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.

Migel Nikolelis (Miguel Nicolelis): Majmun koji upravlja robotom pomoću misli. Ali stvarno.

Filmed:
1,315,130 views

Možemo li da koristimo naš mozak da direktno upravljamo mašinama - bez tela kao posrednika? Migel Nikolelis govori o tome kroz zadivljujući eksperiment, u kome pametni majmun u Americi uči da upravlja avatarom majmuna i onda robotskom rukom u Japanu, samo pomoću sopstvenih misli. Ovo istraživanje ima veliki značaj za kvadriplegičare - i možda za sve nas. (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 kindкинд of neuroscienceнеуронаука that I do and my colleaguesколеге do
0
330
2851
Vrsta neuronauke
kojom se ja i moje kolege bavimo
00:19
is almostскоро like the weathermanmeteorolog.
1
3181
2166
je skoro kao meteorologija.
00:21
We are always chasingЦхасинг stormsoluje.
2
5347
3516
Stalno jurimo oluje.
00:24
We want to see and measureмеру stormsoluje -- brainstormsбраинстормс, that is.
3
8863
4883
Želimo da vidimo i izmerimo oluje -
"moždane oluje" u stvari.
00:29
And we all talk about brainstormsбраинстормс in our dailyдневно livesживи,
4
13746
2768
Svi govorimo o moždanim olujama
u našem svakodnevnom životu,
00:32
but we rarelyretko see or listen to one.
5
16514
3450
ali retko vidimo ili čujemo neku.
00:35
So I always like to startпочетак these talksразговоре
6
19964
1634
Tako da uvek volim da počnem
ove govore
00:37
by actuallyзаправо introducingуводјење you to one of them.
7
21598
2982
tako što ću vas upoznati
sa jednom od njih.
00:40
ActuallyU stvari, the first time we recordedснимљено more than one neuronнеурон --
8
24580
3427
U stvari, prvi put kad smo snimili
više od jednog neurona -
00:43
a hundredсто brainмозак cellsћелије simultaneouslyистовремено --
9
28007
2223
sto moždanih ćelija istovremeno -
00:46
we could measureмеру the electricalелектрични sparksискре
10
30230
2469
mogli smo da izmerimo električne varnice
00:48
of a hundredсто cellsћелије in the sameисти animalживотиња,
11
32699
2680
stotina ćelija kod iste životinje,
00:51
this is the first imageслика we got,
12
35379
1802
ovo je prva slika koju smo dobili,
00:53
the first 10 secondsсекунде of this recordingснимање.
13
37181
2315
prvih 10 sekundi ovog snimka.
00:55
So we got a little snippetsamo deo of a thought,
14
39496
3351
Tako smo dobili mali isečak misli
00:58
and we could see it in frontфронт of us.
15
42847
2905
i mogli smo da ga vidimo tu pred nama.
01:01
I always tell the studentsстуденти
16
45752
1012
Uvek kažem studentima
01:02
that we could alsoтакође call neuroscientistsNeurolozi su some sortврста of astronomerастроном,
17
46764
4106
da bismo neuronaučnike takođe
mogli nazvati nekom vrstom astronoma
01:06
because we are dealingбављење with a systemсистем
18
50870
1626
zato što se suočavamo
sa jednim sistemom
01:08
that is only comparableупоредив in termsуслови of numberброј of cellsћелије
19
52496
2917
koji jedino može da se uporedi,
po broju ćelija,
01:11
to the numberброј of galaxiesгалаксије that we have in the universeуниверзум.
20
55413
2936
sa brojem galaksija koje imamo u svemiru.
01:14
And here we are, out of billionsмилијарди of neuronsнеурона,
21
58349
3030
I evo nas, od milijardi neurona,
01:17
just recordingснимање, 10 yearsгодине agoпре, a hundredсто.
22
61379
2818
samo snimanjem,
pre 10 godina, na sto.
01:20
We are doing a thousandхиљада now.
23
64197
1583
Sada radimo hiljadu.
01:21
And we hopeнадати се to understandРазумем something fundamentalфундаментално about our humanљудско natureприрода.
24
65780
5400
I nadamo se da ćemo razumeti nešto
fundamentalno o našoj ljudskoj prirodi.
01:27
Because, if you don't know yetјош увек,
25
71180
1932
Zato što, ako to još uvek ne znate,
01:29
everything that we use to defineдефинисати what humanљудско natureприрода is comesдолази from these stormsoluje,
26
73112
5250
sve ono što definišemo kao ljudsku prirodu,
dolazi od ovih oluja,
01:34
comesдолази from these stormsoluje that rollролл over the hillsбрда and valleysdolinama of our brainsмозга
27
78362
4651
dolazi od oluja koje se kotrljaju preko
brda i dolina naših mozgova
01:38
and defineдефинисати our memoriesсећања, our beliefsверовања,
28
83013
3885
i definišu naša sećanja, naša verovanja,
01:42
our feelingsосећања, our plansпланове for the futureбудућност.
29
86898
2700
naša osećanja,
naše planove za budućnost.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Sve što ikada radimo,
01:47
everything that everyсваки humanљудско has ever doneГотово, do or will do,
31
91996
5067
sve što je svaki čovek ikada
radio, radi ili će raditi
01:52
requiresзахтева the toilnaplatne of populationsпопулације of neuronsнеурона producingпроизводњу these kindsврсте of stormsoluje.
32
97063
5434
zahteva težak rad populacija neurona
koji proizvode ovakve oluje.
01:58
And the soundзвук of a brainstormnapad, if you've never heardслушао one,
33
102497
2483
I zvuk moždane oluje,
ako niste to nikada čuli,
02:00
is somewhatдонекле like this.
34
104980
3349
je otprilike ovakav.
02:04
You can put it louderгласније if you can.
35
108329
3146
Možete da pojačate ako je moguće.
02:07
My sonсин callsпозиве this "makingстварање popcornkokice while listeningслушање to a badly-tunedloše podešen A.M. stationстаница."
36
111475
6403
Moj sin naziva ovo: "Pravljenje kokica dok slušamo
radio-stanicu sa lošim prijemom".
02:13
This is a brainмозак.
37
117878
1485
Ovo je mozak.
02:15
This is what happensсе дешава when you routeрута these electricalелектрични stormsoluje to a loudspeakerzvučnik
38
119363
3434
Ovo je ono što se dešava kad sprovedete
ove električne oluje do zvučnika
02:18
and you listen to a hundredсто brainмозак cellsћелије firingpucanje,
39
122797
2866
i slušate paljbu stotine moždanih ćelija,
02:21
your brainмозак will soundзвук like this -- my brainмозак, any brainмозак.
40
125663
4622
vaš mozak će zvučati ovako -
moj mozak, svačiji mozak.
02:26
And what we want to do as neuroscientistsNeurolozi su in this time
41
130285
3762
I ono što mi želimo
kao neuronaučnici sada
02:29
is to actuallyзаправо listen to these symphoniessimfonije, these brainмозак symphoniessimfonije,
42
134047
5350
je da u stvari slušamo ove simfonije,
ove moždane simfonije,
02:35
and try to extractекстракт from them the messagesпоруке they carryносити.
43
139397
3400
i pokušamo da izdvojimo iz njih
poruke koje nose.
02:38
In particularпосебно, about 12 yearsгодине agoпре
44
142797
2851
Posebno, pre otprilike 12 godina
02:41
we createdстворено a preparationприпрему that we namedназван brain-machinemozak-mašine interfacesинтерфејс.
45
145648
3048
kreirali smo preparat koji smo nazvali
interfejs moždane mašine.
02:44
And you have a schemeшема here that describesописује how it worksИзвођење радова.
46
148696
2702
Ovde imate šemu koja opisuje kako radi.
02:47
The ideaидеја is, let's have some sensorsсензори that listen to these stormsoluje, this electricalелектрични firingpucanje,
47
151398
5566
Ideja je: hajde da napravimo neke senzore
koji slušaju ove oluje, ovu električnu paljbu,
02:52
and see if you can, in the sameисти time that it takes
48
156964
3082
i vidite ako možete,
u isto vreme za koje
02:55
for this stormолуја to leaveодлази the brainмозак and reachдостигнути the legsноге or the armsруке of an animalживотиња --
49
160046
4969
ovoj oluji treba da napusti mozak
i stigne do nogu ili ruku životinje
03:00
about halfпола a secondдруго --
50
165015
2864
- oko pola sekunde -
03:03
let's see if we can readчитати these signalsсигналима,
51
167879
2351
hajde da vidimo da li možemo
da pročitamo ove signale,
03:06
extractекстракт the motorмоторни messagesпоруке that are embeddedуграђени in it,
52
170230
3400
izdvojimo motorne poruke
koje su tu sadržane,
03:09
translateпревести it into digitalдигитални commandskomande
53
173630
2272
prevedemo ih u digitalne komande
03:11
and sendпошаљи it to an artificialвештачки deviceуређај
54
175902
1886
i pošaljemo ih u veštački uređaj
03:13
that will reproduceрепродуцирати the voluntaryдобровољно motorмоторни wheelточак of that brainмозак in realправи time.
55
177788
5893
koji će da reprodukuje voljni motorni točak
tog mozga u realnom vremenu.
03:19
And see if we can measureмеру how well we can translateпревести that messageпорука
56
183681
3848
I da vidimo da li možemo da izmerimo koliko dobro
možemo da prevedemo tu poruku
03:23
when we compareупоредити to the way the bodyтело does that.
57
187529
3518
kad je uporedimo s tim kako to radi telo.
03:26
And if we can actuallyзаправо provideпружити feedbackповратна информација,
58
191047
2866
I vidimo da li možemo da obezbedimo
povratne informacije,
03:29
sensoryсензорна signalsсигналима that go back from this roboticроботски, mechanicalмеханички, computationalрачунарски actuatorAktuator
59
193913
5734
senzorske signale koji se vraćaju iz ovog robotskog, mehaničkog, kompjuterskog pokretača
03:35
that is now underиспод the controlконтрола of the brainмозак,
60
199647
2251
koji je sada pod kontrolom mozga,
03:37
back to the brainмозак,
61
201898
1311
nazad u mozak,
03:39
how the brainмозак dealsдоговори with that,
62
203209
2121
šta mozak radi s tim,
03:41
of receivingпријем messagesпоруке from an artificialвештачки pieceпиеце of machineryмашина.
63
205330
4901
s primanjem poruka od veštačke mašine.
03:46
And that's exactlyбаш тако what we did 10 yearsгодине agoпре.
64
210231
2321
I to je upravo ono
što smo uradili pre 10 godina.
03:48
We startedпочела with a superstarSuperstar monkeyмајмун calledпозвани AuroraAurora
65
212552
2961
Počeli smo sa superzvezdom,
majmunom zvanim Aurora
03:51
that becameпостао one of the superstarssuperzvijezde of this fieldпоље.
66
215513
2468
koja je postala jedna
od superzvezda ove oblasti.
03:53
And AuroraAurora likedволи to playигра videoвидео gamesигре.
67
217981
2299
Aurora je volela da igra video igrice.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
Kao što vidite ovde,
03:57
she likesсвиђа to use a joystickџојстик, like any one of us, any of our kidsклинци, to playигра this gameигра.
69
221653
4944
ona voli da koristi džojstik, kao bilo ko
od nas ili naše dece, da igra ovu igricu.
04:02
And as a good primateprimat, she even triesпокушава to cheatvarati before she getsдобива the right answerодговор.
70
226597
4671
I kao jedan dobar primat, ona čak pokušava da vara
pre nego što dobije tačan odgovor.
04:07
So even before a targetциљ appearsсе појављује that she's supposedпретпостављено to crossкрст
71
231268
4283
Tako čak i pre nego što se pojavi meta
koju bi trebalo da pređe
04:11
with the cursorkursor that she's controllingконтролисање with this joystickџојстик,
72
235551
2850
sa kursorom koji kontroliše džojstikom,
04:14
AuroraAurora is tryingпокушавајући to find the targetциљ, no matterматерија where it is.
73
238401
3951
Aurora pokušava da nađe metu,
bez obzira gde se nalazi.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
I ona to radi
04:19
because everyсваки time she crosseskrstovi that targetциљ with the little cursorkursor,
75
243821
3314
zato što svaki put kad pređe preko mete
sa malim kursorom
04:23
she getsдобива a dropкап of BrazilianBrazilski orangeнаранџаста juiceсок.
76
247135
2950
dobija kap brazilskog soka
od pomorandže.
04:25
And I can tell you, any monkeyмајмун will do anything for you
77
250085
2950
I mogu da vam kažem, svaki majmun
će uraditi bilo šta za vas
04:28
if you get a little dropкап of BrazilianBrazilski orangeнаранџаста juiceсок.
78
253035
3100
ako dobije malo brazilskog soka
od pomorandže.
04:32
ActuallyU stvari any primateprimat will do that.
79
256135
2731
U stvari bilo koji primat će uraditi to.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Razmislite o tome.
04:36
Well, while AuroraAurora was playingиграње this gameигра, as you saw,
81
260200
3400
Dakle, dok je Aurora igrala ovu igru,
kao što ste videli,
04:39
and doing a thousandхиљада trialsсуђења a day
82
263600
2435
radeći hiljadu pokušaja dnevno
04:41
and gettingдобијања 97 percentпроценат correctтачно and 350 millilitersml of orangeнаранџаста juiceсок,
83
266035
3883
i dobijajući 97 procenata tačnih,
i 350 mililitara soka od pomorandže,
04:45
we are recordingснимање the brainstormsбраинстормс that are producedпроизведено in her headглава
84
269918
3399
mi smo snimali moždane oluje
koje su se stvarale u njenoj glavi
04:49
and sendingслање them to a roboticроботски armрука
85
273317
1647
i slali ih u robotsku ruku
04:50
that was learningучење to reproduceрепродуцирати the movementsпокрета that AuroraAurora was makingстварање.
86
274964
3871
koja je učila da reprodukuje pokrete
koje je Aurora pravila.
04:54
Because the ideaидеја was to actuallyзаправо turnред on this brain-machinemozak-mašine interfaceприступ
87
278835
3783
Zato što je ideja u stvari bila
da se uljuči ovaj interfejs moždane mašine
04:58
and have AuroraAurora playигра the gameигра just by thinkingразмишљање,
88
282618
4700
i da Aurora igra igru
samo pomoću razmišljajnja,
05:03
withoutбез interferenceинтерференција of her bodyтело.
89
287318
2617
bez mešanja njenog tela.
05:05
Her brainstormsбраинстормс would controlконтрола an armрука
90
289935
2916
Njene moždane oluje bi kontrolisale ruku
05:08
that would moveпотез the cursorkursor and crossкрст the targetциљ.
91
292851
2709
koja bi pomerala kursor
i prelazila preko mete.
05:11
And to our shockшок, that's exactlyбаш тако what AuroraAurora did.
92
295560
3191
I na naše zaprepašćenje, to je upravo bilo
ono što je Aurora uradila.
05:14
She playedиграо the gameигра withoutбез movingкретање her bodyтело.
93
298751
4200
Odigrala je igru bez pomeranja svog tela.
05:18
So everyсваки trajectoryтрајекторија that you see of the cursorkursor now,
94
302951
2237
Tako svaka putanja kursora koju vidite sada,
05:21
this is the exactтачно first momentтренутак she got that.
95
305188
3212
ovo je tačno prvi momenat
kada je ona to shvatila.
05:24
That's the exactтачно first momentтренутак
96
308400
1784
To je tačno prvi momenat
05:26
a brainмозак intentionнамера was liberatedослобођени from the physicalфизички domainsdomeni of a bodyтело of a primateprimat
97
310184
6767
kada je moždana namera oslobođena fizičkog
područja rada tela primata
05:32
and could actчинити outsideспоља, in that outsideспоља worldсвет,
98
316951
3700
i mogla da funkcioniše spolja,
u spoljnom svetu,
05:36
just by controllingконтролисање an artificialвештачки deviceуређај.
99
320651
2966
samo kontrolišući veštački uređaj.
05:39
And AuroraAurora keptчува playingиграње the gameигра, keptчува findingпроналажење the little targetциљ
100
323617
4917
I Aurora je nastavila da igra igru,
nastavila da traži malu metu
05:44
and gettingдобијања the orangeнаранџаста juiceсок that she wanted to get, that she cravedћudeo za for.
101
328534
3917
i dobija sok od pomorandže
koji je htela da dobije, za kojim je žudela.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquiredstekli a newново armрука.
102
332451
6701
Ona je to uradila zato što je, u to vreme,
pribavila novu ruku.
05:55
The roboticроботски armрука that you see movingкретање here 30 daysдана laterкасније,
103
339152
2963
Robotska ruka koju ovde vidite
da se pomera 30 dana kasnije
05:58
after the first videoвидео that I showedпоказао to you,
104
342115
2686
posle prvog videa koji sam vam pokazao,
06:00
is underиспод the controlконтрола of Aurora'sDarquandier, Aurorin brainмозак
105
344801
2650
je pod kontrolom Aurorinog mozga
06:03
and is movingкретање the cursorkursor to get to the targetциљ.
106
347451
3168
i pomera kursor da dođe do mete.
06:06
And AuroraAurora now knowsзна that she can playигра the gameигра with this roboticроботски armрука,
107
350619
3899
I Aurora sada zna da može da igra igru
sa ovom robotskom rukom,
06:10
but she has not lostизгубљено the abilityспособност to use her biologicalбиолошки armsруке to do what she pleasespo volji.
108
354518
5716
ali nije izgubila sposobnost da koristi svoje
biološke ruke da bi radila šta joj je volja.
06:16
She can scratchогреботина her back, she can scratchогреботина one of us, she can playигра anotherдруги gameигра.
109
360234
4067
Ona može da počeše leđa, može da počeše
nekog od nas, može da igra drugu igru.
06:20
By all purposesсврхе and meansзначи,
110
364301
1600
U svim slučajevima,
06:21
Aurora'sDarquandier, Aurorin brainмозак has incorporatedинкорпориран that artificialвештачки deviceуређај
111
365901
4116
Aurorin mozak je uključio
ovaj veštački uređaj
06:25
as an extensionпродужење of her bodyтело.
112
370017
2750
kao produžetak njenog tela.
06:28
The modelмодел of the selfселф that AuroraAurora had in her mindум
113
372767
3533
Model sebe koji je Aurora imala na umu
06:32
has been expandedпроширен to get one more armрука.
114
376300
4084
se proširio na to
da dobije još jednu ruku.
06:36
Well, we did that 10 yearsгодине agoпре.
115
380384
2350
To smo uradili pre 10 godina.
06:38
Just fastбрзо forwardнапред 10 yearsгодине.
116
382734
2833
Samo premotajte unapred za 10 godina.
06:41
Just last yearгодине we realizedреализован that you don't even need to have a roboticроботски deviceуређај.
117
385567
4983
Prošle godine smo shvatili da
čak ne treba da imate ni robotski uređaj.
06:46
You can just buildизградити a computationalрачунарски bodyтело, an avatarаватар, a monkeyмајмун avatarаватар.
118
390550
5484
Možete samo da napravite kompjutersko telo,
avatara, majmuna avatara.
06:51
And you can actuallyзаправо use it for our monkeysмајмуни to eitherили interactИнтерактивно with them,
119
396034
4250
I možete ih koristiti za naše majmune za,
ili interakciju sa njima,
06:56
or you can trainвоз them to assumeпретпоставити in a virtualвиртуелно worldсвет
120
400284
4439
ili ih možete obučiti da
pretpostave u virtuelnom svetu
07:00
the first-personPrva osoba perspectiveперспектива of that avatarаватар
121
404723
3044
perspektivu prvog lica tog avatara
07:03
and use her brainмозак activityактивност to controlконтрола the movementsпокрета of the avatar'sAvatarov armsруке or legsноге.
122
407767
5651
i koriste njegovu moždanu aktivnost
da kontrolišu pokrete avatarovih ruku ili nogu.
07:09
And what we did basicallyу основи was to trainвоз the animalsЖивотиње
123
413418
2766
I ono što smo u osnovi uradili bilo je
da smo istrenirali životinje
07:12
to learnучи how to controlконтрола these avatarsAvatari
124
416184
3050
da nauče kako da kontrolišu ove avatare
07:15
and exploreистражити objectsобјеката that appearпојавити in the virtualвиртуелно worldсвет.
125
419234
3899
i istražuju objekte koji se
pojavljuju u virtuelnom svetu.
07:19
And these objectsобјеката are visuallyвизуелно identicalидентично,
126
423133
2301
I ovi objekti su vizuelno identični,
07:21
but when the avatarаватар crosseskrstovi the surfaceповршина of these objectsобјеката,
127
425434
3883
ali kad avatar pređe
preko površine ovih objekata,
07:25
they sendпошаљи an electricalелектрични messageпорука that is proportionalпропорционално to the microtactilemicrotactile textureтекстура of the objectобјекат
128
429317
6400
oni šalju električnu poruku koja je proporcionalna
mikrotaktilnoj teksturi objekta
07:31
that goesиде back directlyдиректно to the monkey'smajmun brainмозак,
129
435717
4016
koja se vraća direktno u majmunov mozak,
07:35
informingинформисање the brainмозак what it is the avatarаватар is touchingдодирујући.
130
439733
5052
obaveštavajući mozak šta je to
što avatar dodiruje.
07:40
And in just fourчетири weeksнедељама, the brainмозак learnsuči to processпроцес this newново sensationсензација
131
444785
4765
I za samo četiri nedelje, mozak
uči da obrađuje ovaj novi osećaj
07:45
and acquiresstiče a newново sensoryсензорна pathwayстаза -- like a newново senseсмисао.
132
449550
6434
i dobija novi senzorni put -
kao nov osećaj.
07:51
And you trulyзаиста liberateosloboditi the brainмозак now
133
455984
2416
I vi sada stvarno oslobađate mozak
07:54
because you are allowingдозвољавајући the brainмозак to sendпошаљи motorмоторни commandskomande to moveпотез this avatarаватар.
134
458400
4384
zato što dozvoljavate mozgu da šalje
motorne komande za pomeranje ovog avatara.
07:58
And the feedbackповратна информација that comesдолази from the avatarаватар is beingбиће processedobrađeni directlyдиректно by the brainмозак
135
462784
5000
I povratnu reakciju koja dolazi od avatara
obrađuje direktno mozak
08:03
withoutбез the interferenceинтерференција of the skinкожа.
136
467784
2433
bez uplitanja kože.
08:06
So what you see here is this is the designдизајн of the taskзадатак.
137
470217
2534
Ono što vidite ovde je dizajn zadatka.
08:08
You're going to see an animalживотиња basicallyу основи touchingдодирујући these threeтри targetsциљеве.
138
472751
4250
Videćete životinju koja u suštini
dodiruje ove tri mete.
08:12
And he has to selectизаберите one because only one carriesноси the rewardнаграда,
139
477001
4349
I mora da izabere jednu
jer samo jedna nosi nagradu,
08:17
the orangeнаранџаста juiceсок that they want to get.
140
481350
1867
sok od pomorandže koji oni žele da dobiju.
08:19
And he has to selectизаберите it by touchдодирни usingКористећи a virtualвиртуелно armрука, an armрука that doesn't existпостоје.
141
483217
5633
I mora da izabere dodirom koristeći
virtuelnu ruku, ruku koja ne postoji.
08:24
And that's exactlyбаш тако what they do.
142
488850
2000
I to je upravo ono što i rade.
08:26
This is a completeкомплетан liberationослобођење of the brainмозак
143
490850
3435
Ovo je kompletno oslobađanje mozga
08:30
from the physicalфизички constraintsограничења of the bodyтело and the motorмоторни in a perceptualперцептуал taskзадатак.
144
494285
4282
od fizičkog ograničenja tela
i motora opažajnog zadatka.
08:34
The animalживотиња is controllingконтролисање the avatarаватар to touchдодирни the targetsциљеве.
145
498567
4167
Životinja kontroliše avatar
da bi dodirnula mete.
08:38
And he's sensingсенсинг the textureтекстура by receivingпријем an electricalелектрични messageпорука directlyдиректно in the brainмозак.
146
502734
5651
I ona oseća teksturu tako što
prima električnu poruku direktno u mozak.
08:44
And the brainмозак is decidingодлучујући what is the textureтекстура associatedповезани with the rewardнаграда.
147
508385
3883
I mozak odlučuje koja tekstura je
povezana sa nagradom.
08:48
The legendsлегенде that you see in the movieфилм don't appearпојавити for the monkeyмајмун.
148
512268
3832
Objašnjenja koja vidite na filmu
ne pojavljuju se zbog majmuna.
08:52
And by the way, they don't readчитати Englishengleski anywayУ сваком случају,
149
516100
2484
Oni ionako ne znaju da čitaju engleski,
08:54
so they are here just for you to know that the correctтачно targetциљ is shiftingпомерање positionпозиција.
150
518584
5216
tako da su ona ovde samo zbog vas
da znate tačnu metu koja menja položaj.
08:59
And yetјош увек, they can find them by tactiledodirom discriminationdiskriminacije,
151
523800
3934
I opet, oni mogu da ih nađu
pomoću dodirnog razlikovanja,
09:03
and they can pressпритисните it and selectизаберите it.
152
527734
3217
i mogu da je pritisnu i izaberu.
09:06
So when we look at the brainsмозга of these animalsЖивотиње,
153
530951
2682
Tako da kad pogledamo mozgove ovih životinja,
09:09
on the topврх panelпанел you see the alignmentPoravnavanje of 125 cellsћелије
154
533633
3667
na gornjem panelu vidite raspored 125 ćelija
09:13
showingпоказивање what happensсе дешава with the brainмозак activityактивност, the electricalелектрични stormsoluje,
155
537300
4201
koji pokazuje šta se dešava
sa moždanom aktivnošću, sa električnim olujama,
09:17
of this sampleузорак of neuronsнеурона in the brainмозак
156
541501
2067
ovog uzorka neurona u mozgu
09:19
when the animalживотиња is usingКористећи a joystickџојстик.
157
543568
2116
kada životinja koristi džojstik.
09:21
And that's a pictureслика that everyсваки neurophysiologistneurophysiologist knowsзна.
158
545684
2600
I to je slika koju svaki neurofiziolog zna.
09:24
The basicосновно alignmentPoravnavanje showsпоказује that these cellsћелије are codingкодирање for all possibleмогуће directionsупутства.
159
548284
5183
Osnovni raspored pokazuje da se ove ćelije
kodiraju za sve moguće pravce.
09:29
The bottomдно pictureслика is what happensсе дешава when the bodyтело stopsзауставља movingкретање
160
553467
5683
Donja slika pokazuje šta se dešava
kada telo prestane da se pomera
09:35
and the animalживотиња startsпочиње controllingконтролисање eitherили a roboticроботски deviceуређај or a computationalрачунарски avatarаватар.
161
559150
6134
i životinja počne da kontroliše
bilo robotski uređaj ili kompjuterskog avatara.
09:41
As fastбрзо as we can resetPoništi our computersрачунари,
162
565284
3066
Koliko god brzo možemo
da resetujemo naše kompjutere,
09:44
the brainмозак activityактивност shiftsсмене to startпочетак representingпредстављање this newново toolоруђе,
163
568350
5818
moždana aktivnost se menja da bi počela
da predstavlja ovaj novi alat,
09:50
as if this too was a partдео of that primate'sprimat je bodyтело.
164
574168
5250
kao da je to takođe deo tela tog primata.
09:55
The brainмозак is assimilatingstapanja that too, as fastбрзо as we can measureмеру.
165
579418
4715
Mozak to usvaja takođe, onoliko brzo
koliko to možemo da izmerimo.
10:00
So that suggestsсугерише to us that our senseсмисао of selfселф
166
584133
3618
Tako da nam to pokazuje
da se naš osećaj sebe
10:03
does not endкрај at the last layerслој of the epitheliumepithelium of our bodiesтела,
167
587751
4150
ne završava u poslednjem sloju
epitela naših tela,
10:07
but it endsКрајеви at the last layerслој of electronsелектрони of the toolsалати that we're commandingKomandant with our brainsмозга.
168
591901
5718
nego se završava u poslednjem sloju elektrona
alata kojima upravljamo pomoću naših mozgova.
10:13
Our violinsвиолине, our carsаутомобили, our bicyclesбицикли, our soccerфудбал ballsлоптице, our clothingодећа --
169
597619
4764
Naše violine, naša kola, naši bicikli,
naše fudbalske lopte, naša odeća -
10:18
they all becomeпостати assimilatedpripojili by this voracioushalapljiv, amazingНевероватно, dynamicдинамичан systemсистем calledпозвани the brainмозак.
170
602383
6851
sve to se asimiluje ovim halapljivim, neverovatnim,
dinamičkim sistemom zvanim mozak.
10:25
How farдалеко can we take it?
171
609234
1699
Koliko daleko možemo da odemo?
10:26
Well, in an experimentексперимент that we ranтрчао a fewнеколико yearsгодине agoпре, we tookузела this to the limitограничење.
172
610933
4218
U eksperimentu koji smo sproveli pre nekoliko godina,
odveli smo ovo do krajnjih granica.
10:31
We had an animalживотиња runningтрчање on a treadmillopterecenja
173
615151
2482
Stavili smo životinju da trči
na točku koji se okreće
10:33
at DukeVojvoda UniversityUniverzitet on the EastIstok CoastObala of the UnitedUjedinjeni StatesDržava,
174
617633
2267
na Djuk univerzitetu
na istočnoj obali Sjedinjenih Država,
10:35
producingпроизводњу the brainstormsбраинстормс necessaryнеопходно to moveпотез.
175
619900
2700
koja proizvodi moždane oluje
potrebne za kretanje.
10:38
And we had a roboticроботски deviceуређај, a humanoidhumanoid robotробот,
176
622600
4091
I imali smo robotski uređaj,
humanoidnog robota,
10:42
in KyotoKyoto, JapanJapan at ATRATR LaboratoriesLaboratorija
177
626691
2394
u Kjotu, u Japanu u ATR Laboratorijama,
10:44
that was dreamingсања its entireцео life to be controlledконтролисано by a brainмозак,
178
629085
6094
koji je sanjao celog života
da ga kontroliše mozak,
10:51
a humanљудско brainмозак, or a primateprimat brainмозак.
179
635179
3273
ljudski mozak ili mozak primata.
10:54
What happensсе дешава here is that the brainмозак activityактивност that generatedгенерисан the movementsпокрета in the monkeyмајмун
180
638452
4598
Ovde se dešava da je moždana aktivnost
koja generiše pokrete majmuna
10:58
was transmittedprenose to JapanJapan and madeмаде this robotробот walkходати
181
643050
3467
prenesena u Japan i pokrenula robota
11:02
while footageснимке of this walkingХодање was sentпослат back to DukeVojvoda,
182
646517
4067
dok je snimak ovog hodanja
poslat nazad u Djuk,
11:06
so that the monkeyмајмун could see the legsноге of this robotробот walkingХодање in frontфронт of her.
183
650584
5233
da bi majmun video noge robota
kako hodaju ispred njega,
11:11
So she could be rewardednagrađen, not by what her bodyтело was doing
184
655817
4067
Tako da je mogao da bude nagrađen,
ne za ono što radi njegovo telo
11:15
but for everyсваки correctтачно stepкорак of the robotробот on the other sideстрана of the planetПланета
185
659884
4961
nego za svaki tačan korak robota
na drugoj strani planete
11:20
controlledконтролисано by her brainмозак activityактивност.
186
664845
2609
koga kontroliše njegova moždana aktivnost.
11:23
FunnyZabavan thing, that roundокругли tripпутовање around the globeглобус tookузела 20 millisecondsmilisekundi lessмање
187
667454
7118
Zanimljiva stvar, taj povratni put oko zemljine kugle
trajao je 20 milisekundi kraće
11:30
than it takes for that brainstormnapad to leaveодлази its headглава, the headглава of the monkeyмајмун,
188
674572
4150
nego što je trebalo toj moždanoj oluji
da napusti glavu, glavu majmuna,
11:34
and reachдостигнути its ownвластити muscleмишић.
189
678722
3870
i stigne do sopstvenog mišića.
11:38
The monkeyмајмун was movingкретање a robotробот that was sixшест timesпута biggerвеће, acrossпреко the planetПланета.
190
682592
6030
Majmun je pomerao robota koji je bio
šest puta veći, preko planete.
11:44
This is one of the experimentsексперименте in whichкоја that robotробот was ableу могуцности to walkходати autonomouslyаутономно.
191
688622
6400
Ovo je jedan od eksperimenata u kome je
robot mogao da hoda nezavisno.
11:50
This is CBCB1 fulfillingиспуњавајући its dreamсан in JapanJapan
192
695022
5267
Ovo je CB1 kako ispunjava svoj san u Japanu
11:56
underиспод the controlконтрола of the brainмозак activityактивност of a primateprimat.
193
700289
3700
pod kontrolom
moždane aktivnosti primata.
11:59
So where are we takingузимајући all this?
194
703989
1989
Dakle kuda ćemo ovo da odvedemo?
12:01
What are we going to do with all this researchистраживање,
195
705978
2343
Šta ćemo da uradimo
sa svim ovim istraživanjem,
12:04
besidesОсим тога studyingстудирање the propertiesсвојства of this dynamicдинамичан universeуниверзум that we have betweenизмеђу our earsуши?
196
708321
5668
pored proučavanja osobina ovog
dinamičnog univerzuma između naših ušiju?
12:09
Well the ideaидеја is to take all this knowledgeзнање and technologyтехнологија
197
713989
4833
Ideja je da se uzme
sve ovo znanje i tehnologija
12:14
and try to restoreвратити one of the mostнајвише severeозбиљан neurologicalнеуролошки problemsпроблеми that we have in the worldсвет.
198
718822
5484
i da se pokuša da se reši jedan od najtežih
neuroloških problema na svetu.
12:20
MillionsMilioni of people have lostизгубљено the abilityспособност to translateпревести these brainstormsбраинстормс
199
724306
4583
Milioni ljudi su izgubili sposobnost
da prevedu ove moždane oluje
12:24
into actionпоступак, into movementпокрет.
200
728889
2116
u akciju, u pokret.
12:26
AlthoughIako theirњихова brainsмозга continueНастави to produceпроизвести those stormsoluje and codeкод for movementsпокрета,
201
731005
5234
Iako njihovi mozgovi nastavljaju da proizvode
oluje i kodove za pokrete,
12:32
they cannotне може crossкрст a barrierбаријера that was createdстворено by a lesionlezija on the spinalспинална cordкабл.
202
736239
5167
oni ne mogu da pređu barijeru koju je napravila
povreda u kičmenoj moždini.
12:37
So our ideaидеја is to createстворити a bypassbajpas,
203
741406
2450
Naša ideja je da
napravimo zaobilaznicu (bajpas),
12:39
is to use these brain-machinemozak-mašine interfacesинтерфејс to readчитати these signalsсигналима,
204
743856
4032
da iskoristimo ove sisteme moždane mašine
da pročitamo ove signale,
12:43
larger-scaleвећи brainstormsбраинстормс that containсадржати the desireжеља to moveпотез again,
205
747888
4050
veće moždane oluje koje sadrže
potrebu da se pokrenu ponovo,
12:47
bypassbajpas the lesionlezija usingКористећи computationalрачунарски microengineeringmicroengineering
206
751938
3969
zaobilazeći povredu koristeći
kompjuterski mikroinženjering
12:51
and sendпошаљи it to a newново bodyтело, a wholeцела bodyтело calledпозвани an exoskeletonegzoskelet,
207
755907
7114
i pošaljemo ih u novo telo, čitavo telo
zvano egzoskelet,
12:58
a wholeцела roboticроботски suitодело that will becomeпостати the newново bodyтело of these patientsпацијенти.
208
763021
5567
celo robotsko odelo koje će postati
novo telo ovih pacijenata.
13:04
And you can see an imageслика producedпроизведено by this consortiumkonzorcijum.
209
768588
4126
I možete da vidite sliku
koju je napravio ovaj konzorcijum.
13:08
This is a nonprofitнепрофитна consortiumkonzorcijum calledпозвани the WalkHodaj Again ProjectProjekat
210
772714
4059
Ovo je neprofitni konzorcijum zvani
projekat "Hodajmo ponovo"
13:12
that is puttingстављање togetherзаједно scientistsнаучници from EuropeEurope,
211
776773
2783
koji spaja naučnike iz Evrope,
13:15
from here in the UnitedUjedinjeni StatesDržava, and in BrazilBrazil
212
779556
1865
odavde iz Sjedinjenih Država i Brazila
13:17
togetherзаједно to work to actuallyзаправо get this newново bodyтело builtизграђен --
213
781421
4517
da bi radili zajedno
na pravljenju ovog novog tela -
13:21
a bodyтело that we believe, throughкроз the sameисти plasticпластика mechanismsмеханизми
214
785938
3334
tela za koje verujemo,
kroz iste plastične mehanizme
13:25
that allowдозволите AuroraAurora and other monkeysмајмуни to use these toolsалати throughкроз a brain-machinemozak-mašine interfaceприступ
215
789272
5802
koji su omogućavali Aurori i drugim majmunima da koriste
ove alate pomoću sistema moždane mašine
13:30
and that allowsомогућава us to incorporateugraditi the toolsалати that we produceпроизвести and use in our dailyдневно life.
216
795074
5630
i koji omogućavaju nama da objedinimo alate koje proizvodimo
i koristimo u svakodnevnom životu.
13:36
This sameисти mechanismмеханизам, we hopeнадати се, will allowдозволите these patientsпацијенти,
217
800704
3684
Ovaj mehanizam, nadamo se,
omogućiće ovim pacijentima,
13:40
not only to imagineзамислити again the movementsпокрета that they want to make
218
804388
3768
ne samo da zamisle ponovo
pokrete koje žele da naprave
13:44
and translateпревести them into movementsпокрета of this newново bodyтело,
219
808156
3207
i prevedu ih u pokrete
ovog novog tela,
13:47
but for this bodyтело to be assimilatedpripojili as the newново bodyтело that the brainмозак controlsконтроле.
220
811363
6758
nego da prihvate ovo telo kao
novo telo koje mozak kontroliše.
13:54
So I was told about 10 yearsгодине agoпре
221
818121
3851
Rekli su mi pre 10 godina
13:57
that this would never happenдесити се, that this was closeБлизу to impossibleнемогуће.
222
821972
5066
da se ovo nikad neće desiti,
da je to skoro nemoguće.
14:02
And I can only tell you that as a scientistнаучник,
223
827038
2451
A ja samo mogu da vam kažem
kao naučnik,
14:05
I grewрастао up in southernјужно BrazilBrazil in the mid-'мид- '60s
224
829489
2986
odrastao sam u južnom Brazilu
sredinom šezdesetih
14:08
watchingгледа a fewнеколико crazyлуд guys tellingговорећи [us] that they would go to the MoonMesec.
225
832475
5048
gledajući nekoliko ludaka koji su govorili
da će da odu na Mesec.
14:13
And I was fiveпет yearsгодине oldстари,
226
837523
1461
I kad sam imao pet godina,
14:14
and I never understoodпримљено к знању why NASANASA-E didn't hireнајам CaptainKapetan KirkKirk and SpockSpok to do the jobпосао;
227
838984
4240
i nikad nisam razumeo zašto NASA nije uzela
Kapetana Kirka i Spoka za taj posao;
14:19
after all, they were very proficientobuиena --
228
843224
2432
ipak, bili su veoma iskusni -
14:21
but just seeingвиди that as a kidклинац
229
845656
3450
ali samo gledajući kao dete
14:25
madeмаде me believe, as my grandmotherбака used to tell me,
230
849106
2985
nateralo me je da poverujem,
kao što mi je baka govorila,
14:27
that "impossibleнемогуће is just the possibleмогуће
231
852091
1845
da je "nemoguće samo moguće
14:29
that someoneнеко has not put in enoughдовољно effortнапор to make it come trueистина."
232
853936
3904
za koje se neko nije potrudio da ga ostvari".
14:33
So they told me that it's impossibleнемогуће to make someoneнеко walkходати.
233
857840
3799
Govorili su mi da je nemoguće
da se učini da neko prohoda.
14:37
I think I'm going to followпратити my grandmother'sbake adviceсавет.
234
861639
3251
Mislim da ću slediti bakin savet.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Hvala vam.
14:42
(ApplauseAplauz)
236
866340
8029
(Aplauz)
Translated by Milos Milosavljevic
Reviewed by Mile Živković

▲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