TEDGlobal 2009
Henry Markram: A brain in a supercomputer
Hery Markram xây dựng bộ não bằng siêu máy tính
Filmed:
Readability: 3.8
1,469,354 views
Henry Markram cho rằng những bí ẩn về nhận thức của con người có thể được làm sáng tỏ trong nay mai. Những hạn chế về tâm thần, trí nhớ, cảm nhận đều được tạo thành bởi các tế bào thần kinh và các tín hiệu điện dẫn, và ông lên kế hoạch cho việc tìm ra chúng bằng cách sử dụng một siêu máy tính có khả năng mô phỏng khoảng 100 ngàn tỉ khớp thần kinh của bộ não con người.
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
Mục tiêu hàng đầu của chúng tôi là xây dựng
00:21
a detailed, realistic
1
3000
2000
một mô hình máy tính chi tiết
00:23
computer model of the human brain.
2
5000
2000
nhằm mô phỏng bộ não con người.
00:25
And we've done, in the past four years,
3
7000
3000
Trong 4 năm qua, chúng tôi đã tiến hành
00:28
a proof of concept
4
10000
2000
kiểm chứng
00:30
on a small part of the rodent brain,
5
12000
3000
trên một phần nhỏ bộ não của loài gặm nhấm,
00:33
and with this proof of concept we are now scaling the project up
6
15000
3000
và từ kết kết quả kiểm chứng này, chúng tôi hiện đang mở rộng dự án
00:36
to reach the human brain.
7
18000
3000
để tiến hành trên toàn bộ bộ não con người.
00:39
Why are we doing this?
8
21000
2000
Tại sao chúng tôi lại thực hiện dự án này?
00:41
There are three important reasons.
9
23000
2000
Có 3 lý do quan trọng
00:43
The first is, it's essential for us to understand the human brain
10
25000
4000
Trước hết, dự án này là cần thiết trong việc giúp chúng ta hiểu về bộ não con người
00:47
if we do want to get along in society,
11
29000
2000
giúp chúng ta hòa nhập vào xã hội
00:49
and I think that it is a key step in evolution.
12
31000
4000
và tôi cho rằng đó là bước chuyển tiếp chính trong quá trình tiến hóa
00:53
The second reason is,
13
35000
2000
Lý do thứ hai là
00:55
we cannot keep doing animal experimentation forever,
14
37000
6000
chúng ta không thể cứ mãi tiếp tục tiến hành thực nghiệm trên động vật
01:01
and we have to embody all our data and all our knowledge
15
43000
4000
và chúng ta phải kết nối tất cả dữ liệu cũng như tri thức mà chúng ta có được
01:05
into a working model.
16
47000
3000
vào trong một mô hình khả dĩ
01:08
It's like a Noah's Ark. It's like an archive.
17
50000
4000
Nó giống như chiếc tàu của Noah. Nó giống như một kho lưu trữ
01:12
And the third reason is that there are two billion people on the planet
18
54000
3000
Và lý do thứ ba là có 2 tỉ người trên hành tinh này
01:15
that are affected by mental disorder,
19
57000
4000
bị ảnh hưởng bởi rối loạn về tâm thần
01:19
and the drugs that are used today
20
61000
2000
và thuốc điều trị hiện tại
01:21
are largely empirical.
21
63000
2000
phần lớn dựa trên thực nghiệm.
01:23
I think that we can come up with very concrete solutions on
22
65000
3000
Tôi cho rằng chúng ta có thể đưa ra những giải pháp đúng đắn trong việc
01:26
how to treat disorders.
23
68000
3000
làm thế nào để điều trị những rối loạn này.
01:29
Now, even at this stage,
24
71000
3000
Hiện tại, thậm chí trong giai đoạn này,
01:32
we can use the brain model
25
74000
2000
chúng tôi có thể dùng mô hình của bộ não
01:34
to explore some fundamental questions
26
76000
3000
để tìm ra giải đáp cho một số câu hỏi căn bản
01:37
about how the brain works.
27
79000
2000
về cách thức làm việc của bộ não.
01:39
And here, at TED, for the first time,
28
81000
2000
Và tại đây, tại TED, lần đầu tiên,
01:41
I'd like to share with you how we're addressing
29
83000
2000
Tôi muốn chia sẻ với các bạn làm thế nào chúng tôi giải đáp
01:43
one theory -- there are many theories --
30
85000
3000
một lý thuyết -- có nhiều lý thuyết ---
01:46
one theory of how the brain works.
31
88000
4000
lý thuyết về cách thức bộ não vận hành.
01:50
So, this theory is that the brain
32
92000
4000
Lý thuyết này cho rằng bộ não
01:54
creates, builds, a version of the universe,
33
96000
6000
tạo ra và kiến trúc một mô hình giống như thế giới của chúng ta.
02:00
and projects this version of the universe,
34
102000
3000
Và xem xét mô hình này
02:03
like a bubble, all around us.
35
105000
4000
như một quả bóng, bao xung quanh chúng ta.
02:07
Now, this is of course a topic of philosophical debate for centuries.
36
109000
4000
Dĩ nhiên, đây là chủ đề triết học gây tranh cãi trong nhiều thế kỷ
02:11
But, for the first time, we can actually address this,
37
113000
3000
Nhưng, lần đầu tiên, chúng tôi có thể thực sự chỉ ra rằng,
02:14
with brain simulation,
38
116000
2000
thông qua mô phỏng của bộ não,
02:16
and ask very systematic and rigorous questions,
39
118000
4000
và hỏi những câu hỏi có tính hệ thống và chuẩn xác,
02:20
whether this theory could possibly be true.
40
122000
4000
để kiểm chứng xem lý thuyết này có đúng đắn hay không.
02:24
The reason why the moon is huge on the horizon
41
126000
3000
Lý do tại sao mặt trăng lại rất lớn ở đường chân trời
02:27
is simply because our perceptual bubble
42
129000
3000
bởi vì đơn giản là do trái bóng cảm nhận của chúng ta
02:30
does not stretch out 380,000 kilometers.
43
132000
4000
không thể kéo dài ra tới 380 ngàn cây số
02:34
It runs out of space.
44
136000
2000
Nó vượt ra khỏi không gian có thể có
02:36
And so what we do is we compare the buildings
45
138000
4000
Và cách chúng ta làm là chúng ta so sánh với những tòa nhà
02:40
within our perceptual bubble,
46
142000
2000
bên trong quả bóng cảm nhận của chúng ta
02:42
and we make a decision.
47
144000
2000
và chúng ta đưa ra nhận định
02:44
We make a decision it's that big,
48
146000
2000
Chúng ta cho rằng nó lớn từng đó
02:46
even though it's not that big.
49
148000
2000
mặc dù là nó không thực sự lớn đến mức như thế
02:48
And what that illustrates
50
150000
2000
và điều đó cho thấy rằng
02:50
is that decisions are the key things
51
152000
2000
nhận định là điều quan trọng nhất
02:52
that support our perceptual bubble. It keeps it alive.
52
154000
5000
hỗ trợ quả bóng cảm nhận của chúng ta. Nhận định giúp quả bóng đó luôn tồn tại.
02:57
Without decisions you cannot see, you cannot think,
53
159000
2000
Không có những nhận định như thế, bạn không thể thấy, bạn không thể suy nghĩ
02:59
you cannot feel.
54
161000
2000
bạn không thể cảm nhận.
03:01
And you may think that anesthetics work
55
163000
2000
Và bạn có thể nghĩ rằng đó là cách thuốc gây mê tác động lên bạn
03:03
by sending you into some deep sleep,
56
165000
3000
bằng cách mang bạn vào trong một giấc ngủ sâu,
03:06
or by blocking your receptors so that you don't feel pain,
57
168000
3000
hoặc bằng cách ức chế các tế bào cảm giác giúp chúng ta không cảm thấy đau,
03:09
but in fact most anesthetics don't work that way.
58
171000
3000
nhưng thực ra hầu hết các chất gây mê không hoạt động theo cơ chế này.
03:12
What they do is they introduce a noise
59
174000
3000
Cách chúng làm là chúng tạo ra nhiễu
03:15
into the brain so that the neurons cannot understand each other.
60
177000
3000
vào trong bộ não khiến cho các tế bào thần kinh không thể tương tác với nhau.
03:18
They are confused,
61
180000
2000
Chúng bị làm xáo trộn,
03:20
and you cannot make a decision.
62
182000
3000
và bạn không thể đưa ra nhận định của mình.
03:23
So, while you're trying to make up your mind
63
185000
3000
Vì thế, trong khi bạn đang cố gắng đưa ra nhận định của mình,
03:26
what the doctor, the surgeon, is doing
64
188000
2000
về điều mà vị bác sỹ hay chuyên gia phẫu thuật đang làm
03:28
while he's hacking away at your body, he's long gone.
65
190000
2000
trong khi ông ấy đang kiểm tra cơ thể của bạn, thì ông ta đã làm xong việc từ lâu rồi.
03:30
He's at home having tea.
66
192000
2000
Ông ấy đã về nhà và đang uống trà.
03:32
(Laughter)
67
194000
2000
(Cười lớn)
03:34
So, when you walk up to a door and you open it,
68
196000
3000
Vì thế, khi bạn tiến gần lại cánh cửa và mở nó,
03:37
what you compulsively have to do to perceive
69
199000
3000
điều mà bạn phải làm một cách miễn cưỡng là cảm nhận
03:40
is to make decisions,
70
202000
2000
để đưa ra những quyết định,
03:42
thousands of decisions about the size of the room,
71
204000
3000
hàng ngàn quyết định về kích thước của căn phòng,
03:45
the walls, the height, the objects in this room.
72
207000
3000
bức tường, chiều cao, những đồ vật trong phòng.
03:48
99 percent of what you see
73
210000
3000
99 phần trăm những gì bạn thấy
03:51
is not what comes in through the eyes.
74
213000
4000
đều không đến từ đôi mắt.
03:55
It is what you infer about that room.
75
217000
4000
Mà nó là từ những gì bạn suy diễn về căn phòng.
03:59
So I can say, with some certainty,
76
221000
4000
Vì thế tôi có thể nói, với một chắc chắn nhất định,
04:03
"I think, therefore I am."
77
225000
3000
"Tôi nghĩ, vì thế tôi là chính tôi."
04:06
But I cannot say, "You think, therefore you are,"
78
228000
4000
Nhưng tôi không thể nói, "Bạn nghĩ, do dó bạn là chính bạn,"
04:10
because "you" are within my perceptual bubble.
79
232000
5000
Bởi vì khi nói "bạn", nghĩa là đã đặt trong quả bóng cảm nhận của tôi.
04:15
Now, we can speculate and philosophize this,
80
237000
3000
Giờ đây chúng ta có thể suy đoán và bàn luận về vấn đề này,
04:18
but we don't actually have to for the next hundred years.
81
240000
3000
nhưng chúng ta không thực sự phải làm điều đó trong 100 năm tới .
04:21
We can ask a very concrete question.
82
243000
2000
Chúng ta có thể hỏi một câu hỏi cụ thể.
04:23
"Can the brain build such a perception?"
83
245000
4000
Liệu bộ não có thể tạo ra khả năng cảm nhận như thế hay không?
04:27
Is it capable of doing it?
84
249000
2000
Liệu nó có đủ khả năng để thực hiện điều đó?
04:29
Does it have the substance to do it?
85
251000
2000
Có hay không những thành phần bên trong bộ não giúp nó thực hiện việc này?
04:31
And that's what I'm going to describe to you today.
86
253000
3000
Và đó chính là điều mà tôi muốn trình bày với các bạn ngày hôm nay.
04:34
So, it took the universe 11 billion years to build the brain.
87
256000
4000
Vũ trụ phải mất khoảng 11 tỉ năm để tạo ra được bộ não.
04:38
It had to improve it a little bit.
88
260000
2000
Bộ não đã phải tự cải thiện dần dần.
04:40
It had to add to the frontal part, so that you would have instincts,
89
262000
3000
Nó đã phải thêm vào phần xương trán phía trước, nhờ đó giúp chúng ta có thể có bản năng
04:43
because they had to cope on land.
90
265000
3000
bởi vì chúng ta phải đấu tranh sinh tồn
04:46
But the real big step was the neocortex.
91
268000
4000
Nhưng bước thực sự quan trọng là vùng vỏ não mới.
04:50
It's a new brain. You needed it.
92
272000
2000
Nó là một bộ não mới. Chúng ta đều cần nó.
04:52
The mammals needed it
93
274000
2000
Mọi động vật có vú đều cần nó
04:54
because they had to cope with parenthood,
94
276000
4000
bởi vì chúng đều liên quan đến tính di truyền,
04:58
social interactions,
95
280000
2000
sự tương tác xã hội,
05:00
complex cognitive functions.
96
282000
3000
hoặc những hành vi cảm nhận phức tạp.
05:03
So, you can think of the neocortex
97
285000
2000
Vì thế bạn có thể xem phần vỏ não mới
05:05
actually as the ultimate solution today,
98
287000
5000
thực sự là một giải pháp sau cùng
05:10
of the universe as we know it.
99
292000
3000
của thế giới theo cái cách mà chúng ta biết về nó.
05:13
It's the pinnacle, it's the final product
100
295000
2000
Nó là đỉnh cao, là sản phẩm cuối cùng
05:15
that the universe has produced.
101
297000
4000
mà vũ trụ đã tạo ra.
05:19
It was so successful in evolution
102
301000
2000
Nó là bước tiến hóa hết sức thành công
05:21
that from mouse to man it expanded
103
303000
2000
từ chuột cho đến con người
05:23
about a thousandfold in terms of the numbers of neurons,
104
305000
3000
với hàng ngàn tế bào thần kinh,
05:26
to produce this almost frightening
105
308000
3000
để tạo ra
05:29
organ, structure.
106
311000
3000
một cơ quan, cấu trúc thực sự đáng kinh ngạc.
05:32
And it has not stopped its evolutionary path.
107
314000
3000
Và nó vẫn chưa dừng lại quá trình tiến hóa của nó.
05:35
In fact, the neocortex in the human brain
108
317000
2000
Và thực chất, vùng vỏ não mới trong bộ não con người
05:37
is evolving at an enormous speed.
109
319000
3000
đang tiến hóa với một tốc độ rất lớn.
05:40
If you zoom into the surface of the neocortex,
110
322000
2000
Nếu bạn nhìn kỹ vào bề mặt của vỏ não mới,
05:42
you discover that it's made up of little modules,
111
324000
3000
bạn phát hiện ra là nó được tạo ra từ nhiều thành phần nhỏ xíu,
05:45
G5 processors, like in a computer.
112
327000
2000
tương tự như những bộ xử lý G5 trong máy tính.
05:47
But there are about a million of them.
113
329000
3000
Nhưng ở đây chúng có số lượng lên tới hàng triệu
05:50
They were so successful in evolution
114
332000
2000
Chúng đã rất thành công trong quá trình tiến hóa
05:52
that what we did was to duplicate them
115
334000
2000
bằng cách nhân bản chúng
05:54
over and over and add more and more of them to the brain
116
336000
2000
nhiều hơn nữa và thêm chúng càng nhiều vào bộ não
05:56
until we ran out of space in the skull.
117
338000
3000
cho tới khi không còn khoảng trống nào trong hộp sọ.
05:59
And the brain started to fold in on itself,
118
341000
2000
Và bộ não bắt đầu tự gập lại,
06:01
and that's why the neocortex is so highly convoluted.
119
343000
3000
và đó là lý do tại sao vùng vỏ não mới lại cuộn lại nhiều như thế.
06:04
We're just packing in columns,
120
346000
2000
Bộ não dồn lại theo từng cột,
06:06
so that we'd have more neocortical columns
121
348000
3000
để chúng ta có thể có nhiều cột vỏ não mới hơn
06:09
to perform more complex functions.
122
351000
3000
để thực hiện những chức năng phức tạp hơn nữa.
06:12
So you can think of the neocortex actually as
123
354000
2000
Vậy bạn có thể xem vùng vỏ não mới như là
06:14
a massive grand piano,
124
356000
2000
một cây đàn piano vĩ đại,
06:16
a million-key grand piano.
125
358000
3000
một cây đàn piano với hàng triệu phím.
06:19
Each of these neocortical columns
126
361000
2000
Mỗi cột vỏ não mới này
06:21
would produce a note.
127
363000
2000
có thể tạo ra một nốt nhạc.
06:23
You stimulate it; it produces a symphony.
128
365000
3000
Bạn chỉ cần kích thích nó; nó sẽ tạo ra một bản nhạc.
06:26
But it's not just a symphony of perception.
129
368000
3000
Nhưng nó không chỉ là một bản nhạc của các giác quan.
06:29
It's a symphony of your universe, your reality.
130
371000
3000
Nó là bản nhạc của thế giới của bạn, của thực tiễn của bạn.
06:32
Now, of course it takes years to learn how
131
374000
3000
Và dĩ nhiên, phải mất nhiều năm trời để học cách làm thế nào
06:35
to master a grand piano with a million keys.
132
377000
3000
để chơi thành thạo cây đàn piano với một triệu phím.
06:38
That's why you have to send your kids to good schools,
133
380000
2000
Đó là lý do tại sao bạn phải gửi lũ trẻ tới những trường tốt,
06:40
hopefully eventually to Oxford.
134
382000
2000
hi vọng cuối cùng có thể là Oxford.
06:42
But it's not only education.
135
384000
3000
Nhưng nó không chỉ là giáo dục.
06:45
It's also genetics.
136
387000
2000
Nó cũng liên quan đến di truyền.
06:47
You may be born lucky,
137
389000
2000
Bạn có thể có may mắn ngay khi từ lúc sinh ra,
06:49
where you know how to master your neocortical column,
138
391000
4000
hoặc bạn biết làm thế nào để thành thạo cột vỏ não mới của bạn,
06:53
and you can play a fantastic symphony.
139
395000
2000
và bạn có thể chơi một bản nhạc hoành tráng.
06:55
In fact, there is a new theory of autism
140
397000
3000
Thực vậy, có một lý thuyết mới về chứng tự kỷ
06:58
called the "intense world" theory,
141
400000
2000
được gọi là lý thuyết thế giới kịch tính
07:00
which suggests that the neocortical columns are super-columns.
142
402000
4000
lý thuyết này cho rằng các cột vỏ não mới này là những siêu cột.
07:04
They are highly reactive, and they are super-plastic,
143
406000
4000
Chúng phản ứng khá mạnh, và chúng có tính đàn hồi rất cao
07:08
and so the autists are probably capable of
144
410000
3000
và vì thế những người mắc chứng tự kỷ thường có khả năng
07:11
building and learning a symphony
145
413000
2000
tạo ra và học một bản nhạc
07:13
which is unthinkable for us.
146
415000
2000
mà chúng ta không thể nghĩ ra được
07:15
But you can also understand
147
417000
2000
Nhưng bạn cũng có thể hiểu rằng
07:17
that if you have a disease
148
419000
2000
nếu bạn mắc một chứng bệnh nào đó
07:19
within one of these columns,
149
421000
2000
bên trong một trong những cột này
07:21
the note is going to be off.
150
423000
2000
cái phím nhạc đó cũng sẽ không hoạt động
07:23
The perception, the symphony that you create
151
425000
2000
Khả năng cảm nhận, hay là bản nhạc mà bạn tạo ra
07:25
is going to be corrupted,
152
427000
2000
có thể sẽ bị hỏng
07:27
and you will have symptoms of disease.
153
429000
3000
và bạn sẽ có triệu chứng của căn bệnh đó.
07:30
So, the Holy Grail for neuroscience
154
432000
4000
Vì thế, chén thánh đối với khoa học về tâm thần
07:34
is really to understand the design of the neocoritical column --
155
436000
4000
là thực sự có thể hiểu được cách thiết kế của các cột vỏ não mới
07:38
and it's not just for neuroscience;
156
440000
2000
và điều này không chỉ quan trọng với khoa học về thần kinh
07:40
it's perhaps to understand perception, to understand reality,
157
442000
3000
mà có lẽ cũng để hiểu được khả năng cảm nhận, sự thực tiễn
07:43
and perhaps to even also understand physical reality.
158
445000
4000
và có lẽ thậm chí để hiểu được thực tiễn khách quan
07:47
So, what we did was, for the past 15 years,
159
449000
3000
Vì thế, những gì chúng tôi đã làm trong 15 năm qua
07:50
was to dissect out the neocortex, systematically.
160
452000
4000
đó là khảo sát vùng vỏ não mới một cách có hệ thống.
07:54
It's a bit like going and cataloging a piece of the rainforest.
161
456000
4000
việc này giống như là phân loại một mảng rừng nhiệt đới
07:58
How many trees does it have?
162
460000
2000
Có bao nhiêu cây trong đó?
08:00
What shapes are the trees?
163
462000
2000
Các cây này có hình dạng như thế nào?
08:02
How many of each type of tree do you have? Where are they positioned?
164
464000
3000
Có bao nhiêu loại cây? Chúng được phân bố ở đâu?
08:05
But it's a bit more than cataloging because you actually have to
165
467000
2000
Việc này thực ra không chỉ là phân loại bởi vì bạn phải thực sự
08:07
describe and discover all the rules of communication,
166
469000
4000
mô tả và tìm ra tất cả các quy tắc trong việc trao đổi thông tin
08:11
the rules of connectivity,
167
473000
2000
những quy tắc trong việc kết nối,
08:13
because the neurons don't just like to connect with any neuron.
168
475000
3000
bởi vì các tế bào thần kinh này không chỉ kết nối một cách đơn thuần với bất kỳ một tế bào thần kinh khác
08:16
They choose very carefully who they connect with.
169
478000
3000
Chúng chọn lựa đối tượng kết nối một cách rất cẩn thận
08:19
It's also more than cataloging
170
481000
3000
Việc này cũng không chỉ đơn thuần là phân loại
08:22
because you actually have to build three-dimensional
171
484000
2000
bởi vì bạn thực sự phải xây dựng được
08:24
digital models of them.
172
486000
2000
mô hình 3 chiều của chúng.
08:26
And we did that for tens of thousands of neurons,
173
488000
2000
Và chúng tôi đã làm việc đó cho hàng vạn tế bào thần kinh,
08:28
built digital models of all the different types
174
490000
3000
xây dựng mô hình số
08:31
of neurons we came across.
175
493000
2000
của nhiều loại tế bào thần kinh khác nhau mà chúng tôi đã biết qua.
08:33
And once you have that, you can actually
176
495000
2000
Và khi bạn làm được điều này, bạn có thể
08:35
begin to build the neocortical column.
177
497000
4000
bắt đầu xây dựng cột vỏ não mới.
08:39
And here we're coiling them up.
178
501000
3000
Và ở đây chúng tôi quấn chúng lại.
08:42
But as you do this, what you see
179
504000
3000
Nhưng khi bạn làm điều đó, điều mà bạn thấy được
08:45
is that the branches intersect
180
507000
2000
đó là các nhánh giao nhau
08:47
actually in millions of locations,
181
509000
3000
tại hàng triệu nơi.
08:50
and at each of these intersections
182
512000
3000
Và tại mỗi giao điểm này
08:53
they can form a synapse.
183
515000
2000
chúng có thể hình thành một khớp thần kinh.
08:55
And a synapse is a chemical location
184
517000
2000
Và khớp thần kinh là nơi chứa chất hóa học
08:57
where they communicate with each other.
185
519000
3000
mà ở đó chúng trao đổi thông tin với nhau.
09:00
And these synapses together
186
522000
2000
Và các khớp thần kinh này cùng nhau
09:02
form the network
187
524000
2000
tạo thành một mạng lưới
09:04
or the circuit of the brain.
188
526000
3000
hoặc một bản mạch dẫn điện của bộ não.
09:07
Now, the circuit, you could also think of as
189
529000
4000
Và giờ đây, bản mạch dẫn này, bạn có thể xem như là
09:11
the fabric of the brain.
190
533000
2000
thớ vải của bộ não.
09:13
And when you think of the fabric of the brain,
191
535000
3000
Và khi bạn nghĩ về cái thớ vải của bộ não,
09:16
the structure, how is it built? What is the pattern of the carpet?
192
538000
4000
làm thế nào cái thớ vải này có thể được tạo ra với cấu trúc như thế? Cái gì là khuôn mẫu của tấm thảm này?
09:20
You realize that this poses
193
542000
2000
Và bạn nhận ra rằng điều này đưa ra
09:22
a fundamental challenge to any theory of the brain,
194
544000
4000
một thách thức căn bản cho bất kỳ một lý thuyết nào về bộ não,
09:26
and especially to a theory that says
195
548000
2000
đặc biệt đối với lý thuyết cho rằng
09:28
that there is some reality that emerges
196
550000
2000
tồn tại những thực tế được tạo ra
09:30
out of this carpet, out of this particular carpet
197
552000
3000
từ tấm thảm này, từ chính tấm thảm này
09:33
with a particular pattern.
198
555000
2000
và cái khuôn mẫu cụ thể này.
09:35
The reason is because the most important design secret of the brain
199
557000
3000
Lý do là bởi vì bí mật quan trọng nhất trong thiết kế của bộ não
09:38
is diversity.
200
560000
2000
là tính đa dạng.
09:40
Every neuron is different.
201
562000
2000
Mọi tế bào thần kinh đều khác biệt.
09:42
It's the same in the forest. Every pine tree is different.
202
564000
2000
Tương tự như trong một khu rừng. Mọi cây thông đều khác nhau.
09:44
You may have many different types of trees,
203
566000
2000
Có thể có nhiều loại cây,
09:46
but every pine tree is different. And in the brain it's the same.
204
568000
3000
nhưng mỗi cây thông đều khác nhau. Và điều này cũng tương tự như trong bộ não.
09:49
So there is no neuron in my brain that is the same as another,
205
571000
3000
Vì thế, không có một tế bào thần kinh nào trong bộ não của tôi hoàn toàn giống với một tế bào thần kinh khác
09:52
and there is no neuron in my brain that is the same as in yours.
206
574000
3000
và không có một tế bào thần kinh nào trong bộ não của tôi giống với trong bộ não của bạn.
09:55
And your neurons are not going to be oriented and positioned
207
577000
3000
Và các tế bào thần kinh của bạn sẽ không định vị và định hướng
09:58
in exactly the same way.
208
580000
2000
theo cùng một cách.
10:00
And you may have more or less neurons.
209
582000
2000
Và số lượng tế bào thần kinh của bạn cũng có thể có nhiều hơn hoặc ít hơn.
10:02
So it's very unlikely
210
584000
2000
Và vì thế,
10:04
that you got the same fabric, the same circuitry.
211
586000
4000
khả năng các bạn có cùng một thớ vải, cùng một mạch dẫn là rất thấp .
10:08
So, how could we possibly create a reality
212
590000
2000
Vậy thì làm thế nào chúng ta có thể tạo ra một thực tế
10:10
that we can even understand each other?
213
592000
3000
để chúng ta có thể hiểu được lẫn nhau?
10:13
Well, we don't have to speculate.
214
595000
2000
Chúng ta không cần phải suy nghĩ về việc này.
10:15
We can look at all 10 million synapses now.
215
597000
3000
Chúng ta có thể nhìn vào 10 triệu khớp thần kinh
10:18
We can look at the fabric. And we can change neurons.
216
600000
3000
Chúng ta có thể nhìn vào các thớ vải. Và chúng ta có thể thay đổi các tế bào thần kinh.
10:21
We can use different neurons with different variations.
217
603000
2000
Chúng ta có thể sử dụng những tế bào thần kinh khác với một số biến đổi khác nhau.
10:23
We can position them in different places,
218
605000
2000
Chúng ta có thể đặt chúng vào những chỗ khác nhau,
10:25
orient them in different places.
219
607000
2000
định hướng chúng trong những chỗ khác nhau.
10:27
We can use less or more of them.
220
609000
2000
Chúng ta có thể dùng chúng nhiều hơn hoặc ít hơn.
10:29
And when we do that
221
611000
2000
Và khi chúng tôi làm việc này
10:31
what we discovered is that the circuitry does change.
222
613000
3000
điều mà chúng tôi đã tìm ra là bản mạch dẫn cũng thay đổi.
10:34
But the pattern of how the circuitry is designed does not.
223
616000
7000
Nhưng khuôn mẫu thiết kế của mạch dẫn thì không thay đổi.
10:41
So, the fabric of the brain,
224
623000
2000
Vì vậy, thớ vải của bộ não,
10:43
even though your brain may be smaller, bigger,
225
625000
2000
thậm chí khi bộ não của bạn có thể nhỏ hơn, hoặc lớn hơn,
10:45
it may have different types of neurons,
226
627000
3000
nó có thể có những loại tế bào thần kinh khác nhau,
10:48
different morphologies of neurons,
227
630000
2000
những hình thái tế bào khác nhau,
10:50
we actually do share
228
632000
3000
nhưng chúng ta thực ra cùng có chung
10:53
the same fabric.
229
635000
2000
một vật liệu vải.
10:55
And we think this is species-specific,
230
637000
2000
Và chúng tôi cho rằng chất liệu này phụ thuộc vào từng loài cụ thể,
10:57
which means that that could explain
231
639000
2000
điều này có thể giải thích
10:59
why we can't communicate across species.
232
641000
2000
tại sao chúng ta không thể trao đổi với các loài động vật khác.
11:01
So, let's switch it on. But to do it, what you have to do
233
643000
3000
Vì vậy, chúng ta hãy khiến nó hoạt động. Nhưng để làm được điều này, cái mà bạn phải làm là
11:04
is you have to make this come alive.
234
646000
2000
bạn phải làm cho nó trở nên sống động.
11:06
We make it come alive
235
648000
2000
Chúng tôi khiến nó trở nên sống động
11:08
with equations, a lot of mathematics.
236
650000
2000
bằng những phương trình, rất nhiều công thức toán học ở đây.
11:10
And, in fact, the equations that make neurons into electrical generators
237
652000
4000
Và thực tế, các phương trình chuyển đổi các tế bào thần kinh thành các máy phát điện
11:14
were discovered by two Cambridge Nobel Laureates.
238
656000
3000
được đưa ra bởi hai người đoạt giải Nobel của đại học Cambridge .
11:17
So, we have the mathematics to make neurons come alive.
239
659000
3000
Chúng tôi có công cụ toán học để khiến cho những tế bào thần kinh này trở nên sống động.
11:20
We also have the mathematics to describe
240
662000
2000
Chúng tôi cũng có những công cụ toán học để mô tả
11:22
how neurons collect information,
241
664000
3000
cách thức các tế bào thần kinh có thể góp nhặt thông tin,
11:25
and how they create a little lightning bolt
242
667000
3000
và cách thức chúng tạo ra xung điện nhỏ
11:28
to communicate with each other.
243
670000
2000
để trao đổi với các tế bào thần kinh khác.
11:30
And when they get to the synapse,
244
672000
2000
Và khi các xung điện này được truyền dẫn đến khớp thần kinh,
11:32
what they do is they effectively,
245
674000
2000
điều chúng làm là chúng
11:34
literally, shock the synapse.
246
676000
3000
kích thích một cách hiệu quả khớp thần kinh này.
11:37
It's like electrical shock
247
679000
2000
Nó giống như một kích thích điện dẫn
11:39
that releases the chemicals from these synapses.
248
681000
3000
có khả năng giải phóng các chất hóa học ra khỏi các khớp thần kinh.
11:42
And we've got the mathematics to describe this process.
249
684000
3000
Và chúng tôi dùng toán học để mô tả quá trình này.
11:45
So we can describe the communication between the neurons.
250
687000
4000
Vì vậy chúng tôi có thể mô tả được sự trao đổi thông tin giữa các tế bào thần kinh.
11:49
There literally are only a handful
251
691000
3000
Thực ra chỉ có một số ít
11:52
of equations that you need to simulate
252
694000
2000
các phương trình toán học mà bạn cần có để mô phỏng
11:54
the activity of the neocortex.
253
696000
2000
hoạt động của vùng vỏ não mới.
11:56
But what you do need is a very big computer.
254
698000
3000
Nhưng cái mà bạn cần là một máy tính thật lớn.
11:59
And in fact you need one laptop
255
701000
2000
Và thực chất bạn cần một máy tính xách tay
12:01
to do all the calculations just for one neuron.
256
703000
3000
để thực hiện mọi tính toán chỉ cho một tế bào thần kinh.
12:04
So you need 10,000 laptops.
257
706000
2000
Vì thế bạn cần khoảng 10 ngàn máy tính xách tay.
12:06
So where do you go? You go to IBM,
258
708000
2000
Vậy thì bạn làm thế nào đây? Bạn đến IBM
12:08
and you get a supercomputer, because they know how to take
259
710000
2000
và bạn có thể có một siêu máy tính, bởi vì họ biết cách làm thế nào để
12:10
10,000 laptops and put it into the size of a refrigerator.
260
712000
4000
kết nối 10 ngàn máy xách tay lại thành một khối với kích thước chỉ như một cái tủ lạnh.
12:14
So now we have this Blue Gene supercomputer.
261
716000
3000
Và bây giờ chúng tôi có cái siêu máy tính Blue Gene này.
12:17
We can load up all the neurons,
262
719000
2000
Chúng tôi có thể nạp tất cả tế bào thần kinh,
12:19
each one on to its processor,
263
721000
2000
mỗi tế bào ứng với một bộ xử lý,
12:21
and fire it up, and see what happens.
264
723000
4000
và khởi động chúng rồi xem điều gì xảy ra.
12:25
Take the magic carpet for a ride.
265
727000
3000
Giống như dùng tấm thảm thần để đi lại.
12:28
Here we activate it. And this gives the first glimpse
266
730000
3000
Và đây chúng tôi kích hoạt chúng. Cái này cho thấy một hình ảnh đầu tiên thoáng qua
12:31
of what is happening in your brain
267
733000
2000
của những gì đang xảy ra bên trong bộ não của bạn
12:33
when there is a stimulation.
268
735000
2000
khi có một kích thích bên ngoài.
12:35
It's the first view.
269
737000
2000
Đó là hình ảnh đầu tiên.
12:37
Now, when you look at that the first time, you think,
270
739000
2000
Giờ đây, khi bạn nhìn thấy nó lần đầu tiên, bạn nghĩ,
12:39
"My god. How is reality coming out of that?"
271
741000
5000
"Chúa ơi. Làm thế nào mà thực tế có thể được hình thành từ cái này?"
12:44
But, in fact, you can start,
272
746000
3000
Nhưng, thực ra, bạn có thể bắt đầu,
12:47
even though we haven't trained this neocortical column
273
749000
4000
mặc dù là chúng tôi chưa huấn luyện cái cột vỏ não mới này
12:51
to create a specific reality.
274
753000
2000
để tạo ra một thực tế cụ thể.
12:53
But we can ask, "Where is the rose?"
275
755000
4000
Nhưng chúng ta có thể hỏi, "Hoa hồng nằm ở chỗ nào?"
12:57
We can ask, "Where is it inside,
276
759000
2000
Chúng ta có thể hỏi, "Nó nằm ở chỗ nào bên trong,
12:59
if we stimulate it with a picture?"
277
761000
3000
nếu chúng ta kích thích nó bằng một hình ảnh?"
13:02
Where is it inside the neocortex?
278
764000
2000
Nó nằm ở chỗ nào bên trong vùng vỏ não mới?
13:04
Ultimately it's got to be there if we stimulated it with it.
279
766000
4000
Cuối cùng nó phải ở đó nếu chúng ta kích thích nó bằng hình ảnh của chính nó.
13:08
So, the way that we can look at that
280
770000
2000
Vì thế, cái cách mà chúng tôi nhìn vào đó
13:10
is to ignore the neurons, ignore the synapses,
281
772000
3000
là bỏ qua tất cả các tế bào thần kinh, bỏ qua các khớp thần kinh,
13:13
and look just at the raw electrical activity.
282
775000
2000
và xem nó chỉ đơn thuần là các kích hoạt điện.
13:15
Because that is what it's creating.
283
777000
2000
Bởi vì đó là cái nó đang tạo ra.
13:17
It's creating electrical patterns.
284
779000
2000
Nó tạo ra các khuôn mẫu điện từ.
13:19
So when we did this,
285
781000
2000
Vì thế khi chúng tôi tiến hành việc này,
13:21
we indeed, for the first time,
286
783000
2000
chúng tôi thực sự lần đầu tiên,
13:23
saw these ghost-like structures:
287
785000
3000
đã thấy những những cấu trúc kỳ quái:
13:26
electrical objects appearing
288
788000
3000
những vật thể điện từ xuất hiện
13:29
within the neocortical column.
289
791000
3000
bên trong cái cột vỏ não mới này.
13:32
And it's these electrical objects
290
794000
3000
Và chính những vật thể điện từ này
13:35
that are holding all the information about
291
797000
3000
nắm giữ tất cả thông tin về
13:38
whatever stimulated it.
292
800000
3000
bất cứ cái gì kích hoạt chúng.
13:41
And then when we zoomed into this,
293
803000
2000
Và khi chúng tôi phóng to lên,
13:43
it's like a veritable universe.
294
805000
4000
nó giống như một vũ trụ thực sự.
13:47
So the next step
295
809000
2000
Vì thế bước kế tiếp
13:49
is just to take these brain coordinates
296
811000
4000
là lấy tọa độ của chúng
13:53
and to project them into perceptual space.
297
815000
4000
và chiếu chúng vào không gian cảm nhận.
13:57
And if you do that,
298
819000
2000
Và nếu bạn làm điều đó,
13:59
you will be able to step inside
299
821000
2000
bạn sẽ có thể bước vào bên trong
14:01
the reality that is created
300
823000
2000
cái thực tế được tạo ra
14:03
by this machine,
301
825000
2000
bởi bộ máy này,
14:05
by this piece of the brain.
302
827000
3000
bằng cái khối này của bộ não.
14:08
So, in summary,
303
830000
2000
Vậy, tóm lại,
14:10
I think that the universe may have --
304
832000
2000
tôi cho rằng vũ trụ có thể --
14:12
it's possible --
305
834000
2000
có thể là --♪
14:14
evolved a brain to see itself,
306
836000
3000
đã giúp bộ não tiến hóa để có thể nhìn thấy được chính nó,
14:17
which may be a first step in becoming aware of itself.
307
839000
5000
cũng có thể là bước đầu tiên để trở nên tự nhận thức về chính nó.
14:22
There is a lot more to do to test these theories,
308
844000
2000
Có nhiều điều về các lý thuyết này cần phải được kiểm nghiệm
14:24
and to test any other theories.
309
846000
3000
và cũng để kiểm nghiệm các lý thuyết khác.
14:27
But I hope that you are at least partly convinced
310
849000
3000
Nhưng tôi hi vọng rằng các bạn đã bị thuyết phục ít nhiều
14:30
that it is not impossible to build a brain.
311
852000
3000
rằng không hẳn không thể xây dựng một bộ não.
14:33
We can do it within 10 years,
312
855000
2000
Chúng tôi có thể thực hiện được điều này trong vòng 10 năm tới,
14:35
and if we do succeed,
313
857000
2000
và nếu chúng tôi thành công,
14:37
we will send to TED, in 10 years,
314
859000
2000
chúng tôi sẽ gửi tới TED, trong 10 năm,
14:39
a hologram to talk to you. Thank you.
315
861000
3000
một hình ảnh ba chiều để nói chuyện với các bạn. Cảm ơn .
14:42
(Applause)
316
864000
6000
(Vỗ tay)
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