TEDGlobal 2009
Henry Markram: A brain in a supercomputer
Хенри Маркрам създава мозък в суперкомпютър
Filmed:
Readability: 3.8
1,469,354 views
Хенри Маркрам казва, че мистериите на ума могат да бъдат разрешени - скоро. Психически заболявания, памет, възприятие: те действат чрез неврони и електрически сигнали и той планира да ги открие със суперкомпютър, който моделира всички 100 000 000 000 000 синапса на мозъка.
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. Full bio
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 mission is to build
0
0
3000
Нашата мисия е да създадем
00:21
a detailed, realistic
1
3000
2000
един подробен, реалистичен
00:23
computer model of the human brain.
2
5000
2000
компютърен модел на човешкия мозък.
00:25
And we've done, in the past four years,
3
7000
3000
През последните четири години
00:28
a proof of concept
4
10000
2000
правихме изпитания на концепцията
00:30
on a small part of the rodent brain,
5
12000
3000
върху една малка част от мозъка на гризач,
00:33
and with this proof of concept we are now scaling the project up
6
15000
3000
и с тези изпитания на концепцията сега увеличаваме мащаба на проекта,
00:36
to reach the human brain.
7
18000
3000
за да достигнем човешкия мозък.
00:39
Why are we doing this?
8
21000
2000
Защо го правим?
00:41
There are three important reasons.
9
23000
2000
Има три важни причини.
00:43
The first is, it's essential for us to understand the human brain
10
25000
4000
Първата - жизненоважно е за нас да разбираме човешкия мозък,
00:47
if we do want to get along in society,
11
29000
2000
ако искаме да се справяме в обществото,
00:49
and I think that it is a key step in evolution.
12
31000
4000
и мисля, че това е ключова стъпка в еволюцията.
00:53
The second reason is,
13
35000
2000
Втората причина е,
00:55
we cannot keep doing animal experimentation forever,
14
37000
6000
че не можем вечно да експериментираме с животни,
01:01
and we have to embody all our data and all our knowledge
15
43000
4000
а трябва да въплътим всичките си данни и всичките си познания
01:05
into a working model.
16
47000
3000
в един работещ модел.
01:08
It's like a Noah's Ark. It's like an archive.
17
50000
4000
Това е като Ноевия ковчег. То е като архив.
01:12
And the third reason is that there are two billion people on the planet
18
54000
3000
А третата причина е, че има два милиарда души на планетата,
01:15
that are affected by mental disorder,
19
57000
4000
засегнати от психически заболявания,
01:19
and the drugs that are used today
20
61000
2000
а лекарствата, използвани днес,
01:21
are largely empirical.
21
63000
2000
са в голяма степен емпирични.
01:23
I think that we can come up with very concrete solutions on
22
65000
3000
Мисля, че можем да намерим много конкретни решения,
01:26
how to treat disorders.
23
68000
3000
за това как да лекуваме заболяванията.
01:29
Now, even at this stage,
24
71000
3000
Дори на този етап
01:32
we can use the brain model
25
74000
2000
можем да използваме модела на мозъка,
01:34
to explore some fundamental questions
26
76000
3000
за да изследваме някои фундаментални въпроси
01:37
about how the brain works.
27
79000
2000
касаещи работата на мозъка
01:39
And here, at TED, for the first time,
28
81000
2000
Тук, в ТЕД, за пръв път
01:41
I'd like to share with you how we're addressing
29
83000
2000
бих искал да споделя с вас как работим
01:43
one theory -- there are many theories --
30
85000
3000
по една теория - съществуват много теории -
01:46
one theory of how the brain works.
31
88000
4000
една теория за това как работи мозъкът.
01:50
So, this theory is that the brain
32
92000
4000
Тази теория е, че мозъкът
01:54
creates, builds, a version of the universe,
33
96000
6000
създава, изгражда, една версия за вселената.
02:00
and projects this version of the universe,
34
102000
3000
И проектира тази версия за вселената,
02:03
like a bubble, all around us.
35
105000
4000
като мехур, навсякъде около нас.
02:07
Now, this is of course a topic of philosophical debate for centuries.
36
109000
4000
Това, разбира се, е тема за философски спорове от векове.
02:11
But, for the first time, we can actually address this,
37
113000
3000
Но за пръв път можем наистина да работим по въпроса
02:14
with brain simulation,
38
116000
2000
с мозъчна стимулация
02:16
and ask very systematic and rigorous questions,
39
118000
4000
и да задаваме много систематични и точни въпроси,
02:20
whether this theory could possibly be true.
40
122000
4000
дали е възможно тази теория да е вярна.
02:24
The reason why the moon is huge on the horizon
41
126000
3000
Причината, поради която луната е огромна на хоризонта,
02:27
is simply because our perceptual bubble
42
129000
3000
е просто защото мехурът на нашето възприятие
02:30
does not stretch out 380,000 kilometers.
43
132000
4000
не се разтяга на разстояние 380 000 километра.
02:34
It runs out of space.
44
136000
2000
Свършва му пространството.
02:36
And so what we do is we compare the buildings
45
138000
4000
Така че онова, което правим, е - сравняваме сградите
02:40
within our perceptual bubble,
46
142000
2000
вътре в мехура на нашето възпрятие,
02:42
and we make a decision.
47
144000
2000
и вземаме решение.
02:44
We make a decision it's that big,
48
146000
2000
Вземаме решение, че е толкова голяма,
02:46
even though it's not that big.
49
148000
2000
макар и да не е толкова голяма,
02:48
And what that illustrates
50
150000
2000
а това илюстрра факта,
02:50
is that decisions are the key things
51
152000
2000
че решенията са ключовото нещо,
02:52
that support our perceptual bubble. It keeps it alive.
52
154000
5000
което поддържа мехура на нашето възприятие. Те го поддържат жив.
02:57
Without decisions you cannot see, you cannot think,
53
159000
2000
Без решения не можеш да виждаш, не можеш да мислиш,
02:59
you cannot feel.
54
161000
2000
не можеш да чувстваш.
03:01
And you may think that anesthetics work
55
163000
2000
Може би мислите, че обезболяващите действат,
03:03
by sending you into some deep sleep,
56
165000
3000
като ви потапят в някакъв дълбок сън,
03:06
or by blocking your receptors so that you don't feel pain,
57
168000
3000
или като блокират рецепторите ви, така че да не усещате болка,
03:09
but in fact most anesthetics don't work that way.
58
171000
3000
но всъщност повечето обезболяващи не действат по този начин.
03:12
What they do is they introduce a noise
59
174000
3000
Онова, което те правят, е да внасят шум
03:15
into the brain so that the neurons cannot understand each other.
60
177000
3000
в мозъка, така че невроните да не могат да се разбират взаимно.
03:18
They are confused,
61
180000
2000
Те са объркани,
03:20
and you cannot make a decision.
62
182000
3000
и не можете да вземете решение.
03:23
So, while you're trying to make up your mind
63
185000
3000
Затова, докато се опитвате да решите
03:26
what the doctor, the surgeon, is doing
64
188000
2000
какво прави докторът, хирургът,
03:28
while he's hacking away at your body, he's long gone.
65
190000
2000
докато насича тялото ви, той отдавна си е отишъл.
03:30
He's at home having tea.
66
192000
2000
Прибрал се е у дома и пие чай.
03:32
(Laughter)
67
194000
2000
(Смях)
03:34
So, when you walk up to a door and you open it,
68
196000
3000
Когато отидете до една врата и я отворите,
03:37
what you compulsively have to do to perceive
69
199000
3000
онова, което правите компулсивно,
03:40
is to make decisions,
70
202000
2000
е да вземате решения -
03:42
thousands of decisions about the size of the room,
71
204000
3000
хиляди решения за размера на стаята,
03:45
the walls, the height, the objects in this room.
72
207000
3000
стената, височината, предметите в тази стая.
03:48
99 percent of what you see
73
210000
3000
99 процента от онова, което виждате,
03:51
is not what comes in through the eyes.
74
213000
4000
не е онова, което влиза през очите.
03:55
It is what you infer about that room.
75
217000
4000
То е онова, което заключавате за тази стая.
03:59
So I can say, with some certainty,
76
221000
4000
Затова мога да кажа, с известна сигурност:
04:03
"I think, therefore I am."
77
225000
3000
"Мисля, следователно съществувам."
04:06
But I cannot say, "You think, therefore you are,"
78
228000
4000
Но не мога да кажа: "Ти мислиш, следователно съществуваш",
04:10
because "you" are within my perceptual bubble.
79
232000
5000
защото ти си вътре в мехура на моето възприятие.
04:15
Now, we can speculate and philosophize this,
80
237000
3000
Можем да размишляваме и да философстваме около това,
04:18
but we don't actually have to for the next hundred years.
81
240000
3000
но всъщност не се налага да го правим през следващите сто години.
04:21
We can ask a very concrete question.
82
243000
2000
Можем да зададем един много конкретен въпрос.
04:23
"Can the brain build such a perception?"
83
245000
4000
"Може ли мозъкът да изгради такова възприятие?
04:27
Is it capable of doing it?
84
249000
2000
Способен ли е да го направи?
04:29
Does it have the substance to do it?
85
251000
2000
Има ли веществото, за да го направи?
04:31
And that's what I'm going to describe to you today.
86
253000
3000
Това ще ви опиша днес.
04:34
So, it took the universe 11 billion years to build the brain.
87
256000
4000
На вселената са й били нужни 11 милиарда години, за да създаде мозък.
04:38
It had to improve it a little bit.
88
260000
2000
Трябвало е да го усъвършенства малко.
04:40
It had to add to the frontal part, so that you would have instincts,
89
262000
3000
Трябвало е да добави фронталния дял, за да имате инстинкти,
04:43
because they had to cope on land.
90
265000
3000
защото те били необходими за справяне на сушата.
04:46
But the real big step was the neocortex.
91
268000
4000
Но първата истински голяма стъпка беше неокортексът.
04:50
It's a new brain. You needed it.
92
272000
2000
Това е нов мозък. Бил е необходим.
04:52
The mammals needed it
93
274000
2000
Бозайниците са имали нужда от него,
04:54
because they had to cope with parenthood,
94
276000
4000
защото е трябвало да се справят с родителство,
04:58
social interactions,
95
280000
2000
социални взаимодействия,
05:00
complex cognitive functions.
96
282000
3000
сложни познавателни функции.
05:03
So, you can think of the neocortex
97
285000
2000
Може да мислите за неокортекса
05:05
actually as the ultimate solution today,
98
287000
5000
всъщност като крайното решение днес
05:10
of the universe as we know it.
99
292000
3000
на вселената, каквато я познаваме.
05:13
It's the pinnacle, it's the final product
100
295000
2000
Това е апогеят, крайният продукт,
05:15
that the universe has produced.
101
297000
4000
който е произвела вселената.
05:19
It was so successful in evolution
102
301000
2000
Той постигнал такъв успех в еволюцията,
05:21
that from mouse to man it expanded
103
303000
2000
че от мишка до човек се е разширил
05:23
about a thousandfold in terms of the numbers of neurons,
104
305000
3000
около хилядократно по отношение броя на невроните,
05:26
to produce this almost frightening
105
308000
3000
за да се получи този почти плашещ
05:29
organ, structure.
106
311000
3000
орган, структура.
05:32
And it has not stopped its evolutionary path.
107
314000
3000
И не е спрял по еволюционния си път.
05:35
In fact, the neocortex in the human brain
108
317000
2000
Всъщност, неокортексът в човешкия мозък
05:37
is evolving at an enormous speed.
109
319000
3000
еволюира с огромна скорост.
05:40
If you zoom into the surface of the neocortex,
110
322000
2000
Ако разгледате повърхността на неокортекса под микроскоп,
05:42
you discover that it's made up of little modules,
111
324000
3000
ще установите, че той е изграден от малки модули,
05:45
G5 processors, like in a computer.
112
327000
2000
G5 процесори, като компютър.
05:47
But there are about a million of them.
113
329000
3000
Но има около милион такива.
05:50
They were so successful in evolution
114
332000
2000
Те еволюирали толкова успешно,
05:52
that what we did was to duplicate them
115
334000
2000
че онова, което сме правили,
05:54
over and over and add more and more of them to the brain
116
336000
2000
беше да ги дублираме отново и отново и да добавяме повече и повече от тях към мозъка,
05:56
until we ran out of space in the skull.
117
338000
3000
докато вече не ни е останало място в черепа.
05:59
And the brain started to fold in on itself,
118
341000
2000
И мозъкът е започнал да се нагъва вътре в себе си,
06:01
and that's why the neocortex is so highly convoluted.
119
343000
3000
затова неокортексът е толкова сложен.
06:04
We're just packing in columns,
120
346000
2000
Просто пакетираме в колони,
06:06
so that we'd have more neocortical columns
121
348000
3000
за да имаме повече неокортикални колони,
06:09
to perform more complex functions.
122
351000
3000
които да изпълняват по-сложни функции.
06:12
So you can think of the neocortex actually as
123
354000
2000
Всъщност, можете да мислите за неокортекса
06:14
a massive grand piano,
124
356000
2000
като за огромен роял,
06:16
a million-key grand piano.
125
358000
3000
роял с милион клавиши.
06:19
Each of these neocortical columns
126
361000
2000
Всяка от тези неокортикални колои
06:21
would produce a note.
127
363000
2000
ще свири една нота.
06:23
You stimulate it; it produces a symphony.
128
365000
3000
Стимулирате я, а тя изпълнява симфония.
06:26
But it's not just a symphony of perception.
129
368000
3000
Но това не е просто симфония на възприятието.
06:29
It's a symphony of your universe, your reality.
130
371000
3000
Това е симфония на вашата вселена,вашата реалност.
06:32
Now, of course it takes years to learn how
131
374000
3000
Разбира се, трябват години, за да се научиш
06:35
to master a grand piano with a million keys.
132
377000
3000
да свириш на роял с милион клавиши.
06:38
That's why you have to send your kids to good schools,
133
380000
2000
Затова трябва да изпращате децата си в добри училища,
06:40
hopefully eventually to Oxford.
134
382000
2000
и, да се надяваме, в крайна сметка в Оксфорд.
06:42
But it's not only education.
135
384000
3000
Но въпросът не е само в образованието.
06:45
It's also genetics.
136
387000
2000
А също и в генетиката.
06:47
You may be born lucky,
137
389000
2000
Може да сте родени с късмет
06:49
where you know how to master your neocortical column,
138
391000
4000
или да знаете как да боравите с неокортикалната си колона
06:53
and you can play a fantastic symphony.
139
395000
2000
и може да свирите фантастична симфония.
06:55
In fact, there is a new theory of autism
140
397000
3000
Всъщност има една нова теория за аутизма,
06:58
called the "intense world" theory,
141
400000
2000
наречена теория за "интензивния свят",
07:00
which suggests that the neocortical columns are super-columns.
142
402000
4000
която предполага, че неокортикалните колони са супер-колони.
07:04
They are highly reactive, and they are super-plastic,
143
406000
4000
Те са високо реактивни и са супер пластични,
07:08
and so the autists are probably capable of
144
410000
3000
и затова аутистите вероятно са способни
07:11
building and learning a symphony
145
413000
2000
да създадат и научат симфония,
07:13
which is unthinkable for us.
146
415000
2000
немислима за нас.
07:15
But you can also understand
147
417000
2000
Но също става ясно,
07:17
that if you have a disease
148
419000
2000
че ако имаш заболяване
07:19
within one of these columns,
149
421000
2000
вътре в някоя от тези колони,
07:21
the note is going to be off.
150
423000
2000
нотата ще бъде изключена.
07:23
The perception, the symphony that you create
151
425000
2000
Възприятието - симфонията, която създаваш,
07:25
is going to be corrupted,
152
427000
2000
ще бъде повредена
07:27
and you will have symptoms of disease.
153
429000
3000
и ще имаш симптоми на болест.
07:30
So, the Holy Grail for neuroscience
154
432000
4000
Затова свещеният граал за невронауката
07:34
is really to understand the design of the neocoritical column --
155
436000
4000
всъщност е да се разбере замисълът на неокортикалната колона,
07:38
and it's not just for neuroscience;
156
440000
2000
а това не е само за невронауката,
07:40
it's perhaps to understand perception, to understand reality,
157
442000
3000
а вероятно - за разбиране на възприятието, за разбиране на реалността
07:43
and perhaps to even also understand physical reality.
158
445000
4000
и вероятно също дори за разбиране на физическата реалност.
07:47
So, what we did was, for the past 15 years,
159
449000
3000
Затова през последните 15 години
07:50
was to dissect out the neocortex, systematically.
160
452000
4000
се занимавахме със системна дисекция на неокортекса.
07:54
It's a bit like going and cataloging a piece of the rainforest.
161
456000
4000
Малко прилича на това да отидеш да каталогизираш част от тропическа дъждовна гора.
07:58
How many trees does it have?
162
460000
2000
Колко дървета има в нея?
08:00
What shapes are the trees?
163
462000
2000
С какви форми са дърветата?
08:02
How many of each type of tree do you have? Where are they positioned?
164
464000
3000
По колко от всеки тип дървета има? Къде са разположени?
08:05
But it's a bit more than cataloging because you actually have to
165
467000
2000
Но е малко повече от каталогизиране, защото всъщност
08:07
describe and discover all the rules of communication,
166
469000
4000
трябва да опишеш и откриеш всички правила за комуникация,
08:11
the rules of connectivity,
167
473000
2000
правила за свързаност,
08:13
because the neurons don't just like to connect with any neuron.
168
475000
3000
защото невроните не обичат да се свързват просто с който и да е неврон.
08:16
They choose very carefully who they connect with.
169
478000
3000
Те избират много внимателно с кого да се свържат.
08:19
It's also more than cataloging
170
481000
3000
Това е и повече от каталогизиране,
08:22
because you actually have to build three-dimensional
171
484000
2000
защото всъщност трябва да се построят
08:24
digital models of them.
172
486000
2000
триизмерни дигитални модели за тях.
08:26
And we did that for tens of thousands of neurons,
173
488000
2000
Правихме това за десетки хиляди неврони,
08:28
built digital models of all the different types
174
490000
3000
създавахме дигитални модели на различните типове
08:31
of neurons we came across.
175
493000
2000
неврони, на които се натъквахме.
08:33
And once you have that, you can actually
176
495000
2000
А след като веднъж имаш това, може наистина
08:35
begin to build the neocortical column.
177
497000
4000
да започнеш да строиш неокортикалната колона.
08:39
And here we're coiling them up.
178
501000
3000
И ето, започнахме да ги навиваме.
08:42
But as you do this, what you see
179
504000
3000
Но докато правиш това, се вижда,
08:45
is that the branches intersect
180
507000
2000
че клоновете всъщност
08:47
actually in millions of locations,
181
509000
3000
се пресичат на милиони места
08:50
and at each of these intersections
182
512000
3000
и на всяка от тези пресечни точки
08:53
they can form a synapse.
183
515000
2000
могат да формират синапс.
08:55
And a synapse is a chemical location
184
517000
2000
А синапсът е химическа локация,
08:57
where they communicate with each other.
185
519000
3000
където те комуникират един с друг.
09:00
And these synapses together
186
522000
2000
Тези синапси, взети заедно,
09:02
form the network
187
524000
2000
формират мрежата
09:04
or the circuit of the brain.
188
526000
3000
на веригата на мозъка.
09:07
Now, the circuit, you could also think of as
189
529000
4000
Може да мислите за тази верига също
09:11
the fabric of the brain.
190
533000
2000
като за материята на мозъка.
09:13
And when you think of the fabric of the brain,
191
535000
3000
А когато мислиш за материята на мозъка,
09:16
the structure, how is it built? What is the pattern of the carpet?
192
538000
4000
структурата, как е построен? Какъв е мотивът на килима?
09:20
You realize that this poses
193
542000
2000
Осъзнаваш, че това поставя
09:22
a fundamental challenge to any theory of the brain,
194
544000
4000
едно фундаментално предизвикателство пред всяка теория за мозъка,
09:26
and especially to a theory that says
195
548000
2000
и особено за теория, която казва,
09:28
that there is some reality that emerges
196
550000
2000
че има някаква реалност, която произлиза
09:30
out of this carpet, out of this particular carpet
197
552000
3000
от този килим, точно от този килим
09:33
with a particular pattern.
198
555000
2000
с определена шарка.
09:35
The reason is because the most important design secret of the brain
199
557000
3000
Причината е, тъй като най-важната тайна относно замисъла на мозъка
09:38
is diversity.
200
560000
2000
е разнообразието.
09:40
Every neuron is different.
201
562000
2000
Всеки неврон е различен.
09:42
It's the same in the forest. Every pine tree is different.
202
564000
2000
Същото е в гората. Всяко борово дърво е различно.
09:44
You may have many different types of trees,
203
566000
2000
Може да има много различни типове дървета,
09:46
but every pine tree is different. And in the brain it's the same.
204
568000
3000
но всяко борово дърво е различно. Същото е и в мозъка.
09:49
So there is no neuron in my brain that is the same as another,
205
571000
3000
Значи, няма неврон в мозъка ми, който да е същият като друг,
09:52
and there is no neuron in my brain that is the same as in yours.
206
574000
3000
и няма неврон в моя мозък, който да е същият, както във вашия.
09:55
And your neurons are not going to be oriented and positioned
207
577000
3000
Вашите неврони няма да са ориентирани и позиционирани
09:58
in exactly the same way.
208
580000
2000
точно по същия начин.
10:00
And you may have more or less neurons.
209
582000
2000
И може да имате повече или по-малко неврони.
10:02
So it's very unlikely
210
584000
2000
Така че не е особено вероятно
10:04
that you got the same fabric, the same circuitry.
211
586000
4000
да имате същата материя, същата мрежа.
10:08
So, how could we possibly create a reality
212
590000
2000
Тогава как е възможно да създадем реалност,
10:10
that we can even understand each other?
213
592000
3000
така че дори да можем да се разбираме взаимно?
10:13
Well, we don't have to speculate.
214
595000
2000
Е, няма нужда да спекулираме.
10:15
We can look at all 10 million synapses now.
215
597000
3000
Сега можем да разгледаме всичките 10 милиона синапса.
10:18
We can look at the fabric. And we can change neurons.
216
600000
3000
Можем да разгледаме материята. И можем да променяме неврони.
10:21
We can use different neurons with different variations.
217
603000
2000
Можем да използваме различни неврони с различни вариации.
10:23
We can position them in different places,
218
605000
2000
Можем да ги позиционираме на различни места,
10:25
orient them in different places.
219
607000
2000
да ги ориентираме на различни места.
10:27
We can use less or more of them.
220
609000
2000
Можем да използваме по-малко или повече от тях.
10:29
And when we do that
221
611000
2000
А когато направим това,
10:31
what we discovered is that the circuitry does change.
222
613000
3000
открихме, че мрежата всъщност се променя.
10:34
But the pattern of how the circuitry is designed does not.
223
616000
7000
Но схемата, по която е проектирана мрежата, не се променя.
10:41
So, the fabric of the brain,
224
623000
2000
И така - материята на мозъка,
10:43
even though your brain may be smaller, bigger,
225
625000
2000
макар че мозъкът ви може да е по-малък, по-голям,
10:45
it may have different types of neurons,
226
627000
3000
може да има различни типове неврони,
10:48
different morphologies of neurons,
227
630000
2000
различни морфологии на невроните,
10:50
we actually do share
228
632000
3000
всъщност споделяме
10:53
the same fabric.
229
635000
2000
същата материя.
10:55
And we think this is species-specific,
230
637000
2000
И мислим, че това е специфично за видовете,
10:57
which means that that could explain
231
639000
2000
което означава, че това би могло да обясни
10:59
why we can't communicate across species.
232
641000
2000
защо не можем да комуникираме с други видове.
11:01
So, let's switch it on. But to do it, what you have to do
233
643000
3000
И така, нека да го включим. Но за да го направим,
11:04
is you have to make this come alive.
234
646000
2000
онова, което е необходимо, е това да оживее.
11:06
We make it come alive
235
648000
2000
Ние го караме да оживее
11:08
with equations, a lot of mathematics.
236
650000
2000
с уравнения, много математика.
11:10
And, in fact, the equations that make neurons into electrical generators
237
652000
4000
Всъщност уравненията, които превръщат невроните в електрически генератори,
11:14
were discovered by two Cambridge Nobel Laureates.
238
656000
3000
са били открити от двама нобелови лауреати от Кеймбридж.
11:17
So, we have the mathematics to make neurons come alive.
239
659000
3000
Имаме математиката, за да накараме невроните да оживеят.
11:20
We also have the mathematics to describe
240
662000
2000
Имаме също математиката, за да опишем
11:22
how neurons collect information,
241
664000
3000
как невроните събират информация
11:25
and how they create a little lightning bolt
242
667000
3000
и как създават малка светкавица,
11:28
to communicate with each other.
243
670000
2000
за да комуникират един с друг.
11:30
And when they get to the synapse,
244
672000
2000
А когато стигнат до синапса,
11:32
what they do is they effectively,
245
674000
2000
онова, което правят, е, че ефективно,
11:34
literally, shock the synapse.
246
676000
3000
буквално, оказват шок на синапса.
11:37
It's like electrical shock
247
679000
2000
Това е като електрошок,
11:39
that releases the chemicals from these synapses.
248
681000
3000
който освобождава химикалите от тези синапси.
11:42
And we've got the mathematics to describe this process.
249
684000
3000
И имаме математиката да опишем този процес.
11:45
So we can describe the communication between the neurons.
250
687000
4000
Така че, можем да опишем комуникацията между невроните.
11:49
There literally are only a handful
251
691000
3000
Те буквално са само шепа
11:52
of equations that you need to simulate
252
694000
2000
уравнения, необходими за стимулация
11:54
the activity of the neocortex.
253
696000
2000
на дейността на мозъчната кора.
11:56
But what you do need is a very big computer.
254
698000
3000
Но ви трябва много голям компютър.
11:59
And in fact you need one laptop
255
701000
2000
Всъщност, трябва ви един лаптоп,
12:01
to do all the calculations just for one neuron.
256
703000
3000
за да направите всички изчисления само за един неврон.
12:04
So you need 10,000 laptops.
257
706000
2000
Значи ви трябват 10 000 лаптопа.
12:06
So where do you go? You go to IBM,
258
708000
2000
Къде отивате тогава? Отивате в IBM
12:08
and you get a supercomputer, because they know how to take
259
710000
2000
и получавате суперкомпютър, защото те трябваше да вземат
12:10
10,000 laptops and put it into the size of a refrigerator.
260
712000
4000
10 000 лаптопа и да ги поставят в размера на един хладилник.
12:14
So now we have this Blue Gene supercomputer.
261
716000
3000
И сега имаме този суперкомпютър - "Син ген".
12:17
We can load up all the neurons,
262
719000
2000
Можем да заредим всички неврони,
12:19
each one on to its processor,
263
721000
2000
всеки включен в своя процесор,
12:21
and fire it up, and see what happens.
264
723000
4000
да го пуснем и да видим какво ще се случи.
12:25
Take the magic carpet for a ride.
265
727000
3000
Да се качим на вълшебното килимче и да се повозим.
12:28
Here we activate it. And this gives the first glimpse
266
730000
3000
Тук го активираме. А това за пръв път позволява да зърнем
12:31
of what is happening in your brain
267
733000
2000
какво се случва в мозъка,
12:33
when there is a stimulation.
268
735000
2000
когато има стимулация.
12:35
It's the first view.
269
737000
2000
Това е първият поглед.
12:37
Now, when you look at that the first time, you think,
270
739000
2000
Като погледнеш това за пръв път, си мислиш:
12:39
"My god. How is reality coming out of that?"
271
741000
5000
"Боже. Как от това излиза реалност?"
12:44
But, in fact, you can start,
272
746000
3000
Но всъщност, може да се започне,
12:47
even though we haven't trained this neocortical column
273
749000
4000
макар че, не сме тренирали тази неокортикална колона,
12:51
to create a specific reality.
274
753000
2000
да създава специфична реалност.
12:53
But we can ask, "Where is the rose?"
275
755000
4000
Но можем да попитаме: "Къде е розата?"
12:57
We can ask, "Where is it inside,
276
759000
2000
Можем да попитаме: "Къде е това вътре,
12:59
if we stimulate it with a picture?"
277
761000
3000
ако го стимулираме с картина?"
13:02
Where is it inside the neocortex?
278
764000
2000
Къде е това вътре в мозъчната кора?
13:04
Ultimately it's got to be there if we stimulated it with it.
279
766000
4000
В крайна сметка трябва да е там, ако сме я стимулирали с него.
13:08
So, the way that we can look at that
280
770000
2000
Начинът, по който може да гледаме на това,
13:10
is to ignore the neurons, ignore the synapses,
281
772000
3000
е да игнорираме невроните, да игнорираме синапсите
13:13
and look just at the raw electrical activity.
282
775000
2000
и да гледаме само суровата електрическа дейност.
13:15
Because that is what it's creating.
283
777000
2000
Защото това създава тя.
13:17
It's creating electrical patterns.
284
779000
2000
Създава електрически модели.
13:19
So when we did this,
285
781000
2000
Когато направихме това,
13:21
we indeed, for the first time,
286
783000
2000
наистина за пръв път
13:23
saw these ghost-like structures:
287
785000
3000
видяхме тези подобни на призраци структури:
13:26
electrical objects appearing
288
788000
3000
електрически обекти, появяващи се
13:29
within the neocortical column.
289
791000
3000
вътре в неокортикалната колона.
13:32
And it's these electrical objects
290
794000
3000
И тези електрически обекти
13:35
that are holding all the information about
291
797000
3000
съдържат цялата информация за онова,
13:38
whatever stimulated it.
292
800000
3000
което я е стимулирало.
13:41
And then when we zoomed into this,
293
803000
2000
Когато направихме увеличение на това,
13:43
it's like a veritable universe.
294
805000
4000
то е като същинска вселена.
13:47
So the next step
295
809000
2000
Затова следващата стъпка
13:49
is just to take these brain coordinates
296
811000
4000
е просто да вземем тези мозъчникоординати
13:53
and to project them into perceptual space.
297
815000
4000
и да ги проектираме в перцептивното пространство.
13:57
And if you do that,
298
819000
2000
Ако се направи това,
13:59
you will be able to step inside
299
821000
2000
ще стане възможно да се навлезе
14:01
the reality that is created
300
823000
2000
в реалността, създавана
14:03
by this machine,
301
825000
2000
от тази машина,
14:05
by this piece of the brain.
302
827000
3000
от този мозък.
14:08
So, in summary,
303
830000
2000
И така, в резюме,
14:10
I think that the universe may have --
304
832000
2000
мисля, че вселената може да е...
14:12
it's possible --
305
834000
2000
възможно е...
14:14
evolved a brain to see itself,
306
836000
3000
усъвършенствала мозъка така, че да види себе си,
14:17
which may be a first step in becoming aware of itself.
307
839000
5000
което може да е първа стъпка към това да стане наясно със себе си.
14:22
There is a lot more to do to test these theories,
308
844000
2000
Трябва да се направи още много, за да се проверят тези теории,
14:24
and to test any other theories.
309
846000
3000
както и за да се проверят всякакви други теории.
14:27
But I hope that you are at least partly convinced
310
849000
3000
Но се надявам, че сте поне отчасти убедени,
14:30
that it is not impossible to build a brain.
311
852000
3000
че не е невъзможно, да се създаде мозък.
14:33
We can do it within 10 years,
312
855000
2000
Можем да го направим до 10 години,
14:35
and if we do succeed,
313
857000
2000
и ако успеем,
14:37
we will send to TED, in 10 years,
314
859000
2000
ще изпратим след 10 години в ТЕД
14:39
a hologram to talk to you. Thank you.
315
861000
3000
холограма, която да ви говори. Благодаря.
14:42
(Applause)
316
864000
6000
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKER
Henry Markram - NeuroscientistHenry 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.
Henry Markram | Speaker | TED.com