TED2008
Christopher deCharms: A look inside the brain in real time
실시간으로 뇌 속을 들춰보기
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신경과학자이자 발명가인 Christoper deCharms가 fMRI를 이용해 뇌 내부에서 일어나는 일들을 실시간으로 들여다 볼 수 있는 방법을 소개한다.
Christopher deCharms - Brain researcher
Christopher deCharms is working on a way to use fMRI scans to show brain activity -- in real time. Full bio
Christopher deCharms is working on a way to use fMRI scans to show brain activity -- in real time. Full bio
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Hi. I'm going to ask you to raise your arms and wave back,
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안녕하세요. 여러분, 손을 위로 올려 흔들어주시겠습니까?
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just the way I am -- kind of a royal wave.
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제가 하는 것처럼 따라하면 됩니다. 고상하게 흔들어주세요.
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You can mimic what you can see.
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여러분은 눈에 보이는 것을 그대로 따라할 수 있습니다.
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You can program the hundreds of muscles in your arm.
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여러분은 팔의 수 백가지 근육을 자유자재로 움직일 수 있습니다.
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Soon, you'll be able to look inside your brain and program,
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머지않아 여러분은 단순히 근육을 움직이는 단계를 넘어
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control the hundreds of brain areas that you see there.
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뇌의 수 백가지 영역들을 직접 들여다 보며 제어할 수 있을 것입니다.
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I'm going to tell you about that technology.
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이는 제가 오늘 여러분에게 소개할 기술의 주제입니다.
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People have wanted to look inside the human mind,
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사람들은 수 천 년동안
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the human brain, for thousands of years.
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인간의 뇌와 마음 속을 읽고 싶어했습니다.
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Well, coming out of the research labs just now, for our generation, is the possibility to do that.
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이에 대한 해결책의 실마리는 오늘날에 이르러서야 보이기 시작했습니다.
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People envision this as being very difficult.
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많은 사람들은 뇌를 읽는 것이 굉장히 어려운 작업일 것이라고 생각합니다.
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You had to take a spaceship, shrink it down, inject it into the bloodstream.
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혈관 속으로 조그마한 캡슐을 집어넣는 것을 보통 생각하는데
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It was terribly dangerous. (Laughter)
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이는 굉장히 위험한 작업입니다.
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You could be attacked by white blood cells in the arteries.
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동맥에서 당신의 몸이 백혈구의 공격을 받을 수 있기 때문이죠.
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But now, we have a real technology to do this.
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하지만 이젠 이런 문제점을 피해가는 기술이 개발됐습니다.
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We're going to fly into my colleague Peter's brain.
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제 동료인 피터의 뇌 속으로 들어가봅시다.
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We're going to do it non-invasively using MRI.
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MRI를 이용해 피터의 뇌를 들여다 볼 것입니다.
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We don't have to inject anything. We don't need radiation.
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불필요하게 무엇을 삽입하거나 방사선을 이용할 필요가 전혀 없습니다.
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We will be able to fly into the anatomy of Peter's brain -- literally, fly into his body --
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보시는 것처럼 피터의 뇌 구조를 적나라하게 볼 수 있습니다.
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but more importantly, we can look into his mind.
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하지만 여기서 중요한 것은 우리가 피터의 마음을 읽을 수 있다는 것입니다.
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When Peter moves his arm, that yellow spot you see there
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피터가 팔을 움직이는 순간 피터의 뇌에 노란색 부분이 보이는데, 이것은
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is the interface to the functioning of Peter's mind taking place.
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팔을 움직이면서 뇌의 어떤 부분이 활성화되는지 보여주는 것입니다.
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Now you've seen before that with electrodes you can control robotic arms,
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여러분들은 이미 전극을 이용해 로봇 팔을 움직일 수 있다는 것과
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that brain imaging and scanners can show you the insides of brains.
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뇌 스캐너를 이용해 뇌 내부 구조를 볼 수 있다는 것을 알고 계실 것입니다.
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What's new is that that process has typically taken days or months of analysis.
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이 기술과 기존 기술의 차이점은 며칠에서 몇 달까지 걸릴
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We've collapsed that through technology to milliseconds,
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정보 처리 시간을 밀리초대로 줄였다는 점입니다.
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and that allows us to let Peter to look at his brain in real time as he's inside the scanner.
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덕분에 피터는 뇌 스캐너 속에 앉아 자신의 뇌 속 변화를 실시간으로 볼 수 있습니다.
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He can look at these 65,000 points of activation per second.
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그는 초당 6만 5천 개의 뇌 활성 지점들을 감지할 수 있습니다.
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If he can see this pattern in his own brain, he can learn how to control it.
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이처럼 뇌 속 패턴 감지를 통해 피터는 자신의 뇌를 제어하는 방법을 배울 수 있습니다.
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There have been three ways to try to impact the brain:
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뇌에 변화를 주는 기존의 방법에는 세 가지가 있습니다.
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the therapist's couch, pills and the knife.
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바로 정신 치료, 약물 복용, 그리고 병원에서의 수술입니다.
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This is a fourth alternative that you are soon going to have.
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이 기술은 뇌에 변화를 주기 위한 또다른 방법이 될 수 있습니다.
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We all know that as we form thoughts, they form deep channels in our minds and in our brains.
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우리는 생각을 통해 뇌 속 회로가 생성되고 변경된다는 사실을 알고 있습니다.
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Chronic pain is an example. If you burn yourself, you pull your hand away.
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만성 통증을 예로 들어 봅시다. 손을 데이면 반사적으로 손을 치우게 됩니다.
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But if you're still in pain in six months' or six years' time,
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하지만 6달 혹은 6년이 지나도 통증이 지속된다면
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it's because these circuits are producing pain that's no longer helping you.
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이는 뇌 속 잘못된 회로가 불필요한 통증을 생성하고 있기 때문입니다.
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If we can look at the activation in the brain that's producing the pain,
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만약 통증이 생성되는 동안 뇌에서 활성화되는 부분을 알 수 있다면
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we can form 3D models and watch in real time the brain process information,
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3D 모델을 통해 뇌 속에서 정보가 처리되는 모습을 실시간으로 보고
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and then we can select the areas that produce the pain.
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뇌 속 통증을 유발하는 부분들을 골라낼 수 있습니다.
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So put your arms back up and flex your bicep.
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손을 다시 위로 올려서 팔을 굽혀보세요.
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Now imagine that you will soon be able to look inside your brain
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이제 여러분의 뇌 속을 직접 보고 팔을 굽힐 때
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and select brain areas to do that same thing.
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활성화되는 뇌 부분들을 골라낼 수 있다고 상상해보세요.
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What you're seeing here is, we've selected the pathways in the brain of a chronic pain patient.
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지금 보이는 것은 만성 통증 환자의 뇌 속 경로들을 골라낸 것입니다.
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This may shock you, but we're literally reading this person's brain in real time.
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좀 충격적일지도 모르겠지만, 우리는 사실상 이 사람의 뇌를 실시간으로 읽고 있는 것입니다.
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They're watching their own brain activation,
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환자들은 자신의 뇌 속 활성화된 부분들을 직접 보면서
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and they're controlling the pathway that produces their pain.
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통증을 유발하는 경로를 제어합니다.
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They're learning to flex this system that releases their own endogenous opiates.
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내생적 진정제를 생성하는 체내 시스템을 조절하는 것입니다.
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As they do it, in the upper left is a display
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화면 왼쪽 위를 보시면 통증을 제어하면서
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that's yoked to their brain activation of their own pain being controlled.
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뇌가 활성화된 부분을 볼 수 있습니다.
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When they control their brain, they can control their pain.
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뇌를 조절하면서 동시에 통증도 조절할 수 있는 것입니다.
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This is an investigational technology,
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이 기술은 아직 완성되지 않았지만
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but, in clinical trials, we're seeing a 44 to 64 percent decrease in chronic pain patients.
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여태까지의 임상 실험에서는 만성 환자의 통증을 44%에서 64%까지 줄일 수 있었습니다.
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This is not "The Matrix." You can only do this to yourself. You take control.
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이 기술은 영화 매트릭스가 아닙니다. 오직 당신만이 자신의 뇌를 제어할 수 있습니다.
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I've seen inside my brain. You will too, soon.
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저는 제 뇌 속을 이미 들여다 봤습니다. 여러분에게도 그럴 날이 곧 올 것입니다.
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When you do, what do you want to control?
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그 날이 오면 여러분은 무엇을 제어하고 싶으십니까?
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You will be able to look at all the aspects that make you yourself, all your experiences.
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여러분은 자기 자신의 면모와 자신이 겪은 경험을 모두 볼 수 있을 것입니다.
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These are some of the areas we're working on today that I don't have time to go into in detail.
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시간이 부족해서 더 이상 구체적으로 얘기하지는 못하겠지만
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But I want to leave with you the big question.
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마지막으로 여러분에게 생각할거리를 하나 던져 드리고 싶습니다.
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We are the first generation that's going to be able to enter into,
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우리는 이 신기술을 통해 인간의 뇌와 마음 속을
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using this technology, the human mind and brain.
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들여다 볼 수 있는 첫 세대가 될 것입니다.
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Where will we take it?
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우리는 앞으로 이 기술을 과연 어떻게 사용해야 할까요?
Reviewed by Jaz Hong
ABOUT THE SPEAKER
Christopher deCharms - Brain researcherChristopher deCharms is working on a way to use fMRI scans to show brain activity -- in real time.
Why you should listen
Neuroscientist Christopher deCharms is helping to develop a new kind of MRI that allows doctor and patient to look inside the brain in real time -- to see visual representations of brain processes as they happen. With his company Omneuron, deCharms has developed technology they call rtfMRI, for "real-time functional MRI" -- which is exactly what it sounds like. You move your arm, your brain lights up. You feel pain, your brain lights up.
How could we use the ability to see our brains in action? For a start, to help treat chronic pain with a kind of biofeedback; being able to visualize pain can help patients control it. And longer-term uses boggle the mind. Ours is the first generation, he believes, to be able to train and build our minds as systematically as a weightlifter builds a muscle. What will we do with this?
deCharms is also the author of the book Two Views of Mind, studying Buddhist theories of perception from a neuroscientist's perspective.
Christopher deCharms | Speaker | TED.com