TEDGlobal 2009
Henry Markram: A brain in a supercomputer
Henry Markram modeluje mozog v superpočítači
Filmed:
Readability: 3.8
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.
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
Našou misiou je zostrojiť
00:21
a detailed, realistic
1
3000
2000
detailný a realistický
00:23
computer model of the human brain.
2
5000
2000
počítačový model ľudského mozgu.
00:25
And we've done, in the past four years,
3
7000
3000
Posledných pár rokov sme
00:28
a proof of concept
4
10000
2000
testovali niekoľko konceptov,
00:30
on a small part of the rodent brain,
5
12000
3000
na menšej vzorke hlodavcov.
00:33
and with this proof of concept we are now scaling the project up
6
15000
3000
Toto testovanie v súčasnosti rozširujeme,
00:36
to reach the human brain.
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 three important reasons.
9
23000
2000
Najmenej z troch dôvodov:
00:43
The first is, it's essential for us to understand the human brain
10
25000
4000
Po prvé, porozumieť ľudskému mozgu je pre nás zásadná vec,
00:47
if we do want to get along in society,
11
29000
2000
ak máme spoločensky napredovať,
00:49
and I think that it is a key step in evolution.
12
31000
4000
myslím, že je to kľúčový krok v evolúcii.
00:53
The second reason is,
13
35000
2000
Druhý dôvod je, že
00:55
we cannot keep doing animal experimentation forever,
14
37000
6000
experimenty so zvieratami nemôžeme robiť donekonečna,
01:01
and we have to embody all our data and all our knowledge
15
43000
4000
ale potrebujeme zahrnúť všetky naše poznatky a vedomosti
01:05
into a working model.
16
47000
3000
do funkčného modelu.
01:08
It's like a Noah's Ark. It's like an archive.
17
50000
4000
Je to ako Noeho Archa, podobné archívu.
01:12
And the third reason is that there are two billion people on the planet
18
54000
3000
Tretím dôvod je že, na svete sú dve miliardy ľudí
01:15
that are affected by mental disorder,
19
57000
4000
postihnutí mentálnymi poruchami
01:19
and the drugs that are used today
20
61000
2000
a lieky ktoré sa v súčasnosti používajú,
01:21
are largely empirical.
21
63000
2000
sú prevažne empirické.
01:23
I think that we can come up with very concrete solutions on
22
65000
3000
Myslím, že môžeme prísť s veľmi konkrétnymi riešeniami,
01:26
how to treat disorders.
23
68000
3000
ako liečiť postihnutia.
01:29
Now, even at this stage,
24
71000
3000
Teraz sme už dokonca v štádiu
01:32
we can use the brain model
25
74000
2000
používať model mozgu
01:34
to explore some fundamental questions
26
76000
3000
vo výskume niektorých zásadných otázok,
01:37
about how the brain works.
27
79000
2000
o tom ako mozog funguje.
01:39
And here, at TED, for the first time,
28
81000
2000
A tu, na TEDe, po prvý krát
01:41
I'd like to share with you how we're addressing
29
83000
2000
by som s vami rád zdieľal a predstavil
01:43
one theory -- there are many theories --
30
85000
3000
- jednu teóriu --- je viacej teórii--
01:46
one theory of how the brain works.
31
88000
4000
jednu teóriu fungovania mozgu.
01:50
So, this theory is that the brain
32
92000
4000
Táto teória hovorí, že mozog
01:54
creates, builds, a version of the universe,
33
96000
6000
vytvára, buduje, verziu vlastného vesmíru.
02:00
and projects this version of the universe,
34
102000
3000
A túto svoju predstavu vesmíru projektuje
02:03
like a bubble, all around us.
35
105000
4000
ako bublinu, ktorá všetko obklopuje.
02:07
Now, this is of course a topic of philosophical debate for centuries.
36
109000
4000
Samozrejme, že toto je už po stáročia predmetom filozofickej diskusie,
02:11
But, for the first time, we can actually address this,
37
113000
3000
ale po prvý krát to môžeme skutočne ukázať
02:14
with brain simulation,
38
116000
2000
na simulácii mozgu,
02:16
and ask very systematic and rigorous questions,
39
118000
4000
a pýtať sa veľmi systematicky a presne otázky
02:20
whether this theory could possibly be true.
40
122000
4000
čí by táto teória mohla byť pravdivá.
02:24
The reason why the moon is huge on the horizon
41
126000
3000
Dôvodom prečo je mesiac na horizonte veľký,
02:27
is simply because our perceptual bubble
42
129000
3000
je jednoducho preto, lebo bublina nášho vnímania,
02:30
does not stretch out 380,000 kilometers.
43
132000
4000
sa nedokáže natiahnuť na 380 000 kilometrov.
02:34
It runs out of space.
44
136000
2000
Spotrebuje svoj priestor.
02:36
And so what we do is we compare the buildings
45
138000
4000
A tak urobíme to, že porovnávame budovy
02:40
within our perceptual bubble,
46
142000
2000
v našej bubline vnímania
02:42
and we make a decision.
47
144000
2000
a urobíme rozhodnutie.
02:44
We make a decision it's that big,
48
146000
2000
Rozhodneme, že je práve tak veľký,
02:46
even though it's not that big.
49
148000
2000
napriek tomu, že nie je taký veľký.
02:48
And what that illustrates
50
150000
2000
A toto nám ilustruje fakt, že
02:50
is that decisions are the key things
51
152000
2000
rozhodnutia sú kľúčové faktory,
02:52
that support our perceptual bubble. It keeps it alive.
52
154000
5000
ktoré podporujú našu bublinu vnímania. Udržiavajú ju pri živote.
02:57
Without decisions you cannot see, you cannot think,
53
159000
2000
Bez týchto rozhodnutí nemôžete vidieť, nemôžete myslieť
02:59
you cannot feel.
54
161000
2000
a nemôžete cítiť.
03:01
And you may think that anesthetics work
55
163000
2000
Možno si myslíte, že anestetiká takto fungujú,
03:03
by sending you into some deep sleep,
56
165000
3000
že vás uvedú do stavu hlbokého spánku,
03:06
or by blocking your receptors so that you don't feel pain,
57
168000
3000
alebo blokovaním vašich receptorov tak, že necítite bolesť,
03:09
but in fact most anesthetics don't work that way.
58
171000
3000
v skutočnosti ale väčšina anestetík takto nefunguje.
03:12
What they do is they introduce a noise
59
174000
3000
Robia to, že narobia v mozgu hluk
03:15
into the brain so that the neurons cannot understand each other.
60
177000
3000
tak, že neuróny si vzájomne nerozumia.
03:18
They are confused,
61
180000
2000
Sú zmätené,
03:20
and you cannot make a decision.
62
182000
3000
a vy sa nemôžete rozhodovať.
03:23
So, while you're trying to make up your mind
63
185000
3000
Takže, kým sa snažíte dať vašu myseľ do poriadku,
03:26
what the doctor, the surgeon, is doing
64
188000
2000
doktor alebo chirurg,
03:28
while he's hacking away at your body, he's long gone.
65
190000
2000
čo si rúbe cestu do vášho tela, je dávno preč.
03:30
He's at home having tea.
66
192000
2000
Je doma a popíja čajík.
03:32
(Laughter)
67
194000
2000
(Smiech)
03:34
So, when you walk up to a door and you open it,
68
196000
3000
Keď vchádzate do dverí a otvárate ich,
03:37
what you compulsively have to do to perceive
69
199000
3000
aby ste vnímali musíte robiť niečo neodolateľné,
03:40
is to make decisions,
70
202000
2000
robíte rozhodnutia.
03:42
thousands of decisions about the size of the room,
71
204000
3000
Tisícky rozhodnutí o veľkosti miestnosti,
03:45
the walls, the height, the objects in this room.
72
207000
3000
stenách, výške, objektoch v miestnosti.
03:48
99 percent of what you see
73
210000
3000
99% z toho čo vidíte,
03:51
is not what comes in through the eyes.
74
213000
4000
nevstupuje do vašej mysle očami.
03:55
It is what you infer about that room.
75
217000
4000
Usudzujete to o tej miestnosti.
03:59
So I can say, with some certainty,
76
221000
4000
S nejakou určitosťou môžem povedať
04:03
"I think, therefore I am."
77
225000
3000
„Myslím, teda som.“
04:06
But I cannot say, "You think, therefore you are,"
78
228000
4000
Avšak nemôžem povedať, " Vy myslíte, preto ste"
04:10
because "you" are within my perceptual bubble.
79
232000
5000
pretože Vy ste v mojej bubline vnímania.
04:15
Now, we can speculate and philosophize this,
80
237000
3000
Môžeme o tom špekulovať a filozofovať
04:18
but we don't actually have to for the next hundred years.
81
240000
3000
avšak nasledujúcich sto rokov to vôbec netreba.
04:21
We can ask a very concrete question.
82
243000
2000
Môžeme sa pýtať veľmi konkrétnu otázku
04:23
"Can the brain build such a perception?"
83
245000
4000
„Môže mozog vytvárať takúto percepciu (vnímanie)?“
04:27
Is it capable of doing it?
84
249000
2000
Je toho schopný?
04:29
Does it have the substance to do it?
85
251000
2000
Má na to materiál?
04:31
And that's what I'm going to describe to you today.
86
253000
3000
A to sa vám pokúsim dnes opísať.
04:34
So, it took the universe 11 billion years to build the brain.
87
256000
4000
Vesmíru trvalo 11 miliárd rokov, kým vznikol mozog.
04:38
It had to improve it a little bit.
88
260000
2000
Bolo ho treba trochu vylepšiť.
04:40
It had to add to the frontal part, so that you would have instincts,
89
262000
3000
Pridať čelnú časť, aby ste mali inštinkty,
04:43
because they had to cope on land.
90
265000
3000
aby sa vysporiadal s pobytom na súši.
04:46
But the real big step was the neocortex.
91
268000
4000
Najväčším skokom však bol neokortex.
04:50
It's a new brain. You needed it.
92
272000
2000
Je to nový mozog, potrebovali ste ho.
04:52
The mammals needed it
93
274000
2000
Cicavce ho potrebovali,
04:54
because they had to cope with parenthood,
94
276000
4000
pretože sa potrebovali vysporiadať s rodičovstvom,
04:58
social interactions,
95
280000
2000
spoločenskou interakciou,
05:00
complex cognitive functions.
96
282000
3000
komplexnými kognitívnymi funkciami.
05:03
So, you can think of the neocortex
97
285000
2000
Dnes môžeme vlastne neokortex
05:05
actually as the ultimate solution today,
98
287000
5000
považovať za posledné riešenie
05:10
of the universe as we know it.
99
292000
3000
vesmíru takého ako ho poznáme.
05:13
It's the pinnacle, it's the final product
100
295000
2000
To je vrchol, konečný produkt
05:15
that the universe has produced.
101
297000
4000
ktorý vesmír vytvoril.
05:19
It was so successful in evolution
102
301000
2000
Bol v evolúcii natoľko úspešný,
05:21
that from mouse to man it expanded
103
303000
2000
že od myši k človeku sa zväčšil
05:23
about a thousandfold in terms of the numbers of neurons,
104
305000
3000
približne tisíc krát pokiaľ ide o množstvo neurónov,
05:26
to produce this almost frightening
105
308000
3000
aby takto vytvoril skoro strašidelný
05:29
organ, structure.
106
311000
3000
orgán, štruktúru.
05:32
And it has not stopped its evolutionary path.
107
314000
3000
A svoju evolučnú cestu ešte stále nezastavil.
05:35
In fact, the neocortex in the human brain
108
317000
2000
Ľudský neokortex a ľudský mozog sa v skutočnosti
05:37
is evolving at an enormous speed.
109
319000
3000
vyvíja ohromnou rýchlosťou.
05:40
If you zoom into the surface of the neocortex,
110
322000
2000
Ak sa priblížime k povrchu neokortexu,
05:42
you discover that it's made up of little modules,
111
324000
3000
zistíte, že je vyrobený z malých modulov,
05:45
G5 processors, like in a computer.
112
327000
2000
G5 procesorov, podobne ako počítač.
05:47
But there are about a million of them.
113
329000
3000
Týchto sú však milióny.
05:50
They were so successful in evolution
114
332000
2000
V evolúcii boli natoľko úspešné,
05:52
that what we did was to duplicate them
115
334000
2000
že sme ich duplikovali,
05:54
over and over and add more and more of them to the brain
116
336000
2000
znova a znova, a pridávali viac a viac do mozgu
05:56
until we ran out of space in the skull.
117
338000
3000
kým sme spotrebovali priestor v lebke.
05:59
And the brain started to fold in on itself,
118
341000
2000
Mozog sa začal nabaľovať sám na seba,
06:01
and that's why the neocortex is so highly convoluted.
119
343000
3000
čo je dôvod, prečo je neokortex tak nesmierne spletitý.
06:04
We're just packing in columns,
120
346000
2000
Zabaľujeme ich do stĺpcov,
06:06
so that we'd have more neocortical columns
121
348000
3000
aby sme mali viacej neokortexových stĺpcov
06:09
to perform more complex functions.
122
351000
3000
na vykonávanie ešte zložitejších funkcii.
06:12
So you can think of the neocortex actually as
123
354000
2000
Neokortex si môžete vlastne predstaviť
06:14
a massive grand piano,
124
356000
2000
ako obrovské piano,
06:16
a million-key grand piano.
125
358000
3000
s miliónom klávesníc.
06:19
Each of these neocortical columns
126
361000
2000
Každý z týchto neokortexových stĺpcov
06:21
would produce a note.
127
363000
2000
Bude vydávať vlastný tón.
06:23
You stimulate it; it produces a symphony.
128
365000
3000
Vy ho stimulujete; on produkuje symfóniu.
06:26
But it's not just a symphony of perception.
129
368000
3000
Avšak nejde len o symfóniu vnímania.
06:29
It's a symphony of your universe, your reality.
130
371000
3000
Je to symfónia vášho vesmíru, vašej reality.
06:32
Now, of course it takes years to learn how
131
374000
3000
Trvá to samozrejme roky,
06:35
to master a grand piano with a million keys.
132
377000
3000
kým sa naučíte hrať na piane, čo má milión kláves.
06:38
That's why you have to send your kids to good schools,
133
380000
2000
Preto musíte poslať deti do dobrých škôl,
06:40
hopefully eventually to Oxford.
134
382000
2000
dúfajme, že nakoniec na Oxford.
06:42
But it's not only education.
135
384000
3000
Ale nejde len o vzdelanie.
06:45
It's also genetics.
136
387000
2000
Je to tiež genetika.
06:47
You may be born lucky,
137
389000
2000
Mohli ste sa narodiť ako šťastlivec.
06:49
where you know how to master your neocortical column,
138
391000
4000
Alebo viete ako ovládať vaše neokortexové stĺpce
06:53
and you can play a fantastic symphony.
139
395000
2000
a komponujete perfektnú symfóniu.
06:55
In fact, there is a new theory of autism
140
397000
3000
Je tiež teraz nová teória autizmu,
06:58
called the "intense world" theory,
141
400000
2000
čo sa volá "Intense world teória"
07:00
which suggests that the neocortical columns are super-columns.
142
402000
4000
a tvrdí, že neokortexové stĺpce sú super-stĺpce.
07:04
They are highly reactive, and they are super-plastic,
143
406000
4000
Sú veľmi reaktívne a nesmierne plastické
07:08
and so the autists are probably capable of
144
410000
3000
a pravdepodobne práve preto sú autisti schopní
07:11
building and learning a symphony
145
413000
2000
vytvoriť a naučiť sa symfóniu,
07:13
which is unthinkable for us.
146
415000
2000
ktorá je pre nás nepochopiteľná.
07:15
But you can also understand
147
417000
2000
Môžete tiež pochopiť,
07:17
that if you have a disease
148
419000
2000
že ak máte chorobu,
07:19
within one of these columns,
149
421000
2000
v jednom z týchto stĺpcov
07:21
the note is going to be off.
150
423000
2000
nota bude znieť niekde mimo.
07:23
The perception, the symphony that you create
151
425000
2000
Vnímanie, symfónia, ktorú vytvárate
07:25
is going to be corrupted,
152
427000
2000
sa pokazí
07:27
and you will have symptoms of disease.
153
429000
3000
a prejavia sa symptómy choroby.
07:30
So, the Holy Grail for neuroscience
154
432000
4000
Takže, pre neurológiu svätý grál je
07:34
is really to understand the design of the neocoritical column --
155
436000
4000
pochopiť dizajn neokortexových stĺpcov.
07:38
and it's not just for neuroscience;
156
440000
2000
A nejde len o neurológiu,
07:40
it's perhaps to understand perception, to understand reality,
157
442000
3000
ide možno o to pochopiť vnímanie, pochopiť realitu
07:43
and perhaps to even also understand physical reality.
158
445000
4000
a možno tiež pochopiť fyzikálnu realitu.
07:47
So, what we did was, for the past 15 years,
159
449000
3000
Posledných 15 rokov sme sa snažili
07:50
was to dissect out the neocortex, systematically.
160
452000
4000
neokortex systematicky rozanalyzovať.
07:54
It's a bit like going and cataloging a piece of the rainforest.
161
456000
4000
Je asi ako dokumentovať jednotlivé časti pralesa.
07:58
How many trees does it have?
162
460000
2000
Koľko má stromov?
08:00
What shapes are the trees?
163
462000
2000
Aký majú tvar?
08:02
How many of each type of tree do you have? Where are they positioned?
164
464000
3000
Koľko rozličných druhov stromov má, a kde sú umiestnené?
08:05
But it's a bit more than cataloging because you actually have to
165
467000
2000
A je to ešte viacej ako len dokumentácia, pretože v skutočnosti musíte
08:07
describe and discover all the rules of communication,
166
469000
4000
popísať a objaviť všetky formy komunikácie.
08:11
the rules of connectivity,
167
473000
2000
Pravidlá konektivity.
08:13
because the neurons don't just like to connect with any neuron.
168
475000
3000
Pretože neuróny sa neradi spájajú s hociktorými inými neurónmi.
08:16
They choose very carefully who they connect with.
169
478000
3000
Veľmi starostlivo si vyberajú, s kým sa spoja.
08:19
It's also more than cataloging
170
481000
3000
Je to viac ako len dokumentáciu aj preto,
08:22
because you actually have to build three-dimensional
171
484000
2000
lebo potrebujete zostrojiť ich trojrozmerný
08:24
digital models of them.
172
486000
2000
digitálny model.
08:26
And we did that for tens of thousands of neurons,
173
488000
2000
A toto sme robili pre desiatky tisícov neurónov,
08:28
built digital models of all the different types
174
490000
3000
budovali sme model pre všetky rozličné typy neurónov,
08:31
of neurons we came across.
175
493000
2000
s ktorými sme prišli do kontaktu.
08:33
And once you have that, you can actually
176
495000
2000
A keď to už máte, môže nakoniec začať
08:35
begin to build the neocortical column.
177
497000
4000
budovať neorkotexový stĺpec.
08:39
And here we're coiling 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 branches intersect
180
507000
2000
jednotlivé vetvy sa navzájom križujú.
08:47
actually in millions of locations,
181
509000
3000
prakticky v miliónoch miestach.
08:50
and at each of these intersections
182
512000
3000
V každej z týchto križovatiek
08:53
they can form a synapse.
183
515000
2000
Môžu vytvoriť synapsiu.
08:55
And a synapse is a chemical location
184
517000
2000
Synapsia je chemická lokácia,
08:57
where they communicate with each other.
185
519000
3000
kde môžu neuróny navzájom medzi sebou komunikovať.
09:00
And these synapses together
186
522000
2000
Spoločne tieto synapsie
09:02
form the network
187
524000
2000
vytvoria sieť
09:04
or the circuit of the brain.
188
526000
3000
alebo mozgový obvod.
09:07
Now, the circuit, you could also think of as
189
529000
4000
Obvod si môžete predstaviť
09:11
the fabric of the brain.
190
533000
2000
ako mozgovú tkaninu.
09:13
And when you think of the fabric of the brain,
191
535000
3000
Keď si predstavíte túto látku,
09:16
the structure, how is it built? What is the pattern of the carpet?
192
538000
4000
štruktúru, ako je zostrojená? Aký je vzorec pre tento koberec?
09:20
You realize that this poses
193
542000
2000
Uvedomíte si, že to zásadne
09:22
a fundamental challenge to any theory of the brain,
194
544000
4000
spochybňuje všetky teórie mozgu
09:26
and especially to a theory that says
195
548000
2000
osobitne teóriu,
09:28
that there is some reality that emerges
196
550000
2000
ktorá hovorí, že je nejaká realita
09:30
out of this carpet, out of this particular carpet
197
552000
3000
mimo tohto koberca, mimo tohto osobitného koberca
09:33
with a particular pattern.
198
555000
2000
s jedinečnou štruktúrou.
09:35
The reason is because the most important design secret of the brain
199
557000
3000
Dôvodom je, že najväčším tajomstvom mozgovej stavby
09:38
is diversity.
200
560000
2000
je diverzita.
09:40
Every neuron is different.
201
562000
2000
Každý neurón je iný.
09:42
It's the same in the forest. Every pine tree is different.
202
564000
2000
Tak isto ako v prírode. Každá borovica je iná.
09:44
You may have many different types of trees,
203
566000
2000
Môžeme mat veľa typov stromov,
09:46
but every pine tree is different. And in the brain it's the same.
204
568000
3000
ale každá jedna borovica je odlišná. A to isté platí pre mozog.
09:49
So there is no neuron in my brain that is the same as another,
205
571000
3000
Takže v mojej hlave nie je ani jeden neurón rovnaký ako druhý,
09:52
and there is no neuron in my brain that is the same as in yours.
206
574000
3000
a neexistuje ani jeden neurón rovnaký v mojej a vašich hlavách.
09:55
And your neurons are not going to be oriented and positioned
207
577000
3000
A vaše neuróny nie sú nasmerované a umiestnené
09:58
in exactly the same way.
208
580000
2000
presne takým istým spôsobom.
10:00
And you may have more or less neurons.
209
582000
2000
A môžete mat viac alebo menej neurónov.
10:02
So it's very unlikely
210
584000
2000
Je veľmi nepravdepodobné,
10:04
that you got the same fabric, the same circuitry.
211
586000
4000
že by ste mali rovnakú štruktúru, rovnaký obvod.
10:08
So, how could we possibly create a reality
212
590000
2000
Takže, ako sme vôbec mohli vytvoriť realitu,
10:10
that we can even understand each other?
213
592000
3000
v ktorej by sme sa dorozumeli?
10:13
Well, we don't have to speculate.
214
595000
2000
Nuž, nemusíme špekulovať.
10:15
We can look at all 10 million synapses now.
215
597000
3000
Môžeme sa pozrieť na všetkých desať miliónov synapsí.
10:18
We can look at the fabric. And we can change neurons.
216
600000
3000
Môžeme sa pozerať na štruktúru. A môžeme zmeniť neuróny.
10:21
We can use different neurons with different variations.
217
603000
2000
Môžeme meniť neuróny, používať rôzne variácie,
10:23
We can position them in different places,
218
605000
2000
môžeme ich umiestniť na rôzne miesta,
10:25
orient them in different places.
219
607000
2000
nasmerovať ich v rozličných miestach,
10:27
We can use less 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 discovered is that the circuitry does change.
222
613000
3000
zistíme, že obvod sa mení,
10:34
But the pattern of how the circuitry is designed does not.
223
616000
7000
ale vzorec akým sa obvod konštruuje sa nemení.
10:41
So, the fabric of the brain,
224
623000
2000
Štruktúru mozgu,
10:43
even though your brain may be smaller, bigger,
225
625000
2000
čí je váš mozog väčší, menší,
10:45
it may have different types of neurons,
226
627000
3000
bez ohľadu na rozličné typy neurónov,
10:48
different morphologies of neurons,
227
630000
2000
rôznorodé stavby neurónov,
10:50
we actually do share
228
632000
3000
v skutočnosti zdieľame všetci
10:53
the same fabric.
229
635000
2000
tú istú štruktúru.
10:55
And we think this is species-specific,
230
637000
2000
Myslíme si, že toto je osobitosť druhu,
10:57
which means that that could explain
231
639000
2000
čím sa dá vysvetliť,
10:59
why we can't communicate across species.
232
641000
2000
prečo nemôžeme komunikovať medzi ostatnými druhmi.
11:01
So, let's switch 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 alive.
234
646000
2000
musíte to oživiť.
11:06
We make it come alive
235
648000
2000
Podarilo sa nám to oživiť
11:08
with equations, a lot of mathematics.
236
650000
2000
rovnicami, veľkým množstvom matematiky.
11:10
And, in fact, the equations that make neurons into electrical generators
237
652000
4000
Sú to práve rovnice, ktoré integrujú neuróny do elektrických generátorov,
11:14
were discovered by two Cambridge Nobel Laureates.
238
656000
3000
objavené dvoma Cambridgeskými Nobelovými laureátmi.
11:17
So, we have the mathematics to make neurons come alive.
239
659000
3000
Máme matematiku, aby sme neuróny oživili.
11:20
We also have the mathematics to describe
240
662000
2000
Matematikou tiež vieme opišať,
11:22
how neurons collect information,
241
664000
3000
ako neuróny zbierajú informácie,
11:25
and how they create a little lightning bolt
242
667000
3000
ako vytvárajú malé svetelné záblesky,
11:28
to communicate with each other.
243
670000
2000
aby medzi sebou komunikovali.
11:30
And when they get to the synapse,
244
672000
2000
Keď sa dostanú k synapsii
11:32
what they do is they effectively,
245
674000
2000
urobia to, že jej efektívne
11:34
literally, shock the synapse.
246
676000
3000
spôsobia doslova šok.
11:37
It's like electrical shock
247
679000
2000
Elektrický šok,
11:39
that releases the chemicals from these synapses.
248
681000
3000
ktorý zo synapsí uvoľňuje chemikálie.
11:42
And we've got the mathematics to describe this process.
249
684000
3000
A my máme matematiku, aby sme tento proces popísali.
11:45
So we can describe the communication between the neurons.
250
687000
4000
Dokážeme popísať komunikáciu medzi neurónmi.
11:49
There literally are only a handful
251
691000
3000
Prakticky je to len hŕstka rovníc,
11:52
of equations that you need to simulate
252
694000
2000
ktorými potrebujete simulovať
11:54
the activity of the neocortex.
253
696000
2000
aktivitu neokortexu.
11:56
But what you do need is a very big computer.
254
698000
3000
To čo však potrebujete je veľmi veľký počítač.
11:59
And in fact you need one laptop
255
701000
2000
V skutočnosti potrebujete jeden laptop,
12:01
to do all the calculations just for one neuron.
256
703000
3000
aby robil všetky kalkulácie len pre jeden neurón.
12:04
So you need 10,000 laptops.
257
706000
2000
Takže potrebujete desať tisíc laptopov.
12:06
So where do you go? You go to IBM,
258
708000
2000
Takže kam pôjdete? Idete do IBM,
12:08
and you get a supercomputer, because they know how to take
259
710000
2000
a dostanete superpočítač, pretože vedia ako dať dokopy
12:10
10,000 laptops and put it into the size of a refrigerator.
260
712000
4000
10 tisíc laptopov a dať do skrine o veľkosti chladničky.
12:14
So now we have this Blue Gene supercomputer.
261
716000
3000
Teraz máme tento Blue Gene superpočítač.
12:17
We can load up all the neurons,
262
719000
2000
Môžeme nahrať všetky neuróny
12:19
each one on to its processor,
263
721000
2000
každý na svoj procesor
12:21
and fire it up, and see what happens.
264
723000
4000
a rozpáliť to a sledovať, čo sa stane.
12:25
Take the magic carpet for a ride.
265
727000
3000
Zajazdiť si na lietajúcom koberci.
12:28
Here we activate it. And this gives the first glimpse
266
730000
3000
Tu sme to aktivovali. A tu máme predbežný náhľad,
12:31
of what is happening in your brain
267
733000
2000
čo sa deje vo vašom mozgu
12:33
when there is a stimulation.
268
735000
2000
keď dostane podnet.
12:35
It's the first view.
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 reality coming out of that?"
271
741000
5000
„Dobrý Bože ako sa z toho vytvorí realita?“
12:44
But, in fact, you can start,
272
746000
3000
Ale v skutočnosti môžete pokračovať,
12:47
even though we haven't trained this neocortical column
273
749000
4000
aj keď sme tento neokortexový stĺpec netrénovali,
12:51
to create a specific reality.
274
753000
2000
vytvárať špecifickú realitu.
12:53
But we can ask, "Where is the rose?"
275
755000
4000
Môžeme sa ale pýtať: „Kde je ruža?“
12:57
We can ask, "Where is it inside,
276
759000
2000
Môžeme sa pýtať, "Kde vnútri sa nachádza,
12:59
if we stimulate it with a picture?"
277
761000
3000
keď ho stimulujeme obrazom?
13:02
Where is it inside the neocortex?
278
764000
2000
Kde vnútri neokortexu sa nachádza?
13:04
Ultimately it's got to be there if we stimulated 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 ignore the neurons, ignore the synapses,
281
772000
3000
ignorovať neuróny, ignorovať synapsie,
13:13
and look just at the raw electrical activity.
282
775000
2000
a pozrieť sa len na hrubú elektrickú aktivitu.
13:15
Because that is what it's creating.
283
777000
2000
Pretože o to vlastne ide, to vytvára.
13:17
It's creating electrical patterns.
284
779000
2000
Vytvára elektrické vzorce.
13:19
So when we did this,
285
781000
2000
Keď sme to urobili,
13:21
we indeed, for the first time,
286
783000
2000
vlastne, prvý krát,
13:23
saw these ghost-like structures:
287
785000
3000
sledovali sme túto ducho-podobnú štruktúru:
13:26
electrical objects appearing
288
788000
3000
Elektrické objekty objavujúce sa
13:29
within the neocortical column.
289
791000
3000
vnútri neokortexového stĺpca.
13:32
And it's these electrical objects
290
794000
3000
Sú to práve tieto elektrické objekty,
13:35
that are holding all the information about
291
797000
3000
ktoré obsahujú všetky informácie
13:38
whatever stimulated it.
292
800000
3000
o čomkoľvek čo simulovali.
13:41
And then when we zoomed into this,
293
803000
2000
Keď sme to celé priblížili
13:43
it's like a veritable universe.
294
805000
4000
je to niečo ako skutočný vesmír.
13:47
So the next step
295
809000
2000
Ďalším krokom bude
13:49
is just to take these brain coordinates
296
811000
4000
len vziať tieto mozgové súradnice,
13:53
and to project them into perceptual space.
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 able to step inside
299
821000
2000
budeme schopní vkročiť do vnútra
14:01
the reality that is created
300
823000
2000
reality, ktorá je vytváraná
14:03
by this machine,
301
825000
2000
týmto strojom,
14:05
by this piece of the brain.
302
827000
3000
touto časťou mozgu.
14:08
So, in summary,
303
830000
2000
Na záver,
14:10
I think that the universe may have --
304
832000
2000
myslím si, že vesmír môže ma5 --
14:12
it's possible --
305
834000
2000
je to možné --
14:14
evolved a brain to see itself,
306
836000
3000
mozog, ktorý natoľko dospel, že je schopný vidieť sám seba.
14:17
which may be a first step in becoming aware of itself.
307
839000
5000
Môže to byť prvý krok v procese uvedomovania si samého seba.
14:22
There is a lot more to do to test these theories,
308
844000
2000
Veľa toho ešte ostáva na testovanie týchto teórii a
14:24
and to test any other theories.
309
846000
3000
na testovanie ostatných teórii.
14:27
But I hope that you are at least partly convinced
310
849000
3000
Ale dúfam, že ste aspoň čiastočne presvedčení,
14:30
that it is not impossible to build a brain.
311
852000
3000
že nie je nemožné postaviť mozog.
14:33
We can do it within 10 years,
312
855000
2000
Do desiatich rokov sme toho schopní,
14:35
and if we do succeed,
313
857000
2000
a ak v tom uspejeme
14:37
we will send to TED, in 10 years,
314
859000
2000
pošleme vám sem na TED o 10 rokov
14:39
a hologram to talk to you. Thank you.
315
861000
3000
hologram, aby k vám hovoril. Ďakujem vám.
14:42
(Applause)
316
864000
6000
(Potlesk)
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