstven pianoklavir,
124
356000
2000
ogromni veliki glasovir,
06:16
a million-keymilijuna-ključ grandveličanstven pianoklavir.
125
358000
3000
glasovir s milijun dirki.
06:19
EachSvaki of these neocorticalneocortical columnsStupci
126
361000
2000
Svaki od tih stupaca neokorteksa
06:21
would produceproizvoditi a noteBilješka.
127
363000
2000
proizvodi jedan ton.
06:23
You stimulatestimulirati it; it producesproizvodi a symphonySimfonija.
128
365000
3000
Vi ga stimulirate; on stvara simfoniju.
06:26
But it's not just a symphonySimfonija of perceptionpercepcija.
129
368000
3000
Ali nije to samo simfonija opažanja.
06:29
It's a symphonySimfonija of your universesvemir, your realitystvarnost.
130
371000
3000
To je simfonija vašeg svemira, vaše stvarnosti.
06:32
Now, of coursenaravno it takes yearsgodina to learnnaučiti how
131
374000
3000
Naravno, trebaju godine da biste naučili
06:35
to mastermajstorski a grandveličanstven pianoklavir with a millionmilijuna keystipke.
132
377000
3000
upravljati glasovirom s milijun dirki.
06:38
That's why you have to sendposlati your kidsdjeca to good schoolsškola,
133
380000
2000
Zato morate slati djecu u dobre škole,
06:40
hopefullynadajmo se eventuallyeventualno to OxfordOxford.
134
382000
2000
na kraju, nadajmo se i u Oxford.
06:42
But it's not only educationobrazovanje.
135
384000
3000
Ali nije riječ samo o obrazovanju.
06:45
It's alsotakođer geneticsgenetika.
136
387000
2000
Tu je i genetika.
06:47
You maysvibanj be bornrođen luckysretan,
137
389000
2000
Možete imati sreće pri rođenju,
06:49
where you know how to mastermajstorski your neocorticalneocortical columnkolona,
138
391000
4000
pa znate kako upravljati vašim neokorteksom,
06:53
and you can playigrati a fantasticfantastičan symphonySimfonija.
139
395000
2000
i znate svirati fantastičnu simfoniju.
06:55
In factčinjenica, there is a newnovi theoryteorija of autismautizam
140
397000
3000
U stvari, postoji nova teorija autizma
06:58
calledzvao the "intenseintenzivan worldsvijet" theoryteorija,
141
400000
2000
zvana teorija intenzivnog svijeta,
07:00
whichkoji suggestssugerira that the neocorticalneocortical columnsStupci are super-columnsSuper-kolumne.
142
402000
4000
koja predlaže da su stupci neokorteksta super-stupci.
07:04
They are highlyvisoko reactivereaktivni, and they are super-plasticSuper-plastika,
143
406000
4000
Oni su visoko reaktivni, super-plastični,
07:08
and so the autistsautisti are probablyvjerojatno capablesposoban of
144
410000
3000
i autisti su vjerojatno u stanju
07:11
buildingzgrada and learningučenje a symphonySimfonija
145
413000
2000
stvarati i učiti simfoniju
07:13
whichkoji is unthinkablenezamisliv for us.
146
415000
2000
koja je nama nezamisliva.
07:15
But you can alsotakođer understandrazumjeti
147
417000
2000
Ali također možete shvatiti
07:17
that if you have a diseasebolest
148
419000
2000
da ako imate poremećaj
07:19
withinunutar one of these columnsStupci,
149
421000
2000
u jednom od tih stupaca,
07:21
the noteBilješka is going to be off.
150
423000
2000
ton će biti pogrešan.
07:23
The perceptionpercepcija, the symphonySimfonija that you createstvoriti
151
425000
2000
Opažanje, simfonija koju stvarate
07:25
is going to be corruptedoštećen,
152
427000
2000
će biti oštećena,
07:27
and you will have symptomssimptomi of diseasebolest.
153
429000
3000
i imat ćete simptome bolesti.
07:30
So, the HolySveti GrailGral for neuroscienceneuroznanost
154
432000
4000
Dakle, sveti Gral za neuroznanost
07:34
is really to understandrazumjeti the designdizajn of the neocoriticalneocoritical columnkolona --
155
436000
4000
je razumijevanje dizajna stupca neokorteksa --
07:38
and it's not just for neuroscienceneuroznanost;
156
440000
2000
i ne samo za neuroznanost;
07:40
it's perhapsmožda to understandrazumjeti perceptionpercepcija, to understandrazumjeti realitystvarnost,
157
442000
3000
bitno je za razumijevanje percepcije, razumijevanje stvarnosti,
07:43
and perhapsmožda to even alsotakođer understandrazumjeti physicalfizička realitystvarnost.
158
445000
4000
i možda čak i za razumijevanje fizičke stvarnosti.
07:47
So, what we did was, for the pastprošlost 15 yearsgodina,
159
449000
3000
U proteklih 15 godina mi smo
07:50
was to dissectsecirati out the neocortexneokorteks, systematicallysustavno.
160
452000
4000
sustavno secirali neokortekst.
07:54
It's a bitbit like going and catalogingkatalogiziranje a piecekomad of the rainforestprašuma.
161
456000
4000
To vam je kao izrada kataloga dijela tropske prašume.
07:58
How manymnogi treesstabla does it have?
162
460000
2000
Koliko stabala ima?
08:00
What shapesoblika are the treesstabla?
163
462000
2000
Kojeg oblika su stabla?
08:02
How manymnogi of eachsvaki typetip of treedrvo do you have? Where are they positionedpozicionirani?
164
464000
3000
Koliko broj stabala svake vrste ima? Gdje se nalaze?
08:05
But it's a bitbit more than catalogingkatalogiziranje because you actuallyzapravo have to
165
467000
2000
No, i više je od kataloga jer morate
08:07
describeopisati and discoverotkriti all the rulespravila of communicationkomunikacija,
166
469000
4000
opisati i otkriti pravila komunikacije,
08:11
the rulespravila of connectivityPovezivanje,
167
473000
2000
pravila povezivanja,
08:13
because the neuronsneuroni don't just like to connectSpojiti with any neuronneuron.
168
475000
3000
jer se neuroni ne vole naprosto povezati s bilo kojim neuronima.
08:16
They chooseizabrati very carefullypažljivo who they connectSpojiti with.
169
478000
3000
Vrlo pažljivo biraju s kim se povezuju.
08:19
It's alsotakođer more than catalogingkatalogiziranje
170
481000
3000
Više je to od izrade kataloga i zato
08:22
because you actuallyzapravo have to buildizgraditi three-dimensionaltrodimenzionalni
171
484000
2000
što morate izraditi trodimenzionalne
08:24
digitaldigitalni modelsmodeli of them.
172
486000
2000
digitalne modele.
08:26
And we did that for tensdeseci of thousandstisuća of neuronsneuroni,
173
488000
2000
Mi smo to učinili za desetke tisuća neurona,
08:28
builtizgrađen digitaldigitalni modelsmodeli of all the differentdrugačiji typesvrste
174
490000
3000
izradili smo digitalne modele za sve vrste
08:31
of neuronsneuroni we camedošao acrosspreko.
175
493000
2000
neurona s kojima smo se susreli.
08:33
And oncejednom you have that, you can actuallyzapravo
176
495000
2000
A kad jednom to imate,
08:35
beginpočeti to buildizgraditi the neocorticalneocortical columnkolona.
177
497000
4000
onda možete početi graditi stupac neokorteksa.
08:39
And here we're coilingnamatanja them up.
178
501000
3000
Ovdje ih namatamo.
08:42
But as you do this, what you see
179
504000
3000
Ali možete vidjeti
08:45
is that the branchesgrane intersectpresjeći
180
507000
2000
da se grane presijecaju
08:47
actuallyzapravo in millionsmilijuni of locationslokacije,
181
509000
3000
na milijun mjesta,
08:50
and at eachsvaki of these intersectionssjecišta
182
512000
3000
i na svakom od tih spojeva
08:53
they can formoblik a synapsesinapsa.
183
515000
2000
mogu stvoriti sinapsu.
08:55
And a synapsesinapsa is a chemicalkemijski locationmjesto
184
517000
2000
Sinapsa je kemijska lokacija
08:57
where they communicatekomunicirati with eachsvaki other.
185
519000
3000
na kojoj komuniciraju jedan s drugim.
09:00
And these synapsessinapse togetherzajedno
186
522000
2000
Te sinapse zajedno
09:02
formoblik the networkmreža
187
524000
2000
čine mrežu
09:04
or the circuitstrujni krug of the brainmozak.
188
526000
3000
ili mozgovni sklop.
09:07
Now, the circuitstrujni krug, you could alsotakođer think of as
189
529000
4000
Taj sklop možete promatrati i kao
09:11
the fabrictkanina of the brainmozak.
190
533000
2000
građu mozga.
09:13
And when you think of the fabrictkanina of the brainmozak,
191
535000
3000
A što se tiče građe mozga,
09:16
the structurestruktura, how is it builtizgrađen? What is the patternuzorak of the carpettepih?
192
538000
4000
strukture, kako je izgrađena? Koji je uzorak na tepihu?
09:20
You realizeostvariti that this posespoze
193
542000
2000
Shvatite da to upućuje
09:22
a fundamentalosnovni challengeizazov to any theoryteorija of the brainmozak,
194
544000
4000
fundamentalni izazov za svaku teoriju mozga,
09:26
and especiallyposebno to a theoryteorija that sayskaže
195
548000
2000
a posebno za teoriju koja tvrdi
09:28
that there is some realitystvarnost that emergesproizlazi
196
550000
2000
kako postoji neka realnost koja nastaje
09:30
out of this carpettepih, out of this particularposebno carpettepih
197
552000
3000
iz tog tepiha, iz tog konkretnog tepiha
09:33
with a particularposebno patternuzorak.
198
555000
2000
s tim konkretnim uzorkom.
09:35
The reasonrazlog is because the mostnajviše importantvažno designdizajn secrettajna of the brainmozak
199
557000
3000
To je tako zato što je najvažnija tajna dizajna mozga
09:38
is diversityraznovrsnost.
200
560000
2000
njegova raznolikost.
09:40
EverySvaki neuronneuron is differentdrugačiji.
201
562000
2000
Svaki neuron je različit.
09:42
It's the sameisti in the forestšuma. EverySvaki pinebor treedrvo is differentdrugačiji.
202
564000
2000
Isto je u šumi. Svaki bor je različit.
09:44
You maysvibanj have manymnogi differentdrugačiji typesvrste of treesstabla,
203
566000
2000
Imate mnogo različitih vrsta drveća,
09:46
but everysvaki pinebor treedrvo is differentdrugačiji. And in the brainmozak it's the sameisti.
204
568000
3000
ali svako stablo bora je različito. Isto je u mozgu.
09:49
So there is no neuronneuron in my brainmozak that is the sameisti as anotherjoš,
205
571000
3000
Tako da nema neurona u mom mozgu koji je isti kao neki drugi,
09:52
and there is no neuronneuron in my brainmozak that is the sameisti as in yourstvoj.
206
574000
3000
i nema neurona u mom mozgu koji je isti kao neki u vašem mozgu.
09:55
And your neuronsneuroni are not going to be orientedorijentirana and positionedpozicionirani
207
577000
3000
I vaši neuroni neće biti okrenuti i smješteni
09:58
in exactlytočno the sameisti way.
208
580000
2000
na potpuno jednak način.
10:00
And you maysvibanj have more or lessmanje neuronsneuroni.
209
582000
2000
A vi možda imate više ili manje neurona.
10:02
So it's very unlikelynevjerojatno
210
584000
2000
Zato je mala vjerojatnost
10:04
that you got the sameisti fabrictkanina, the sameisti circuitrystrujni krugovi.
211
586000
4000
da imate istu građu, isti sklop.
10:08
So, how could we possiblymožda createstvoriti a realitystvarnost
212
590000
2000
Pa kako onda uopće možemo stvoriti realnost
10:10
that we can even understandrazumjeti eachsvaki other?
213
592000
3000
u kojoj uopće razumijemo jedni druge?
10:13
Well, we don't have to speculatenagađati.
214
595000
2000
No, ne moramo špekulirati.
10:15
We can look at all 10 millionmilijuna synapsessinapse now.
215
597000
3000
Sada možemo pogledati svih 10 milijuna sinapsi.
10:18
We can look at the fabrictkanina. And we can changepromijeniti neuronsneuroni.
216
600000
3000
Možemo zaviriti u građu. I možemo promijeniti neurone.
10:21
We can use differentdrugačiji neuronsneuroni with differentdrugačiji variationsvarijacije.
217
603000
2000
Možemo koristiti različite neurone u različitim varijacijama.
10:23
We can positionpoložaj them in differentdrugačiji placesmjesta,
218
605000
2000
Možemo ih postaviti na različita mjesta,
10:25
orientOrijent them in differentdrugačiji placesmjesta.
219
607000
2000
različito ih okrenuti.
10:27
We can use lessmanje or more of them.
220
609000
2000
Možemo ih koristiti više ili manje.
10:29
And when we do that
221
611000
2000
I kad smo to učinili,
10:31
what we discoveredotkriven is that the circuitrystrujni krugovi does changepromijeniti.
222
613000
3000
otkrili smo kako se sklop mijenja.
10:34
But the patternuzorak of how the circuitrystrujni krugovi is designedkonstruiran does not.
223
616000
7000
Ali uzorak prema kojem je sklop oblikovan se ne mijenja.
10:41
So, the fabrictkanina of the brainmozak,
224
623000
2000
Znači, građa mozga,
10:43
even thoughiako your brainmozak maysvibanj be smallermanji, biggerveći,
225
625000
2000
premda vaš mozak može biti manji, veći,
10:45
it maysvibanj have differentdrugačiji typesvrste of neuronsneuroni,
226
627000
3000
imati različite vrste neurona,
10:48
differentdrugačiji morphologiesmorfologiju of neuronsneuroni,
227
630000
2000
različite morfologije neurona,
10:50
we actuallyzapravo do sharePodjeli
228
632000
3000
zapravo nam je zajednička
10:53
the sameisti fabrictkanina.
229
635000
2000
ista građa.
10:55
And we think this is species-specificSpecies-specific,
230
637000
2000
Mislimo da je to određeno vrstom,
10:57
whichkoji meanssredstva that that could explainobjasniti
231
639000
2000
što znači da bi to objasnilo
10:59
why we can't communicatekomunicirati acrosspreko speciesvrsta.
232
641000
2000
zašto ne možemo komunicirati s drugim vrstama.
11:01
So, let's switchprekidač it on. But to do it, what you have to do
233
643000
3000
Uključimo ga. Ali da biste to postigli
11:04
is you have to make this come aliveživ.
234
646000
2000
morate ga oživjeti.
11:06
We make it come aliveživ
235
648000
2000
Oživjet ćemo ga
11:08
with equationsjednadžbe, a lot of mathematicsmatematika.
236
650000
2000
s jednadžbama, s puno matematike.
11:10
And, in factčinjenica, the equationsjednadžbe that make neuronsneuroni into electricalelektrična generatorsgeneratori
237
652000
4000
Jednadžbe koje pretvaraju neurone u elektrogeneratore
11:14
were discoveredotkriven by two CambridgeCambridge NobelNobelovu LaureatesLaureati.
238
656000
3000
otkrila su dva dobitnika Nobelove nagrade iz Cambridgea.
11:17
So, we have the mathematicsmatematika to make neuronsneuroni come aliveživ.
239
659000
3000
Znači, imamo matematiku koja može oživjeti neurone.
11:20
We alsotakođer have the mathematicsmatematika to describeopisati
240
662000
2000
Imamo i matematiku koja može opisati
11:22
how neuronsneuroni collectprikupiti informationinformacija,
241
664000
3000
kako neuroni prikupljaju informacije
11:25
and how they createstvoriti a little lightningmunja boltvijak
242
667000
3000
i kako stvaraju malu munju
11:28
to communicatekomunicirati with eachsvaki other.
243
670000
2000
da bi komunicirali jedan s drugim.
11:30
And when they get to the synapsesinapsa,
244
672000
2000
A kad dođu u sinapsu
11:32
what they do is they effectivelyučinkovito,
245
674000
2000
oni učinkovito,
11:34
literallydoslovce, shockšok the synapsesinapsa.
246
676000
3000
doslovno, stvore šok u sinapsi.
11:37
It's like electricalelektrična shockšok
247
679000
2000
To je kao električni šok
11:39
that releasesza tisak the chemicalskemikalije from these synapsessinapse.
248
681000
3000
koji dovodi do otpuštanja kemikalija u sinapsi.
11:42
And we'veimamo got the mathematicsmatematika to describeopisati this processpostupak.
249
684000
3000
Poznata nam je matematika koja opisuje taj proces.
11:45
So we can describeopisati the communicationkomunikacija betweenizmeđu the neuronsneuroni.
250
687000
4000
Pa možemo opisati komunikaciju između neurona.
11:49
There literallydoslovce are only a handfulrukovet
251
691000
3000
Doslovno postoji samo pregršt
11:52
of equationsjednadžbe that you need to simulatesimulirati
252
694000
2000
jednadžbi potrebnih za simuliranje
11:54
the activityaktivnost of the neocortexneokorteks.
253
696000
2000
aktivnosti neokorteksa.
11:56
But what you do need is a very bigvelika computerračunalo.
254
698000
3000
Ali treba vam vrlo veliko računalo.
11:59
And in factčinjenica you need one laptoplaptop
255
701000
2000
Zapravo, treba vam jedan laptop
12:01
to do all the calculationsizračuni just for one neuronneuron.
256
703000
3000
za sve izračune samo za jedan neuron.
12:04
So you need 10,000 laptopsprijenosna računala.
257
706000
2000
Znači, trebate 10.000 prijenosnih računala.
12:06
So where do you go? You go to IBMIBM,
258
708000
2000
Pa gdje se obratiti? Odete u IBM,
12:08
and you get a supercomputersuperračunalo, because they know how to take
259
710000
2000
i dobijete superračunalo, jer oni znaju kako spojiti
12:10
10,000 laptopsprijenosna računala and put it into the sizeveličina of a refrigeratorhladnjak.
260
712000
4000
10.000 laptopa na veličinu jednog hladnjaka.
12:14
So now we have this BluePlava GeneGene supercomputersuperračunalo.
261
716000
3000
Pa imamo ovo superračunalo Blue Gene.
12:17
We can loadopterećenje up all the neuronsneuroni,
262
719000
2000
Možemo učitati sve neurone,
12:19
eachsvaki one on to its processorprocesor,
263
721000
2000
svaki na vlastiti procesor,
12:21
and firevatra it up, and see what happensdogađa se.
264
723000
4000
pokrenuti računalo, i vidjeti što se zbiva.
12:25
Take the magicmagija carpettepih for a ridevožnja.
265
727000
3000
Povest ćemo se letećim tepihom.
12:28
Here we activateaktiviranje it. And this givesdaje the first glimpsesvjetlucanje
266
730000
3000
Ovdje ga aktiviramo. Ovo nam daje prvi uvid
12:31
of what is happeningdogađa in your brainmozak
267
733000
2000
u ono što se događa u mozgu
12:33
when there is a stimulationstimulacija.
268
735000
2000
kad dođe do stimulacije.
12:35
It's the first viewpogled.
269
737000
2000
Ovo je prvi pogled.
12:37
Now, when you look at that the first time, you think,
270
739000
2000
Kad to gledate prvi puta, mislite,
12:39
"My god. How is realitystvarnost comingdolazak out of that?"
271
741000
5000
"Zaboga. Kako stvarnost nastaje iz toga?"
12:44
But, in factčinjenica, you can startpočetak,
272
746000
3000
No, možete početi,
12:47
even thoughiako we haven'tnisu trainedobučen this neocorticalneocortical columnkolona
273
749000
4000
premda nismo istrenirali ovaj stupac neokorteksa
12:51
to createstvoriti a specificspecifično realitystvarnost.
274
753000
2000
da stvara neku određenu realnost.
12:53
But we can askpitati, "Where is the roseruža?"
275
755000
4000
Ali možemo se upitati, "Gdje je ruža?"
12:57
We can askpitati, "Where is it insideiznutra,
276
759000
2000
Možemo pitati, "Gdje je u ovome,
12:59
if we stimulatestimulirati it with a pictureslika?"
277
761000
3000
ako ga stimuliramo sa slikom?"
13:02
Where is it insideiznutra the neocortexneokorteks?
278
764000
2000
Gdje je unutar neokorteksa?
13:04
UltimatelyNa kraju it's got to be there if we stimulatedstimulirana it with it.
279
766000
4000
Mora biti ondje ako smo ga stimulirali time.
13:08
So, the way that we can look at that
280
770000
2000
Tome možemo pristupiti tako da
13:10
is to ignorezanemariti the neuronsneuroni, ignorezanemariti the synapsessinapse,
281
772000
3000
ignoriramo neurone, ignoriramo sinapse,
13:13
and look just at the rawsirov electricalelektrična activityaktivnost.
282
775000
2000
i gledamo samo osnovnu električnu aktivnost.
13:15
Because that is what it's creatingstvaranje.
283
777000
2000
Jer je to ono što nastaje.
13:17
It's creatingstvaranje electricalelektrična patternsobrasci.
284
779000
2000
Nastaju električni uzorci.
13:19
So when we did this,
285
781000
2000
Kad smo to učinili,
13:21
we indeeddoista, for the first time,
286
783000
2000
doista smo, po prvi puta,
13:23
saw these ghost-likeduh, kao structuresstrukture:
287
785000
3000
ugledali ove sablasne strukture:
13:26
electricalelektrična objectsobjekti appearingpojavljuju
288
788000
3000
električni objekti se pojavljuju
13:29
withinunutar the neocorticalneocortical columnkolona.
289
791000
3000
u stupcu neokorteksa.
13:32
And it's these electricalelektrična objectsobjekti
290
794000
3000
I ti električni objekti
13:35
that are holdingdržanje all the informationinformacija about
291
797000
3000
sadržavaju sve informacije
13:38
whateveršto god stimulatedstimulirana it.
292
800000
3000
o onome što ih je stimuliralo.
13:41
And then when we zoomedsmanjenu into this,
293
803000
2000
A kad ovo uvećamo,
13:43
it's like a veritablepravi universesvemir.
294
805000
4000
to je kao pravi svemir.
13:47
So the nextSljedeći stepkorak
295
809000
2000
Sljedeći korak je
13:49
is just to take these brainmozak coordinateskoordinate
296
811000
4000
uzeti te mozgovne koordinate
13:53
and to projectprojekt them into perceptualuočljive spaceprostor.
297
815000
4000
i projicirati ih u prostor percepcije.
13:57
And if you do that,
298
819000
2000
A ako to učinite,
13:59
you will be ableu stanju to stepkorak insideiznutra
299
821000
2000
moći ćete stupiti u unutrašnjost
14:01
the realitystvarnost that is createdstvorio
300
823000
2000
stvarnosti koja je stvorena
14:03
by this machinemašina,
301
825000
2000
u ovom uređaju,
14:05
by this piecekomad of the brainmozak.
302
827000
3000
u ovom dijelu mozga.
14:08
So, in summarySažetak,
303
830000
2000
Ukratko,
14:10
I think that the universesvemir maysvibanj have --
304
832000
2000
mislim kako je svemir --
14:12
it's possiblemoguće --
305
834000
2000
moguće je --
14:14
evolvedrazvio a brainmozak to see itselfsebe,
306
836000
3000
razvio mozak da bi sebe vidio,
14:17
whichkoji maysvibanj be a first stepkorak in becomingpostaje awaresvjestan of itselfsebe.
307
839000
5000
što bi mogao biti prvi korak u stjecanju svijesti o sebi.
14:22
There is a lot more to do to testtest these theoriesteorije,
308
844000
2000
Još ima puno posla na testiranju ovih teorija,
14:24
and to testtest any other theoriesteorije.
309
846000
3000
i na testiranju svih drugih teorija.
14:27
But I hopenada that you are at leastnajmanje partlydjelimično convinceduvjeren
310
849000
3000
Ali nadam se da ste barem djelomice uvjereni
14:30
that it is not impossiblenemoguće to buildizgraditi a brainmozak.
311
852000
3000
da nije nemoguće izgraditi mozak.
14:33
We can do it withinunutar 10 yearsgodina,
312
855000
2000
Možemo to postići u narednih 10 godina,
14:35
and if we do succeeduspjeti,
313
857000
2000
i ako uspijemo,
14:37
we will sendposlati to TEDTED, in 10 yearsgodina,
314
859000
2000
poslat ćemo TED-u, za 10 godina,
14:39
a hologramhologram to talk to you. Thank you.
315
861000
3000
hologram da vam održi govor. Hvala vam.
14:42
(ApplausePljesak)
316
864000
6000
(Pljesak)

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Henry Markram - Neuroscientist
Henry Markram is director of Blue Brain, a supercomputing project that can model components of the mammalian brain to precise cellular detail -- and simulate their activity in 3D. Soon he'll simulate a whole rat brain in real time.

Why you should listen

In the microscopic, yet-uncharted circuitry of the cortex, Henry Markram is perhaps the most ambitious -- and our most promising -- frontiersman. Backed by the extraordinary power of the IBM Blue Gene supercomputing architecture, which can perform hundreds of trillions of calculations per second, he's using complex models to precisely simulate the neocortical column (and its tens of millions of neural connections) in 3D.

Though the aim of Blue Brain research is mainly biomedical, it has been edging up on some deep, contentious philosophical questions about the mind -- "Can a robot think?" and "Can consciousness be reduced to mechanical components?" -- the consequence of which Markram is well aware: Asked by Seed Magazine what a simulation of a full brain might do, he answered, "Everything. I mean everything" -- with a grin.

Now, with a successful proof-of-concept for simulation in hand (the project's first phase was completed in 2007), Markram is looking toward a future where brains might be modeled even down to the molecular and genetic level. Computing power marching rightward and up along the graph of Moore's Law, Markram is sure to be at the forefront as answers to the mysteries of cognition emerge.

More profile about the speaker
Henry Markram | Speaker | TED.com