ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface.

Why you should listen

At the Nicolelis Laboratory at Duke University, Miguel Nicolelis is best known for pioneering studies in neuronal population coding, Brain Machine Interfaces (BMI) and neuroprosthetics in human patients and non-human primates.His lab's work was seen, famously though a bit too briefly, when a brain-controlled exoskeleton from his lab helped Juliano Pinto, a paraplegic man, kick the first ball at the 2014 World Cup.

But his lab is thinking even bigger. They've developed an integrative approach to studying neurological disorders, including Parkinsons disease and epilepsy. The approach, they hope, will allow the integration of molecular, cellular, systems and behavioral data in the same animal, producing a more complete understanding of the nature of the neurophysiological alterations associated with these disorders. He's the author of the books Beyond Boundaries and The Relativistic Brain.

Miguel was honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com
TEDMED 2012

Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really.

Мигел Николелис: Маймуна, която управлява робот с мислите си. Не, без майтап.

Filmed:
1,315,130 views

Можем ли да използваме мозъка си, за да управляваме машини - без да е нужно да използваме тялото си като посредник? Мигел Николелис говори за удивителен опит, в който умна маймуна в САЩ се учи да управлява виртуална маймуна, а след това роботоризирана ръка в Япония, с мислите си. Изледването има голямо значение за инвалидите - и може би за всички наc. (Филмирано в TEDMED 2012).
- Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:16
The kindмил of neuroscienceневрология that I do and my colleaguesколеги do
0
330
2851
Видът невронаука, който правя с колегите си,
00:19
is almostпочти like the weathermanсиноптик.
1
3181
2166
е почти както предсказване на времето.
00:21
We are always chasingпреследване stormsбури.
2
5347
3516
Гледаме къде ще има бури.
00:24
We want to see and measureмярка stormsбури -- brainstormsbrainstorms, that is.
3
8863
4883
Искаме да видим и да измерим бурите - брейнстормс, това е.
00:29
And we all talk about brainstormsbrainstorms in our dailyежедневно livesживота,
4
13746
2768
Всички говорим за брейнстормс в ежедневния си живот,
00:32
but we rarelyрядко see or listen to one.
5
16514
3450
но рядко го виждаме или го слушаме.
00:35
So I always like to startначало these talksпреговори
6
19964
1634
Обичам да започвам тези разговори,
00:37
by actuallyвсъщност introducingвъвеждане you to one of them.
7
21598
2982
като ви покажа брейнсторм.
00:40
ActuallyВсъщност, the first time we recordedзаписано more than one neuronневрон --
8
24580
3427
Първият път, когато записахме повече от един неврон -
00:43
a hundredсто brainмозък cellsклетки simultaneouslyедновременно --
9
28007
2223
сто умствени клетки наведнъж -
00:46
we could measureмярка the electricalелектрически sparksискри
10
30230
2469
можахме да измерим електрическите искри
00:48
of a hundredсто cellsклетки in the sameедин и същ animalживотно,
11
32699
2680
на сто клетки в едно животно,
00:51
this is the first imageизображение we got,
12
35379
1802
това е първата снимка, която получихме,
00:53
the first 10 secondsсекунди of this recordingзапис.
13
37181
2315
първите 10 секунди от този запис.
00:55
So we got a little snippetфрагмент of a thought,
14
39496
3351
Получихме отрязък на мисъл
00:58
and we could see it in frontпреден of us.
15
42847
2905
и можахме да я видим.
01:01
I always tell the studentsстуденти
16
45752
1012
Винаги казвам на студентите,
01:02
that we could alsoсъщо call neuroscientistsневролози some sortвид of astronomerастроном,
17
46764
4106
че можем да наречем невроучените някакъв вид астрономи,
01:06
because we are dealingотношение with a systemсистема
18
50870
1626
защото работим със система,
01:08
that is only comparableподобен in termsусловия of numberномер of cellsклетки
19
52496
2917
която е сравнима само по броя на клетките,
01:11
to the numberномер of galaxiesгалактики that we have in the universeвселена.
20
55413
2936
с броя на галактиките, които съществуват във Вселената.
01:14
And here we are, out of billionsмилиарди of neuronsневрони,
21
58349
3030
От милиони неврони,
01:17
just recordingзапис, 10 yearsгодини agoпреди, a hundredсто.
22
61379
2818
преди 10 години, записахме само сто.
01:20
We are doing a thousandхиляда now.
23
64197
1583
Сега записваме хиляда.
01:21
And we hopeнадявам се to understandразбирам something fundamentalосновен about our humanчовек natureприрода.
24
65780
5400
Надяваме си, да разберем нещо основно за същността на човека.
01:27
Because, if you don't know yetоще,
25
71180
1932
Защото, ако все още не знаете,
01:29
everything that we use to defineдефинира what humanчовек natureприрода is comesидва from these stormsбури,
26
73112
5250
всичко, което използваме, за да дефинираме същността на човека, идва от тези бури,
01:34
comesидва from these stormsбури that rollролка over the hillsхълмове and valleysдолини of our brainsмозъците
27
78362
4651
идва от тези бури, които разлюляват хълмовете и долините на мозъците ни
01:38
and defineдефинира our memoriesспомени, our beliefsвярвания,
28
83013
3885
и определят паметта ни, вярванията ни,
01:42
our feelingsчувствата, our plansпланове for the futureбъдеще.
29
86898
2700
чувствата ни, плановете ни за бъдеще.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Всичко, което правим,
01:47
everything that everyвсеки humanчовек has ever doneСвършен, do or will do,
31
91996
5067
за всичко, което човек е направил, прави или ще направи,
01:52
requiresизисква the toilмъки of populationsпопулации of neuronsневрони producingпроизводство these kindsвидове of stormsбури.
32
97063
5434
е нужно функционирането на неврони, които произвеждат тези видове бури.
01:58
And the soundзвук of a brainstormобезумяване, if you've never heardчух one,
33
102497
2483
Звукът на брейнсторм, ако не сте го чували,
02:00
is somewhatдо известна степен like this.
34
104980
3349
е нещо такова.
02:04
You can put it louderпо-силно if you can.
35
108329
3146
Можете да го увеличите, ако искате.
02:07
My sonсин callsповиквания this "makingприготвяне popcornпуканки while listeningслушане to a badly-tunedзле настроени A.M. stationстанция."
36
111475
6403
Синът ми го нарича "правене на пуканки, докато слушате лошо настроена радио станция".
02:13
This is a brainмозък.
37
117878
1485
Това е мозъкът.
02:15
This is what happensслучва се when you routeмаршрут these electricalелектрически stormsбури to a loudspeakerвисокоговорител
38
119363
3434
Това се случва, когато настроите тези електрически бури към високоговорител
02:18
and you listen to a hundredсто brainмозък cellsклетки firingизпичане,
39
122797
2866
и слушате сто умствени клетки,
02:21
your brainмозък will soundзвук like this -- my brainмозък, any brainмозък.
40
125663
4622
мозъкат ви ще звучи така - мозъка ми, всеки мозък.
02:26
And what we want to do as neuroscientistsневролози in this time
41
130285
3762
Това, което искаме да направим като невроучени сега,
02:29
is to actuallyвсъщност listen to these symphoniesсимфонии, these brainмозък symphoniesсимфонии,
42
134047
5350
е да слушаме тези симфонии, тези симфонии на мозъка
02:35
and try to extractекстракт from them the messagesсъобщения they carryнося.
43
139397
3400
и да се опитаме да извадим от тях съобщенията, които носят.
02:38
In particularособен, about 12 yearsгодини agoпреди
44
142797
2851
Преди 12 години,
02:41
we createdсъздаден a preparationподготовка that we namedна име brain-machineмозъка-машина interfacesинтерфейси.
45
145648
3048
създадохме подготовка, която нарекохме интерфейси на машина на мозъка.
02:44
And you have a schemeсхема here that describesописва how it worksвърши работа.
46
148696
2702
Тук е програмата, която описва, как той работи.
02:47
The ideaидея is, let's have some sensorsсензори that listen to these stormsбури, this electricalелектрически firingизпичане,
47
151398
5566
Идеята е, нека имаме няколко сензора, които слушат тези бури, това електричество
02:52
and see if you can, in the sameедин и същ time that it takes
48
156964
3082
и да видите, ако можете, във времето, което е нужно
02:55
for this stormбуря to leaveоставям the brainмозък and reachдостигнат the legsкрака or the armsобятия of an animalживотно --
49
160046
4969
на бурята да напусне мозъка и да достигне краката или ръцете на животно -
03:00
about halfнаполовина a secondвтори --
50
165015
2864
за половин секунда -
03:03
let's see if we can readПрочети these signalsсигнали,
51
167879
2351
нека да видим, дали можем да прочетем тези сигнали,
03:06
extractекстракт the motorмотор messagesсъобщения that are embeddedвградени in it,
52
170230
3400
да извадим съобщенията на двигателните нерви, които се съдържат в тях,
03:09
translateпревеждам it into digitalдигитален commandsкоманди
53
173630
2272
да ги преведем в дигитални команди
03:11
and sendизпращам it to an artificialизкуствен deviceприспособление
54
175902
1886
и да ги изпратим към изкуствено устройство,
03:13
that will reproduceвъзпроизвеждат the voluntaryдоброволен motorмотор wheelколело of that brainмозък in realреален time.
55
177788
5893
което ще възпроизведе произволно моторно колело на този мозък в реално време.
03:19
And see if we can measureмярка how well we can translateпревеждам that messageсъобщение
56
183681
3848
И да видим дали можем да измерим колко дoбре можем да преведем това съобщение,
03:23
when we compareсравнение to the way the bodyтяло does that.
57
187529
3518
когато го сравняваме с начина, по който тялото прави това.
03:26
And if we can actuallyвсъщност provideпредоставяне feedbackобратна връзка,
58
191047
2866
Ако можем да осигурим обратна връзка,
03:29
sensoryсетивен signalsсигнали that go back from this roboticроботизирана, mechanicalмеханичен, computationalизчислителната actuatorзадвижка
59
193913
5734
сензорните сигнали, които се връщат от това роботизирано, механично, компютъризирано задвижващо устройство,
03:35
that is now underпри the controlконтрол of the brainмозък,
60
199647
2251
което е под управлението на мозъка,
03:37
back to the brainмозък,
61
201898
1311
отново се връщаме към мозъка,
03:39
how the brainмозък dealsсделки with that,
62
203209
2121
как мозъка прави това,
03:41
of receivingполучаване messagesсъобщения from an artificialизкуствен pieceпарче of machineryмашини.
63
205330
4901
да получава съобщения от изкуствена машина.
03:46
And that's exactlyточно what we did 10 yearsгодини agoпреди.
64
210231
2321
Направихме го преди 10 години.
03:48
We startedзапочна with a superstarсуперзвезда monkeyмаймуна calledНаречен AuroraAurora
65
212552
2961
Започнахме със суперзвезда маймуна, наречена Аврора,
03:51
that becameстана one of the superstarsсуперзвезди of this fieldполе.
66
215513
2468
каято стана една от суперзвездите в тази област.
03:53
And AuroraAurora likedхаресали to playиграя videoвидео gamesигри.
67
217981
2299
Аврора обичаше да играе на видео игри.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
Както можете да видите тук,
03:57
she likesхаресвания to use a joystickджойстик, like any one of us, any of our kidsдеца, to playиграя this gameигра.
69
221653
4944
тя обича да използва джойстик, както всички нас, всички наши деца, за да играе тази игра.
04:02
And as a good primateпримат, she even triesопитва to cheatизмама before she getsполучава the right answerотговор.
70
226597
4671
Като добър примат, тя дори се опитва да мами, преди да даде правилния отговор.
04:07
So even before a targetмишена appearsпоявява се that she's supposedпредполагаем to crossкръст
71
231268
4283
Дори преди да се появи целта, която тя трябва да пресече
04:11
with the cursorкурсора that she's controllingконтролинг with this joystickджойстик,
72
235551
2850
с курсора, с който управлява този джойстик,
04:14
AuroraAurora is tryingопитвайки to find the targetмишена, no matterвъпрос where it is.
73
238401
3951
Аврора се опитва да намери целта, без значение, къде е.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
Тя прави това,
04:19
because everyвсеки time she crossesкръстове that targetмишена with the little cursorкурсора,
75
243821
3314
защото всеки път, когато пресече тази цел с малкия курсор,
04:23
she getsполучава a dropизпускайте of BrazilianБразилски orangeоранжев juiceсок.
76
247135
2950
получава капка бразилски портокалов сок.
04:25
And I can tell you, any monkeyмаймуна will do anything for you
77
250085
2950
Мога да ви кажа, че всяка маймуна ще направи всичко за вас,
04:28
if you get a little dropизпускайте of BrazilianБразилски orangeоранжев juiceсок.
78
253035
3100
ако й дадете малка капка бразилски портокалов сок.
04:32
ActuallyВсъщност any primateпримат will do that.
79
256135
2731
Всеки примат ще направи това.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Помислете за това.
04:36
Well, while AuroraAurora was playingиграете this gameигра, as you saw,
81
260200
3400
Както видяхте, малката Аврора игаеше тази игра,
04:39
and doing a thousandхиляда trialsизпитвания a day
82
263600
2435
правеше хиляди опита дневно
04:41
and gettingполучаване на 97 percentна сто correctправилен and 350 millilitersмилилитра of orangeоранжев juiceсок,
83
266035
3883
и получаваше 97 правилни отговори и 350 милилитра портокалов сок,
04:45
we are recordingзапис the brainstormsbrainstorms that are producedпроизведена in her headглава
84
269918
3399
записвахме брейнстормс, които възникваха в главата й
04:49
and sendingизпращане them to a roboticроботизирана armръка
85
273317
1647
и ги изпращахме на роботизирана ръка,
04:50
that was learningизучаване на to reproduceвъзпроизвеждат the movementsдвижения that AuroraAurora was makingприготвяне.
86
274964
3871
която се учеше да възпроизведа движенията, които Аврора правеше.
04:54
Because the ideaидея was to actuallyвсъщност turnзавой on this brain-machineмозъка-машина interfaceинтерфейс
87
278835
3783
Защото идеята беше да включим този роботизиран интерфейс на машина - мозък
04:58
and have AuroraAurora playиграя the gameигра just by thinkingмислене,
88
282618
4700
и да накараме Аврора да играе играта, като мисли,
05:03
withoutбез interferenceсмущения of her bodyтяло.
89
287318
2617
без намеса от страна на тялото й.
05:05
Her brainstormsbrainstorms would controlконтрол an armръка
90
289935
2916
Нейните брейнстормс можеха да управляват ръка,
05:08
that would moveход the cursorкурсора and crossкръст the targetмишена.
91
292851
2709
чрез която тя ще мести курсора и ще стигне до целта.
05:11
And to our shockшок, that's exactlyточно what AuroraAurora did.
92
295560
3191
За изненада, Аврора правеше точно това.
05:14
She playedизигран the gameигра withoutбез movingдвижещ her bodyтяло.
93
298751
4200
Тя игаеше играта, без да мърда тялото си.
05:18
So everyвсеки trajectoryтраектория that you see of the cursorкурсора now,
94
302951
2237
Всяка траeктория, която виждате, че е направена от курсора,
05:21
this is the exactточен first momentмомент she got that.
95
305188
3212
е първият път, когато тя успя да направи това.
05:24
That's the exactточен first momentмомент
96
308400
1784
Това е първия път,
05:26
a brainмозък intentionнамерение was liberatedОсвободеният from the physicalфизически domainsдомейни of a bodyтяло of a primateпримат
97
310184
6767
когато стремежа на мозъка беше освободен от физическите части в тялото на примат
05:32
and could actакт outsideизвън, in that outsideизвън worldсвят,
98
316951
3700
и тя можеше да действа в този външен свят,
05:36
just by controllingконтролинг an artificialизкуствен deviceприспособление.
99
320651
2966
като управлява изкуствен инструмент.
05:39
And AuroraAurora keptсъхраняват playingиграете the gameигра, keptсъхраняват findingнамиране the little targetмишена
100
323617
4917
Аврора продължи да играе играта, продължи да намира малки цели
05:44
and gettingполучаване на the orangeоранжев juiceсок that she wanted to get, that she cravedмечтана for.
101
328534
3917
и да получава портокаловия сок, който искаше да получи.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquiredпридобити a newнов armръка.
102
332451
6701
Правеше това, защото по това време получи нова ръка.
05:55
The roboticроботизирана armръка that you see movingдвижещ here 30 daysдни laterпо късно,
103
339152
2963
Роботизираната ръка, която тук виждате след 30 дни,
05:58
after the first videoвидео that I showedпоказан to you,
104
342115
2686
след като първият видео филм, който ви показах,
06:00
is underпри the controlконтрол of Aurora'sAurora brainмозък
105
344801
2650
е под управлението на мозъка на Аврора
06:03
and is movingдвижещ the cursorкурсора to get to the targetмишена.
106
347451
3168
и движи курсора до целта.
06:06
And AuroraAurora now knowsзнае that she can playиграя the gameигра with this roboticроботизирана armръка,
107
350619
3899
Сега Аврора знае, че може да играе играта с тази роботизирана ръка,
06:10
but she has not lostзагубен the abilityспособност to use her biologicalбиологичен armsобятия to do what she pleasesугодно.
108
354518
5716
но не е загубила способността да използва биологичните си ръце, за да прави, коквото иска.
06:16
She can scratchдраскотина her back, she can scratchдраскотина one of us, she can playиграя anotherоще gameигра.
109
360234
4067
Може да си почеше гърба, може да почеше някой от нас, може да играе друга игра.
06:20
By all purposesцели and meansсредства,
110
364301
1600
При всички случаи,
06:21
Aurora'sAurora brainмозък has incorporatedвключено that artificialизкуствен deviceприспособление
111
365901
4116
мозъкът на Аврора е вградил този изкуствен инструмент
06:25
as an extensionразширение of her bodyтяло.
112
370017
2750
като продължение на тялото й.
06:28
The modelмодел of the selfсебе си that AuroraAurora had in her mindум
113
372767
3533
Моделът на себе си, който Аврора има в мозъка си,
06:32
has been expandedразширен to get one more armръка.
114
376300
4084
се е разширил, за да получи още една ръка.
06:36
Well, we did that 10 yearsгодини agoпреди.
115
380384
2350
Направихме това преди 10 години.
06:38
Just fastбърз forwardнапред 10 yearsгодини.
116
382734
2833
Кратък преглед на тези 10 години.
06:41
Just last yearгодина we realizedосъзнах that you don't even need to have a roboticроботизирана deviceприспособление.
117
385567
4983
През миналата година разбрахме, че тя не трябва да има роботизиран инструмент.
06:46
You can just buildпострои a computationalизчислителната bodyтяло, an avatarвъплъщение, a monkeyмаймуна avatarвъплъщение.
118
390550
5484
Можем да създадем компютъризирано тяло, хищник, маймуна хищник.
06:51
And you can actuallyвсъщност use it for our monkeysмаймуни to eitherедин interactвзаимодействат with them,
119
396034
4250
Можете да го използвате вместо маймуните ни, за да взаимодействате с тях
06:56
or you can trainвлак them to assumeпредполагам in a virtualвиртуален worldсвят
120
400284
4439
или да ги обучите да възприемат виртуален свят,
07:00
the first-personпърво лице perspectiveперспектива of that avatarвъплъщение
121
404723
3044
непосредствена перспектива за този хищник
07:03
and use her brainмозък activityдейност to controlконтрол the movementsдвижения of the avatar'sаватар armsобятия or legsкрака.
122
407767
5651
и тя да използва дейността на мозъка си, за да управлява движенията на ръцете и краката на този хищник.
07:09
And what we did basicallyв основата си was to trainвлак the animalsживотни
123
413418
2766
Обучихме животните
07:12
to learnуча how to controlконтрол these avatarsаватари
124
416184
3050
да управляват тези хищници
07:15
and exploreизследвам objectsобекти that appearсе появи in the virtualвиртуален worldсвят.
125
419234
3899
и да изучават обекти, които се появяват във виртуалния свят.
07:19
And these objectsобекти are visuallyвизуално identicalидентичен,
126
423133
2301
Тези обекти са визуално еднакви,
07:21
but when the avatarвъплъщение crossesкръстове the surfaceповърхност of these objectsобекти,
127
425434
3883
но когато хищникът премине през повърхността им,
07:25
they sendизпращам an electricalелектрически messageсъобщение that is proportionalпропорционален to the microtactilemicrotactile textureтекстура of the objectобект
128
429317
6400
те изпращат елеткрическо съобщение, което е пропорционално на микроосезателната текстура на обекта,
07:31
that goesотива back directlyпряко to the monkey'sна маймуна brainмозък,
129
435717
4016
който се връща в мозъка на маймуната,
07:35
informingинформиране the brainмозък what it is the avatarвъплъщение is touchingтрогателен.
130
439733
5052
като я информира, кaкво докосва хищникът.
07:40
And in just fourчетирима weeksседмици, the brainмозък learnsнаучава to processпроцес this newнов sensationсензация
131
444785
4765
Само за четири седмици, мозъкът се научава да обработва това ново усещане
07:45
and acquiresпридобива a newнов sensoryсетивен pathwayпът -- like a newнов senseсмисъл.
132
449550
6434
и получава нов сензорен път - като ново чувство.
07:51
And you trulyнаистина liberateосвободи the brainмозък now
133
455984
2416
Сега напълно освобождаваме мозъка,
07:54
because you are allowingпозволявайки the brainмозък to sendизпращам motorмотор commandsкоманди to moveход this avatarвъплъщение.
134
458400
4384
тъй като му позволяваме да изпраща двигателни команди, за да движи този хищник.
07:58
And the feedbackобратна връзка that comesидва from the avatarвъплъщение is beingсъщество processedпреработени directlyпряко by the brainмозък
135
462784
5000
Обратната връзка, която идва от хищника, се обработва от мозъка
08:03
withoutбез the interferenceсмущения of the skinкожа.
136
467784
2433
без да засегне кожата.
08:06
So what you see here is this is the designдизайн of the taskзадача.
137
470217
2534
Тук виждате моделът на задачата.
08:08
You're going to see an animalживотно basicallyв основата си touchingтрогателен these threeтри targetsцели.
138
472751
4250
Ще видите животно, което докосва тези три цели.
08:12
And he has to selectизберете one because only one carriesноси the rewardнаграда,
139
477001
4349
То трябва да избере една цел, защото само в една цел има награда,
08:17
the orangeоранжев juiceсок that they want to get.
140
481350
1867
портокаловия сок, който иска да получи.
08:19
And he has to selectизберете it by touchдокосване usingизползвайки a virtualвиртуален armръка, an armръка that doesn't existсъществувам.
141
483217
5633
Тя трябва да го избере с докосване, като използва виртуална ръка, ръка, която не съществува.
08:24
And that's exactlyточно what they do.
142
488850
2000
Тя прави това.
08:26
This is a completeпълен liberationосвобождение of the brainмозък
143
490850
3435
Това е пълно освобождаване на мозъка
08:30
from the physicalфизически constraintsограничения of the bodyтяло and the motorмотор in a perceptualсетивната taskзадача.
144
494285
4282
от физическите ограничения на тялото и двигателлния нерв със задача за възприемане.
08:34
The animalживотно is controllingконтролинг the avatarвъплъщение to touchдокосване the targetsцели.
145
498567
4167
Животното управлява хищника за да докосне целите.
08:38
And he's sensingнаблюдение the textureтекстура by receivingполучаване an electricalелектрически messageсъобщение directlyпряко in the brainмозък.
146
502734
5651
То усеща текстурата, чрез получаване на електрическо съобщение в мозъка.
08:44
And the brainмозък is decidingвземане на решение what is the textureтекстура associatedсвързана with the rewardнаграда.
147
508385
3883
Мозъкът решава каква е текстурата, която е свързана с наградата.
08:48
The legendsлегенди that you see in the movieфилм don't appearсе появи for the monkeyмаймуна.
148
512268
3832
Обясненията, които виждате във филма не се появяват за маймуната.
08:52
And by the way, they don't readПрочети EnglishАнглийски anywayтака или иначе,
149
516100
2484
Между другото, маймуните не могат да четат на английски
08:54
so they are here just for you to know that the correctправилен targetмишена is shiftingизместване positionпозиция.
150
518584
5216
и легендите са тук само за вас, за да знаете, че правилната цел променя местоположението си.
08:59
And yetоще, they can find them by tactileтактилни discriminationдискриминация,
151
523800
3934
Тя може да ги намери чрез разума си
09:03
and they can pressНатиснете it and selectизберете it.
152
527734
3217
да я натисне и да я избере.
09:06
So when we look at the brainsмозъците of these animalsживотни,
153
530951
2682
Когато разглеждаме мозъците на тези животни,
09:09
on the topвръх panelпанел you see the alignmentПодравняване of 125 cellsклетки
154
533633
3667
на горния панел виждате редица от 125 клетки,
09:13
showingпоказване what happensслучва се with the brainмозък activityдейност, the electricalелектрически stormsбури,
155
537300
4201
които показват, какво се случва с дейността на мозъка, електрическите бури
09:17
of this sampleпроба of neuronsневрони in the brainмозък
156
541501
2067
на тази мостра от неврони в мозъка,
09:19
when the animalживотно is usingизползвайки a joystickджойстик.
157
543568
2116
когато животното използва джойстик.
09:21
And that's a pictureснимка that everyвсеки neurophysiologistneurophysiologist knowsзнае.
158
545684
2600
Това е картина, която всеки невропсихолог познава.
09:24
The basicосновен alignmentПодравняване showsпредавания that these cellsклетки are codingкодиране for all possibleвъзможен directionsинструкции.
159
548284
5183
Основната редица показва, че тези клетки са код за всички възможни посоки.
09:29
The bottomдъно pictureснимка is what happensслучва се when the bodyтяло stopsспирки movingдвижещ
160
553467
5683
Картината в дъното показва, какво се случва, когато тялото спре да се движи
09:35
and the animalживотно startsзапочва controllingконтролинг eitherедин a roboticроботизирана deviceприспособление or a computationalизчислителната avatarвъплъщение.
161
559150
6134
и животното започва да управлява роботизиран инструмент или компютъризиран хищник.
09:41
As fastбърз as we can resetначално състояние our computersкомпютри,
162
565284
3066
Доколкото можахме да настоим компютрите си,
09:44
the brainмозък activityдейност shiftsсмени to startначало representingпредставляващи this newнов toolинструмент,
163
568350
5818
дейността на мозъка се променя, за да започне да представя този нов инструмент,
09:50
as if this too was a partчаст of that primate'sпримат bodyтяло.
164
574168
5250
като че ли той е част от тялото на примата.
09:55
The brainмозък is assimilatingусвояване на that too, as fastбърз as we can measureмярка.
165
579418
4715
Мозъкът разбира и това, доколкото можем да го измерим.
10:00
So that suggestsподсказва to us that our senseсмисъл of selfсебе си
166
584133
3618
Това ни подсказва, че чувството ни за себе си
10:03
does not endкрай at the last layerслой of the epitheliumепител of our bodiesтела,
167
587751
4150
не свършва в последния слой на епитела на телата ни,
10:07
but it endsкраища at the last layerслой of electronsелектрони of the toolsинструменти that we're commandingкомандващ with our brainsмозъците.
168
591901
5718
а в последния слой електрони на инструментите, които управляваме с мозъка си.
10:13
Our violinsцигулки, our carsавтомобили, our bicyclesвелосипеди, our soccerфутбол ballsтопки, our clothingоблекло --
169
597619
4764
Цигулките ни, колите ни, велосипедите ни, топките ни за футбол, дрехите ни -
10:18
they all becomeда стане assimilatedприравняват by this voraciousВълчи, amazingудивителен, dynamicдинамичен systemсистема calledНаречен the brainмозък.
170
602383
6851
всичко се възприема от тази ненаситна, удивителна, динамична система, наречена мозък.
10:25
How farдалече can we take it?
171
609234
1699
Докъде можем да стигнем?
10:26
Well, in an experimentексперимент that we ranзавтече a fewмалцина yearsгодини agoпреди, we tookвзеха this to the limitлимит.
172
610933
4218
В експеримент, който проведохме преди няколко години, стигнахме до тази граница.
10:31
We had an animalживотно runningбягане on a treadmillнеблагодарна
173
615151
2482
В университета в Дюк, на Източния бряг на Съединените щати,
10:33
at DukeДюк UniversityУниверситет on the EastИзток CoastКрайбрежие of the UnitedЮнайтед StatesДържавите,
174
617633
2267
имахме животно, което вършеше неблагодарна работа,
10:35
producingпроизводство the brainstormsbrainstorms necessaryнеобходимо to moveход.
175
619900
2700
произвеждаше брейнстормс, необходими за движение.
10:38
And we had a roboticроботизирана deviceприспособление, a humanoidхуманоид robotробот,
176
622600
4091
Имахме роботизиран уред, робот - хуманоид,
10:42
in KyotoКиото, JapanЯпония at ATRATR LaboratoriesЛаборатории
177
626691
2394
в Киото, Япония, в лабораториите ATP,
10:44
that was dreamingмечтаете its entireцял life to be controlledконтролиран by a brainмозък,
178
629085
6094
което мечтаеше през целия си живот да бъде управлявано от мозък,
10:51
a humanчовек brainмозък, or a primateпримат brainмозък.
179
635179
3273
човешки мозък или мозък на примат.
10:54
What happensслучва се here is that the brainмозък activityдейност that generatedгенерирана the movementsдвижения in the monkeyмаймуна
180
638452
4598
Тук дейността на мозъка, която произвежда движенията на маймуната,
10:58
was transmittedпредавани to JapanЯпония and madeизработен this robotробот walkразходка
181
643050
3467
беше прехвърлена в Япония и накара този робот да върви,
11:02
while footageкадри of this walkingходене was sentизпратен back to DukeДюк,
182
646517
4067
като дължината на футовете, които беше извървяло, беше изпратена в Дюк
11:06
so that the monkeyмаймуна could see the legsкрака of this robotробот walkingходене in frontпреден of her.
183
650584
5233
и маймуната можеше да види краката на този робот, който вървеше пред нея.
11:11
So she could be rewardedвъзнаградени, not by what her bodyтяло was doing
184
655817
4067
Тя можеше да бъде възнаградена не от това, което тялото й правеше,
11:15
but for everyвсеки correctправилен stepстъпка of the robotробот on the other sideстрана of the planetпланета
185
659884
4961
но от всяка правилна стъпка на робота в другия край на планетата,
11:20
controlledконтролиран by her brainмозък activityдейност.
186
664845
2609
което беше управлявано от дейността на мозъка й.
11:23
FunnyСмешно thing, that roundкръгъл tripпътуване around the globeглобус tookвзеха 20 millisecondsмилисекунди lessпо-малко
187
667454
7118
Смешно е, че това пътешествие около света отне 20 милисекунди по-малко,
11:30
than it takes for that brainstormобезумяване to leaveоставям its headглава, the headглава of the monkeyмаймуна,
188
674572
4150
отколкото е нужно на този брейнсторм да напусне главата му, главата на маймуната
11:34
and reachдостигнат its ownсобствен muscleмускул.
189
678722
3870
и да достигне мускулите си.
11:38
The monkeyмаймуна was movingдвижещ a robotробот that was sixшест timesпъти biggerпо-голям, acrossпрез the planetпланета.
190
682592
6030
Маймуната движеше робот, който беше шест пъти по-голям от нея през планетата.
11:44
This is one of the experimentsексперименти in whichкойто that robotробот was ableспособен to walkразходка autonomouslyавтономно.
191
688622
6400
Това е един от експериментите, в който този робот можеше да върви самостоятелно.
11:50
This is CBЦБ1 fulfillingизпълнение its dreamмечта in JapanЯпония
192
695022
5267
Това е СВ1, който осъществи мечтата си в Япония,
11:56
underпри the controlконтрол of the brainмозък activityдейност of a primateпримат.
193
700289
3700
под управлението на дейността на мозъка на примат.
11:59
So where are we takingприемате all this?
194
703989
1989
От къде взимаме всичко това?
12:01
What are we going to do with all this researchизследване,
195
705978
2343
Какво ще направим с това изследване,
12:04
besidesОсвен това studyingизучаване the propertiesсвойства of this dynamicдинамичен universeвселена that we have betweenмежду our earsушите?
196
708321
5668
освен да изучим свойствата на тази динамична галактика, която съществува между ушите ни?
12:09
Well the ideaидея is to take all this knowledgeзнание and technologyтехнология
197
713989
4833
Идеята е да вземем това знание и технология
12:14
and try to restoreВъзстановяване one of the mostнай-много severeтежък neurologicalневрологично problemsпроблеми that we have in the worldсвят.
198
718822
5484
и да се опитаме да възстановим най-тежките неврологични проблеми в света.
12:20
MillionsМилиони of people have lostзагубен the abilityспособност to translateпревеждам these brainstormsbrainstorms
199
724306
4583
Милиони хора са загубили способността да превеждат тези брейнстормс
12:24
into actionдействие, into movementдвижение.
200
728889
2116
в действие, в движение.
12:26
AlthoughВъпреки че theirтехен brainsмозъците continueпродължи to produceпродукция those stormsбури and codeкод for movementsдвижения,
201
731005
5234
Въпреки, че мозъка им продължава да произвежда тези брейнстормс и код за движения,
12:32
they cannotне мога crossкръст a barrierбариера that was createdсъздаден by a lesionлезия on the spinalгръбначен cordвръв.
202
736239
5167
те не могат да преминат бариера, която е създадена от повреда на гръбначният стълб.
12:37
So our ideaидея is to createсъздавам a bypassбайпас,
203
741406
2450
Идеята е, да създадем байпас,
12:39
is to use these brain-machineмозъка-машина interfacesинтерфейси to readПрочети these signalsсигнали,
204
743856
4032
за да използваме интерфейсите на мозък - машина, за да четем тези сигнали,
12:43
larger-scaleпо-голям мащаб brainstormsbrainstorms that containсъдържа the desireжелание to moveход again,
205
747888
4050
брейнстормс в голям мащаб, които съдържат желанието да се движим отново,
12:47
bypassбайпас the lesionлезия usingизползвайки computationalизчислителната microengineeringMicroengineering
206
751938
3969
да отстраним вредите, като използваме компютъризирано микроинженерство
12:51
and sendизпращам it to a newнов bodyтяло, a wholeцяло bodyтяло calledНаречен an exoskeletonЕкзоскелет,
207
755907
7114
и да ги изпратим в ново тяло, наречено ексоскелет,
12:58
a wholeцяло roboticроботизирана suitкостюм that will becomeда стане the newнов bodyтяло of these patientsпациенти.
208
763021
5567
цял роботоризиран костюм, който ще стане ново тяло за тези пациенти.
13:04
And you can see an imageизображение producedпроизведена by this consortiumконсорциум.
209
768588
4126
Можете да видите образ, създаден от този консорциум.
13:08
This is a nonprofitс нестопанска цел, consortiumконсорциум calledНаречен the WalkРазходка Again ProjectПроект
210
772714
4059
Това е консорциум с идеална цел, наречен Проект Ходи Отново,
13:12
that is puttingпускането togetherзаедно scientistsучени from EuropeЕвропа,
211
776773
2783
в който се събират учени от Европа,
13:15
from here in the UnitedЮнайтед StatesДържавите, and in BrazilБразилия
212
779556
1865
оттук, в САЩ и в Бразилия,
13:17
togetherзаедно to work to actuallyвсъщност get this newнов bodyтяло builtпостроен --
213
781421
4517
за да работят заедно, за да получат това ново тяло -
13:21
a bodyтяло that we believe, throughпрез the sameедин и същ plasticпластмаса mechanismsмеханизми
214
785938
3334
тяло, за което вярваме, че чрез същите пластмасови механизми,
13:25
that allowпозволява AuroraAurora and other monkeysмаймуни to use these toolsинструменти throughпрез a brain-machineмозъка-машина interfaceинтерфейс
215
789272
5802
които позволяват на Аврора и на други маймуни да използват тези инструменти чрез интерфейс на машина - мозък
13:30
and that allowsпозволява us to incorporateвключи the toolsинструменти that we produceпродукция and use in our dailyежедневно life.
216
795074
5630
и което ни позволява да внедрим инструментите, които произвеждаме и да ги използваме в ежедневието.
13:36
This sameедин и същ mechanismмеханизъм, we hopeнадявам се, will allowпозволява these patientsпациенти,
217
800704
3684
Надяваме се, че същия механизъм ще позволи на тeзи пациенти
13:40
not only to imagineПредставете си again the movementsдвижения that they want to make
218
804388
3768
не само да си представят отново движенията, които искат да направят
13:44
and translateпревеждам them into movementsдвижения of this newнов bodyтяло,
219
808156
3207
и да ги преведат в движения на това ново тяло,
13:47
but for this bodyтяло to be assimilatedприравняват as the newнов bodyтяло that the brainмозък controlsконтроли.
220
811363
6758
но то да бъде асимилирано като ново тяло, което е управлявано от мозъка.
13:54
So I was told about 10 yearsгодини agoпреди
221
818121
3851
Преди 10 години беше казано,
13:57
that this would never happenстава, that this was closeблизо to impossibleневъзможен.
222
821972
5066
че това никога няма да се случи, че това е невъзможно.
14:02
And I can only tell you that as a scientistучен,
223
827038
2451
Мога само да ви кажа, че като учен,
14:05
I grewизраснал up in southernюжен BrazilБразилия in the mid-'средата "60s
224
829489
2986
израснах в южна Бразилия в средата на 1960-те години,
14:08
watchingгледане a fewмалцина crazyлуд guys tellingказвам [us] that they would go to the MoonЛуната.
225
832475
5048
като наблюдавах тези луди момчета, които ни казваха, че ще отидат на Луната.
14:13
And I was fiveпет yearsгодини oldстар,
226
837523
1461
Бях пет годишен
14:14
and I never understoodразбрах why NASAНАСА didn't hireнаем CaptainКапитан KirkКърк and SpockСпок to do the jobработа;
227
838984
4240
и никога не разбрах, защо НАСА не нае капитан Кърк и Спок за да тази работа;
14:19
after all, they were very proficientспециалист --
228
843224
2432
те бяха много продуктивни -
14:21
but just seeingвиждане that as a kidхлапе
229
845656
3450
но виждайки това като дете,
14:25
madeизработен me believe, as my grandmotherбаба used to tell me,
230
849106
2985
ме накара да вярвам, както ми казваше баба ми,
14:27
that "impossibleневъзможен is just the possibleвъзможен
231
852091
1845
че "невъзможното е възможното,
14:29
that someoneнякой has not put in enoughдостатъчно effortусилие to make it come trueвярно."
232
853936
3904
за което някой не е дал достатъчно усилия, за да се сбъдне".
14:33
So they told me that it's impossibleневъзможен to make someoneнякой walkразходка.
233
857840
3799
Те ми казаха, че е невъзможно да се накара някой да ходи.
14:37
I think I'm going to followпоследвам my grandmother'sна баба adviceсъвет.
234
861639
3251
Мисля, че ще следвам съвета на баба ми.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Благодаря.
14:42
(ApplauseАплодисменти)
236
866340
8029
(Аплодисменти)
Translated by Ina Stoycheva
Reviewed by Stefan Milanov

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface.

Why you should listen

At the Nicolelis Laboratory at Duke University, Miguel Nicolelis is best known for pioneering studies in neuronal population coding, Brain Machine Interfaces (BMI) and neuroprosthetics in human patients and non-human primates.His lab's work was seen, famously though a bit too briefly, when a brain-controlled exoskeleton from his lab helped Juliano Pinto, a paraplegic man, kick the first ball at the 2014 World Cup.

But his lab is thinking even bigger. They've developed an integrative approach to studying neurological disorders, including Parkinsons disease and epilepsy. The approach, they hope, will allow the integration of molecular, cellular, systems and behavioral data in the same animal, producing a more complete understanding of the nature of the neurophysiological alterations associated with these disorders. He's the author of the books Beyond Boundaries and The Relativistic Brain.

Miguel was honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com