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: Opica, ki upravlja robota s svojimi mislimi. Čisto zares.

Filmed:
1,315,130 views

Ali lahko uporabljamo svoje možgane, da z njimi neposredno upravljamo naprave -- ne da bi pri tem uporabili svoje telo kot posrednika? Miguel Nicolelis govori o osupljivem eksperimentu, v katerem se pametna opica iz ZDA nauči upravljati z opičjim avatarjem, nato še z robotsko roko na Japonskem zgolj z lastnimi mislimi. Raziskava bo imela velik vpliv na kvadraplegike -- in morda na vse nas. (Posneto 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 kindvrste of neurosciencenevroznanost that I do and my colleagueskolegi do
0
330
2851
Nevroznanost, s katero se ukvarjamo jaz in moji kolegi
00:19
is almostskoraj like the weathermanmeteorolog.
1
3181
2166
je skoraj kot napovedovanje vremena.
00:21
We are always chasingloviti stormsnevihte.
2
5347
3516
Vedno se podimo za nevihtami.
00:24
We want to see and measureukrep stormsnevihte -- brainstormsmožganske nevihte, that is.
3
8863
4883
Želimo videti in izmeriti nevihte - tiste v možganih, pravzaprav.
00:29
And we all talk about brainstormsmožganske nevihte in our dailydnevno livesživi,
4
13746
2768
In v vsakdanjem življenju pogosto govorimo o možganskih nevihtah,
00:32
but we rarelyredko see or listen to one.
5
16514
3450
ampak redko kdaj kakšno tudi vidimo ali ji prisluhnemo.
00:35
So I always like to startZačni these talkspogovori
6
19964
1634
Zato vedno rad začnem svoj govor
00:37
by actuallydejansko introducinguvajanje you to one of them.
7
21598
2982
s tem, da vas seznanim z eno od teh.
00:40
ActuallyDejansko, the first time we recordedzabeležili more than one neuronnevron --
8
24580
3427
Pravzaprav, prvič ko smo zabeležili več kot en nevron --
00:43
a hundredsto brainmožganov cellscelice simultaneouslyhkrati --
9
28007
2223
na stotine možganskih celic hkrati -
00:46
we could measureukrep the electricalelektrični sparksiskre
10
30230
2469
smo lahko izmerili električne iskrice,
00:48
of a hundredsto cellscelice in the sameenako animalživali,
11
32699
2680
ki jih je proizvajalo sto celic iste živali,
00:51
this is the first imagesliko we got,
12
35379
1802
to je bila prva slika, ki smo jo dobili,
00:53
the first 10 secondssekund of this recordingsnemanje.
13
37181
2315
prvih 10 sekund tega posnetka.
00:55
So we got a little snippetodlomek of a thought,
14
39496
3351
Tako smo dobili majhen košček misli
00:58
and we could see it in frontspredaj of us.
15
42847
2905
in lahko smo ga videli pred nami.
01:01
I always tell the studentsštudenti
16
45752
1012
Študentom vedno povem,
01:02
that we could alsotudi call neuroscientistsNevroznanstveniki some sortRazvrsti of astronomerastronom,
17
46764
4106
da bi lahko nevroznanstvenikom rekli tudi neke vrste astronomi,
01:06
because we are dealingdeliti with a systemsistem
18
50870
1626
saj se ukvarjamo s sistemom,
01:08
that is only comparableprimerljiv in termspogoji of numberštevilka of cellscelice
19
52496
2917
ki ga lahko zaradi števila celic primerjamo le s
01:11
to the numberštevilka of galaxiesgalaksije that we have in the universevesolje.
20
55413
2936
številom galaksij v vesolju.
01:14
And here we are, out of billionsmilijarde of neuronsnevroni,
21
58349
3030
In tukaj smo, izmed milijarde nevronov
01:17
just recordingsnemanje, 10 yearslet agonazaj, a hundredsto.
22
61379
2818
smo jih pred 10 leti posneli le sto.
01:20
We are doing a thousandtisoč now.
23
64197
1583
Zdaj jih lahko že tisoč.
01:21
And we hopeupanje to understandrazumeti something fundamentaltemeljno about our humančlovek naturenarava.
24
65780
5400
In upamo, da bomo razumeli nekaj temeljnega o naši človeški naravi.
01:27
Because, if you don't know yetše,
25
71180
1932
Kajti, če še ne veste,
01:29
everything that we use to definedefinirati what humančlovek naturenarava is comesprihaja from these stormsnevihte,
26
73112
5250
vse, kar uporabljamo, da bi definirali, kaj je človeška narava, prihaja iz teh neviht,
01:34
comesprihaja from these stormsnevihte that rollroll over the hillshribi and valleysdoline of our brainsmožgani
27
78362
4651
prihaja iz teh neviht, ki se premikajo čez hribčke in doline naših možganov
01:38
and definedefinirati our memoriesspomini, our beliefsprepričanja,
28
83013
3885
in določajo naše spomine, naša prepričanja,
01:42
our feelingsčustva, our plansnačrtov for the futureprihodnost.
29
86898
2700
naše občutke, naše načrte za prihodnost.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Vse, kar kdajkoli naredimo,
01:47
everything that everyvsak humančlovek has ever doneKončano, do or will do,
31
91996
5067
vse, kar je katerikoli človek kdajkoli naredil, dela ali bo naredil,
01:52
requireszahteva the toiltrdo delo of populationsprebivalstva of neuronsnevroni producingproizvajajo these kindsvrste of stormsnevihte.
32
97063
5434
zahteva trdo delo populacij nevronov, ki proizvajajo takšne nevihte.
01:58
And the soundzvok of a brainstormideja, if you've never heardslišal one,
33
102497
2483
In zvok možganske nevihte, če je še niste slišali,
02:00
is somewhatnekoliko like this.
34
104980
3349
zveni nekako takole.
02:04
You can put it louderglasneje if you can.
35
108329
3146
Lahko date še bolj na glas, če gre.
02:07
My sonsin callsklice this "makingizdelavo popcornkokice while listeningposlušanje to a badly-tunedslabo uglašen A.M. stationpostaja."
36
111475
6403
Moj sin temu pravi "pripravljanje pokovke med poslušanjem slabo uglašene A.M. postaje".
02:13
This is a brainmožganov.
37
117878
1485
To so možgani.
02:15
This is what happensse zgodi when you routepot these electricalelektrični stormsnevihte to a loudspeakerzvočnik
38
119363
3434
To se zgodi, ko usmerite te električne nevihte v zvočnik
02:18
and you listen to a hundredsto brainmožganov cellscelice firingstreljanje,
39
122797
2866
in ko poslušate iskrenje stotine možganskih celic,
02:21
your brainmožganov will soundzvok like this -- my brainmožganov, any brainmožganov.
40
125663
4622
vaši možgani bi zveneli tako -- moji, katerikoli.
02:26
And what we want to do as neuroscientistsNevroznanstveniki in this time
41
130285
3762
In kaj bi radi kot nevroznanstveniki zdaj naredili
02:29
is to actuallydejansko listen to these symphoniessimfonije, these brainmožganov symphoniessimfonije,
42
134047
5350
je, da bi dejansko prisluhnili tem simfonijam, tem možganskim simfonijam,
02:35
and try to extractizvleček from them the messagessporočil they carrynositi.
43
139397
3400
in da bi iz njih izluščili sporočila, ki jih nosijo.
02:38
In particularzlasti, about 12 yearslet agonazaj
44
142797
2851
Če smo bolj natančni, pred 12-imi leti
02:41
we createdustvarjeno a preparationpriprava that we namedimenovan brain-machinepamet-stroj interfacesvmesniki.
45
145648
3048
smo ustvarili pripravo, ki smo ji rekli vmesnik med možgani in strojem.
02:44
And you have a schemeshemo here that describesopisuje how it worksdela.
46
148696
2702
In tukaj je skica, ki kaže, kako ta deluje.
02:47
The ideaideja is, let's have some sensorssenzorji that listen to these stormsnevihte, this electricalelektrični firingstreljanje,
47
151398
5566
Ideja je ta: postavimo nekaj senzorjev, ki prisluškujejo tem nevihtam, tem električnim dražljajem
02:52
and see if you can, in the sameenako time that it takes
48
156964
3082
in poglejmo, če lahko v istem času, kot ga potrebuje
02:55
for this stormnevihta to leavedopust the brainmožganov and reachdoseči the legsnog or the armsroke of an animalživali --
49
160046
4969
ta nevihta, da zapusti možgane in doseže noge ali roke živali --
03:00
about halfpol a seconddrugič --
50
165015
2864
okoli pol sekunde --
03:03
let's see if we can readpreberite these signalssignale,
51
167879
2351
poglejmo, če lahko preberemo te singale,
03:06
extractizvleček the motormotor messagessporočil that are embeddedvgrajeni in it,
52
170230
3400
izluščimo motorična sporočila, ki so skrita v njih,
03:09
translateprevesti it into digitaldigitalni commandsukazi
53
173630
2272
jih prevedemo v digitalne ukaze
03:11
and sendpošlji it to an artificialumetno devicenaprave
54
175902
1886
in jih pošljemo v umetno napravo,
03:13
that will reproducerazmnoževati the voluntaryprostovoljno motormotor wheelkolo of that brainmožganov in realresnično time.
55
177788
5893
ki bo zagnala motorično kolesje v realnem času, tako kot možgani.
03:19
And see if we can measureukrep how well we can translateprevesti that messagesporočilo
56
183681
3848
In poskusimo izmeriti, kako dobro lahko prevedemo to sporočilo
03:23
when we compareprimerjati to the way the bodytelo does that.
57
187529
3518
v primerjavi s tem, kako to stori telo.
03:26
And if we can actuallydejansko providezagotoviti feedbackpovratne informacije,
58
191047
2866
In če lahko dejansko dobimo odziv,
03:29
sensorysenzorično signalssignale that go back from this roboticrobotsko, mechanicalšto tehničkewe tehnični rezermanov.D.DTC, computationalračunalništvo actuatorpogon
59
193913
5734
senzorične signale, ki gredo od tega robotskega, mehanskega, računalniškega pogona,
03:35
that is now underSpodaj the controlnadzor of the brainmožganov,
60
199647
2251
ki je zdaj pod kontrolo možganov,
03:37
back to the brainmožganov,
61
201898
1311
nazaj v možgane,
03:39
how the brainmožganov dealsobravnava with that,
62
203209
2121
kako se ti soočijo z njimi,
03:41
of receivingsprejema messagessporočil from an artificialumetno piecekos of machinerystroji.
63
205330
4901
s sporočili, ki jih pošilja umetna naprava.
03:46
And that's exactlytočno what we did 10 yearslet agonazaj.
64
210231
2321
In prav to smo storili pred 10-imi leti.
03:48
We startedzačel with a superstarzvezdnik monkeyopica calledpozval AuroraAurora
65
212552
2961
Začeli smo z zvezdniško opico Auroro,
03:51
that becamepostati one of the superstarssuperzvezdniki of this fieldpolje.
66
215513
2468
ki je postala prava zvezda tega področja.
03:53
And AuroraAurora likedVšeč mi je to playigraj videovideo gamesigre.
67
217981
2299
In Aurora je uživala v video igrah.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
Kot vidite tukaj,
03:57
she likesVšeč mi je to use a joystickigralno palico, like any one of us, any of our kidsotroci, to playigraj this gameigro.
69
221653
4944
pri tej igri zelo rada uporablja igralno palico, tako kot mi ali naši otroci.
04:02
And as a good primateprimatov, she even triesposkusi to cheatgoljufija before she getsdobi the right answerodgovor.
70
226597
4671
Kot pravi primat, skuša celo goljufati, preden ugane pravi odgovor.
04:07
So even before a targetcilj appearsse prikaže that she's supposeddomnevno to crosskriž
71
231268
4283
Torej, še preden se pojavi tarča, ki jo mora zadeti
04:11
with the cursorkazalec that she's controllingnadzor with this joystickigralno palico,
72
235551
2850
s kurzorjem, ki ga upravlja z igralno palico,
04:14
AuroraAurora is tryingposkušam to find the targetcilj, no matterzadevo where it is.
73
238401
3951
skuša Aurora najti tarčo, ne glede na to, kje je.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
In, če to počne,
04:19
because everyvsak time she crosseskriži that targetcilj with the little cursorkazalec,
75
243821
3314
zato ker vsakič, ko zadane tarčo s kurzorjem,
04:23
she getsdobi a droppadec of BrazilianBrazilski orangeoranžna juicesok.
76
247135
2950
dobi kapljico brazilskega pomarančnega soka.
04:25
And I can tell you, any monkeyopica will do anything for you
77
250085
2950
In lahko vam povem, vsaka opica bo naredila vse za vas,
04:28
if you get a little droppadec of BrazilianBrazilski orangeoranžna juicesok.
78
253035
3100
če ji ponudite malce brazilskega pomarančnega soka.
04:32
ActuallyDejansko any primateprimatov will do that.
79
256135
2731
Pravzaprav, vsak primat bi ravnal tako.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Razmislite malce.
04:36
Well, while AuroraAurora was playingigranje this gameigro, as you saw,
81
260200
3400
No, medtem ko je Aurora igrala to igro, kot ste videli,
04:39
and doing a thousandtisoč trialspreskusi a day
82
263600
2435
naredila je tisoč poskusov na dan
04:41
and gettingpridobivanje 97 percentodstotkov correctpravilno and 350 millilitersmililitrov of orangeoranžna juicesok,
83
266035
3883
in v 97% zadela ter zato dobila 350 mililitrov pomarančnega soka,
04:45
we are recordingsnemanje the brainstormsmožganske nevihte that are producedproizvedeni in her headglava
84
269918
3399
smo posneli možganske nevihte, ki so se odvile v njeni glavi
04:49
and sendingpošiljanje them to a roboticrobotsko armroka
85
273317
1647
in jih poslali v robotsko roko
04:50
that was learningučenje to reproducerazmnoževati the movementsgibanja that AuroraAurora was makingizdelavo.
86
274964
3871
ki se je učila, kako posnemati Aurorine gibe.
04:54
Because the ideaideja was to actuallydejansko turnobrat on this brain-machinepamet-stroj interfacevmesnik
87
278835
3783
Ideja je namreč bila, da vključimo ta vmesnik med možgani in strojem
04:58
and have AuroraAurora playigraj the gameigro just by thinkingrazmišljanje,
88
282618
4700
in da Aurora igra igro samo z mislimi,
05:03
withoutbrez interferencemotnje of her bodytelo.
89
287318
2617
brez uporabe telesa.
05:05
Her brainstormsmožganske nevihte would controlnadzor an armroka
90
289935
2916
Njeni možgani bi nadzorovali roko,
05:08
that would movePremakni se the cursorkazalec and crosskriž the targetcilj.
91
292851
2709
ki bi premikala kurzor, da zadene tarčo.
05:11
And to our shockšok, that's exactlytočno what AuroraAurora did.
92
295560
3191
In na naše presenečenje, je Aurora točno to storila.
05:14
She playedigral the gameigro withoutbrez movingpremikanje her bodytelo.
93
298751
4200
Igrala je igrico brez da bi se premikala.
05:18
So everyvsak trajectorytrajektorija that you see of the cursorkazalec now,
94
302951
2237
Torej, vso premikanje kurzorja, ki ga vidimo,
05:21
this is the exacttočno first momenttrenutek she got that.
95
305188
3212
je prav ta prvi trenutek, ko je to dojela.
05:24
That's the exacttočno first momenttrenutek
96
308400
1784
Prvi trenutek,
05:26
a brainmožganov intentionnamen was liberatedosvobojeno from the physicalfizično domainsdomen of a bodytelo of a primateprimatov
97
310184
6767
ko se je volja možganov osvobodila fizičnih domen telesa tega primata
05:32
and could actukrepati outsidezunaj, in that outsidezunaj worldsvet,
98
316951
3700
in je lahko delovala zunaj, v zunanjem svetu,
05:36
just by controllingnadzor an artificialumetno devicenaprave.
99
320651
2966
samo z usmerjanjem umetne naprave.
05:39
And AuroraAurora kepthranijo playingigranje the gameigro, kepthranijo findingugotovitev the little targetcilj
100
323617
4917
Aurora je kar naprej igrala in skušala najti majhno tarčo
05:44
and gettingpridobivanje the orangeoranžna juicesok that she wanted to get, that she cravedhrepenel for.
101
328534
3917
in za to dobila pomarančni sok, ki si ga je želela.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquiredpridobljene a newnovo armroka.
102
332451
6701
No, to je naredila, ker je v tem času, dobila novo roko.
05:55
The roboticrobotsko armroka that you see movingpremikanje here 30 daysdnevi laterpozneje,
103
339152
2963
Robotska roka, ki jo vidite, da se premika, mesec dni po
05:58
after the first videovideo that I showedpokazala to you,
104
342115
2686
prvem posnetku, ki sem vam ga pokazal,
06:00
is underSpodaj the controlnadzor of Aurora'sAurora, je brainmožganov
105
344801
2650
je pod nadzorom Aurorinih možganov,
06:03
and is movingpremikanje the cursorkazalec to get to the targetcilj.
106
347451
3168
ki premikajo kurzor, da zadene tarčo.
06:06
And AuroraAurora now knowsve that she can playigraj the gameigro with this roboticrobotsko armroka,
107
350619
3899
Aurora se zaveda, da lahko igrico igra s to robotsko roko,
06:10
but she has not lostizgubljen the abilitysposobnost to use her biologicalbiološko armsroke to do what she pleasespo volji.
108
354518
5716
ni pa izgubila sposobnosti, da uporablja svoji biološki roki, da počne, kar hoče.
06:16
She can scratchpraska her back, she can scratchpraska one of us, she can playigraj anotherdrugo gameigro.
109
360234
4067
Lahko si praska hrbet, lahko praska koga od nas, lahko igra drugo igrico.
06:20
By all purposesnamene and meanssredstva,
110
364301
1600
V vsakem pogledu so
06:21
Aurora'sAurora, je brainmožganov has incorporatedvključeni that artificialumetno devicenaprave
111
365901
4116
Aurorini možgani sprejeli to umetno napravo
06:25
as an extensionrazširitev of her bodytelo.
112
370017
2750
kot podaljšek svojega telesa.
06:28
The modelmodel of the selfjaz that AuroraAurora had in her mindum
113
372767
3533
Predstavo o sebi, ki jo je imela Aurora
06:32
has been expandedrazširil to get one more armroka.
114
376300
4084
se je razširila tako, da je dobila še eno roko.
06:36
Well, we did that 10 yearslet agonazaj.
115
380384
2350
To smo storili pred 10-imi leti.
06:38
Just fasthitro forwardnaprej 10 yearslet.
116
382734
2833
Zdaj pa preskočimo 10 let.
06:41
Just last yearleto we realizedrealiziran that you don't even need to have a roboticrobotsko devicenaprave.
117
385567
4983
Lani smo odkrili, da sploh ne potrebujemo robotske naprave.
06:46
You can just buildzgraditi a computationalračunalništvo bodytelo, an avataravatar, a monkeyopica avataravatar.
118
390550
5484
Lahko enostavno zgradimo računalniško telo, avatar, opico avatar.
06:51
And you can actuallydejansko use it for our monkeysopice to eitherbodisi interactinterakcijo with them,
119
396034
4250
In ga lahko dejansko uporabimo za naše opice, da denimo komuniciramo z njimi,
06:56
or you can trainvlak them to assumedomnevati in a virtualvirtualno worldsvet
120
400284
4439
ali pa jih usposobimo, da v virtualnem svetu prevzamejo
07:00
the first-personprva oseba perspectiveperspektive of that avataravatar
121
404723
3044
perspektivo avatarja v prvi osebi
07:03
and use her brainmožganov activitydejavnost to controlnadzor the movementsgibanja of the avatar'sAvatar armsroke or legsnog.
122
407767
5651
in uporabijo svoje možganske aktivnosti, da nadzorujejo premikanje avatarjevih rok in nog.
07:09
And what we did basicallyv bistvu was to trainvlak the animalsživali
123
413418
2766
In kar smo pravzaprav naredili je, da smo učili živali,
07:12
to learnučiti se how to controlnadzor these avatarsavatarji
124
416184
3050
kako naj upravljajo s temi avatarji
07:15
and exploreraziskati objectspredmetov that appearPojavi se in the virtualvirtualno worldsvet.
125
419234
3899
in odkrivajo predmete, ki se pojavijo v virtualnem svetu.
07:19
And these objectspredmetov are visuallyvizualno identicalenako,
126
423133
2301
In ti predmeti so vizualno identični,
07:21
but when the avataravatar crosseskriži the surfacepovršina of these objectspredmetov,
127
425434
3883
toda, ko avatar dotakne površino teh predmetov,
07:25
they sendpošlji an electricalelektrični messagesporočilo that is proportionalproporcionalno to the microtactilemicrotactile texturetekstura of the objectpredmet
128
429317
6400
ti pošljejo električna sporočila, ki so sorazmerna z mikro otipljivo teksturo predmeta,
07:31
that goesgre back directlyneposredno to the monkey'sMonkey's brainmožganov,
129
435717
4016
neposredno nazaj v možgane opice
07:35
informingobveščanje the brainmožganov what it is the avataravatar is touchingdotikanje.
130
439733
5052
in s tem obvesti možgane, kaj je to, česar se avatar dotika.
07:40
And in just fourštiri weekstednih, the brainmožganov learnsuči to processproces this newnovo sensationobčutek
131
444785
4765
Samo v štirih tednih se možgani naučijo obdelati te nove občutke
07:45
and acquirespridobi a newnovo sensorysenzorično pathwaypot -- like a newnovo sensesmisel.
132
449550
6434
in pridobijo novo senzorično pot -- kot nekakšen nov občutek.
07:51
And you trulyresnično liberateosvobodi the brainmožganov now
133
455984
2416
In s tem zares osvobodimo možgane,
07:54
because you are allowingki dovoljuje the brainmožganov to sendpošlji motormotor commandsukazi to movePremakni se this avataravatar.
134
458400
4384
ker jim dovolimo, da pošljejo motorična navodila, da premikajo avatar.
07:58
And the feedbackpovratne informacije that comesprihaja from the avataravatar is beingbiti processedobdelani directlyneposredno by the brainmožganov
135
462784
5000
In odziv, ki pride od avatarja, možgani neposredno obdelajo
08:03
withoutbrez the interferencemotnje of the skinkoža.
136
467784
2433
brez informacij, ki bi prišle skozi kožo.
08:06
So what you see here is this is the designoblikovanje of the tasknaloga.
137
470217
2534
Torej, kar vidite je načrt opravila.
08:08
You're going to see an animalživali basicallyv bistvu touchingdotikanje these threetri targetscilje.
138
472751
4250
Videli boste žival, ki se v bistvu dotika teh treh tarč.
08:12
And he has to selectizberite one because only one carriesnosi the rewardnagrada,
139
477001
4349
Izbrati mora eno, kajti le za eno se skriva nagrada:
08:17
the orangeoranžna juicesok that they want to get.
140
481350
1867
pomarančni sok, ki si ga tako želi.
08:19
And he has to selectizberite it by touchdotaknite se usinguporabo a virtualvirtualno armroka, an armroka that doesn't existobstajajo.
141
483217
5633
Izbrati jo mora z dotikom, z virtualno roko, z roko, ki ne obstaja.
08:24
And that's exactlytočno what they do.
142
488850
2000
In prav to bo naredila.
08:26
This is a completepopolna liberationosvoboditev of the brainmožganov
143
490850
3435
To je popolna osvoboditev možganov
08:30
from the physicalfizično constraintsomejitve of the bodytelo and the motormotor in a perceptualperceptual tasknaloga.
144
494285
4282
od fizičnih preprek telesa in motorike v zaznavni nalogi.
08:34
The animalživali is controllingnadzor the avataravatar to touchdotaknite se the targetscilje.
145
498567
4167
Žival upravlja z avatarjem, da bi se dotaknila tarče.
08:38
And he's sensingzaznavanje the texturetekstura by receivingsprejema an electricalelektrični messagesporočilo directlyneposredno in the brainmožganov.
146
502734
5651
In ob tem zaznava teksturo, ker prejema električna sporočila neposredno v možgane.
08:44
And the brainmožganov is decidingodločanje what is the texturetekstura associatedpovezan with the rewardnagrada.
147
508385
3883
In možgani odločajo o tem, kakšna je tekstura, ki je povezana z nagrado.
08:48
The legendslegende that you see in the moviefilm don't appearPojavi se for the monkeyopica.
148
512268
3832
Legende, ki jih vidimo v filmih, se ne pojavijo pri opici.
08:52
And by the way, they don't readpreberite Englishangleščina anywayvseeno,
149
516100
2484
In mimogrede, tako ali tako ne znajo brati angleško,
08:54
so they are here just for you to know that the correctpravilno targetcilj is shiftingpremikanje positionpoložaj.
150
518584
5216
tako da so tu samo zato, da vidite, da prava tarča premika položaj.
08:59
And yetše, they can find them by tactiletaktika discriminationdiskriminacije,
151
523800
3934
In kljub temu, jo lahko odkrije na podlagi otipljivih razlik,
09:03
and they can presspritisnite it and selectizberite it.
152
527734
3217
jo pritisne in izbere.
09:06
So when we look at the brainsmožgani of these animalsživali,
153
530951
2682
In ko pogledamo možgane teh živali,
09:09
on the topna vrh panelpanel you see the alignmentPoravnava of 125 cellscelice
154
533633
3667
na zgornjem grafu vidimo postavitev 125 celic,
09:13
showingprikazovanje what happensse zgodi with the brainmožganov activitydejavnost, the electricalelektrični stormsnevihte,
155
537300
4201
ki kažejo, kaj se zgodi z možgansko aktivnostjo, električne nevihte
09:17
of this samplevzorec of neuronsnevroni in the brainmožganov
156
541501
2067
tega vzorca nevronov v možganih,
09:19
when the animalživali is usinguporabo a joystickigralno palico.
157
543568
2116
ko žival uporablja igralno palico.
09:21
And that's a pictureslika that everyvsak neurophysiologistnevrofiziolog knowsve.
158
545684
2600
In to je slika, ki jo pozna vsak nevrofiziolog.
09:24
The basicosnovno alignmentPoravnava showskaže that these cellscelice are codingkodiranje for all possiblemogoče directionsnavodila.
159
548284
5183
Osnovna postavitev kaže, da te celice pošiljajo kode za vse možne smeri.
09:29
The bottomspodaj pictureslika is what happensse zgodi when the bodytelo stopsustavi movingpremikanje
160
553467
5683
Na spodnji sliki pa vidimo, kaj se zgodi, ko se telo neha premikati
09:35
and the animalživali startsse začne controllingnadzor eitherbodisi a roboticrobotsko devicenaprave or a computationalračunalništvo avataravatar.
161
559150
6134
in žival začne upravljati bodisi z robotsko napravo ali računalniškim avatarjem.
09:41
As fasthitro as we can resetponastavitev our computersračunalniki,
162
565284
3066
Takoj, ko resetiramo naše računalnike,
09:44
the brainmožganov activitydejavnost shiftspremiki to startZačni representingzastopanje this newnovo toolorodje,
163
568350
5818
se možganska aktivnost premakne, tako da začne predstavljati to novo orodje
09:50
as if this too was a partdel of that primate'sPrimasove bodytelo.
164
574168
5250
kakor da je del živalskega telesa.
09:55
The brainmožganov is assimilatingsprejemanje that too, as fasthitro as we can measureukrep.
165
579418
4715
Možgani to asimilirajo tako hitro, kot mi lahko izmerimo.
10:00
So that suggestspredlaga to us that our sensesmisel of selfjaz
166
584133
3618
To nam torej namiguje, da se naše občutenje samega sebe
10:03
does not endkonec at the last layerplast of the epitheliumepitelija of our bodiestelesa,
167
587751
4150
ne konča pri zadnjem sloju povrhnjice našega telesa
10:07
but it endskonča at the last layerplast of electronselektronov of the toolsorodja that we're commandingpoveljujoči with our brainsmožgani.
168
591901
5718
ampak se konča pri zadnjem sloju elektronov orodja, ki ga upravljamo z našimi možgani.
10:13
Our violinsvioline, our carsavtomobili, our bicycleskolesa, our soccernogomet ballskroglice, our clothingoblačila --
169
597619
4764
Naše violine, naših avtomobilov, naših koles, naše nogometne žoge, naše obleke --
10:18
they all becomepostane assimilatedizenačene by this voraciousneutrudnim, amazingneverjetno, dynamicdinamično systemsistem calledpozval the brainmožganov.
170
602383
6851
vse se asimilira s tem neutrudnim, neverjetnim, dinamičnim sistemom, ki mu rečemo možgani.
10:25
How fardaleč can we take it?
171
609234
1699
Kako daleč lahko gremo?
10:26
Well, in an experimentposkus that we rantekel a fewmalo yearslet agonazaj, we tookvzel this to the limitomejitev.
172
610933
4218
No, v poskusu, ki smo ga opravili pred nekaj leti, smo prišli do meje.
10:31
We had an animalživali runningteče on a treadmillDirinčenje
173
615151
2482
Žival smo spravili v tek na tekočem traku
10:33
at DukeDuke UniversityUniverza on the EastVzhod CoastObala of the UnitedVelika StatesDržave,
174
617633
2267
na Duke Univerzi na Vzhodni obali Združenih držav,
10:35
producingproizvajajo the brainstormsmožganske nevihte necessarypotrebno to movePremakni se.
175
619900
2700
tako da smo proizvajali možganske nevihte, ki so povzročale gibanje.
10:38
And we had a roboticrobotsko devicenaprave, a humanoidhumanoidne robotrobot,
176
622600
4091
Imeli smo robotsko napravo,
10:42
in KyotoKjotski, JapanJaponska at ATRATR LaboratoriesLaboratoriji
177
626691
2394
v ATR laboratorijih v Kjotu, na Japonskem,
10:44
that was dreamingsanje its entirecelotno life to be controlledpod nadzorom by a brainmožganov,
178
629085
6094
ki je vse svoje življenje sanjal o tem, da bi ga vodili možgani,
10:51
a humančlovek brainmožganov, or a primateprimatov brainmožganov.
179
635179
3273
človeški možgani ali možgani kakšnega primata.
10:54
What happensse zgodi here is that the brainmožganov activitydejavnost that generatedgenerirani the movementsgibanja in the monkeyopica
180
638452
4598
Kaj se je zgodilo tukaj: možgansko aktivnost, ki je proizvedla premikanje opice,
10:58
was transmittedprenašajo to JapanJaponska and madeizdelane this robotrobot walkhodi
181
643050
3467
so prenesli na Japonsko in tako spravili robota v gibanje,
11:02
while footageposnetki of this walkinghoditi was sentposlano back to DukeDuke,
182
646517
4067
medtem ko so posnetek te hoje poslali nazaj na Duke,
11:06
so that the monkeyopica could see the legsnog of this robotrobot walkinghoditi in frontspredaj of her.
183
650584
5233
da je lahko opica videla noge robota, kako hodijo pred njo.
11:11
So she could be rewardednagrajeni, not by what her bodytelo was doing
184
655817
4067
Tako je dobila nagrado, ne zato, ker bi naredila nekaj s svojim telesom,
11:15
but for everyvsak correctpravilno stepkorak of the robotrobot on the other sidestran of the planetplanet
185
659884
4961
pač pa za vsak pravilen korak robota na drugem koncu planeta,
11:20
controlledpod nadzorom by her brainmožganov activitydejavnost.
186
664845
2609
ki ga je upravljala s svojimi možgani.
11:23
Funnyzabavno thing, that roundokrogla trippotovanje around the globeglobus tookvzel 20 millisecondsmilisekundah lessmanj
187
667454
7118
Smešno je, da je je to potovanje okoli zemlje trajalo 20 milisekund manj
11:30
than it takes for that brainstormideja to leavedopust its headglava, the headglava of the monkeyopica,
188
674572
4150
kot potrebuje možganska nevihta, da zapusti glavo, torej glavo opice,
11:34
and reachdoseči its ownlastno musclemišice.
189
678722
3870
in doseže njeno lastno mišico.
11:38
The monkeyopica was movingpremikanje a robotrobot that was sixšest timeskrat biggervečje, acrossčez the planetplanet.
190
682592
6030
Opica je premikala robota, ki je bil šest krat večji od nje in na drugem koncu planeta.
11:44
This is one of the experimentsposkuse in whichki that robotrobot was ablesposoben to walkhodi autonomouslyavtonomno.
191
688622
6400
To je eden od eksperimentov, v katerem robot lahko samostojno hodi.
11:50
This is CBCB1 fulfillingizpolnjevanje its dreamsanje in JapanJaponska
192
695022
5267
To je CB1, ki uresničuje svoje sanje na Japonskem,
11:56
underSpodaj the controlnadzor of the brainmožganov activitydejavnost of a primateprimatov.
193
700289
3700
s pomočjo možganske aktivnosti opice.
11:59
So where are we takingjemanje all this?
194
703989
1989
Kam torej vodi vse to?
12:01
What are we going to do with all this researchraziskave,
195
705978
2343
Kaj bomo naredili s to raziskavo,
12:04
besidespoleg tega studyingŠtudij the propertieslastnosti of this dynamicdinamično universevesolje that we have betweenmed our earsušesa?
196
708321
5668
razen seveda, da bomo preučili lastnosti tega dinamičnega vesolja, ki je med našimi ušesi?
12:09
Well the ideaideja is to take all this knowledgeznanje and technologytehnologijo
197
713989
4833
No, ideja je, da bi vzeli vso to znanje in tehnologijo
12:14
and try to restoreobnoviti one of the mostnajbolj severehudo neurologicalnevrološki problemstežave that we have in the worldsvet.
198
718822
5484
in skušali odpraviti eno največjih nevroloških težav, ki jih imamo.
12:20
MillionsMilijone of people have lostizgubljen the abilitysposobnost to translateprevesti these brainstormsmožganske nevihte
199
724306
4583
Milijoni ljudi so izgubili zmožnost, da prevedejo te možganske nevihte
12:24
into actionukrepanje, into movementpremikanje.
200
728889
2116
v dejanje, v gibanje.
12:26
AlthoughČeprav theirnjihovi brainsmožgani continuenadaljuj to produceproizvajajo those stormsnevihte and codeKoda for movementsgibanja,
201
731005
5234
Čeprav njihovi možgani še naprej proizvajajo te nevihte in kodirajo gibanje,
12:32
they cannotne morem crosskriž a barrierpregrado that was createdustvarjeno by a lesionlezije on the spinalhrbtenica cordvrv.
202
736239
5167
ne morejo prečkati ovire, ki jo je ustvarila poškodba hrbtenjače.
12:37
So our ideaideja is to createustvarite a bypassbypass,
203
741406
2450
Naša zamisel je torej, da bi naredili obvod,
12:39
is to use these brain-machinepamet-stroj interfacesvmesniki to readpreberite these signalssignale,
204
743856
4032
da bi uporabili te vmesnike med možgani in napravo, ki bi brali te signale,
12:43
larger-scalevečji brainstormsmožganske nevihte that containvsebujejo the desireželja to movePremakni se again,
205
747888
4050
obsežnejše možganske nevihte, ki vsebujejo željo po premikanju,
12:47
bypassbypass the lesionlezije usinguporabo computationalračunalništvo microengineeringmicroengineering
206
751938
3969
da bi obšli poškodbo z uporabo računalniškega mikroinženiringa
12:51
and sendpošlji it to a newnovo bodytelo, a wholeceloto bodytelo calledpozval an exoskeletoneksoskelet,
207
755907
7114
in jih poslali novemu telesu, telesu, ki mu pravimo eksoskelet,
12:58
a wholeceloto roboticrobotsko suitobleko that will becomepostane the newnovo bodytelo of these patientsbolnikov.
208
763021
5567
celotna robotska obleka, ki bi postala novo telo teh bolnikov.
13:04
And you can see an imagesliko producedproizvedeni by this consortiumkonzorcij.
209
768588
4126
In tukaj vidite sliko, ki jo je ustvaril ta konzorcij.
13:08
This is a nonprofitneprofitna organizacija consortiumkonzorcij calledpozval the WalkHoje Again ProjectProjekt
210
772714
4059
To je neprofitni konzorcij, ki se imenuje projekt "Znova shodi"
13:12
that is puttingdajanje togetherskupaj scientistsznanstveniki from EuropeEvropi,
211
776773
2783
in združuje znanstvenike iz Evrope,
13:15
from here in the UnitedVelika StatesDržave, and in BrazilBrazilija
212
779556
1865
iz Združenih držav Amerike in Brazilije,
13:17
togetherskupaj to work to actuallydejansko get this newnovo bodytelo builtzgrajeno --
213
781421
4517
ki si skupaj prizadevajo, da bi dejansko naredili to novo telo --
13:21
a bodytelo that we believe, throughskozi the sameenako plasticplastika mechanismsmehanizmi
214
785938
3334
telo, za katerega verjamemo, da bo šlo skozi iste plastične mehanizme,
13:25
that allowdovolite AuroraAurora and other monkeysopice to use these toolsorodja throughskozi a brain-machinepamet-stroj interfacevmesnik
215
789272
5802
ki dopuščajo, da Aurora in ostale opice, uporabljajo ta orodja preko vmesnika med možgani in napravo,
13:30
and that allowsdovoljuje us to incorporatevključi the toolsorodja that we produceproizvajajo and use in our dailydnevno life.
216
795074
5630
kar nam omogoča, da vključimo orodja, ki jih proizvajamo in uporabljamo v vsakdanjem življenju.
13:36
This sameenako mechanismmehanizem, we hopeupanje, will allowdovolite these patientsbolnikov,
217
800704
3684
Ta isti mehanizem, upamo, bo omogočil tem bolnikom,
13:40
not only to imaginezamislite again the movementsgibanja that they want to make
218
804388
3768
ne le, da si znova zamislijo gibe, ki bi jih radi naredili
13:44
and translateprevesti them into movementsgibanja of this newnovo bodytelo,
219
808156
3207
in jih prevedejo v gibanje tega novega telesa,
13:47
but for this bodytelo to be assimilatedizenačene as the newnovo bodytelo that the brainmožganov controlskontrole.
220
811363
6758
ampak, da bo to telo sprejeto kot novo telo, ki ga upravljajo možgani.
13:54
So I was told about 10 yearslet agonazaj
221
818121
3851
Pred 10 leti so mi rekli,
13:57
that this would never happense zgodi, that this was closeblizu to impossiblenemogoče.
222
821972
5066
da se to ne bo nikoli zgodilo, da je to skoraj nemogoče.
14:02
And I can only tell you that as a scientistznanstvenik,
223
827038
2451
In kot znanstvenik vam lahko povem le,
14:05
I grewnaraščal up in southernJužni BrazilBrazilija in the mid-'sredi '60s
224
829489
2986
da sem med odraščanjem na jugu Brazilije sredi 60. let,
14:08
watchinggledal a fewmalo crazynoro guys tellingpovedal [us] that they would go to the MoonLuna.
225
832475
5048
opazoval nekaj norcev, ki so govorili, da bodo šli na Luno.
14:13
And I was fivepet yearslet oldstar,
226
837523
1461
Imel sem 5 let
14:14
and I never understoodrazumel why NASANASA didn't hirenajem CaptainKapetan KirkKirk and SpockSpock to do the jobdelo;
227
838984
4240
in nikoli nisem razumel, zakaj Nasa za ta podvig ni najela kapitana Kirka in Spocka;
14:19
after all, they were very proficientobvladati --
228
843224
2432
konec koncev, so to obvladali --
14:21
but just seeingvidenje that as a kidfant
229
845656
3450
ampak ko sem to videl kot otrok
14:25
madeizdelane me believe, as my grandmotherbabica used to tell me,
230
849106
2985
sem začel verjeti, kar mi je nekoč babica govorila,
14:27
that "impossiblenemogoče is just the possiblemogoče
231
852091
1845
da je "nemogoče - mogoče,
14:29
that someonenekdo has not put in enoughdovolj efforttrud to make it come trueresnično."
232
853936
3904
za katerega se nekdo ni dovolj potrudil, da bi se uresničilo."
14:33
So they told me that it's impossiblenemogoče to make someonenekdo walkhodi.
233
857840
3799
Tako so mi torej dejali, da je nemogoče, da nekdo znova shodi.
14:37
I think I'm going to followsledite my grandmother'sbabica je advicenasvet.
234
861639
3251
Mislim, da bom sledil babičin nasvet.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Hvala za pozornost.
14:42
(ApplauseAplavz)
236
866340
8029
(Aplavz)
Translated by Karmelina Husejnovic
Reviewed by Nina Ivančič

▲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