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 modeluje mozog v superpočítači

Filmed:
1,469,354 views

Henry Markram tvrdí, že záhady mysle môžu byť už čoskoro objasnené. Duševné choroby, pamäť, vnímanie: to všetko pozostáva z neurónov a elektrických signálov. Jeho zámerom je ich objaviť s pomocou superpočítača, ktorý modeluje všetkých 100 000 000 000 000 synapsii.
- 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 missionposlanie is to buildvybudovať
0
0
3000
Našou misiou je zostrojiť
00:21
a detailedpodrobné, realisticrealistické
1
3000
2000
detailný a realistický
00:23
computerpočítačový modelModel of the humančlovek brainmozog.
2
5000
2000
počítačový model ľudského mozgu.
00:25
And we'vemy máme donehotový, in the pastminulosť fourštyri yearsleta,
3
7000
3000
Posledných pár rokov sme
00:28
a proofdôkaz of conceptpojem
4
10000
2000
testovali niekoľko konceptov,
00:30
on a smallmalý partčasť of the rodenthlodavec brainmozog,
5
12000
3000
na menšej vzorke hlodavcov.
00:33
and with this proofdôkaz of conceptpojem we are now scalingškálovanie the projectprojekt up
6
15000
3000
Toto testovanie v súčasnosti rozširujeme,
00:36
to reachdosah the humančlovek brainmozog.
7
18000
3000
aby sme obsiahli aj ľudský mozog.
00:39
Why are we doing this?
8
21000
2000
Prečo to vlastne robíme?
00:41
There are threetri importantdôležitý reasonsdôvody.
9
23000
2000
Najmenej z troch dôvodov:
00:43
The first is, it's essentialnevyhnutný for us to understandrozumieť the humančlovek brainmozog
10
25000
4000
Po prvé, porozumieť ľudskému mozgu je pre nás zásadná vec,
00:47
if we do want to get alongpozdĺž in societyspoločnosť,
11
29000
2000
ak máme spoločensky napredovať,
00:49
and I think that it is a keykľúč stepkrok in evolutionvývoj.
12
31000
4000
myslím, že je to kľúčový krok v evolúcii.
00:53
The seconddruhý reasondôvod is,
13
35000
2000
Druhý dôvod je, že
00:55
we cannotnemôžu keep doing animalzviera experimentationexperimentovanie forevernavždy,
14
37000
6000
experimenty so zvieratami nemôžeme robiť donekonečna,
01:01
and we have to embodystelesňovať all our datadáta and all our knowledgevedomosti
15
43000
4000
ale potrebujeme zahrnúť všetky naše poznatky a vedomosti
01:05
into a workingpracovný modelModel.
16
47000
3000
do funkčného modelu.
01:08
It's like a Noah'sNoemova ArkArk. It's like an archiveArchív.
17
50000
4000
Je to ako Noeho Archa, podobné archívu.
01:12
And the thirdtretina reasondôvod is that there are two billionmiliardy people on the planetplanéta
18
54000
3000
Tretím dôvod je že, na svete sú dve miliardy ľudí
01:15
that are affectedovplyvnené by mentalduševné disorderporucha,
19
57000
4000
postihnutí mentálnymi poruchami
01:19
and the drugslieky that are used todaydnes
20
61000
2000
a lieky ktoré sa v súčasnosti používajú,
01:21
are largelyprevažne empiricalempirické.
21
63000
2000
sú prevažne empirické.
01:23
I think that we can come up with very concretebetón solutionsriešenie on
22
65000
3000
Myslím, že môžeme prísť s veľmi konkrétnymi riešeniami,
01:26
how to treatzaobchádzať disordersporuchy.
23
68000
3000
ako liečiť postihnutia.
01:29
Now, even at this stageštádium,
24
71000
3000
Teraz sme už dokonca v štádiu
01:32
we can use the brainmozog modelModel
25
74000
2000
používať model mozgu
01:34
to explorepreskúmať some fundamentalzákladné questionsotázky
26
76000
3000
vo výskume niektorých zásadných otázok,
01:37
about how the brainmozog workspráce.
27
79000
2000
o tom ako mozog funguje.
01:39
And here, at TEDTED, for the first time,
28
81000
2000
A tu, na TEDe, po prvý krát
01:41
I'd like to sharezdieľam with you how we're addressingriešenie
29
83000
2000
by som s vami rád zdieľal a predstavil
01:43
one theoryteória -- there are manyveľa theoriesteória --
30
85000
3000
- jednu teóriu --- je viacej teórii--
01:46
one theoryteória of how the brainmozog workspráce.
31
88000
4000
jednu teóriu fungovania mozgu.
01:50
So, this theoryteória is that the brainmozog
32
92000
4000
Táto teória hovorí, že mozog
01:54
createsvytvára, buildsbuduje, a versionverzia of the universevesmír,
33
96000
6000
vytvára, buduje, verziu vlastného vesmíru.
02:00
and projectsprojekty this versionverzia of the universevesmír,
34
102000
3000
A túto svoju predstavu vesmíru projektuje
02:03
like a bubblebublina, all around us.
35
105000
4000
ako bublinu, ktorá všetko obklopuje.
02:07
Now, this is of coursekurz a topictéma of philosophicalfilozofický debaterozprava for centuriesstoročia.
36
109000
4000
Samozrejme, že toto je už po stáročia predmetom filozofickej diskusie,
02:11
But, for the first time, we can actuallyvlastne addressadresa this,
37
113000
3000
ale po prvý krát to môžeme skutočne ukázať
02:14
with brainmozog simulationsimulácia,
38
116000
2000
na simulácii mozgu,
02:16
and askopýtať sa very systematicsystematické and rigorousprísny questionsotázky,
39
118000
4000
a pýtať sa veľmi systematicky a presne otázky
02:20
whetherči this theoryteória could possiblymožná be truepravdivý.
40
122000
4000
čí by táto teória mohla byť pravdivá.
02:24
The reasondôvod why the moonmesiac is hugeobrovský on the horizonhorizont
41
126000
3000
Dôvodom prečo je mesiac na horizonte veľký,
02:27
is simplyjednoducho because our perceptualpercepčné bubblebublina
42
129000
3000
je jednoducho preto, lebo bublina nášho vnímania,
02:30
does not stretchnatiahnuť out 380,000 kilometerskilometre.
43
132000
4000
sa nedokáže natiahnuť na 380 000 kilometrov.
02:34
It runsbeží out of spacepriestor.
44
136000
2000
Spotrebuje svoj priestor.
02:36
And so what we do is we compareporovnať the buildingsbudovy
45
138000
4000
A tak urobíme to, že porovnávame budovy
02:40
withinvnútri our perceptualpercepčné bubblebublina,
46
142000
2000
v našej bubline vnímania
02:42
and we make a decisionrozhodnutie.
47
144000
2000
a urobíme rozhodnutie.
02:44
We make a decisionrozhodnutie it's that bigveľký,
48
146000
2000
Rozhodneme, že je práve tak veľký,
02:46
even thoughhoci it's not that bigveľký.
49
148000
2000
napriek tomu, že nie je taký veľký.
02:48
And what that illustratesilustruje
50
150000
2000
A toto nám ilustruje fakt, že
02:50
is that decisionsrozhodnutie are the keykľúč things
51
152000
2000
rozhodnutia sú kľúčové faktory,
02:52
that supportpodpora our perceptualpercepčné bubblebublina. It keepsudržuje it alivenažive.
52
154000
5000
ktoré podporujú našu bublinu vnímania. Udržiavajú ju pri živote.
02:57
WithoutBez decisionsrozhodnutie you cannotnemôžu see, you cannotnemôžu think,
53
159000
2000
Bez týchto rozhodnutí nemôžete vidieť, nemôžete myslieť
02:59
you cannotnemôžu feel.
54
161000
2000
a nemôžete cítiť.
03:01
And you maysmieť think that anestheticsanestetiká work
55
163000
2000
Možno si myslíte, že anestetiká takto fungujú,
03:03
by sendingodoslanie you into some deephlboký sleepspánok,
56
165000
3000
že vás uvedú do stavu hlbokého spánku,
03:06
or by blockingblokovanie your receptorsreceptory so that you don't feel painbolesť,
57
168000
3000
alebo blokovaním vašich receptorov tak, že necítite bolesť,
03:09
but in factskutočnosť mostväčšina anestheticsanestetiká don't work that way.
58
171000
3000
v skutočnosti ale väčšina anestetík takto nefunguje.
03:12
What they do is they introducepredstaviť a noisehluk
59
174000
3000
Robia to, že narobia v mozgu hluk
03:15
into the brainmozog so that the neuronsneuróny cannotnemôžu understandrozumieť eachkaždý other.
60
177000
3000
tak, že neuróny si vzájomne nerozumia.
03:18
They are confusedzmätený,
61
180000
2000
Sú zmätené,
03:20
and you cannotnemôžu make a decisionrozhodnutie.
62
182000
3000
a vy sa nemôžete rozhodovať.
03:23
So, while you're tryingsnažia to make up your mindmyseľ
63
185000
3000
Takže, kým sa snažíte dať vašu myseľ do poriadku,
03:26
what the doctorlekár, the surgeonchirurg, is doing
64
188000
2000
doktor alebo chirurg,
03:28
while he's hackingsuchý away at your bodytelo, he's long gonepreč.
65
190000
2000
čo si rúbe cestu do vášho tela, je dávno preč.
03:30
He's at home havingmajúce teačaj.
66
192000
2000
Je doma a popíja čajík.
03:32
(LaughterSmiech)
67
194000
2000
(Smiech)
03:34
So, when you walkchôdza up to a doordvere and you openotvorený it,
68
196000
3000
Keď vchádzate do dverí a otvárate ich,
03:37
what you compulsivelyneodolateľne have to do to perceivevnímať
69
199000
3000
aby ste vnímali musíte robiť niečo neodolateľné,
03:40
is to make decisionsrozhodnutie,
70
202000
2000
robíte rozhodnutia.
03:42
thousandstisíce of decisionsrozhodnutie about the sizeveľkosť of the roomizba,
71
204000
3000
Tisícky rozhodnutí o veľkosti miestnosti,
03:45
the wallssteny, the heightvýška, the objectsobjekty in this roomizba.
72
207000
3000
stenách, výške, objektoch v miestnosti.
03:48
99 percentpercento of what you see
73
210000
3000
99% z toho čo vidíte,
03:51
is not what comesprichádza in throughskrz the eyesoči.
74
213000
4000
nevstupuje do vašej mysle očami.
03:55
It is what you inferodvodiť about that roomizba.
75
217000
4000
Usudzujete to o tej miestnosti.
03:59
So I can say, with some certaintyistota,
76
221000
4000
S nejakou určitosťou môžem povedať
04:03
"I think, thereforeteda I am."
77
225000
3000
„Myslím, teda som.“
04:06
But I cannotnemôžu say, "You think, thereforeteda you are,"
78
228000
4000
Avšak nemôžem povedať, " Vy myslíte, preto ste"
04:10
because "you" are withinvnútri my perceptualpercepčné bubblebublina.
79
232000
5000
pretože Vy ste v mojej bubline vnímania.
04:15
Now, we can speculatešpekulovať and philosophizefilozofovať this,
80
237000
3000
Môžeme o tom špekulovať a filozofovať
04:18
but we don't actuallyvlastne have to for the nextĎalšie hundredsto yearsleta.
81
240000
3000
avšak nasledujúcich sto rokov to vôbec netreba.
04:21
We can askopýtať sa a very concretebetón questionotázka.
82
243000
2000
Môžeme sa pýtať veľmi konkrétnu otázku
04:23
"Can the brainmozog buildvybudovať suchtaký a perceptionvnímanie?"
83
245000
4000
„Môže mozog vytvárať takúto percepciu (vnímanie)?“
04:27
Is it capableschopný of doing it?
84
249000
2000
Je toho schopný?
04:29
Does it have the substancesubstancie to do it?
85
251000
2000
Má na to materiál?
04:31
And that's what I'm going to describepopísať to you todaydnes.
86
253000
3000
A to sa vám pokúsim dnes opísať.
04:34
So, it tookzobral the universevesmír 11 billionmiliardy yearsleta to buildvybudovať the brainmozog.
87
256000
4000
Vesmíru trvalo 11 miliárd rokov, kým vznikol mozog.
04:38
It had to improvezdokonaliť it a little bittrocha.
88
260000
2000
Bolo ho treba trochu vylepšiť.
04:40
It had to addpridať to the frontalfrontálne partčasť, so that you would have instinctsinštinkty,
89
262000
3000
Pridať čelnú časť, aby ste mali inštinkty,
04:43
because they had to copezvládnuť on landpôda.
90
265000
3000
aby sa vysporiadal s pobytom na súši.
04:46
But the realskutočný bigveľký stepkrok was the neocortexneokortexu.
91
268000
4000
Najväčším skokom však bol neokortex.
04:50
It's a newNový brainmozog. You neededpotrebný it.
92
272000
2000
Je to nový mozog, potrebovali ste ho.
04:52
The mammalscicavce neededpotrebný it
93
274000
2000
Cicavce ho potrebovali,
04:54
because they had to copezvládnuť with parenthoodRodičovstvo,
94
276000
4000
pretože sa potrebovali vysporiadať s rodičovstvom,
04:58
socialsociálny interactionsinterakcie,
95
280000
2000
spoločenskou interakciou,
05:00
complexkomplexné cognitivepoznávacie functionsfunkcie.
96
282000
3000
komplexnými kognitívnymi funkciami.
05:03
So, you can think of the neocortexneokortexu
97
285000
2000
Dnes môžeme vlastne neokortex
05:05
actuallyvlastne as the ultimatekonečný solutionriešenie todaydnes,
98
287000
5000
považovať za posledné riešenie
05:10
of the universevesmír as we know it.
99
292000
3000
vesmíru takého ako ho poznáme.
05:13
It's the pinnaclevrchol, it's the finalfinálny productvýrobok
100
295000
2000
To je vrchol, konečný produkt
05:15
that the universevesmír has producedprodukoval.
101
297000
4000
ktorý vesmír vytvoril.
05:19
It was so successfulúspešný in evolutionvývoj
102
301000
2000
Bol v evolúcii natoľko úspešný,
05:21
that from mousemyš to man it expandedrozšírený
103
303000
2000
že od myši k človeku sa zväčšil
05:23
about a thousandfoldthousandfold in termspodmienky of the numbersčísla of neuronsneuróny,
104
305000
3000
približne tisíc krát pokiaľ ide o množstvo neurónov,
05:26
to producevyrobiť this almosttakmer frighteningdesivý
105
308000
3000
aby takto vytvoril skoro strašidelný
05:29
organvarhany, structureštruktúra.
106
311000
3000
orgán, štruktúru.
05:32
And it has not stoppedzastavený its evolutionaryvývojový pathcesta.
107
314000
3000
A svoju evolučnú cestu ešte stále nezastavil.
05:35
In factskutočnosť, the neocortexneokortexu in the humančlovek brainmozog
108
317000
2000
Ľudský neokortex a ľudský mozog sa v skutočnosti
05:37
is evolvingvyvíjajúci sa at an enormousobrovský speedrýchlosť.
109
319000
3000
vyvíja ohromnou rýchlosťou.
05:40
If you zoomzoom into the surfacepovrch of the neocortexneokortexu,
110
322000
2000
Ak sa priblížime k povrchu neokortexu,
05:42
you discoverobjaviť that it's madevyrobený up of little modulesmoduly,
111
324000
3000
zistíte, že je vyrobený z malých modulov,
05:45
G5 processorsprocesory, like in a computerpočítačový.
112
327000
2000
G5 procesorov, podobne ako počítač.
05:47
But there are about a millionmilión of them.
113
329000
3000
Týchto sú však milióny.
05:50
They were so successfulúspešný in evolutionvývoj
114
332000
2000
V evolúcii boli natoľko úspešné,
05:52
that what we did was to duplicateduplikát them
115
334000
2000
že sme ich duplikovali,
05:54
over and over and addpridať more and more of them to the brainmozog
116
336000
2000
znova a znova, a pridávali viac a viac do mozgu
05:56
untilkým we ranbežal out of spacepriestor in the skulllebka.
117
338000
3000
kým sme spotrebovali priestor v lebke.
05:59
And the brainmozog startedzahájená to foldzložiť in on itselfsám,
118
341000
2000
Mozog sa začal nabaľovať sám na seba,
06:01
and that's why the neocortexneokortexu is so highlyvysoko convolutedneprirodzene.
119
343000
3000
čo je dôvod, prečo je neokortex tak nesmierne spletitý.
06:04
We're just packingbalenie in columnsstĺpce,
120
346000
2000
Zabaľujeme ich do stĺpcov,
06:06
so that we'dmy by sme have more neocorticalNeokortexu columnsstĺpce
121
348000
3000
aby sme mali viacej neokortexových stĺpcov
06:09
to performhrať more complexkomplexné functionsfunkcie.
122
351000
3000
na vykonávanie ešte zložitejších funkcii.
06:12
So you can think of the neocortexneokortexu actuallyvlastne as
123
354000
2000
Neokortex si môžete vlastne predstaviť
06:14
a massivemasívny grandveľký pianopiano,
124
356000
2000
ako obrovské piano,
06:16
a million-keymilión-key grandveľký pianopiano.
125
358000
3000
s miliónom klávesníc.
06:19
EachKaždý of these neocorticalNeokortexu columnsstĺpce
126
361000
2000
Každý z týchto neokortexových stĺpcov
06:21
would producevyrobiť a notepoznámka.
127
363000
2000
Bude vydávať vlastný tón.
06:23
You stimulatestimulovať it; it producesprodukuje a symphonySymfónia.
128
365000
3000
Vy ho stimulujete; on produkuje symfóniu.
06:26
But it's not just a symphonySymfónia of perceptionvnímanie.
129
368000
3000
Avšak nejde len o symfóniu vnímania.
06:29
It's a symphonySymfónia of your universevesmír, your realityrealita.
130
371000
3000
Je to symfónia vášho vesmíru, vašej reality.
06:32
Now, of coursekurz it takes yearsleta to learnučiť sa how
131
374000
3000
Trvá to samozrejme roky,
06:35
to mastermajster a grandveľký pianopiano with a millionmilión keyskľúče.
132
377000
3000
kým sa naučíte hrať na piane, čo má milión kláves.
06:38
That's why you have to sendodoslať your kidsdeti to good schoolsškoly,
133
380000
2000
Preto musíte poslať deti do dobrých škôl,
06:40
hopefullydúfajme eventuallynakoniec to OxfordOxford.
134
382000
2000
dúfajme, že nakoniec na Oxford.
06:42
But it's not only educationvzdelanie.
135
384000
3000
Ale nejde len o vzdelanie.
06:45
It's alsotaktiež geneticsgenetika.
136
387000
2000
Je to tiež genetika.
06:47
You maysmieť be bornnarodený luckyšťastný,
137
389000
2000
Mohli ste sa narodiť ako šťastlivec.
06:49
where you know how to mastermajster your neocorticalNeokortexu columnstĺp,
138
391000
4000
Alebo viete ako ovládať vaše neokortexové stĺpce
06:53
and you can playhrať a fantasticfantastický symphonySymfónia.
139
395000
2000
a komponujete perfektnú symfóniu.
06:55
In factskutočnosť, there is a newNový theoryteória of autismautizmus
140
397000
3000
Je tiež teraz nová teória autizmu,
06:58
calledvolal the "intenseintenzívny worldsvet" theoryteória,
141
400000
2000
čo sa volá "Intense world teória"
07:00
whichktorý suggestsnavrhne that the neocorticalNeokortexu columnsstĺpce are super-columnsSuper-stĺpce.
142
402000
4000
a tvrdí, že neokortexové stĺpce sú super-stĺpce.
07:04
They are highlyvysoko reactivereaktívne, and they are super-plasticSuper-plast,
143
406000
4000
Sú veľmi reaktívne a nesmierne plastické
07:08
and so the autistsautists are probablypravdepodobne capableschopný of
144
410000
3000
a pravdepodobne práve preto sú autisti schopní
07:11
buildingbudova and learningštúdium a symphonySymfónia
145
413000
2000
vytvoriť a naučiť sa symfóniu,
07:13
whichktorý is unthinkablenemysliteľný for us.
146
415000
2000
ktorá je pre nás nepochopiteľná.
07:15
But you can alsotaktiež understandrozumieť
147
417000
2000
Môžete tiež pochopiť,
07:17
that if you have a diseasechoroba
148
419000
2000
že ak máte chorobu,
07:19
withinvnútri one of these columnsstĺpce,
149
421000
2000
v jednom z týchto stĺpcov
07:21
the notepoznámka is going to be off.
150
423000
2000
nota bude znieť niekde mimo.
07:23
The perceptionvnímanie, the symphonySymfónia that you createvytvoriť
151
425000
2000
Vnímanie, symfónia, ktorú vytvárate
07:25
is going to be corruptedpoškodený,
152
427000
2000
sa pokazí
07:27
and you will have symptomspríznaky of diseasechoroba.
153
429000
3000
a prejavia sa symptómy choroby.
07:30
So, the HolySvätý GrailGrál for neuroscienceNeuroscience
154
432000
4000
Takže, pre neurológiu svätý grál je
07:34
is really to understandrozumieť the designdizajn of the neocoriticalneocoritical columnstĺp --
155
436000
4000
pochopiť dizajn neokortexových stĺpcov.
07:38
and it's not just for neuroscienceNeuroscience;
156
440000
2000
A nejde len o neurológiu,
07:40
it's perhapsmožno to understandrozumieť perceptionvnímanie, to understandrozumieť realityrealita,
157
442000
3000
ide možno o to pochopiť vnímanie, pochopiť realitu
07:43
and perhapsmožno to even alsotaktiež understandrozumieť physicalfyzický realityrealita.
158
445000
4000
a možno tiež pochopiť fyzikálnu realitu.
07:47
So, what we did was, for the pastminulosť 15 yearsleta,
159
449000
3000
Posledných 15 rokov sme sa snažili
07:50
was to dissectpitvať out the neocortexneokortexu, systematicallysystematicky.
160
452000
4000
neokortex systematicky rozanalyzovať.
07:54
It's a bittrocha like going and catalogingkatalogizáciu a piecekus of the rainforestdažďový prales.
161
456000
4000
Je asi ako dokumentovať jednotlivé časti pralesa.
07:58
How manyveľa treesstromy does it have?
162
460000
2000
Koľko má stromov?
08:00
What shapestvary are the treesstromy?
163
462000
2000
Aký majú tvar?
08:02
How manyveľa of eachkaždý typetyp of treestrom do you have? Where are they positionedumiestnené?
164
464000
3000
Koľko rozličných druhov stromov má, a kde sú umiestnené?
08:05
But it's a bittrocha more than catalogingkatalogizáciu because you actuallyvlastne have to
165
467000
2000
A je to ešte viacej ako len dokumentácia, pretože v skutočnosti musíte
08:07
describepopísať and discoverobjaviť all the rulespravidlá of communicationkomunikácia,
166
469000
4000
popísať a objaviť všetky formy komunikácie.
08:11
the rulespravidlá of connectivitykonektivita,
167
473000
2000
Pravidlá konektivity.
08:13
because the neuronsneuróny don't just like to connectpripojiť with any neuronneurón.
168
475000
3000
Pretože neuróny sa neradi spájajú s hociktorými inými neurónmi.
08:16
They choosezvoliť very carefullyopatrne who they connectpripojiť with.
169
478000
3000
Veľmi starostlivo si vyberajú, s kým sa spoja.
08:19
It's alsotaktiež more than catalogingkatalogizáciu
170
481000
3000
Je to viac ako len dokumentáciu aj preto,
08:22
because you actuallyvlastne have to buildvybudovať three-dimensionaltrojrozmerný
171
484000
2000
lebo potrebujete zostrojiť ich trojrozmerný
08:24
digitaldigitálne modelsmodely of them.
172
486000
2000
digitálny model.
08:26
And we did that for tensdesiatky of thousandstisíce of neuronsneuróny,
173
488000
2000
A toto sme robili pre desiatky tisícov neurónov,
08:28
builtpostavený digitaldigitálne modelsmodely of all the differentrozdielny typestypy
174
490000
3000
budovali sme model pre všetky rozličné typy neurónov,
08:31
of neuronsneuróny we cameprišiel acrossnaprieč.
175
493000
2000
s ktorými sme prišli do kontaktu.
08:33
And onceakonáhle you have that, you can actuallyvlastne
176
495000
2000
A keď to už máte, môže nakoniec začať
08:35
beginzačať to buildvybudovať the neocorticalNeokortexu columnstĺp.
177
497000
4000
budovať neorkotexový stĺpec.
08:39
And here we're coilingnavíjanie them up.
178
501000
3000
Tu ich vlastne navíjame.
08:42
But as you do this, what you see
179
504000
3000
Avšak keď to robíte, zbadáte že,
08:45
is that the branchespobočky intersectpretínať
180
507000
2000
jednotlivé vetvy sa navzájom križujú.
08:47
actuallyvlastne in millionsmilióny of locationsumiestnenia,
181
509000
3000
prakticky v miliónoch miestach.
08:50
and at eachkaždý of these intersectionskrižovatky
182
512000
3000
V každej z týchto križovatiek
08:53
they can formformulár a synapsesynapsie.
183
515000
2000
Môžu vytvoriť synapsiu.
08:55
And a synapsesynapsie is a chemicalchemický locationumiestnenia
184
517000
2000
Synapsia je chemická lokácia,
08:57
where they communicatekomunikovať with eachkaždý other.
185
519000
3000
kde môžu neuróny navzájom medzi sebou komunikovať.
09:00
And these synapsessynapsie togetherspolu
186
522000
2000
Spoločne tieto synapsie
09:02
formformulár the networksieť
187
524000
2000
vytvoria sieť
09:04
or the circuitobvod of the brainmozog.
188
526000
3000
alebo mozgový obvod.
09:07
Now, the circuitobvod, you could alsotaktiež think of as
189
529000
4000
Obvod si môžete predstaviť
09:11
the fabrictkanina of the brainmozog.
190
533000
2000
ako mozgovú tkaninu.
09:13
And when you think of the fabrictkanina of the brainmozog,
191
535000
3000
Keď si predstavíte túto látku,
09:16
the structureštruktúra, how is it builtpostavený? What is the patternvzor of the carpetkoberec?
192
538000
4000
štruktúru, ako je zostrojená? Aký je vzorec pre tento koberec?
09:20
You realizerealizovať that this posespózy
193
542000
2000
Uvedomíte si, že to zásadne
09:22
a fundamentalzákladné challengevýzva to any theoryteória of the brainmozog,
194
544000
4000
spochybňuje všetky teórie mozgu
09:26
and especiallyobzvlášť to a theoryteória that sayshovorí
195
548000
2000
osobitne teóriu,
09:28
that there is some realityrealita that emergesvynára
196
550000
2000
ktorá hovorí, že je nejaká realita
09:30
out of this carpetkoberec, out of this particularkonkrétny carpetkoberec
197
552000
3000
mimo tohto koberca, mimo tohto osobitného koberca
09:33
with a particularkonkrétny patternvzor.
198
555000
2000
s jedinečnou štruktúrou.
09:35
The reasondôvod is because the mostväčšina importantdôležitý designdizajn secrettajomstvo of the brainmozog
199
557000
3000
Dôvodom je, že najväčším tajomstvom mozgovej stavby
09:38
is diversityrozmanitosť.
200
560000
2000
je diverzita.
09:40
EveryKaždý neuronneurón is differentrozdielny.
201
562000
2000
Každý neurón je iný.
09:42
It's the samerovnaký in the forestles. EveryKaždý pineborovica treestrom is differentrozdielny.
202
564000
2000
Tak isto ako v prírode. Každá borovica je iná.
09:44
You maysmieť have manyveľa differentrozdielny typestypy of treesstromy,
203
566000
2000
Môžeme mat veľa typov stromov,
09:46
but everykaždý pineborovica treestrom is differentrozdielny. And in the brainmozog it's the samerovnaký.
204
568000
3000
ale každá jedna borovica je odlišná. A to isté platí pre mozog.
09:49
So there is no neuronneurón in my brainmozog that is the samerovnaký as anotherďalší,
205
571000
3000
Takže v mojej hlave nie je ani jeden neurón rovnaký ako druhý,
09:52
and there is no neuronneurón in my brainmozog that is the samerovnaký as in yourstvoj.
206
574000
3000
a neexistuje ani jeden neurón rovnaký v mojej a vašich hlavách.
09:55
And your neuronsneuróny are not going to be orientedorientované and positionedumiestnené
207
577000
3000
A vaše neuróny nie sú nasmerované a umiestnené
09:58
in exactlypresne the samerovnaký way.
208
580000
2000
presne takým istým spôsobom.
10:00
And you maysmieť have more or lessmenej neuronsneuróny.
209
582000
2000
A môžete mat viac alebo menej neurónov.
10:02
So it's very unlikelynepravdepodobný
210
584000
2000
Je veľmi nepravdepodobné,
10:04
that you got the samerovnaký fabrictkanina, the samerovnaký circuitryobvodov.
211
586000
4000
že by ste mali rovnakú štruktúru, rovnaký obvod.
10:08
So, how could we possiblymožná createvytvoriť a realityrealita
212
590000
2000
Takže, ako sme vôbec mohli vytvoriť realitu,
10:10
that we can even understandrozumieť eachkaždý other?
213
592000
3000
v ktorej by sme sa dorozumeli?
10:13
Well, we don't have to speculatešpekulovať.
214
595000
2000
Nuž, nemusíme špekulovať.
10:15
We can look at all 10 millionmilión synapsessynapsie now.
215
597000
3000
Môžeme sa pozrieť na všetkých desať miliónov synapsí.
10:18
We can look at the fabrictkanina. And we can changezmena neuronsneuróny.
216
600000
3000
Môžeme sa pozerať na štruktúru. A môžeme zmeniť neuróny.
10:21
We can use differentrozdielny neuronsneuróny with differentrozdielny variationsvariácie.
217
603000
2000
Môžeme meniť neuróny, používať rôzne variácie,
10:23
We can positionpozície them in differentrozdielny placesMiesta,
218
605000
2000
môžeme ich umiestniť na rôzne miesta,
10:25
orientOrient them in differentrozdielny placesMiesta.
219
607000
2000
nasmerovať ich v rozličných miestach,
10:27
We can use lessmenej or more of them.
220
609000
2000
môžeme ich používať viac alebo menej.
10:29
And when we do that
221
611000
2000
Keď to robíme,
10:31
what we discoveredobjavené is that the circuitryobvodov does changezmena.
222
613000
3000
zistíme, že obvod sa mení,
10:34
But the patternvzor of how the circuitryobvodov is designednavrhol does not.
223
616000
7000
ale vzorec akým sa obvod konštruuje sa nemení.
10:41
So, the fabrictkanina of the brainmozog,
224
623000
2000
Štruktúru mozgu,
10:43
even thoughhoci your brainmozog maysmieť be smallermenšie, biggerväčšia,
225
625000
2000
čí je váš mozog väčší, menší,
10:45
it maysmieť have differentrozdielny typestypy of neuronsneuróny,
226
627000
3000
bez ohľadu na rozličné typy neurónov,
10:48
differentrozdielny morphologiesmorfológiu of neuronsneuróny,
227
630000
2000
rôznorodé stavby neurónov,
10:50
we actuallyvlastne do sharezdieľam
228
632000
3000
v skutočnosti zdieľame všetci
10:53
the samerovnaký fabrictkanina.
229
635000
2000
tú istú štruktúru.
10:55
And we think this is species-specificdruhovo,
230
637000
2000
Myslíme si, že toto je osobitosť druhu,
10:57
whichktorý meansprostriedky that that could explainvysvetliť
231
639000
2000
čím sa dá vysvetliť,
10:59
why we can't communicatekomunikovať acrossnaprieč speciesdruh.
232
641000
2000
prečo nemôžeme komunikovať medzi ostatnými druhmi.
11:01
So, let's switchprepínač it on. But to do it, what you have to do
233
643000
3000
Takže spustime to. Skôr ako to urobíme, to čo musíte urobiť
11:04
is you have to make this come alivenažive.
234
646000
2000
musíte to oživiť.
11:06
We make it come alivenažive
235
648000
2000
Podarilo sa nám to oživiť
11:08
with equationsrovnice, a lot of mathematicsmatematika.
236
650000
2000
rovnicami, veľkým množstvom matematiky.
11:10
And, in factskutočnosť, the equationsrovnice that make neuronsneuróny into electricalelektrický generatorsgenerátory
237
652000
4000
Sú to práve rovnice, ktoré integrujú neuróny do elektrických generátorov,
11:14
were discoveredobjavené by two CambridgeCambridge NobelNobel LaureatesLaureáti.
238
656000
3000
objavené dvoma Cambridgeskými Nobelovými laureátmi.
11:17
So, we have the mathematicsmatematika to make neuronsneuróny come alivenažive.
239
659000
3000
Máme matematiku, aby sme neuróny oživili.
11:20
We alsotaktiež have the mathematicsmatematika to describepopísať
240
662000
2000
Matematikou tiež vieme opišať,
11:22
how neuronsneuróny collectzbierať informationinformácie,
241
664000
3000
ako neuróny zbierajú informácie,
11:25
and how they createvytvoriť a little lightningblesk boltskrutka
242
667000
3000
ako vytvárajú malé svetelné záblesky,
11:28
to communicatekomunikovať with eachkaždý other.
243
670000
2000
aby medzi sebou komunikovali.
11:30
And when they get to the synapsesynapsie,
244
672000
2000
Keď sa dostanú k synapsii
11:32
what they do is they effectivelyúčinne,
245
674000
2000
urobia to, že jej efektívne
11:34
literallydoslovne, shockotras the synapsesynapsie.
246
676000
3000
spôsobia doslova šok.
11:37
It's like electricalelektrický shockotras
247
679000
2000
Elektrický šok,
11:39
that releasesuvoľňuje the chemicalschemikálie from these synapsessynapsie.
248
681000
3000
ktorý zo synapsí uvoľňuje chemikálie.
11:42
And we'vemy máme got the mathematicsmatematika to describepopísať this processproces.
249
684000
3000
A my máme matematiku, aby sme tento proces popísali.
11:45
So we can describepopísať the communicationkomunikácia betweenmedzi the neuronsneuróny.
250
687000
4000
Dokážeme popísať komunikáciu medzi neurónmi.
11:49
There literallydoslovne are only a handfulhrsť
251
691000
3000
Prakticky je to len hŕstka rovníc,
11:52
of equationsrovnice that you need to simulatesimulovať
252
694000
2000
ktorými potrebujete simulovať
11:54
the activityaktivita of the neocortexneokortexu.
253
696000
2000
aktivitu neokortexu.
11:56
But what you do need is a very bigveľký computerpočítačový.
254
698000
3000
To čo však potrebujete je veľmi veľký počítač.
11:59
And in factskutočnosť you need one laptoplaptop
255
701000
2000
V skutočnosti potrebujete jeden laptop,
12:01
to do all the calculationsvýpočty just for one neuronneurón.
256
703000
3000
aby robil všetky kalkulácie len pre jeden neurón.
12:04
So you need 10,000 laptopsnotebooky.
257
706000
2000
Takže potrebujete desať tisíc laptopov.
12:06
So where do you go? You go to IBMIBM,
258
708000
2000
Takže kam pôjdete? Idete do IBM,
12:08
and you get a supercomputersuperpočítač, because they know how to take
259
710000
2000
a dostanete superpočítač, pretože vedia ako dať dokopy
12:10
10,000 laptopsnotebooky and put it into the sizeveľkosť of a refrigeratorchladnička.
260
712000
4000
10 tisíc laptopov a dať do skrine o veľkosti chladničky.
12:14
So now we have this BlueModrá GeneGén supercomputersuperpočítač.
261
716000
3000
Teraz máme tento Blue Gene superpočítač.
12:17
We can loadzaťaženie up all the neuronsneuróny,
262
719000
2000
Môžeme nahrať všetky neuróny
12:19
eachkaždý one on to its processorprocesor,
263
721000
2000
každý na svoj procesor
12:21
and fireoheň it up, and see what happensdeje.
264
723000
4000
a rozpáliť to a sledovať, čo sa stane.
12:25
Take the magickúzlo carpetkoberec for a ridejazda.
265
727000
3000
Zajazdiť si na lietajúcom koberci.
12:28
Here we activateaktivovať it. And this givesposkytuje the first glimpseletmý pohľad
266
730000
3000
Tu sme to aktivovali. A tu máme predbežný náhľad,
12:31
of what is happeninghappening in your brainmozog
267
733000
2000
čo sa deje vo vašom mozgu
12:33
when there is a stimulationstimulácia.
268
735000
2000
keď dostane podnet.
12:35
It's the first viewvyhliadka.
269
737000
2000
Je to prvý náhľad.
12:37
Now, when you look at that the first time, you think,
270
739000
2000
Keď sa na to prvý krát pozriete, poviete si,
12:39
"My god. How is realityrealita comingPrichádza out of that?"
271
741000
5000
„Dobrý Bože ako sa z toho vytvorí realita?“
12:44
But, in factskutočnosť, you can startštart,
272
746000
3000
Ale v skutočnosti môžete pokračovať,
12:47
even thoughhoci we haven'tnemajú trainedvyškolení this neocorticalNeokortexu columnstĺp
273
749000
4000
aj keď sme tento neokortexový stĺpec netrénovali,
12:51
to createvytvoriť a specificšpecifický realityrealita.
274
753000
2000
vytvárať špecifickú realitu.
12:53
But we can askopýtať sa, "Where is the roseruže?"
275
755000
4000
Môžeme sa ale pýtať: „Kde je ruža?“
12:57
We can askopýtať sa, "Where is it insidevnútri,
276
759000
2000
Môžeme sa pýtať, "Kde vnútri sa nachádza,
12:59
if we stimulatestimulovať it with a pictureobrázok?"
277
761000
3000
keď ho stimulujeme obrazom?
13:02
Where is it insidevnútri the neocortexneokortexu?
278
764000
2000
Kde vnútri neokortexu sa nachádza?
13:04
UltimatelyNakoniec it's got to be there if we stimulatedstimulovaná it with it.
279
766000
4000
Nakoniec tam niekde bude, ak tento stimul dostane.
13:08
So, the way that we can look at that
280
770000
2000
Spôsob, ako sa na to môžeme pozerať je
13:10
is to ignoreignorovať the neuronsneuróny, ignoreignorovať the synapsessynapsie,
281
772000
3000
ignorovať neuróny, ignorovať synapsie,
13:13
and look just at the rawsurový electricalelektrický activityaktivita.
282
775000
2000
a pozrieť sa len na hrubú elektrickú aktivitu.
13:15
Because that is what it's creatingvytváranie.
283
777000
2000
Pretože o to vlastne ide, to vytvára.
13:17
It's creatingvytváranie electricalelektrický patternsvzory.
284
779000
2000
Vytvára elektrické vzorce.
13:19
So when we did this,
285
781000
2000
Keď sme to urobili,
13:21
we indeednaozaj, for the first time,
286
783000
2000
vlastne, prvý krát,
13:23
saw these ghost-likeGhost-like structuresštruktúry:
287
785000
3000
sledovali sme túto ducho-podobnú štruktúru:
13:26
electricalelektrický objectsobjekty appearingobjavovať
288
788000
3000
Elektrické objekty objavujúce sa
13:29
withinvnútri the neocorticalNeokortexu columnstĺp.
289
791000
3000
vnútri neokortexového stĺpca.
13:32
And it's these electricalelektrický objectsobjekty
290
794000
3000
Sú to práve tieto elektrické objekty,
13:35
that are holdingdržanie all the informationinformácie about
291
797000
3000
ktoré obsahujú všetky informácie
13:38
whateverHocičo stimulatedstimulovaná it.
292
800000
3000
o čomkoľvek čo simulovali.
13:41
And then when we zoomedzväčšené into this,
293
803000
2000
Keď sme to celé priblížili
13:43
it's like a veritablenaozajstnú universevesmír.
294
805000
4000
je to niečo ako skutočný vesmír.
13:47
So the nextĎalšie stepkrok
295
809000
2000
Ďalším krokom bude
13:49
is just to take these brainmozog coordinatessúradnice
296
811000
4000
len vziať tieto mozgové súradnice,
13:53
and to projectprojekt them into perceptualpercepčné spacepriestor.
297
815000
4000
a premietať ich do vnímateľného priestoru.
13:57
And if you do that,
298
819000
2000
Ak to urobíme
13:59
you will be ableschopný to stepkrok insidevnútri
299
821000
2000
budeme schopní vkročiť do vnútra
14:01
the realityrealita that is createdvytvoril
300
823000
2000
reality, ktorá je vytváraná
14:03
by this machinestroj,
301
825000
2000
týmto strojom,
14:05
by this piecekus of the brainmozog.
302
827000
3000
touto časťou mozgu.
14:08
So, in summaryZhrnutie,
303
830000
2000
Na záver,
14:10
I think that the universevesmír maysmieť have --
304
832000
2000
myslím si, že vesmír môže ma5 --
14:12
it's possiblemožný --
305
834000
2000
je to možné --
14:14
evolvedvyvinuli a brainmozog to see itselfsám,
306
836000
3000
mozog, ktorý natoľko dospel, že je schopný vidieť sám seba.
14:17
whichktorý maysmieť be a first stepkrok in becomingslušivý awarevedomý of itselfsám.
307
839000
5000
Môže to byť prvý krok v procese uvedomovania si samého seba.
14:22
There is a lot more to do to testtest these theoriesteória,
308
844000
2000
Veľa toho ešte ostáva na testovanie týchto teórii a
14:24
and to testtest any other theoriesteória.
309
846000
3000
na testovanie ostatných teórii.
14:27
But I hopenádej that you are at leastnajmenej partlyčiastočne convincedpresvedčený
310
849000
3000
Ale dúfam, že ste aspoň čiastočne presvedčení,
14:30
that it is not impossiblenemožné to buildvybudovať a brainmozog.
311
852000
3000
že nie je nemožné postaviť mozog.
14:33
We can do it withinvnútri 10 yearsleta,
312
855000
2000
Do desiatich rokov sme toho schopní,
14:35
and if we do succeedmať úspech,
313
857000
2000
a ak v tom uspejeme
14:37
we will sendodoslať to TEDTED, in 10 yearsleta,
314
859000
2000
pošleme vám sem na TED o 10 rokov
14:39
a hologramHologram to talk to you. Thank you.
315
861000
3000
hologram, aby k vám hovoril. Ďakujem vám.
14:42
(ApplausePotlesk)
316
864000
6000
(Potlesk)
Translated by Štefan Kováč
Reviewed by Matej Badin

▲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