A brain in a supercomputer
Henry Markram
[1] 00:18Our mission is to build
Nossa missão é construir
[2] 00:21a detailed, realistic
um modelo computacional detalhado e realista
[3] 00:23computer model of the human brain.
do cérebro humano.
[4] 00:25And we've done, in the past four years,
E, nos últimos quatro anos, nós fizemos
[5] 00:28a proof of concept
uma prova de conceito,
[6] 00:30on a small part of the rodent brain,
numa pequena parte de um cérebro de roedor,
[8] 00:36to reach the human brain.
para chegar ao cérebro humano.
[9] 00:39Why are we doing this?
Porque estamos fazendo isto?
[10] 00:41There are three important reasons.
Há três razões importantes.
[12] 00:47if we do want to get along in society,
se queremos progredir na sociedade,
[14] 00:53The second reason is,
A segunda razão é
[17] 01:05into a working model.
num modelo que funcione.
[18] 01:08It's like a Noah's Ark. It's like an archive.
É como a Arca de Noé. É como um arquivo.
[20] 01:15that are affected by mental disorder,
afetadas por doenças mentais,
[21] 01:19and the drugs that are used today
e as drogas usadas hoje
[22] 01:21are largely empirical.
são geralmente empíricas.
[24] 01:26how to treat disorders.
como tratar eestas doenças.
[25] 01:29Now, even at this stage,
Pois bem, mesmo neste estágio,
[26] 01:32we can use the brain model
podemos usar o modelo do cérebro
[27] 01:34to explore some fundamental questions
para explorar algumas questões fundamentais
[28] 01:37about how the brain works.
sobre como o cérebro funciona.
[29] 01:39And here, at TED, for the first time,
E aqui, no TED, pela primeira vez,
[31] 01:43one theory -- there are many theories --
uma teoria -- existem várias teorias --
[32] 01:46one theory of how the brain works.
uma teoria de como o cérebro funciona.
[33] 01:50So, this theory is that the brain
Asim, esta teoria é que o cérebro
[34] 01:54creates, builds, a version of the universe,
cria, constrói uma versão do universo.
[35] 02:00and projects this version of the universe,
E projeta essa versão do universo,
[36] 02:03like a bubble, all around us.
como uma bolha, ao redor de nós.
[39] 02:14with brain simulation,
através da simulação do cérebro,
[41] 02:20whether this theory could possibly be true.
se esta teoria pode mesmo ser verdadeira.
[43] 02:27is simply because our perceptual bubble
é simplesmente porque nossa bolha de percepção
[44] 02:30does not stretch out 380,000 kilometers.
não se estende até 380.000 quilômetros.
[45] 02:34It runs out of space.
Ela fica sem espaço.
[46] 02:36And so what we do is we compare the buildings
E então o que fazemos é comparar os prédios
[47] 02:40within our perceptual bubble,
dentro da nossa bolha de percepção,
[48] 02:42and we make a decision.
e daí tomamos uma decisão.
[49] 02:44We make a decision it's that big,
Tomamos a decisão de que ela é grande assim,
[50] 02:46even though it's not that big.
apesar dela não ser grande assim,
[51] 02:48And what that illustrates
e o que isso ilustra
[52] 02:50is that decisions are the key things
é que decisões são os elementos fundamentais
[55] 02:59you cannot feel.
não pode sentir.
[56] 03:01And you may think that anesthetics work
E você pode pensar que os anestésicos funcionam
[57] 03:03by sending you into some deep sleep,
colocando você numa espécie de sono profundo,
[60] 03:12What they do is they introduce a noise
O que eles fazem é introduzir um ruído
[62] 03:18They are confused,
Eles ficam confusos,
[63] 03:20and you cannot make a decision.
e você não consegue tomar uma decisão.
[64] 03:23So, while you're trying to make up your mind
Então, enquanto você está tentando decidir,
[65] 03:26what the doctor, the surgeon, is doing
o que o médico, o cirurgião está fazendo
[67] 03:30He's at home having tea.
Ele está em casa tomando chá.
[71] 03:40is to make decisions,
é tomar decisões,
[73] 03:45the walls, the height, the objects in this room.
a parede, a altura, os objetos na sala.
[74] 03:4899 percent of what you see
99 por cento do que você vê
[75] 03:51is not what comes in through the eyes.
não é o que vem através dos olhos.
[76] 03:55It is what you infer about that room.
é o que você infere a propósito daquela sala.
[77] 03:59So I can say, with some certainty,
Portanto eu posso dizer, com alguma certeza,
[78] 04:03"I think, therefore I am."
"Penso, logo existo."
[83] 04:21We can ask a very concrete question.
Podemos fazer uma pergunta bem concreta.
[85] 04:27Is it capable of doing it?
Ele é capaz de fazer isso?
[86] 04:29Does it have the substance to do it?
Ele tem a substância para fazer isso?
[89] 04:38It had to improve it a little bit.
Precisou melhorá-lo um bocado.
[91] 04:43because they had to cope on land.
porque precisava se adaptar à vida na terra.
[92] 04:46But the real big step was the neocortex.
Mas o verdadeiro grande passo foi o neocortex,
[93] 04:50It's a new brain. You needed it.
É um novo cérebro. Você precisava dele.
[94] 04:52The mammals needed it
Os mamíferos precisavam dele
[96] 04:58social interactions,
interações sociais,
[97] 05:00complex cognitive functions.
funções cognitivas complexas.
[98] 05:03So, you can think of the neocortex
Então, vocês podem pensar no neocortex
[99] 05:05actually as the ultimate solution today,
realmente como a melhor solução hoje,
[100] 05:10of the universe as we know it.
do universo como nós o conhecemos.
[101] 05:13It's the pinnacle, it's the final product
É o ápice, é o produto final
[102] 05:15that the universe has produced.
que o universo produziu.
[103] 05:19It was so successful in evolution
Ele foi tão bem sucedido na evolução
[104] 05:21that from mouse to man it expanded
que do camundongo ao homem ele se expandiu
[106] 05:26to produce this almost frightening
para produzir este quase assustador
[107] 05:29organ, structure.
órgão, estrutura.
[109] 05:35In fact, the neocortex in the human brain
De fato, o neocortex do cérebro humano
[110] 05:37is evolving at an enormous speed.
está evoluindo numa velocidade enorme.
[113] 05:45G5 processors, like in a computer.
processadores G5, como num computador.
[114] 05:47But there are about a million of them.
Só que existe cerca de um milhão deles.
[115] 05:50They were so successful in evolution
Eles foram tão bem sucedidos na evolução
[116] 05:52that what we did was to duplicate them
que o que nós fizemos foi duplicá-los
[118] 05:56until we ran out of space in the skull.
até que ficamos sem espaço no crânio.
[121] 06:04We're just packing in columns,
Nós estamos simplesmente adicionando colunas,
[122] 06:06so that we'd have more neocortical columns
de modo que tenhamos mais colunas neocorticais
[123] 06:09to perform more complex functions.
para executar funções mais complexas.
[125] 06:14a massive grand piano,
um enorme piano de cauda,
[126] 06:16a million-key grand piano.
um piano de cauda com um milhão de teclas.
[127] 06:19Each of these neocortical columns
Cada uma dessas colunas neocorticais
[128] 06:21would produce a note.
produziria uma nota.
[129] 06:23You stimulate it; it produces a symphony.
Quando você a estimula; ela produz uma sinfonia.
[130] 06:26But it's not just a symphony of perception.
Mas não é apenas uma sinfonia da percepção.
[135] 06:40hopefully eventually to Oxford.
esperamos, quem sabe, a Oxford.
[136] 06:42But it's not only education.
Mas isso não é só educação.
[137] 06:45It's also genetics.
É também genética.
[138] 06:47You may be born lucky,
Você pode ter nascido com sorte,
[140] 06:53and you can play a fantastic symphony.
e você pode tocar uma sinfonia fantástica.
[141] 06:55In fact, there is a new theory of autism
De fato, existe uma nova teoria do autismo
[142] 06:58called the "intense world" theory,
denominada teoria do "mundo intenso",
[146] 07:11building and learning a symphony
construir e aprender uma sinfonia
[147] 07:13which is unthinkable for us.
que é inconcebível para nós.
[148] 07:15But you can also understand
Mas você também é capaz de entender
[149] 07:17that if you have a disease
que se você tem uma doença
[150] 07:19within one of these columns,
em uma dessas colunas,
[151] 07:21the note is going to be off.
essa nota vai estar desligada.
[152] 07:23The perception, the symphony that you create
A percepção, a sinfonia que você cria
[153] 07:25is going to be corrupted,
estará corrompida,
[154] 07:27and you will have symptoms of disease.
e você terá sintomas de doença.
[155] 07:30So, the Holy Grail for neuroscience
Assim, o santo graal da neurociência
[157] 07:38and it's not just for neuroscience;
e isso não é apenas para a neurociência;
[163] 07:58How many trees does it have?
Quantas árvores ela tem?
[164] 08:00What shapes are the trees?
De que forma são as árvores?
[168] 08:11the rules of connectivity,
as regras de conectividade,
[171] 08:19It's also more than cataloging
Também é mais do que catalogar
[172] 08:22because you actually have to build three-dimensional
porque você precisa construir
[173] 08:24digital models of them.
modelos digitais tri-dimensionais deles.
[176] 08:31of neurons we came across.
de neurônios que nós encontramos.
[178] 08:35begin to build the neocortical column.
começar a construir a coluna neocortical.
[179] 08:39And here we're coiling them up.
E aí nós as vamos enrolando e empilhando.
[180] 08:42But as you do this, what you see
Mas quando você faz isso, o que você vê
[181] 08:45is that the branches intersect
é que os ramos se interceptam
[182] 08:47actually in millions of locations,
realmente em milhões de lugares
[183] 08:50and at each of these intersections
e em cada uma dessas intersecções
[184] 08:53they can form a synapse.
eles podem formar uma sinapse.
[185] 08:55And a synapse is a chemical location
E uma sinapse é um local de interações químicas
[186] 08:57where they communicate with each other.
onde eles se comunicam entre si.
[187] 09:00And these synapses together
E essas sinapses juntas
[188] 09:02form the network
formam a rede
[189] 09:04or the circuit of the brain.
ou circuito do cérebro.
[191] 09:11the fabric of the brain.
o tecido do cérebro.
[192] 09:13And when you think of the fabric of the brain,
E quando você pensa no tecido do cérebro,
[194] 09:20You realize that this poses
Vocês percebem que isto representa
[196] 09:26and especially to a theory that says
e especialmente para uma teoria que afirma
[197] 09:28that there is some reality that emerges
que existe alguma realidade que emerge
[199] 09:33with a particular pattern.
com um padrão específico.
[201] 09:38is diversity.
é diversidade.
[202] 09:40Every neuron is different.
Cada neuronio é diferente.
[209] 09:58in exactly the same way.
exatamente da mesma maneira.
[210] 10:00And you may have more or less neurons.
E você pode ter mais ou menos neurônios.
[211] 10:02So it's very unlikely
Assim, é muito improvável
[215] 10:13Well, we don't have to speculate.
Bem, não precisamos especular.
[219] 10:23We can position them in different places,
Podemos colocá-los em lugares diferentes,
[220] 10:25orient them in different places.
orientá-los em posições diferentes.
[221] 10:27We can use less or more of them.
Podemos usar um número maior ou menor deles.
[222] 10:29And when we do that
E quando fazemos isso
[225] 10:41So, the fabric of the brain,
Assim, o tecido do cérebro,
[226] 10:43even though your brain may be smaller, bigger,
mesmo que seu cérebro seja menor, maior,
[227] 10:45it may have different types of neurons,
tenha diferentes tipos de neurônios,
[228] 10:48different morphologies of neurons,
diferentes morfologias de neurônios,
[229] 10:50we actually do share
nós realmente compartilhamos
[230] 10:53the same fabric.
o mesmo tecido.
[232] 10:57which means that that could explain
o que pode explicar
[235] 11:04is you have to make this come alive.
é fazer que ele se torne vivo.
[236] 11:06We make it come alive
Nós fazemos que ele se torne vivo
[237] 11:08with equations, a lot of mathematics.
com equações, uma porção de matemática.
[241] 11:20We also have the mathematics to describe
Também temos a matemática para descrever
[242] 11:22how neurons collect information,
como os neurônios coletam informação,
[243] 11:25and how they create a little lightning bolt
e como eles criam uma pequena faísca elétrica
[244] 11:28to communicate with each other.
para se comunicarem um com o outro.
[245] 11:30And when they get to the synapse,
E quando eles chegam à sinapse,
[246] 11:32what they do is they effectively,
o que eles fazem é, efetivamente,
[247] 11:34literally, shock the synapse.
literalmente, dar um choque na sinapse.
[248] 11:37It's like electrical shock
É como um choque elétrico
[252] 11:49There literally are only a handful
Existe literalmente apenas um punhado
[253] 11:52of equations that you need to simulate
de equações que você precisa para simular
[254] 11:54the activity of the neocortex.
a atividade do neocortex.
[256] 11:59And in fact you need one laptop
De fato você precisa um laptop
[258] 12:04So you need 10,000 laptops.
Portanto você precisa 10.000 laptops.
[259] 12:06So where do you go? You go to IBM,
Assim, para onde você vai? Você vai para a IBM,
[263] 12:17We can load up all the neurons,
Nós carregamos nele todos os neurônios,
[264] 12:19each one on to its processor,
cada um em seu processador,
[265] 12:21and fire it up, and see what happens.
e o ativamos, para ver o que acontece.
[266] 12:25Take the magic carpet for a ride.
Tome o tapete mágico para um passeio.
[268] 12:31of what is happening in your brain
do que está acontecendo no seu cérebro
[269] 12:33when there is a stimulation.
quando há uma estimulação.
[270] 12:35It's the first view.
É a primeira visão.
[273] 12:44But, in fact, you can start,
Mas, na verdade, você pode começar,
[275] 12:51to create a specific reality.
a criar uma realidade específica.
[276] 12:53But we can ask, "Where is the rose?"
Mas nós podemos perguntar, "Onde está a rosa?"
[277] 12:57We can ask, "Where is it inside,
Podemos perguntar, "Onde ela está aí dentro,
[278] 12:59if we stimulate it with a picture?"
se nós a estimulamos com uma imagem?"
[279] 13:02Where is it inside the neocortex?
Onde está ela no interior do neocortex?
[281] 13:08So, the way that we can look at that
Daí, o modo como podemos ver isso
[283] 13:13and look just at the raw electrical activity.
e observar apenas a crua atividade elétrica.
[284] 13:15Because that is what it's creating.
Porque isso é o que ela está criando.
[285] 13:17It's creating electrical patterns.
Ela está criando padrões elétricos.
[286] 13:19So when we did this,
Então, quando fizemos isso,
[287] 13:21we indeed, for the first time,
finalmente, pela primeira vez,
[288] 13:23saw these ghost-like structures:
vimos estas estruturas fantasmagóricas:
[289] 13:26electrical objects appearing
objetos elétricos aparecendo
[290] 13:29within the neocortical column.
dentro da coluna neocortical.
[291] 13:32And it's these electrical objects
E são estes objetos elétricos
[292] 13:35that are holding all the information about
que estão guardando toda a informação sobre
[293] 13:38whatever stimulated it.
o que o estimulou.
[294] 13:41And then when we zoomed into this,
E quando damos um zoom nisto,
[295] 13:43it's like a veritable universe.
é como um verdadeiro universo.
[296] 13:47So the next step
Assim, o próximo passo
[297] 13:49is just to take these brain coordinates
é simplesmente tomar essas coordenadas do cérebro
[298] 13:53and to project them into perceptual space.
e projetá-las no espaço de percepção.
[299] 13:57And if you do that,
E se você fizer isso,
[300] 13:59you will be able to step inside
será capaz de penetrar no interior
[301] 14:01the reality that is created
da realidade que é criada
[302] 14:03by this machine,
por esta máquina,
[303] 14:05by this piece of the brain.
por este pedaço de cérebro.
[304] 14:08So, in summary,
Assim, resumindo,
[305] 14:10I think that the universe may have --
Eu penso que o universo pode ter --
[306] 14:12it's possible --
é possível --
[307] 14:14evolved a brain to see itself,
evoluído um cérebro para ver a si mesmo,
[310] 14:24and to test any other theories.
e testar quaisquer outras teorias.
[312] 14:30that it is not impossible to build a brain.
de que não é impossível construir um cérebro.
[313] 14:33We can do it within 10 years,
Nós somos capazes de fazê-lo num prazo de 10 anos,
[314] 14:35and if we do succeed,
e se formos bem sucedidos,
[315] 14:37we will send to TED, in 10 years,
enviaremos ao TED, daqui a 10 anos,
[316] 14:39a hologram to talk to you. Thank you.
um holograma para falar com vocês. Muito obrigado.
[317] 14:42(Applause)
(Aplausos)