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.

미겔 니코렐리스 (Miguel Nicolelis): 생각으로 로봇을 조종하는 원숭이

Filmed:
1,315,130 views

우리의 두뇌를 사용해서, 몸을 사용하지 않은 채, 직접 기계를 조종할 수 있을까요? 미겔 니코렐리스가 미국의 한 영리한 원숭이가 생각만으로 일본에 있는 원숭이 아바타를 조종하고 로봇의 팔을 조종하는 법을 배우는 놀라운 실험을 소개합니다. 본 연구는 전신마비 환자들, 그리고 어쩌면 우리 모두에게 큰 의미을 줄 수도 있습니다. (TEDMED 2012에서 촬영)
- 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 kind종류 of neuroscience신경 과학 that I do and my colleagues동료들 do
0
330
2851
저와 제 동료들이 연구하는
신경 과학 분야는
00:19
is almost거의 like the weatherman기상대 직원.
1
3181
2166
일기 예보관과 비슷합니다.
00:21
We are always chasing몰이 storms폭풍.
2
5347
3516
우리는 항상 폭풍을 쫓아갑니다.
00:24
We want to see and measure법안 storms폭풍 -- brainstorms브레인 스토밍, that is.
3
8863
4883
우리는 폭풍, 즉 두뇌의 폭풍(영감)을
보거나 측정하고 싶어합니다.
00:29
And we all talk about brainstorms브레인 스토밍 in our daily매일 lives삶,
4
13746
2768
우리는 매일 두뇌의 폭풍(브레인스톰:영감)
에 대해 이야기하지만,
00:32
but we rarely드물게 see or listen to one.
5
16514
3450
깊은 관심은 거의 기울이지 않습니다.
00:35
So I always like to start스타트 these talks회담
6
19964
1634
그래서 저는강연을 항상
00:37
by actually사실은 introducing도입 you to one of them.
7
21598
2982
이런 내용을 소개하면서 시작합니다.
00:40
Actually사실은, the first time we recorded기록 된 more than one neuron뉴런 --
8
24580
3427
사실, 우리가 하나 이상의 뉴런
00:43
a hundred백 brain뇌 cells세포들 simultaneously동시에 --
9
28007
2223
즉, 동시에 백 여개의 뇌 세포를 기록했을 때,
00:46
we could measure법안 the electrical전기 같은 sparks불꽃
10
30230
2469
우리는 동일한 동물 안에서 백 여개의 세포가
00:48
of a hundred백 cells세포들 in the same같은 animal동물,
11
32699
2680
전기 스파크를 일으키는 것을 볼 수 있었습니다.
00:51
this is the first image영상 we got,
12
35379
1802
이것이 우리가 찍은 기록의 첫 10초 동안의
00:53
the first 10 seconds초 of this recording녹음.
13
37181
2315
이미지입니다.
00:55
So we got a little snippet단편 of a thought,
14
39496
3351
우리는 생각의 한 단편을 잡아
00:58
and we could see it in front앞 of us.
15
42847
2905
그것을 눈으로 볼 수 있었습니다.
01:01
I always tell the students재학생
16
45752
1012
저는 항상 학생들에게
01:02
that we could also또한 call neuroscientists신경 과학자 some sort종류 of astronomer천문학 자,
17
46764
4106
신경 과학자를 천문학자로도
부를 수 있다고 말합니다.
01:06
because we are dealing취급 with a system체계
18
50870
1626
왜냐하면 우리가 다루고 있는 기관 내의
01:08
that is only comparable유사한 in terms자귀 of number번호 of cells세포들
19
52496
2917
세포의 수가
01:11
to the number번호 of galaxies은하계 that we have in the universe우주.
20
55413
2936
우주에 있는 은하수의 수와
비견할만 하기 때문이죠.
01:14
And here we are, out of billions수십억 of neurons뉴런,
21
58349
3030
여기 보시듯, 수십억 개의 뉴런 중
01:17
just recording녹음, 10 years연령 ago...전에, a hundred백.
22
61379
2818
10년 전에는 겨우
백 여개정도 기록하던 것을,
01:20
We are doing a thousand천 now.
23
64197
1583
이제는 천 여개를 다루고 있습니다.
01:21
And we hope기대 to understand알다 something fundamental기본적인 about our human인간의 nature자연.
24
65780
5400
우리는 인간 본성의 기초적인 것을
이해하기를 원합니다.
01:27
Because, if you don't know yet아직,
25
71180
1932
왜냐하면, 아직은 모르지만,
01:29
everything that we use to define밝히다 what human인간의 nature자연 is comes온다 from these storms폭풍,
26
73112
5250
인간 본성이 무엇인지를 정의하는 모든 것은
이러한 폭풍(storms)에서 나오고,
01:34
comes온다 from these storms폭풍 that roll롤 over the hills언덕 and valleys계곡 of our brains두뇌
27
78362
4651
즉, 우리 뇌의 언덕과 골짜기를 넘나드는
폭풍에서 오는 것이기 때문이며,
01:38
and define밝히다 our memories기억, our beliefs신념,
28
83013
3885
또 우리의 기억, 믿음,
01:42
our feelings감정, our plans계획들 for the future미래.
29
86898
2700
감정, 미래에 대한 계획을
정의하기 때문입니다.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
우리가 하는 모든 것,
01:47
everything that every...마다 human인간의 has ever done끝난, do or will do,
31
91996
5067
인간이 해 온 모든 것과
지금 하고 있거나 할 예정인 것들은
01:52
requires요구하다 the toil수고 of populations인구 of neurons뉴런 producing생산 these kinds종류 of storms폭풍.
32
97063
5434
이러한 폭풍을 생성하는
수 많은 뉴런의 노역을 필요로 합니다.
01:58
And the sound소리 of a brainstorm영감, if you've never heard들었던 one,
33
102497
2483
만약 여러분이 '두뇌 폭풍'의
소리를 들어보셨다면
02:00
is somewhat약간 like this.
34
104980
3349
그 소리는 대충 이렇습니다.
02:04
You can put it louder소리가 큰 if you can.
35
108329
3146
여러분이 원하시면
더 크게 할 수 있습니다.
02:07
My son아들 calls전화 this "making만들기 popcorn팝콘 while listening청취 to a badly-tuned심하게 조정 된 A.M. station역."
36
111475
6403
제 아들은 이것을 "잘못 조정된
AM 라디오를 들으면서 팝콘 만들기"라고 부릅니다.
02:13
This is a brain뇌.
37
117878
1485
이것이 뇌입니다.
02:15
This is what happens일이 when you route노선 these electrical전기 같은 storms폭풍 to a loudspeaker확성기
38
119363
3434
이 전기적 폭풍을
스피커에 연결해서 들으면
02:18
and you listen to a hundred백 brain뇌 cells세포들 firing발사,
39
122797
2866
백 여개의 뇌 세포가 터지는
소리를 들을 수 있을 겁니다.
02:21
your brain뇌 will sound소리 like this -- my brain뇌, any brain뇌.
40
125663
4622
여러분의 뇌에서 이런 소리가 납니다.
제 뇌에서도, 어느 누구의 뇌에서도.
02:26
And what we want to do as neuroscientists신경 과학자 in this time
41
130285
3762
신경과학자로서 저희가 이 시간에 하고 싶은 것은
02:29
is to actually사실은 listen to these symphonies교향곡, these brain뇌 symphonies교향곡,
42
134047
5350
이 교향악, 뇌에서 연주되는
이 음악을 실제로 듣고자 하는 것입니다.
02:35
and try to extract추출물 from them the messages메시지 they carry나르다.
43
139397
3400
또한 그 소리를 통해 전달되는
의미도 찾아내고 싶지요.
02:38
In particular특별한, about 12 years연령 ago...전에
44
142797
2851
실제로 12년 전에
02:41
we created만들어진 a preparation예비 that we named명명 된 brain-machine두뇌 기계 interfaces인터페이스.
45
145648
3048
뇌-기계 인터페이스라 불린
준비물을 만들었습니다.
02:44
And you have a scheme계획 here that describes기술하다 how it works공장.
46
148696
2702
어떻게 작동하는지 설명한
제작도가 여기 있습니다.
02:47
The idea생각 is, let's have some sensors센서 that listen to these storms폭풍, this electrical전기 같은 firing발사,
47
151398
5566
이 개념은, 몇 개의 센서를 부착해ㅅ
이런 폭풍의 소리 - 전기적 폭발음을 듣는 것이었죠.
02:52
and see if you can, in the same같은 time that it takes
48
156964
3082
가능하다면 이 폭풍이 뇌를 출발해
02:55
for this storm폭풍 to leave휴가 the brain뇌 and reach범위 the legs다리 or the arms무기 of an animal동물 --
49
160046
4969
동물의 다리나 팔에 닿는 동안 --
03:00
about half절반 a second둘째 --
50
165015
2864
약 0.5초 가량되죠. --
03:03
let's see if we can read독서 these signals신호들,
51
167879
2351
이 신호를 읽어낼 수 있는지 볼까요.
03:06
extract추출물 the motor모터 messages메시지 that are embedded내장 된 in it,
52
170230
3400
이 신호 안에 들어있는
운동 지시 메시지를 추출하여
03:09
translate옮기다 it into digital디지털 commands명령들
53
173630
2272
디지탈 명령문으로 변환한 다음,
03:11
and send보내다 it to an artificial인공의 device장치
54
175902
1886
인공 기기로 보내
03:13
that will reproduce낳다 the voluntary자발적인 motor모터 wheel바퀴 of that brain뇌 in real레알 time.
55
177788
5893
뇌에서 실시간으로 일어나는
자발적인 움직임을 재현해보고자 했습니다.
03:19
And see if we can measure법안 how well we can translate옮기다 that message메시지
56
183681
3848
그리고 신체가 하는 것에 비해
03:23
when we compare비교 to the way the body신체 does that.
57
187529
3518
얼마나 그 신호를 잘 변환할 수 있는지
측정해 보고자 했습니다.
03:26
And if we can actually사실은 provide~을 제공하다 feedback피드백,
58
191047
2866
또 우리가 피드백을 실제로 얻어낼 수 있다면,
03:29
sensory감각 signals신호들 that go back from this robotic로봇 식의, mechanical기계의, computational전산의 actuator액추에이터
59
193913
5734
즉, 이런 기계적인 로봇 컴퓨터 작동 장치로부터 나와
되돌려 보내지는 감각 신호들을 얻을수 있는지 보는겁니다.
03:35
that is now under아래에 the control제어 of the brain뇌,
60
199647
2251
이 작동 장치는 뇌의 통제 아래있는데,
03:37
back to the brain뇌,
61
201898
1311
신호가 뇌로 돌려보내지면
03:39
how the brain뇌 deals거래하다 with that,
62
203209
2121
뇌는 기계로 만든 이 인공 신호에 대해
03:41
of receiving전수 messages메시지 from an artificial인공의 piece조각 of machinery기계.
63
205330
4901
어떻게 반응하는지를 보고자 했습니다.
03:46
And that's exactly정확하게 what we did 10 years연령 ago...전에.
64
210231
2321
바로 이것이 우리가 10년 전에 했던 것입니다.
03:48
We started시작한 with a superstar슈퍼 스타 monkey원숭이 called전화 한 Aurora오로라
65
212552
2961
우리는 이 분야의 수퍼스타가 된
03:51
that became되었다 one of the superstars슈퍼 스타 of this field들.
66
215513
2468
오로라라는 원숭이를 데리고 시작했습니다.
03:53
And Aurora오로라 liked좋아했다 to play놀이 video비디오 games계략.
67
217981
2299
오로라는 비디오 게임을 좋아했습니다.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
여기서 보실 수 있듯이,
03:57
she likes좋아하는 사람 to use a joystick조종간, like any one of us, any of our kids아이들, to play놀이 this game경기.
69
221653
4944
오로라는 게임을 하기 위해 우리처럼, 여느 아이들처럼,
조이스틱을 사용하는 것을 좋아했습니다.
04:02
And as a good primate대주교, she even tries시도하다 to cheat사기 before she gets도착 the right answer대답.
70
226597
4671
영장류답게 맞는 답을 얻기 위해
슬쩍 훔쳐보려고도 했지요.
04:07
So even before a target목표 appears등장하다 that she's supposed가정의 to cross십자가
71
231268
4283
심지어 조이스틱을 이용해
커서로 거너가야 할
04:11
with the cursor커서 that she's controlling제어 with this joystick조종간,
72
235551
2850
대상이 나타나기도 전에
04:14
Aurora오로라 is trying견딜 수 없는 to find the target목표, no matter문제 where it is.
73
238401
3951
그것이 어디에 있든지
대상을 찾으려고 노력했습니다.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
그렇게 하면
04:19
because every...마다 time she crosses십자가 that target목표 with the little cursor커서,
75
243821
3314
커서로 대상을 건너갈 때마다
04:23
she gets도착 a drop하락 of Brazilian브라질 사람 orange주황색 juice주스.
76
247135
2950
브라질산 오렌지 주스를
한 방울씩 먹을 수 있었기 때문이죠.
04:25
And I can tell you, any monkey원숭이 will do anything for you
77
250085
2950
그 오렌지 주스 한 방울이면
04:28
if you get a little drop하락 of Brazilian브라질 사람 orange주황색 juice주스.
78
253035
3100
어느 원숭이나 뭐든지 하려고 들거에요.
04:32
Actually사실은 any primate대주교 will do that.
79
256135
2731
사실 어느 영장류든 그럴겁니다.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
생각해보세요,
04:36
Well, while Aurora오로라 was playing연주하다 this game경기, as you saw,
81
260200
3400
자, 보셨듯이 오로라가 이 게임을 하면서
04:39
and doing a thousand천 trials시련 a day
82
263600
2435
하루 수 천번의 시도를 통해
04:41
and getting점점 97 percent퍼센트 correct옳은 and 350 milliliters밀리리터 of orange주황색 juice주스,
83
266035
3883
97%를 맞춰서 350ml의
오렌지 주스를 얻어 마시는 동안
04:45
we are recording녹음 the brainstorms브레인 스토밍 that are produced생산 된 in her head머리
84
269918
3399
저희는 그의 뇌에서 생산되는
'두뇌 폭풍(브레인스톰)'을 기록하고
04:49
and sending배상 them to a robotic로봇 식의 arm팔
85
273317
1647
그 신호를 로봇 팔에 보내
04:50
that was learning배우기 to reproduce낳다 the movements동정 that Aurora오로라 was making만들기.
86
274964
3871
오로라가 만들어내는
그 움직임을 재현해보려고 했습니다.
04:54
Because the idea생각 was to actually사실은 turn회전 on this brain-machine두뇌 기계 interface인터페이스
87
278835
3783
뇌-기계 인터페이스를 작동시켜
04:58
and have Aurora오로라 play놀이 the game경기 just by thinking생각,
88
282618
4700
오로라가 몸의 간섭을 받지 않고
05:03
without없이 interference간섭 of her body신체.
89
287318
2617
생각만으로 그 게임을 할 수 있는지를
알아보고자 하는 생각이었죠.
05:05
Her brainstorms브레인 스토밍 would control제어 an arm팔
90
289935
2916
오로라의 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'이
팔을 조종해서
05:08
that would move움직임 the cursor커서 and cross십자가 the target목표.
91
292851
2709
커서를 움직여 대상을 건너는
움직임을 해냈습니다.
05:11
And to our shock충격, that's exactly정확하게 what Aurora오로라 did.
92
295560
3191
놀랍게도 오로라가 하는 것과
완전히 똑같았지요.
05:14
She played연주 한 the game경기 without없이 moving움직이는 her body신체.
93
298751
4200
이 녀석은 몸을 움직이지도 않고
게임을 했어요.
05:18
So every...마다 trajectory사선 that you see of the cursor커서 now,
94
302951
2237
지금 보시는 커서의 궤적 하나하나가
05:21
this is the exact정확한 first moment순간 she got that.
95
305188
3212
그가 했던 처음의 움직임과 일치합니다.
05:24
That's the exact정확한 first moment순간
96
308400
1784
바로 뇌의 의도만으로
단지 인공 장치를 조정하여
05:26
a brain뇌 intention의향 was liberated해방 된 from the physical물리적 인 domains도메인 of a body신체 of a primate대주교
97
310184
6767
영장류 몸의 육체적 영역을 떠나
05:32
and could act행위 outside외부, in that outside외부 world세계,
98
316951
3700
외부 세계에 대한 외부적 움직임을 만들어 낸
05:36
just by controlling제어 an artificial인공의 device장치.
99
320651
2966
첫 순간이었습니다.
05:39
And Aurora오로라 kept보관 된 playing연주하다 the game경기, kept보관 된 finding발견 the little target목표
100
323617
4917
그리고 오로라는 게임을 계속했고
대상을 계속해서 찾았으며,
05:44
and getting점점 the orange주황색 juice주스 that she wanted to get, that she craved갈망하는 for.
101
328534
3917
그래서 그가 그토록 원하는
오렌지를 계속해서 얻었습니다.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquired획득 한 a new새로운 arm팔.
102
332451
6701
그 당시 이 녀석은
새로운 팔을 얻었기 때문에 그랬습니다.
05:55
The robotic로봇 식의 arm팔 that you see moving움직이는 here 30 days일 later후에,
103
339152
2963
여기 보시는 로봇 팔은
05:58
after the first video비디오 that I showed보여 주었다 to you,
104
342115
2686
제가 보여드린
첫 비디오를 찍은지 30일이 지나,
06:00
is under아래에 the control제어 of Aurora's오로라 brain뇌
105
344801
2650
오로라 뇌의 조종 아래
06:03
and is moving움직이는 the cursor커서 to get to the target목표.
106
347451
3168
목표물에 닿기 위해 커서를 움직였지요.
06:06
And Aurora오로라 now knows알고있다 that she can play놀이 the game경기 with this robotic로봇 식의 arm팔,
107
350619
3899
이제 오로라는 로봇 팔을 이용해
게임을 할 수 있다는 것을 알지만
06:10
but she has not lost잃어버린 the ability능력 to use her biological생물학의 arms무기 to do what she pleases기쁘다.
108
354518
5716
좋아하는 것을 자신의 팔로 할
능력을 잃은 것은 아닙니다.
06:16
She can scratch할퀴다 her back, she can scratch할퀴다 one of us, she can play놀이 another다른 game경기.
109
360234
4067
자신의 등을 긁거나, 우리 중 누구도 긁어줄 수 있고,
다른 게임을 할 수도 있지요.
06:20
By all purposes목적 and means방법,
110
364301
1600
어떠한 목적이든,
06:21
Aurora's오로라 brain뇌 has incorporated통합 된 that artificial인공의 device장치
111
365901
4116
오로라의 뇌는
06:25
as an extension신장 of her body신체.
112
370017
2750
인공 기기를 신체의 일부로
포함시켰습니다.
06:28
The model모델 of the self본인 that Aurora오로라 had in her mind마음
113
372767
3533
자아 인식의 측면에서 오로라는
06:32
has been expanded퍼지는 to get one more arm팔.
114
376300
4084
팔 하나를 더 갖게 된 것이지요.
06:36
Well, we did that 10 years연령 ago...전에.
115
380384
2350
저희는 이걸 10년 전에 했습니다.
06:38
Just fast빠른 forward앞으로 10 years연령.
116
382734
2833
10년 뒤로 빨리 감기를 해보죠.
06:41
Just last year년 we realized깨달은 that you don't even need to have a robotic로봇 식의 device장치.
117
385567
4983
우리는 작년에야 비로소 로봇 기기 조차
필요하지 않다는 것을 알게 되었습니다.
06:46
You can just build짓다 a computational전산의 body신체, an avatar화신, a monkey원숭이 avatar화신.
118
390550
5484
컴퓨터로 만든 아바타, 즉
원숭이 아바타만 만들면 됩니다.
06:51
And you can actually사실은 use it for our monkeys원숭이 to either어느 한 쪽 interact상호 작용하다 with them,
119
396034
4250
그리고 원숭이들이 상호 작용하도록
실제로 사용하거나
06:56
or you can train기차 them to assume취하다 in a virtual가상의 world세계
120
400284
4439
가상 세계에서 원숭이가
07:00
the first-person첫번째 사람 perspective원근법 of that avatar화신
121
404723
3044
아바타의 1인칭 관점에서
생각하도록 훈련시켜
07:03
and use her brain뇌 activity활동 to control제어 the movements동정 of the avatar's아바타 arms무기 or legs다리.
122
407767
5651
뇌 활동이 아바타의 팔, 다리를
조종하도록 할 수 있었습니다.
07:09
And what we did basically원래 was to train기차 the animals동물
123
413418
2766
기본적으로 저희가 한 일은 동물들이
07:12
to learn배우다 how to control제어 these avatars아바타
124
416184
3050
아바타를 조종할 수 있도록 훈련시켜
07:15
and explore탐험하다 objects사물 that appear나타나다 in the virtual가상의 world세계.
125
419234
3899
가상 세계에 나타나는 사물들을
탐험하게 하는 것이었습니다.
07:19
And these objects사물 are visually시각적으로 identical같은,
126
423133
2301
이 사물들은 시각적으로 동일하지만,
07:21
but when the avatar화신 crosses십자가 the surface표면 of these objects사물,
127
425434
3883
아바타가 이런 물체의 표면을 지나면
07:25
they send보내다 an electrical전기 같은 message메시지 that is proportional비례항 to the microtactile미세 촉각 texture조직 of the object목적
128
429317
6400
그 물체의 미세 촉각 질감에 준하는
전기적 신호를 보내
07:31
that goes간다 back directly직접 to the monkey's원숭이의 brain뇌,
129
435717
4016
원숭이의 뇌에 바로 전달되어
07:35
informing유익한 the brain뇌 what it is the avatar화신 is touching만지고있는.
130
439733
5052
아바타가 무엇을 만지는지
뇌에 알려주도록 했습니다.
07:40
And in just four사 weeks주, the brain뇌 learns배우다 to process방법 this new새로운 sensation감각
131
444785
4765
4주만에 뇌는
이 새로운 감각 과정을 습득했고
07:45
and acquires취득하다 a new새로운 sensory감각 pathway좁은 길 -- like a new새로운 sense감각.
132
449550
6434
새로운 감각 기관을 얻게 되었습니다.
07:51
And you truly진실로 liberate자유롭게 하다 the brain뇌 now
133
455984
2416
즉 정말 뇌를 해방시킨 것입니다.
07:54
because you are allowing허락하는 the brain뇌 to send보내다 motor모터 commands명령들 to move움직임 this avatar화신.
134
458400
4384
뇌가 이 아바타를 움직이기 위한
동작 명령을 내리고
07:58
And the feedback피드백 that comes온다 from the avatar화신 is being존재 processed가공 된 directly직접 by the brain뇌
135
462784
5000
아바타로부터 오는 피드백을
피부의 간섭 없이
08:03
without없이 the interference간섭 of the skin피부.
136
467784
2433
뇌에서 바로 처리할 수 있게 했기 때문이죠.
08:06
So what you see here is this is the design디자인 of the task태스크.
137
470217
2534
여기 보시는 것이 이 작업의 디자인입니다.
08:08
You're going to see an animal동물 basically원래 touching만지고있는 these three세 targets표적.
138
472751
4250
이제 세 개의 대상을 건드리는
원숭이를 보실겁니다.
08:12
And he has to select고르다 one because only one carries운반하다 the reward보상,
139
477001
4349
그 중에 하나를 고를 건데,
단 하나에만 보상이,
08:17
the orange주황색 juice주스 that they want to get.
140
481350
1867
즉, 그가 원하는
오렌지 주스가 걸려있습니다.
08:19
And he has to select고르다 it by touch접촉 using~을 사용하여 a virtual가상의 arm팔, an arm팔 that doesn't exist있다.
141
483217
5633
실제로는 존재하지 않는 가상의 팔을 이용해
그것을 골라야 합니다.
08:24
And that's exactly정확하게 what they do.
142
488850
2000
정확하게 이 원숭이가 하는 일입니다.
08:26
This is a complete완전한 liberation해방 of the brain뇌
143
490850
3435
이것이 바로 인지적 임무에서
08:30
from the physical물리적 인 constraints제약 of the body신체 and the motor모터 in a perceptual지각 task태스크.
144
494285
4282
뇌가 신체의 물리적 제한으로부터
완전히 자유로워지는 것입니다.
08:34
The animal동물 is controlling제어 the avatar화신 to touch접촉 the targets표적.
145
498567
4167
이 원숭이는 대상을 만지기 위해
아바타를 조종하고 있습니다.
08:38
And he's sensing감지 the texture조직 by receiving전수 an electrical전기 같은 message메시지 directly직접 in the brain뇌.
146
502734
5651
이 녀석은 뇌로 바로 전달되는
전기 신호를 받아 질감을 느끼고
08:44
And the brain뇌 is deciding결정 what is the texture조직 associated관련 with the reward보상.
147
508385
3883
뇌는 보상과 관련된 질감이
어떤 것인지 판단합니다.
08:48
The legends전설 that you see in the movie영화 don't appear나타나다 for the monkey원숭이.
148
512268
3832
여러분이 영화에서 보셨던 전설은
원숭이에게 나타나지 않아요.
08:52
And by the way, they don't read독서 English영어 anyway어쨌든,
149
516100
2484
그나저나 원숭이들은
영어를 읽을 줄 모릅니다.
08:54
so they are here just for you to know that the correct옳은 target목표 is shifting이동 position위치.
150
518584
5216
여러분이 정확한 대상의 위치가 바뀌는 것을
알도록 하였습니다.
08:59
And yet아직, they can find them by tactile촉각의 discrimination차별,
151
523800
3934
그런데 촉감의 차이로 그것을 구별해서
09:03
and they can press프레스 it and select고르다 it.
152
527734
3217
정확한 대상을 눌러 선택합니다.
09:06
So when we look at the brains두뇌 of these animals동물,
153
530951
2682
그래서 이런 동물들의 뇌를 보면,
09:09
on the top상단 panel패널 you see the alignment조정 of 125 cells세포들
154
533633
3667
맨 위의 패널에서 125개 세포의
배열을 보실 수 있을텐데요,
09:13
showing전시 what happens일이 with the brain뇌 activity활동, the electrical전기 같은 storms폭풍,
155
537300
4201
원숭이가 조이스틱을 사용할 때
09:17
of this sample견본 of neurons뉴런 in the brain뇌
156
541501
2067
뇌 내 뉴론에서 뇌의 활동에,
즉 전기적 폭풍(storm)과 관련하여
09:19
when the animal동물 is using~을 사용하여 a joystick조종간.
157
543568
2116
뇌에 어떤 일이 일어나는지
보여줍니다.
09:21
And that's a picture그림 that every...마다 neurophysiologist신경 생리 학자 knows알고있다.
158
545684
2600
이것은 모든 신경생리학자들이
알고 있는 사진입니다.
09:24
The basic기본 alignment조정 shows쇼 that these cells세포들 are coding코딩 for all possible가능한 directions지도.
159
548284
5183
기본 배열들에 의해 이 세포들이 모든 가능한 방향으로
암호화 되는 것을 알 수 있습니다.
09:29
The bottom바닥 picture그림 is what happens일이 when the body신체 stops정지 moving움직이는
160
553467
5683
아래 사진은 원숭이가
몸의 움직임을 멈추고
09:35
and the animal동물 starts시작하다 controlling제어 either어느 한 쪽 a robotic로봇 식의 device장치 or a computational전산의 avatar화신.
161
559150
6134
로봇 기기나 컴퓨터 상의 아바타를 조종할 때
뇌에 어떤 일이 일어나는지 보여줍니다.
09:41
As fast빠른 as we can reset다시 놓기 our computers컴퓨터들,
162
565284
3066
컴퓨터를 다시 시작하면
09:44
the brain뇌 activity활동 shifts교대 to start스타트 representing대표하는 this new새로운 tool수단,
163
568350
5818
뇌 활동은 바로 이들 새로운 도구를
대변하기 시작합니다.
09:50
as if this too was a part부품 of that primate's영장류 body신체.
164
574168
5250
마치 영장류의 몸의 일부분인 것처럼 말이지요.
09:55
The brain뇌 is assimilating동화시키다 that too, as fast빠른 as we can measure법안.
165
579418
4715
뇌는 측정할 수 있을 만큼 빨리
이것을 소화해냅니다.
10:00
So that suggests제안 to us that our sense감각 of self본인
166
584133
3618
이는 신체의 감각 기관이
10:03
does not end종료 at the last layer층 of the epithelium상피 of our bodies시체,
167
587751
4150
피부 상피의 최말단 조직이 아니라
10:07
but it ends끝이다 at the last layer층 of electrons전자들 of the tools도구들 that we're commanding당당한 with our brains두뇌.
168
591901
5718
우리 뇌에서 명령을 내리는 도구의
말단 전자층까지 닿는 것을 의미합니다.
10:13
Our violins바이올린, our cars자동차, our bicycles자전거, our soccer축구 balls불알, our clothing의류 --
169
597619
4764
바이올린, 자동차, 자전거, 축구공, 옷 등
10:18
they all become지다 assimilated동화 된 by this voracious탐욕스러운, amazing놀랄 만한, dynamic동적 system체계 called전화 한 the brain뇌.
170
602383
6851
모든 것들이 왕성하고 놀라운
활동적인 뇌에 동화됩니다.
10:25
How far멀리 can we take it?
171
609234
1699
어디까지 가능할까요?
10:26
Well, in an experiment실험 that we ran달렸다 a few조금 years연령 ago...전에, we took~했다 this to the limit한도.
172
610933
4218
몇 년 전 실험에서 이 한계를 시험해봤습니다.
10:31
We had an animal동물 running달리는 on a treadmill밟아 돌리는 바퀴
173
615151
2482
미국 동부 연안의 듀크 대학에서
10:33
at Duke공작 University대학 on the East동쪽 Coast연안 of the United유나이티드 States주,
174
617633
2267
동물 한 마리를 러닝머신에서 뛰게 하여
10:35
producing생산 the brainstorms브레인 스토밍 necessary필요한 to move움직임.
175
619900
2700
움직여야 하는 '브레인스톰(두뇌 폭풍)'을
만들었습니다.
10:38
And we had a robotic로봇 식의 device장치, a humanoid휴머노이드 robot기계 인간,
176
622600
4091
그리고 일본 교토 ATR 연구소에는
10:42
in Kyoto교토, Japan일본 at ATRATR Laboratories실험실
177
626691
2394
사람이나 영장류의 뇌로
10:44
that was dreaming꿈꾸는 its entire완전한 life to be controlled통제 된 by a brain뇌,
178
629085
6094
로봇 전체를 완전하게 조종하기 위해
10:51
a human인간의 brain뇌, or a primate대주교 brain뇌.
179
635179
3273
만들어 둔 로봇 기기가 하나 있습니다.
10:54
What happens일이 here is that the brain뇌 activity활동 that generated생성 된 the movements동정 in the monkey원숭이
180
638452
4598
원숭이의 움직임을 일으키는 뇌 활동을
10:58
was transmitted전송 된 to Japan일본 and made만든 this robot기계 인간 walk산책
181
643050
3467
일본으로 전송하여 그 로봇을 걷게 하고,
11:02
while footage피트 길이 of this walking보행 was sent보낸 back to Duke공작,
182
646517
4067
걷는 장면을 다시 듀크 대학으로 보내
11:06
so that the monkey원숭이 could see the legs다리 of this robot기계 인간 walking보행 in front앞 of her.
183
650584
5233
원숭이가 그 로봇의 걷는 모습을
볼 수 있게 했습니다.
11:11
So she could be rewarded보상을받은, not by what her body신체 was doing
184
655817
4067
그래서 원숭이는 뇌 활동으로 조종하는
11:15
but for every...마다 correct옳은 step단계 of the robot기계 인간 on the other side측면 of the planet행성
185
659884
4961
자신의 몸을 움직여서가 아니라
지구 반대편에서 로봇의
11:20
controlled통제 된 by her brain뇌 activity활동.
186
664845
2609
정확한 움직임으로 보상을 받았습니다.
11:23
Funny이상한 thing, that round일주 trip여행 around the globe지구 took~했다 20 milliseconds밀리 초 less적게
187
667454
7118
재밌는 것은, 원숭이의 뇌에서
'두뇌 폭풍(브레인스톰)'이 뇌를 떠나
11:30
than it takes for that brainstorm영감 to leave휴가 its head머리, the head머리 of the monkey원숭이,
188
674572
4150
지구 둘레를 한 바퀴 돌아서 오는 속도가
11:34
and reach범위 its own개인적인 muscle근육.
189
678722
3870
원숭이의 뇌에서 실제 근육에 닿는 것보다
20ms가 빨랐다는 것입니다.
11:38
The monkey원숭이 was moving움직이는 a robot기계 인간 that was six육 times타임스 bigger더 큰, across건너서 the planet행성.
190
682592
6030
원숭이는 자신보다 여섯 배가 큰 로봇을
지구 반대편에서 움직이고 있었지요.
11:44
This is one of the experiments실험 in which어느 that robot기계 인간 was able할 수 있는 to walk산책 autonomously자율적으로.
191
688622
6400
이 것은 로봇이 자동으로 움직일 수 있게 한
실험 중 하나였습니다.
11:50
This is CBCB1 fulfilling이행 its dream꿈 in Japan일본
192
695022
5267
바로 이것이 영장류의 뇌 활동에 의해
11:56
under아래에 the control제어 of the brain뇌 activity활동 of a primate대주교.
193
700289
3700
조종하려는 일본의 꿈을 실현한 CB1입니다.
11:59
So where are we taking취득 all this?
194
703989
1989
이 모든 것은 우리를 어디로 이끌까요?
12:01
What are we going to do with all this research연구,
195
705978
2343
이러한 연구를 통해 우리 두 귀 사이에 있는
동적 세계에 대해 연구하는 것 말고
12:04
besides게다가 studying공부하는 the properties속성들 of this dynamic동적 universe우주 that we have between중에서 our ears귀?
196
708321
5668
우리가 하고자 하는 것이 무엇일까요?
12:09
Well the idea생각 is to take all this knowledge지식 and technology과학 기술
197
713989
4833
저희는 이 모든 지식과 기술을 가지고
12:14
and try to restore복원 one of the most가장 severe심한 neurological신경학의 problems문제들 that we have in the world세계.
198
718822
5484
가장 심각한 신경학적 문제 중 하나를
복구하기 위해 노력하고 있습니다.
12:20
Millions수백만 of people have lost잃어버린 the ability능력 to translate옮기다 these brainstorms브레인 스토밍
199
724306
4583
수백만의 사람들이 이 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'을
12:24
into action동작, into movement운동.
200
728889
2116
행동과 움직임으로 변화시키는 능력을 잃었습니다.
12:26
Although이기는 하지만 their그들의 brains두뇌 continue잇다 to produce생기게 하다 those storms폭풍 and code암호 for movements동정,
201
731005
5234
뇌가 이런 '두뇌 폭풍'을 만들고
움직임에 대한 암호를 만들어내지만,
12:32
they cannot~ 할 수 없다. cross십자가 a barrier장벽 that was created만들어진 by a lesion장애 on the spinal척추 cord코드.
202
736239
5167
척수의 손상으로 만들어진 장애를
비껴 지나가지는 못합니다.
12:37
So our idea생각 is to create몹시 떠들어 대다 a bypass우회로,
203
741406
2450
그래서 저희의 생각은
이걸 우회하는 길을 만드는 것이었어요.
12:39
is to use these brain-machine두뇌 기계 interfaces인터페이스 to read독서 these signals신호들,
204
743856
4032
이 뇌-기계 인터페이스를 사용하여
이런 신호를 읽는 겁니다.
12:43
larger-scale대규모 brainstorms브레인 스토밍 that contain있다 the desire염원 to move움직임 again,
205
747888
4050
이 신호는 다시 움직이려는 욕구를 내재한
더 가대한 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'이지요.
12:47
bypass우회로 the lesion장애 using~을 사용하여 computational전산의 microengineering미세 가공
206
751938
3969
마이크로공학 컴퓨터를 이용해
손상된 부위를 우회하고
12:51
and send보내다 it to a new새로운 body신체, a whole완전한 body신체 called전화 한 an exoskeleton외골격,
207
755907
7114
외골격이라 불리는 새로운 신체,
12:58
a whole완전한 robotic로봇 식의 suit소송 that will become지다 the new새로운 body신체 of these patients환자.
208
763021
5567
즉, 이러한 환자를 위한 새로운 몸이 될
온전히 입는 로봇에게로 보내는 것입니다.
13:04
And you can see an image영상 produced생산 된 by this consortium협회.
209
768588
4126
이렇게 만들어진 합작 기업의 모습입니다.
13:08
This is a nonprofit비영리 단체 consortium협회 called전화 한 the Walk산책 Again Project계획
210
772714
4059
"다시 걷기 프로젝트"라 불리는 비영리 협회로
13:12
that is putting퍼팅 together함께 scientists과학자들 from Europe유럽,
211
776773
2783
유럽과 미국, 그리고 브라질의
13:15
from here in the United유나이티드 States주, and in Brazil브라질
212
779556
1865
과학자들이 함께
13:17
together함께 to work to actually사실은 get this new새로운 body신체 built세워짐 --
213
781421
4517
이런 새로운 신체를
실제로 만들기 위해 모였습니다.
13:21
a body신체 that we believe, through...을 통하여 the same같은 plastic플라스틱 mechanisms메커니즘
214
785938
3334
그리고 이 몸은
오로라나 다른 원숭이들이
13:25
that allow허용하다 Aurora오로라 and other monkeys원숭이 to use these tools도구들 through...을 통하여 a brain-machine두뇌 기계 interface인터페이스
215
789272
5802
뇌-기계 인터페이스를 통해 사용했던 도구와 같은,
변형이 용이한 기구를 이용하여
13:30
and that allows허락하다 us to incorporate통합하다 the tools도구들 that we produce생기게 하다 and use in our daily매일 life.
216
795074
5630
일상 생활에서 만들고 사용하는
기구와 결합될 수 있을 것입니다.
13:36
This same같은 mechanism기구, we hope기대, will allow허용하다 these patients환자,
217
800704
3684
그리고 같은 장치를 이용해
13:40
not only to imagine상상하다 again the movements동정 that they want to make
218
804388
3768
환자들이 하고 싶은 동작을 상상하고
13:44
and translate옮기다 them into movements동정 of this new새로운 body신체,
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808156
3207
이 새로운 몸을 통해 동작으로 변형해낼 수 있게 함으로써,
13:47
but for this body신체 to be assimilated동화 된 as the new새로운 body신체 that the brain뇌 controls통제 수단.
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6758
몸은 뇌가 조종하는 새로운 신체에 동화하게 됩니다.
13:54
So I was told about 10 years연령 ago...전에
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3851
10년 전쯤에는 이런 일이
13:57
that this would never happen우연히 있다, that this was close닫기 to impossible불가능한.
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5066
절대 일어나지 못할거고,
불가능에 가깝다는 말을 들었습니다.
14:02
And I can only tell you that as a scientist과학자,
223
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2451
제가 과학자로서 드릴 수 있는 말씀은
14:05
I grew자랐다 up in southern남부 지방 사투리 Brazil브라질 in the mid-'중반 '60s
224
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2986
저는 60년 대 중반 남부 브라질에서 자라면서
14:08
watching보고있다 a few조금 crazy미친 guys telling말함 [us] that they would go to the Moon달.
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832475
5048
달에 갈거라고 말하는
몇몇 정신나간 사람들을 보았습니다.
14:13
And I was five다섯 years연령 old늙은,
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1461
당시 저는 다섯 살이었는데,
14:14
and I never understood이해 된 why NASANASA didn't hire고용 Captain선장 Kirk교회 and SpockSpock to do the job일;
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4240
왜 나사 (NASA)가 커크 선장과 스포크가 그런 일을 하도록
하지 않는지 이해하지 못했습니다.
14:19
after all, they were very proficient능숙한 --
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무엇보다 이 사람들은 매우 능숙했거든요.
14:21
but just seeing봄 that as a kid아이
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3450
하지만 아이었을 때 본 이 일로 인해서
14:25
made만든 me believe, as my grandmother할머니 used to tell me,
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849106
2985
저는 할머니가 제게 해주시던 말씀을 믿게 되었습니다.
14:27
that "impossible불가능한 is just the possible가능한
231
852091
1845
"불가능은 단지 그 일이 이루어지기 위해
14:29
that someone어떤 사람 has not put in enough충분히 effort노력 to make it come true참된."
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3904
누군가 충분한 노력을 하지 않는
가능에 불과하단다."
14:33
So they told me that it's impossible불가능한 to make someone어떤 사람 walk산책.
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857840
3799
그래서 많은 이들이 누군가를 걷게하는 것이
불가능하다고 말했을 때,
14:37
I think I'm going to follow따르다 my grandmother's할머니의 advice조언.
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861639
3251
할머니의 말씀을 따르기로 생각했었습니다.
14:40
Thank you.
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864890
1450
감사합니다.
14:42
(Applause박수 갈채)
236
866340
8029
(박수)
Translated by Surie Lee
Reviewed by Minseok Choi

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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
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