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.

Miguel Nicolelis: Majmun koji kontrolira robota svojim mislima. Ne, stvarno.

Filmed:
1,315,130 views

Možemo li koristiti mozgove da direktno kontroliramo uređaje-- bez posredno korištenja naših tijela? Miguel Nicolelis govori o nevjerojatnom eksperimentu u kojem pametan majmun u SAD-u uči koristiti majmunskog avatara, a zatim i robotsku ruku u Japanu, čisto svojim mislima. Ovo istraživanje će pomoći ljudima s kvadriplegijom -- i možda svima nama. (Snimljeno na 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 kindljubazan of neuroscienceneuroznanost that I do and my colleagueskolege do
0
330
2851
Vrsta neuroznanosti koju
moji kolege i ja proučavamo
00:19
is almostskoro like the weathermanmeteorolog.
1
3181
2166
je gotovo poput meteorologije.
00:21
We are always chasingjurnjava stormsoluje.
2
5347
3516
Uvijek „hvatamo“ oluje.
00:24
We want to see and measuremjera stormsoluje -- brainstormsbrainstorms, that is.
3
8863
4883
Želimo vidjeti i izmjeriti oluje
–oluje ideja.
00:29
And we all talk about brainstormsbrainstorms in our dailydnevno livesživot,
4
13746
2768
Svi pričamo o olujama ideja
u dnevnim životima
00:32
but we rarelyrijetko see or listen to one.
5
16514
3450
Ali rijetko ih vidimo ili čujemo.
00:35
So I always like to startpočetak these talksrazgovori
6
19964
1634
Zato volim započeti
ovakve razgovore
00:37
by actuallyzapravo introducinguvođenje you to one of them.
7
21598
2982
predstavljajući vam jedan od njih.
00:40
ActuallyZapravo, the first time we recordedzabilježena more than one neuronneuron --
8
24580
3427
Zapravo, prvi put kada smo
snimili više od jednog neurona -
00:43
a hundredstotina brainmozak cellsStanice simultaneouslyistovremeno --
9
28007
2223
sto moždanih stanica simultano
00:46
we could measuremjera the electricalelektrična sparksiskre
10
30230
2469
mogli smo izmjeriti električne iskre
00:48
of a hundredstotina cellsStanice in the sameisti animalživotinja,
11
32699
2680
stotinu stanica iste životinje,
00:51
this is the first imageslika we got,
12
35379
1802
ovo je prva slika koju imamo,
00:53
the first 10 secondssekundi of this recordingsnimanje.
13
37181
2315
prvih 10 sekundi ovog snimka.
00:55
So we got a little snippetIsječak of a thought,
14
39496
3351
Uzeli smo mali odsječak misli
00:58
and we could see it in frontispred of us.
15
42847
2905
i mogli ga prikazati ispred nas.
01:01
I always tell the studentsstudenti
16
45752
1012
Uvijek kažem studentima
01:02
that we could alsotakođer call neuroscientistsNeuroznanstvenici some sortvrsta of astronomerastronom,
17
46764
4106
da bi neuroznanstvenike također
mogli zvati vrstom astronoma
01:06
because we are dealingbavljenje with a systemsistem
18
50870
1626
budući da imamo posla sa susutavom
01:08
that is only comparableusporedivo in termsUvjeti of numberbroj of cellsStanice
19
52496
2917
koji je, sa svojim brojem stanica,
usporediv samo
01:11
to the numberbroj of galaxiesgalaksije that we have in the universesvemir.
20
55413
2936
s brojem galaksija koje postoje u svemiru.
01:14
And here we are, out of billionsmilijarde of neuronsneuroni,
21
58349
3030
I evo nas ovdje, od milijardu neurona,
01:17
just recordingsnimanje, 10 yearsgodina agoprije, a hundredstotina.
22
61379
2818
snimajući prije 10 godina svega stotinu.
01:20
We are doing a thousandtisuću now.
23
64197
1583
snimamo tisuću danas.
01:21
And we hopenada to understandrazumjeti something fundamentalosnovni about our humanljudski naturepriroda.
24
65780
5400
I nadamo se otkriti nešto osnovno
o našoj ljudskoj prirodi.
01:27
Because, if you don't know yetjoš,
25
71180
1932
Zato što, ako već ne znate,
01:29
everything that we use to definedefinirati what humanljudski naturepriroda is comesdolazi from these stormsoluje,
26
73112
5250
sve što koristimo kako bi definirali
ljudsku prirodu dolazi iz ovih oluja,
01:34
comesdolazi from these stormsoluje that rollsvitak over the hillsbrda and valleysdoline of our brainsmozak
27
78362
4651
dolazi iz ovih impulsa koje prolaze
brežuljcima i dolinama našega mozga
01:38
and definedefinirati our memoriessjećanja, our beliefsvjerovanja,
28
83013
3885
te definiraju naša sjećanja,
naša vjerovanja,
01:42
our feelingsosjećaji, our plansplanovi for the futurebudućnost.
29
86898
2700
naše osjećaje, naše planove za budućnost.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Sve što smo ikada uradili,
01:47
everything that everysvaki humanljudski has ever doneučinio, do or will do,
31
91996
5067
sve što je ijedan čovjek
ikada uradio, radi, ili će uraditi
01:52
requirestraži the toiltrudu of populationspopulacije of neuronsneuroni producingproizvodnju these kindsvrste of stormsoluje.
32
97063
5434
Zahtijeva rad populacije neurona
što proizvode ove vrste oluja.
01:58
And the soundzvuk of a brainstormideja, if you've never heardčuo one,
33
102497
2483
Zvuk oluje ideja,
ako ga niste nikada čuli,
02:00
is somewhatnešto like this.
34
104980
3349
Je otprilike ovakav.
02:04
You can put it louderglasnije if you can.
35
108329
3146
Možete poglasniti ako želite.
02:07
My sonsin callspozivi this "makingizrađivanje popcornkokice while listeningslušanje to a badly-tunedloše podešen A.M. stationstanica."
36
111475
6403
Moj sin to zove „pravljenje kokica tijekom
slušanja loše podešene radijske stanice.“
02:13
This is a brainmozak.
37
117878
1485
Ovo je mozak.
02:15
This is what happensdogađa se when you routeput these electricalelektrična stormsoluje to a loudspeakerzvučnik
38
119363
3434
Ovo se događa kada spojite ove
električne oluje na zvučnik
02:18
and you listen to a hundredstotina brainmozak cellsStanice firingplamena,
39
122797
2866
i slušate sto moždanih stanica
kako okidaju,
02:21
your brainmozak will soundzvuk like this -- my brainmozak, any brainmozak.
40
125663
4622
vaš mozak će zvučati ovako –
moj mozak, bilo čiji mozak.
02:26
And what we want to do as neuroscientistsNeuroznanstvenici in this time
41
130285
3762
i što mi neuroznanstvenici želimo učiniti
02:29
is to actuallyzapravo listen to these symphoniessimfonije, these brainmozak symphoniessimfonije,
42
134047
5350
je zapravo slušati ove simfonije,
ove moždane simfonije,
02:35
and try to extractekstrakt from them the messagesporuke they carrynositi.
43
139397
3400
te pokušati izvuči iz njih poruku koju nose.
02:38
In particularposebno, about 12 yearsgodina agoprije
44
142797
2851
Primjerice, prije 12 godina
02:41
we createdstvorio a preparationpriprema that we namedpod nazivom brain-machinemozak-stroj interfacessučelja.
45
145648
3048
napravili smo pripravak koji smo
nazvali sučelje mozak-računalo.
02:44
And you have a schemeshema here that describesopisuje how it worksdjela.
46
148696
2702
Ovdje imate shemu koja opisuje kako radi.
02:47
The ideaideja is, let's have some sensorssenzori that listen to these stormsoluje, this electricalelektrična firingplamena,
47
151398
5566
Ideja je postaviti neke senzore koji
slušaju ove oluje, ovo električno okidanje,
02:52
and see if you can, in the sameisti time that it takes
48
156964
3082
i vidjeti ako možemo,
u istom vremenu koje je potrebno
02:55
for this stormoluja to leavenapustiti the brainmozak and reachdohvatiti the legsnoge or the armsoružje of an animalživotinja --
49
160046
4969
da ove oluje napuste mozak
i dođu do nogu ili ruku životinje –
03:00
about halfpola a seconddrugi --
50
165015
2864
otprilike pola sekunde -
03:03
let's see if we can readčitati these signalssignali,
51
167879
2351
vidjeti možemo li očitati ove signale,
03:06
extractekstrakt the motormotor messagesporuke that are embeddedugrađen in it,
52
170230
3400
izvući motoričke poruke
koje su sadržane u njima,
03:09
translatePrevedi it into digitaldigitalni commandsnaredbe
53
173630
2272
prevesti ih u digitalne zapovijedi
03:11
and sendposlati it to an artificialUmjetna deviceuređaj
54
175902
1886
i poslati ih u umjetni uređaj
03:13
that will reproducereproduciraju the voluntarydobrovoljan motormotor wheelkotač of that brainmozak in realstvaran time.
55
177788
5893
koji će reproducirati voljni motorički
kotač mozga u realnom vremenu
03:19
And see if we can measuremjera how well we can translatePrevedi that messageporuka
56
183681
3848
da vidimo možemo li izmjeriti koliko
dobro bismo preveli tu poruku
03:23
when we compareusporediti to the way the bodytijelo does that.
57
187529
3518
kada usporedimo sa načinom
na koji to tijelo radi.
03:26
And if we can actuallyzapravo providepružiti feedbackpovratna veza,
58
191047
2866
I ako zaista možemo pružiti
povratnu informaciju,
03:29
sensoryčulni signalssignali that go back from this roboticrobotski, mechanicalmehanički, computationalračunalna actuatoraktuator
59
193913
5734
osjetni signali koji odlaze iz ovog
robotskog, mehaničkog, računskog uređaja
03:35
that is now underpod the controlkontrolirati of the brainmozak,
60
199647
2251
koji je sada pod kontrolom mozga,
03:37
back to the brainmozak,
61
201898
1311
nazad u mozak,
03:39
how the brainmozak dealsPopularna with that,
62
203209
2121
kako se mozak nosi s time,
03:41
of receivingprimanje messagesporuke from an artificialUmjetna piecekomad of machinerystrojevi.
63
205330
4901
primajući poruke od strane umjetnog uređaja.
03:46
And that's exactlytočno what we did 10 yearsgodina agoprije.
64
210231
2321
Upravo smo to učinili prije 10 godina.
03:48
We startedpočeo with a superstarzvijezda monkeymajmun calledzvao AuroraAurora
65
212552
2961
Započeli smo sa majmunom zvanim Aurora,
03:51
that becamepostao one of the superstarszvijezde of this fieldpolje.
66
215513
2468
koji je uskoro postao jedna od
superzvijezda na ovom polju.
03:53
And AuroraAurora likedvolio to playigrati videovideo gamesigre.
67
217981
2299
I Aurora je voljela igrati videoigrice.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
Kao što možete vidjete,
03:57
she likessviđa to use a joystickkomandna palica, like any one of us, any of our kidsdjeca, to playigrati this gameigra.
69
221653
4944
voli koristiti joystick, kao bilo tko od nas,
kao i naša djeca, kako bi igrala ovu igru.
04:02
And as a good primateprimat, she even triespokušava to cheatvarati before she getsdobiva the right answerodgovor.
70
226597
4671
Kao dobar primat, ona čak pokušava
varati prije nego dobije pravi odgovor.
04:07
So even before a targetcilj appearsČini that she's supposedtrebala to crosskriž
71
231268
4283
Čak i prije nego se pojavi
meta koju treba prekrižiti
04:11
with the cursorpokazivač that she's controllingkontrolni with this joystickkomandna palica,
72
235551
2850
s kursorom koji kontrolira putem joysticka,
04:14
AuroraAurora is tryingtežak to find the targetcilj, no matterstvar where it is.
73
238401
3951
Aurora pokušava pronaći metu,
bez obzira gdje se nalazi.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
I ako to radi,
04:19
because everysvaki time she crossespresjek that targetcilj with the little cursorpokazivač,
75
243821
3314
zato što svaki put kada pogodi
metu s tim malim kursorom,
04:23
she getsdobiva a droppad of BrazilianBrazilski orangenarančasta juicesok.
76
247135
2950
dobije kap brazilskog soka od naranče.
04:25
And I can tell you, any monkeymajmun will do anything for you
77
250085
2950
A mogu vam reći, bilo koji majmun
će učiniti sve za vas
04:28
if you get a little droppad of BrazilianBrazilski orangenarančasta juicesok.
78
253035
3100
ako imate malo brazilskog soka od naranče.
04:32
ActuallyZapravo any primateprimat will do that.
79
256135
2731
Zapravo, bilo koji primat bi to učinio.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Razmislite o tome.
04:36
Well, while AuroraAurora was playingigranje this gameigra, as you saw,
81
260200
3400
Dok je Aurora igrala ovu igru, kao što ste vidjeli,
04:39
and doing a thousandtisuću trialsispitivanja a day
82
263600
2435
i radila tisuću testova dnevno
04:41
and gettinguzimajući 97 percentposto correctispravan and 350 millilitersmililitara of orangenarančasta juicesok,
83
266035
3883
i dobivala 97% točno i
350 mililitara soka od naranče,
04:45
we are recordingsnimanje the brainstormsbrainstorms that are producedizrađen in her headglava
84
269918
3399
mi smo snimali oluje ideja
koje su proizvedeni u njenoj glavi
04:49
and sendingslanje them to a roboticrobotski armruka
85
273317
1647
i slali ih u robotsku ruku
04:50
that was learningučenje to reproducereproduciraju the movementspokreti that AuroraAurora was makingizrađivanje.
86
274964
3871
koja je učila reproducirati
pokrete koje je Aurora pravila.
04:54
Because the ideaideja was to actuallyzapravo turnskretanje on this brain-machinemozak-stroj interfacesučelje
87
278835
3783
zato što je ideja zapravo bila pokrenuti
ovo sučelje mozak-računalo
04:58
and have AuroraAurora playigrati the gameigra just by thinkingmišljenje,
88
282618
4700
i učiniti da Aurora igra
igricu samo mislima,
05:03
withoutbez interferenceinterferencija of her bodytijelo.
89
287318
2617
bez korištenja njenog tijela.
05:05
Her brainstormsbrainstorms would controlkontrolirati an armruka
90
289935
2916
Njene oluje idejai bi kontrolirale ruku
05:08
that would movepotez the cursorpokazivač and crosskriž the targetcilj.
91
292851
2709
koja bi micala kursor i prekrižila metu.
05:11
And to our shockšok, that's exactlytočno what AuroraAurora did.
92
295560
3191
Šokirali smo se, to je upravo
ono što je Aurora učinila.
05:14
She playedigrao the gameigra withoutbez movingkreće her bodytijelo.
93
298751
4200
Igrala je igricu bez
korištenja svoga tijela.
05:18
So everysvaki trajectoryputanja that you see of the cursorpokazivač now,
94
302951
2237
Pa svaka putanja kursora koju sada vidite,
05:21
this is the exacttočno first momenttrenutak she got that.
95
305188
3212
ovo je točan prvi trenutak kada je uspjela.
05:24
That's the exacttočno first momenttrenutak
96
308400
1784
Ovo je prvi trenutak kada je
05:26
a brainmozak intentionnamjera was liberatedoslobođen from the physicalfizička domainsdomena of a bodytijelo of a primateprimat
97
310184
6767
namjera mozga oslobođena
fizičke domene tijela primata
05:32
and could actčin outsideizvan, in that outsideizvan worldsvijet,
98
316951
3700
i mogla djelovati vani, u vanjskom svijetu
05:36
just by controllingkontrolni an artificialUmjetna deviceuređaj.
99
320651
2966
jednostavno kontrolirajući umjetni uređaj.
05:39
And AuroraAurora keptčuva playingigranje the gameigra, keptčuva findingnalaz the little targetcilj
100
323617
4917
i Aurora je nastavila igrati igricu,
pronalazeći malenu metu
05:44
and gettinguzimajući the orangenarančasta juicesok that she wanted to get, that she cravedTražio for.
101
328534
3917
i dobivala sok od naranče koji
je željela, za kojim je čeznula.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquiredstečena a newnovi armruka.
102
332451
6701
Doduše, radila je sve to zato što je,
tada, dobila novu ruku.
05:55
The roboticrobotski armruka that you see movingkreće here 30 daysdana laterkasnije,
103
339152
2963
Robotska ruka koju vidite kako se
pokreće ovdje 30 dana nakon,
05:58
after the first videovideo that I showedpokazala to you,
104
342115
2686
nakon prvog videa koji sam vam pokazao,
06:00
is underpod the controlkontrolirati of Aurora'sAurora je brainmozak
105
344801
2650
je pod kontrolom Aurorina mozga
06:03
and is movingkreće the cursorpokazivač to get to the targetcilj.
106
347451
3168
i pomiče kursor do mete.
06:06
And AuroraAurora now knowszna that she can playigrati the gameigra with this roboticrobotski armruka,
107
350619
3899
I Aurora sada zna da može igrati igricu
s ovom robotskom rukom,
06:10
but she has not lostizgubljen the abilitysposobnost to use her biologicalbiološki armsoružje to do what she pleaseszadovoljava.
108
354518
5716
Ali nije izgubila sposobnost da koristi
svoje biološke ruke da radi što poželi.
06:16
She can scratchogrepsti her back, she can scratchogrepsti one of us, she can playigrati anotherjoš gameigra.
109
360234
4067
Može se počešati po leđima, može počešati
nekoga od nas, može igrati drugu igricu.
Na svaki mogući način,
06:20
By all purposessvrhe and meanssredstva,
110
364301
1600
06:21
Aurora'sAurora je brainmozak has incorporatedinkorporiran that artificialUmjetna deviceuređaj
111
365901
4116
Aurorin mozak je prihvatio
taj umjetni uređaj
06:25
as an extensionnastavak of her bodytijelo.
112
370017
2750
kao produžetak svog tijela.
06:28
The modelmodel of the selfsam that AuroraAurora had in her mindum
113
372767
3533
Model sebe koji je Aurora
imala na svom umu
06:32
has been expandedproširen to get one more armruka.
114
376300
4084
je bio proširen kako
bi dobio još jednu ruku.
06:36
Well, we did that 10 yearsgodina agoprije.
115
380384
2350
Dakle, učinili smo to prije 10 godina.
06:38
Just fastbrzo forwardnaprijed 10 yearsgodina.
116
382734
2833
Premotajte 10 godina unaprijed.
06:41
Just last yeargodina we realizedshvatio that you don't even need to have a roboticrobotski deviceuređaj.
117
385567
4983
Tek prošle godine shvatili smo da
čak ne trebate ni imati robotski uređaj.
06:46
You can just buildizgraditi a computationalračunalna bodytijelo, an avataravatar, a monkeymajmun avataravatar.
118
390550
5484
Možete samo napraviti računsko tijelo,
avatar, avatar majmuna.
06:51
And you can actuallyzapravo use it for our monkeysmajmuni to eitherili interactinterakcija with them,
119
396034
4250
I možete ga koristiti za naše majmune
da vrše interakciju s njima,
06:56
or you can trainvlak them to assumepretpostaviti in a virtualvirtualan worldsvijet
120
400284
4439
Ili ih možete naučiti da u
virtualnom svijetu zauzmu
07:00
the first-personPrva osoba perspectiveperspektiva of that avataravatar
121
404723
3044
perspektivu u prvom licu tog avatara
07:03
and use her brainmozak activityaktivnost to controlkontrolirati the movementspokreti of the avatar'savatar armsoružje or legsnoge.
122
407767
5651
i koriste njenu moždanu aktivnost da bi
kontrolirali pokrete ruku i nogu avatara.
07:09
And what we did basicallyu osnovi was to trainvlak the animalsživotinje
123
413418
2766
Mi smo zapravo istrenirali ove životinje
07:12
to learnnaučiti how to controlkontrolirati these avatarsavatari
124
416184
3050
da nauče kako kontrolirati ove avatare
07:15
and exploreistražiti objectsobjekti that appearpojaviti in the virtualvirtualan worldsvijet.
125
419234
3899
i otkriju objekte koji se
nalazae u virtualnom svijetu.
07:19
And these objectsobjekti are visuallyvizuelno identicalidentičan,
126
423133
2301
A ovi objekti su vizualno identični,
07:21
but when the avataravatar crossespresjek the surfacepovršinski of these objectsobjekti,
127
425434
3883
ali kada avatar prelazi preko
površina ovih objekata
07:25
they sendposlati an electricalelektrična messageporuka that is proportionalproporcionalan to the microtactilemicrotactile texturetekstura of the objectobjekt
128
429317
6400
oni šalje električnu poruku koja je
proporcionalnaj teksturi objekta
07:31
that goeside back directlydirektno to the monkey'smajmun je brainmozak,
129
435717
4016
koja odlazi nazad direktno u majmunov mozak
07:35
informinginformiranje the brainmozak what it is the avataravatar is touchingdirljiv.
130
439733
5052
informirajući mozak što avatar dodiruje.
07:40
And in just fourčetiri weeksTjedni, the brainmozak learnsuči to processpostupak this newnovi sensationosjećaj
131
444785
4765
I u samo četiri tjedna, mozak nauči
kako obraditi ovaj novi osjećaj
07:45
and acquiresstječe a newnovi sensoryčulni pathwaystaza -- like a newnovi senseosjećaj.
132
449550
6434
i dobiva novi senzorički put –
kao novi osjećaj.
07:51
And you trulyuistinu liberateosloboditi the brainmozak now
133
455984
2416
Sada zaista oslobađate mozak
07:54
because you are allowingomogućujući the brainmozak to sendposlati motormotor commandsnaredbe to movepotez this avataravatar.
134
458400
4384
zato što dopuštate mozgu da šalje
motoričke zapovijedi da bi pokrenuo avatar.
07:58
And the feedbackpovratna veza that comesdolazi from the avataravatar is beingbiće processedobrađuju directlydirektno by the brainmozak
135
462784
5000
A povratnu vezu koja dolazi iz
avatara mozak direktno obrađuje
08:03
withoutbez the interferenceinterferencija of the skinkoža.
136
467784
2433
bez uplitanja kože.
08:06
So what you see here is this is the designdizajn of the taskzadatak.
137
470217
2534
Dakle, ono što vidite ovdje
je dizajn ovog zadatka.
08:08
You're going to see an animalživotinja basicallyu osnovi touchingdirljiv these threetri targetsciljevi.
138
472751
4250
Vidjet ćete životinju koja u
osnovi dodiruje ove tri mete.
08:12
And he has to selectIzaberi one because only one carriesnosi the rewardnagrada,
139
477001
4349
I ona mora odabrati jedan jer
samo jedan donosi nagradu,
08:17
the orangenarančasta juicesok that they want to get.
140
481350
1867
sok od naranče koji žele dobiti,
08:19
And he has to selectIzaberi it by touchdodir usingkoristeći a virtualvirtualan armruka, an armruka that doesn't existpostojati.
141
483217
5633
i mora ga odabrati dodirom koristeći
virtualnu ruku, ruku koja ne postoji.
08:24
And that's exactlytočno what they do.
142
488850
2000
I to je upravo ono što oni učine.
08:26
This is a completepotpun liberationoslobođenje of the brainmozak
143
490850
3435
Ovo je potpuno oslobođenje mozga
08:30
from the physicalfizička constraintsograničenja of the bodytijelo and the motormotor in a perceptualuočljive taskzadatak.
144
494285
4282
od fizičkih ograničenja tijela i
motorike u perceptivnom zadatku.
08:34
The animalživotinja is controllingkontrolni the avataravatar to touchdodir the targetsciljevi.
145
498567
4167
Životinja kontrolira avatar
kako bi dodirnula mete.
08:38
And he's sensingočitavanje the texturetekstura by receivingprimanje an electricalelektrična messageporuka directlydirektno in the brainmozak.
146
502734
5651
I osjeća teksturu primajući električni
podražaj direktno u mozak.
08:44
And the brainmozak is decidingodlučujući what is the texturetekstura associatedpovezan with the rewardnagrada.
147
508385
3883
I mozak odlučuje je li tekstura
povezana s nagradom.
08:48
The legendslegende that you see in the moviefilm don't appearpojaviti for the monkeymajmun.
148
512268
3832
Legende koje vidite na snimci
se ne prikazuju majmunu.
08:52
And by the way, they don't readčitati Englishengleski anywayu svakom slučaju,
149
516100
2484
I, usput, svakako ne razumiju Engleski,
08:54
so they are here just for you to know that the correctispravan targetcilj is shiftingpremještanje positionpoložaj.
150
518584
5216
ovdje su samo za vas kako bi znali da
točan odgovor mijenja mjesta.
08:59
And yetjoš, they can find them by tactiletaktilne discriminationdiskriminacije,
151
523800
3934
Ipak, mogu ih pronaći
putem dodirne diskriminacije,
09:03
and they can presstisak it and selectIzaberi it.
152
527734
3217
i mogu ga pritisnuti i odabrati ga.
09:06
So when we look at the brainsmozak of these animalsživotinje,
153
530951
2682
I kada pogledamo mozgove ovih životinja,
09:09
on the topvrh panelploča you see the alignmentPoravnanje of 125 cellsStanice
154
533633
3667
na gornjoj ploči vidite
poravnanje 125 stanica,
09:13
showingpokazivanje what happensdogađa se with the brainmozak activityaktivnost, the electricalelektrična stormsoluje,
155
537300
4201
pokazujući što se događa sa moždanom
aktivnošću, električnim olujom
09:17
of this sampleuzorak of neuronsneuroni in the brainmozak
156
541501
2067
ovog uzorka neurona u mozgu
09:19
when the animalživotinja is usingkoristeći a joystickkomandna palica.
157
543568
2116
kada životinja koristi joystick.
09:21
And that's a pictureslika that everysvaki neurophysiologistneurophysiologist knowszna.
158
545684
2600
I ovo je slika koju svaki
neurofiziolog zna.
09:24
The basicosnovni alignmentPoravnanje showspokazuje that these cellsStanice are codingšifriranje for all possiblemoguće directionssmjerovi.
159
548284
5183
Osnovno poravnanje pokazuje da ove su ove
stanice kodirane za sve moguće smjerove.
09:29
The bottomdno pictureslika is what happensdogađa se when the bodytijelo stopszaustavlja movingkreće
160
553467
5683
Donja slika pokazuje što se dogodi
kada se tijelo prestane kretati
09:35
and the animalživotinja startspočinje controllingkontrolni eitherili a roboticrobotski deviceuređaj or a computationalračunalna avataravatar.
161
559150
6134
a životinja počne kontrolirati robotsku
napravu ili kompjuterski avatar.
09:41
As fastbrzo as we can resetVrati izvorno our computersračunala,
162
565284
3066
Brzo koliko možemo resetirati naša računala
09:44
the brainmozak activityaktivnost shiftspomaci to startpočetak representingpredstavlja this newnovi toolalat,
163
568350
5818
moždana aktivnost se prebacuje kako bi
počela reprezentirati ovo novo oruđe,
09:50
as if this too was a partdio of that primate'sprimat bodytijelo.
164
574168
5250
kao da je i ono dio tijela tog primata.
09:55
The brainmozak is assimilatingsjedinjenja that too, as fastbrzo as we can measuremjera.
165
579418
4715
Mozak se također prilagođava,
brzo koliko možemo izmjeriti.
10:00
So that suggestssugerira to us that our senseosjećaj of selfsam
166
584133
3618
To nam govori da naš osjećaj svijesti
10:03
does not endkraj at the last layersloj of the epitheliumepitel of our bodiestjelesa,
167
587751
4150
ne završava u zadnjem
sloju epitela naših tijela,
10:07
but it endskrajevi at the last layersloj of electronselektroni of the toolsalat that we're commandingzapovjednik with our brainsmozak.
168
591901
5718
nego na zadnjem sloju elektrona oruđa
kojim zapovijedamo našim mozgom.
10:13
Our violinsvioline, our carsautomobili, our bicyclesbicikli, our soccernogomet ballsjaja, our clothingodjeća --
169
597619
4764
Naše violine, naši auti, naši bicikli,
naše nogometne lopte, naša odjeća -
10:18
they all becomepostati assimilatedpripojili by this voraciousproždrljiv, amazingnevjerojatan, dynamicdinamičan systemsistem calledzvao the brainmozak.
170
602383
6851
svi se prilagođavaju prožrdljivim, čudesnim,
dinamičkim sustavom nazvanim mozak.
10:25
How fardaleko can we take it?
171
609234
1699
Koliko daleko možemo ići?
10:26
Well, in an experimenteksperiment that we ranran a fewnekoliko yearsgodina agoprije, we tookuzeo this to the limitograničiti.
172
610933
4218
U eksperimentu koji smo napravili prije
par godina, doveli smo ga do limita.
10:31
We had an animalživotinja runningtrčanje on a treadmilltraka za trčanje
173
615151
2482
Postavili smo životinju da
trči na pokretnoj traci
10:33
at DukeVojvoda UniversitySveučilište on the EastIstok CoastObala of the UnitedUjedinjeni StatesDržava,
174
617633
2267
na sveučilištu Duke na istočnoj obali SAD-a,
10:35
producingproizvodnju the brainstormsbrainstorms necessarypotreban to movepotez.
175
619900
2700
stvarajući oluje ideja potrebne za pokret.
10:38
And we had a roboticrobotski deviceuređaj, a humanoidhumanoida robotrobot,
176
622600
4091
I postavili smo robtosku napravu,
humanoidnog robota
10:42
in KyotoKyoto, JapanJapan at ATRATR LaboratoriesLaboratorijima
177
626691
2394
U Kyotu, u Japanu u ATR laboratorijima
10:44
that was dreamingsanjanje its entirečitav life to be controlleddirigovan by a brainmozak,
178
629085
6094
koji je cijeli život sanjao kako
će ga mozak kontrolirati,
10:51
a humanljudski brainmozak, or a primateprimat brainmozak.
179
635179
3273
ljudski mozak, ili mozak primata.
10:54
What happensdogađa se here is that the brainmozak activityaktivnost that generatedgeneriran the movementspokreti in the monkeymajmun
180
638452
4598
Dogodilo se da je moždana aktivnost
koja je izazvala pokrete u majmunu,
10:58
was transmittedprenose to JapanJapan and madenapravljen this robotrobot walkhodati
181
643050
3467
bila odaslana u Japan i
pokrenula ovog robota
11:02
while footagesnimka of this walkinghodanje was sentposlao back to DukeVojvoda,
182
646517
4067
dok je snimka ovog kretanja
bila poslana nazad na Duke,
11:06
so that the monkeymajmun could see the legsnoge of this robotrobot walkinghodanje in frontispred of her.
183
650584
5233
majmun mogao vidjeti noge
ovog robota kako šeće ispred nje.
11:11
So she could be rewardednagrađeni, not by what her bodytijelo was doing
184
655817
4067
Bila je nagrađena, ne zbog onog
što je njego tijelo radilo,
11:15
but for everysvaki correctispravan stepkorak of the robotrobot on the other sidestrana of the planetplaneta
185
659884
4961
već za svaki ispravni korak robota
na drugoj strani planete
11:20
controlleddirigovan by her brainmozak activityaktivnost.
186
664845
2609
kontroliran njenom moždanom aktivnošću.
11:23
FunnySmiješno thing, that roundkrug tripputovanje around the globeGlobus tookuzeo 20 millisecondsmilisekundi lessmanje
187
667454
7118
Smiješna stvar, taj put oko svijeta
je trajao 20 milisekundi manje
11:30
than it takes for that brainstormideja to leavenapustiti its headglava, the headglava of the monkeymajmun,
188
674572
4150
nego što je potrebno moždanom impulsu
da izađe iz svoje glave, glave majmuna
11:34
and reachdohvatiti its ownvlastiti musclemišić.
189
678722
3870
i dođe do svog mišića.
11:38
The monkeymajmun was movingkreće a robotrobot that was sixšest timesputa biggerveći, acrosspreko the planetplaneta.
190
682592
6030
Majmun je pokretao robota koji je bio
šest puta veći, preko planeta.
11:44
This is one of the experimentspokusi in whichkoji that robotrobot was ableu stanju to walkhodati autonomouslysamostalno.
191
688622
6400
Ovo je jedan od eksperimenata u kojem
je robot mogao hodati autonomno.
11:50
This is CBCB1 fulfillingispunjenje its dreamsan in JapanJapan
192
695022
5267
Ovo je CB1 ispunjavajući svoj san u Japanu
11:56
underpod the controlkontrolirati of the brainmozak activityaktivnost of a primateprimat.
193
700289
3700
pod kontrolom moždane aktivnosti primata.
11:59
So where are we takinguzimanje all this?
194
703989
1989
Dokle nas ovo vodi?
12:01
What are we going to do with all this researchistraživanje,
195
705978
2343
Što ćemo učiniti sa
svim ovim istraživanjima,
12:04
besidesosim toga studyingučenje the propertiesnekretnine of this dynamicdinamičan universesvemir that we have betweenizmeđu our earsuši?
196
708321
5668
osim proučavanja svojstava dinamičkog
svemira kojeg imamo između ušiju?
12:09
Well the ideaideja is to take all this knowledgeznanje and technologytehnologija
197
713989
4833
Pa, ideja je uzeti
svo znanje i tehnologiju
12:14
and try to restorevratiti one of the mostnajviše severeozbiljan neurologicalneurološki problemsproblemi that we have in the worldsvijet.
198
718822
5484
i pokušati obnoviti jedan od najtežih
problema koje imamo u svijetu.
12:20
MillionsMilijuna of people have lostizgubljen the abilitysposobnost to translatePrevedi these brainstormsbrainstorms
199
724306
4583
Milijuni ljudi su izgubili sposobnost
prevođenja ovih oluja informacija
12:24
into actionakcijski, into movementpokret.
200
728889
2116
u akciju, u pokret.
12:26
AlthoughIako theirnjihov brainsmozak continuenastaviti to produceproizvoditi those stormsoluje and codekodirati for movementspokreti,
201
731005
5234
Iako njihovi mozgovi nastavljaju sa
stvaranjem ovih impulsa i kodova za pokrete
12:32
they cannotNe možete crosskriž a barrierprepreka that was createdstvorio by a lesionlezija on the spinalspinalni cordvrpca.
202
736239
5167
oni ne mogu proći barijeru koja je
stvorena lezijom na kralježničnoj moždini.
12:37
So our ideaideja is to createstvoriti a bypasszaobići,
203
741406
2450
Dakle, naša ideja je
stvoriti zaobilaznicu,
12:39
is to use these brain-machinemozak-stroj interfacessučelja to readčitati these signalssignali,
204
743856
4032
Iskoristiti ovo sučelje mozak-stroj
kako bi pročitali ove signale,
12:43
larger-scalevećih razmjera brainstormsbrainstorms that containsadržati the desireželja to movepotez again,
205
747888
4050
oluje ideja većeg razmjera s
namjerom ponovnog kretanja,
12:47
bypasszaobići the lesionlezija usingkoristeći computationalračunalna microengineeringmicroengineering
206
751938
3969
zaobišli leziju koristeći
kompjuterski mikroinžinjering
12:51
and sendposlati it to a newnovi bodytijelo, a wholečitav bodytijelo calledzvao an exoskeletonoklop,
207
755907
7114
i poslali ih u novo tijelo,
potpuno novo tijelo zvano egzoskelet,
12:58
a wholečitav roboticrobotski suitodijelo that will becomepostati the newnovi bodytijelo of these patientspacijenti.
208
763021
5567
robotsko odijelo koje bi postalo
novo tijelo ovih pacijenata.
13:04
And you can see an imageslika producedizrađen by this consortiumKonzorcij.
209
768588
4126
Možete vidjeti sliku
stvorenu ovim projektom.
13:08
This is a nonprofitneprofitna consortiumKonzorcij calledzvao the WalkHoda Again ProjectProjekt
210
772714
4059
Ovo je neprofitni projekt zvan
Hodaj Ponovo Projekt
13:12
that is puttingstavljanje togetherzajedno scientistsznanstvenici from EuropeEurope,
211
776773
2783
Koji povezuje znanstvenike iz Europe
13:15
from here in the UnitedUjedinjeni StatesDržava, and in BrazilBrazil
212
779556
1865
SAD-a i Brazila
13:17
togetherzajedno to work to actuallyzapravo get this newnovi bodytijelo builtizgrađen --
213
781421
4517
kako bi zajedno radili i
zapravo napravili ovo novo tijelo -
13:21
a bodytijelo that we believe, throughkroz the sameisti plasticplastika mechanismsmehanizmi
214
785938
3334
tijelo za koje smatramo da bi,
kroz iste plastične mehanizme
13:25
that allowdopustiti AuroraAurora and other monkeysmajmuni to use these toolsalat throughkroz a brain-machinemozak-stroj interfacesučelje
215
789272
5802
koji su omogućili Aurori i drugim majmunima
da koriste oruđa kroz sučelje mozak-računalo
13:30
and that allowsomogućuje us to incorporateugraditi the toolsalat that we produceproizvoditi and use in our dailydnevno life.
216
795074
5630
i koje je omogućilo nama da se sjedinimo
s oruđima koja koristimo u dnevnom životu
13:36
This sameisti mechanismmehanizam, we hopenada, will allowdopustiti these patientspacijenti,
217
800704
3684
ovaj isti mehanizam će, nadamo se,
omogućiti ovim pacijentima
13:40
not only to imaginezamisliti again the movementspokreti that they want to make
218
804388
3768
ne samo da zamisle ponovo
pokrete koje žele učiniti
13:44
and translatePrevedi them into movementspokreti of this newnovi bodytijelo,
219
808156
3207
i prevedu ih u pokrete ovog novog tijela,
13:47
but for this bodytijelo to be assimilatedpripojili as the newnovi bodytijelo that the brainmozak controlskontrole.
220
811363
6758
nego da se ovo tijelo prilagodi kao
novo tijelo koje mozak kontrolira.
13:54
So I was told about 10 yearsgodina agoprije
221
818121
3851
Rečeno mi je prije 10 godina
13:57
that this would never happendogoditi se, that this was closeblizu to impossiblenemoguće.
222
821972
5066
da se ovo nikad neće dogoditi,
da je ovo skoro pa nemoguće.
14:02
And I can only tell you that as a scientistnaučnik,
223
827038
2451
I mogu vam jedino reći kao znanstvenik,
14:05
I grewrastao up in southernjužni BrazilBrazil in the mid-'sredina”60s
224
829489
2986
Odrastao sam u južnom
Brazilu u srednjim 60-ima
14:08
watchinggledanje a fewnekoliko crazylud guys tellingreći [us] that they would go to the MoonMjesec.
225
832475
5048
slušajući par šašavih ljudi kako nam
govore da će nas odvesti na Mjesec.
14:13
And I was fivepet yearsgodina oldstar,
226
837523
1461
Imao sam pet godina,
14:14
and I never understoodrazumjeti why NASANASA didn't hirenajam CaptainKapetan KirkKirk and SpockSpock to do the jobposao;
227
838984
4240
i nikako nisam razumio zašto NASA nije
unajmila Kirka i Spocka da obave posao;
14:19
after all, they were very proficientstručnjak --
228
843224
2432
na kraju krajeva, bili su vrlo sposobni --
14:21
but just seeingvidim that as a kiddijete
229
845656
3450
ali jednostavno gledajući to kao dijete
14:25
madenapravljen me believe, as my grandmotherbaka used to tell me,
230
849106
2985
Povjerovao sam, kao što
mi je baka često govorila,
14:27
that "impossiblenemoguće is just the possiblemoguće
231
852091
1845
Da je „nemoguće samo moguće
14:29
that someonenetko has not put in enoughdovoljno effortnapor to make it come truepravi."
232
853936
3904
u koje netko nije uložio
dovoljno truda da to ostvari.“
14:33
So they told me that it's impossiblenemoguće to make someonenetko walkhodati.
233
857840
3799
Znači, rekli su mi da je nemoguće
učiniti da netko ponovo hoda.
14:37
I think I'm going to followslijediti my grandmother'sBaka je advicesavjet.
234
861639
3251
Mislim da ću slijediti bakin savjet.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Hvala vam.
14:42
(ApplausePljesak)
236
866340
8029
(Pljesak)
Translated by Senzos Osijek
Reviewed by Ivan Stamenkovic

▲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