ABOUT THE SPEAKER
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - Neuroscientist
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces.

Why you should listen

Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a research scientist interested in brain-wave patterns generated by neural activities in the brain. Since embarking on his research on neuroscience, Ordikhani-Seyedlar has been working on different brain functions such as learning, memory, pain and, more recently, visual attention in humans. He also conducted a part of his research on monkeys when he was in Dr. Miguel Nicolelis' lab at Duke University. His findings help implement more accurate brain-machine interfaces to treat people who are suffering from attention deficiency.

After receiving his Ph.D  in Biomedical Engineering, Ordikhani-Seyedlar was offered a postdoctoral position by Duke University to develop algorithms to process large-scale neuronal activity and brain-machine interfaces. However, due to political complications in the United States, Ordikhani-Seyedlar -- an Iranian citizen -- changed his plan to continue his brain research outside the US for some time.

As a passionate neuroscientist and neuroengineer, Ordikhani-Seyedlar's aim is to improve brain pattern detectability in computers. This enhances the ability of brain-machine interfaces substantially to better target the defected brain function which in turn enhances the sustainability of treatment effect.

More profile about the speaker
Mehdi Ordikhani-Seyedlar | Speaker | TED.com
TED2017

Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?

Меґді Ордіхані-Сеєдлар: Що відбувається в мозку, коли ми концентруємося?

Filmed:
3,083,456 views

Увага - це не лише процес фокусування на чомусь, це також процес відбору інформації нашим мозком. Досліджуючи структуру мозку в процесі зосередження уваги, комп’ютерний нейробіолог Меґді Ордіхані-Сеєдлар сподівається одного дня поєднати мозок та комп’ютер, й далі створити моделі для лікування синдрому дефіциту уваги та гіперактивності, а також допомогти людям, які втратили здатність спілкуватися. Послухайте більше про цю захопливу науку в короткій та захопливій доповіді.
- Neuroscientist
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces. Full bio

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

00:12
PayingОплати closeзакрити attentionувага to something:
0
760
2480
Сфокусуватися на чомусь.
00:15
Not that easyлегко, is it?
1
3280
1240
Не так вже й легко, правда?
00:17
It's because our attentionувага is pulledвитягнув
in so manyбагато хто differentінший directionsнапрямки at a time,
2
5520
5016
Все тому, що наша увага одночасно
направлена на різні об'єкти,
00:22
and it's in factфакт prettyкрасиво impressiveвражаюче
if you can stayзалишитися focusedзосереджені.
3
10560
4080
тому здатність фокусуватися
насправді вражає.
00:28
ManyБагато people think that attentionувага
is all about what we are focusingфокусування on,
4
16360
4056
Чимало людей думають, що увага -
це зосередження на предметі,
00:32
but it's alsoтакож about what informationінформація
our brainмозок is tryingнамагаюся to filterфільтр out.
5
20440
4800
однак це також процес відбору
інформації нашим мозком.
00:38
There are two waysшляхи
you directпрямий your attentionувага.
6
26320
2720
Існує два способи
фокусування уваги.
00:41
First, there's overtвідкритий attentionувага.
7
29600
1560
Перший - зовнішня увага:
00:43
In overtвідкритий attentionувага,
you moveрухатися your eyesочі towardsназустріч something
8
31640
4136
коли ви скеровуєте
свій погляд на об'єкт
00:47
in orderзамовлення to payплатити attentionувага to it.
9
35800
1560
і концентруєте на ньому увагу.
00:50
Then there's covertтаємне attentionувага.
10
38360
1976
Та ще є внутрішня увага:
00:52
In covertтаємне attentionувага,
you payплатити attentionувага to something,
11
40360
4016
коли ви зосереджуєтеся на чомусь,
00:56
but withoutбез movingрухаючись your eyesочі.
12
44400
1560
але не повертаєте очей.
00:59
Think of drivingводіння for a secondдругий.
13
47040
1640
Уявіть на мить, що ви за кермом.
01:02
Your overtвідкритий attentionувага,
your directionнапрямок of the eyesочі,
14
50960
3016
Ваша зовнішня увага та ваш погляд
01:06
are in frontфронт,
15
54000
1656
спрямовані вперед,
01:07
but that's your covertтаємне attentionувага
16
55680
1776
однак ваша внутрішня увага
01:09
whichкотрий is constantlyпостійно scanningсканування
the surroundingоточуючих areaплоща,
17
57480
3080
постійно слідкує за тим,
що відбувається навколо,
01:13
where you don't actuallyнасправді look at them.
18
61600
1880
не відводячи погляду вбік.
01:17
I'm a computationalобчислювальна neuroscientistневролог,
19
65519
1937
Я - комп'ютерний нейробіолог
01:19
and I work on cognitiveпізнавальний
brain-machineмозок машина interfacesінтерфейси,
20
67480
3096
і працюю над когнітивною взаємодією
мозку та комп'ютера,
01:22
or bringingприведення togetherразом
the brainмозок and the computerкомп'ютер.
21
70600
3040
тобто поєдную мозок і комп'ютер.
01:26
I love brainмозок patternsвізерунки.
22
74720
1600
Мені подобається досліджувати
структуру мозку.
01:28
BrainМозок patternsвізерунки are importantважливо for us
23
76720
1696
Структура мозку для
нас важлива,
01:30
because basedна основі on them
we can buildбудувати modelsмоделі for the computersкомп'ютери,
24
78440
3496
адже на її основі ми можемо
побудувати моделі для комп'ютерів,
01:33
and basedна основі on these modelsмоделі
25
81960
1416
а вже на базі цих моделей
01:35
computersкомп'ютери can recognizeрозпізнати
how well our brainмозок functionsфункції.
26
83400
4216
комп'ютери можуть відслідковувати
функціонування нашого мозку.
01:39
And if it doesn't functionфункція well,
27
87640
1600
І якщо мозок не в порядку,
01:42
then these computersкомп'ютери themselvesсамі
can be used as assistiveдопоміжні devicesпристрої
28
90080
3920
ці комп'ютери можуть
слугувати допоміжними
01:46
for therapiesтерапії.
29
94760
1200
лікувальними засобами.
01:48
But that alsoтакож meansзасоби something,
30
96480
1640
Це важливо ще й тому,
01:51
because choosingвибір the wrongнеправильно patternsвізерунки
31
99360
2496
що вибір неправильних структур
01:53
will give us the wrongнеправильно modelsмоделі
32
101880
1896
породжує неправильні моделі, а згодом
01:55
and thereforeотже the wrongнеправильно therapiesтерапії.
33
103800
1656
неправильне лікування.
01:57
Right?
34
105480
1200
Згодні?
01:59
In caseсправа of attentionувага,
35
107640
1656
У випадку з увагою,
02:01
the factфакт that we can
36
109320
1280
той факт, що ми можемо
02:03
shiftзміна our attentionувага not only by our eyesочі
37
111800
3496
перемикати свою увагу не лише очима,
02:07
but alsoтакож by thinkingмислення --
38
115320
1320
але й думками,
02:09
that makesробить covertтаємне attentionувага
an interestingцікаво modelмодель for computersкомп'ютери.
39
117440
4080
робить внутрішню увагу
цікавою моделлю для комп'ютерів.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwaveблискуча ідея patternsвізерунки
40
122280
3456
Тож мені стало цікаво,
якою є структура мозкових хвиль
02:17
when you look overtlyвідверто
or when you look covertlyприховано.
41
125760
3680
в процесі активації зовнішньої
та внутрішньої уваги.
02:22
I setвстановити up an experimentексперимент for that.
42
130440
1760
І я провів експеримент.
02:24
In this experimentексперимент
there are two flickeringмерехтіння squaresквадрати,
43
132960
2736
В експерименті використовуються
два квадрати, які мерехтять.
02:27
one of them flickeringмерехтіння
at a slowerповільніше rateкурс than the other one.
44
135720
3360
Один з них мигає
з нижчою частотою, ніж інший.
02:32
DependingВ залежності on whichкотрий of these flickersмерехтить
you are payingплатити attentionувага to,
45
140600
3816
Залежно від того, на якому з квадратів
зосереджена увага,
02:36
certainпевний partsчастин of your brainмозок
will startпочати resonatingрезонанс in the sameтой же rateкурс
46
144440
3960
певні ділянки вашого мозку
починають резонувати з тією ж частотою,
02:41
as that flickeringмерехтіння rateкурс.
47
149200
1440
що й цей квадрат.
02:44
So by analyzingАналізуючи your brainмозок signalsсигнали,
48
152000
2936
Таким чином,
аналізуючи сигнали мозку,
02:46
we can trackтрек where exactlyточно
you are watchingдивитися
49
154960
3040
ми можемо прослідкувати, куди
саме ви дивитеся,
02:50
or you are payingплатити attentionувага to.
50
158760
1560
чи на чому зосереджуєте свою увагу.
02:55
So to see what happensбуває in your brainмозок
when you payплатити overtвідкритий attentionувага,
51
163000
4216
Щоб побачити, що відбувається в мозку,
коли ви використовуєте зовнішню увагу,
02:59
I askedзапитав people to look directlyбезпосередньо
in one of the squaresквадрати
52
167240
3256
я просив учасників дивитися прямо
на один із квадратів
03:02
and payплатити attentionувага to it.
53
170520
1280
та концентруватися на ньому.
03:04
In this caseсправа, not surprisinglyдивно,
we saw that these flickeringмерехтіння squaresквадрати
54
172760
5296
Не дивно, що в цьому випадку ми
бачили, як мерехтіння квадратів
03:10
appearedз'явився in theirїх brainмозок signalsсигнали
55
178080
1936
відображалися в сигналах мозку
03:12
whichкотрий was comingприходить
from the back of theirїх headголова,
56
180040
2360
із задньої частини голови,
03:15
whichкотрий is responsibleвідповідальний for the processingобробка
of your visualвізуальний informationінформація.
57
183560
3400
яка відповідає за обробку
візуальної інформації.
03:20
But I was really interestedзацікавлений
58
188280
2336
Але ще цікавіше було спостерігати
03:22
to see what happensбуває in your brainмозок
when you payплатити covertтаємне attentionувага.
59
190640
3160
за мозком, коли учасники
використовували внутрішню увагу.
03:26
So this time I askedзапитав people
to look in the middleсередній of the screenекран
60
194480
3896
Цього разу я просив учасників
дивитися на середину екрану
03:30
and withoutбез movingрухаючись theirїх eyesочі,
61
198400
1880
і, не відводячи очей,
03:33
to payплатити attentionувага
to eitherабо of these squaresквадрати.
62
201120
2720
фокусуватися на одному
з цих квадратів.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
Коли ми це зробили,
03:38
we saw that bothобидва of these flickeringмерехтіння ratesставки
appearedз'явився in theirїх brainмозок signalsсигнали,
64
206760
3936
то побачили, що частота обох квадратів
відобразилася в сигналах їхнього мозку.
03:42
but interestinglyЦікаво,
65
210720
1200
Але цікаво,
03:44
only one of them,
whichкотрий was paidоплачений attentionувага to,
66
212640
3536
що лише квадрат, на який
звертали увагу,
03:48
had strongerсильніше signalsсигнали,
67
216200
1656
мав сильніші сигнали.
03:49
so there was something in the brainмозок
68
217880
2256
Тобто щось в структурі мозку
03:52
whichкотрий was handlingобробка this informationінформація
69
220160
2536
обробляло цю інформацію таким чином,
03:54
so that thing in the brainмозок was basicallyв основному
the activationАктивація of the frontalфронтальний areaплоща.
70
222720
6200
що активувалася
фронтальна ділянка голови.
04:02
The frontфронт partчастина of your brainмозок
is responsibleвідповідальний
71
230440
2976
Передня частина мозку відповідає
04:05
for higherвище cognitiveпізнавальний functionsфункції as a humanлюдина.
72
233440
2880
за вищі когнітивні функції,
притаманні лише людині.
04:09
The frontalфронтальний partчастина,
it seemsздається that it worksпрацює as a filterфільтр
73
237160
4440
Фронтальна ділянка працює,
наче фільтр,
04:14
tryingнамагаюся to let informationінформація come in
only from the right flickerмерехтіння
74
242640
4376
який впускає інформацію лише від квадрата,
04:19
that you are payingплатити attentionувага to
75
247040
1640
на який скерована увага,
04:21
and tryingнамагаюся to inhibitгальмувати the informationінформація
comingприходить from the ignoredігнорується one.
76
249400
3960
і намагається блокувати інформацію,
що надходить від іншого квадрата.
04:27
The filteringфільтрування abilityздібності of the brainмозок
is indeedдійсно a keyключ for attentionувага,
77
255400
5296
Здатність мозку фільтрувати інформацію
є ключем до процесу концентрування,
04:32
whichкотрий is missingвідсутній in some people,
78
260720
2776
що відсутній в мозку деяких людей,
04:35
for exampleприклад in people with ADHDСДУГ.
79
263520
2480
наприклад, із синдромом дефіциту
уваги та гіперактивністю (СДУГ).
04:38
So a personлюдина with ADHDСДУГ
cannotне можу inhibitгальмувати these distractorsdistractors,
80
266640
5016
Отож, людина із СДУГ не може
блокувати ці відволікаючі фактори
04:43
and that's why they can't focusфокус
for a long time on a singleсингл taskзавдання.
81
271680
4760
і тому не може довго фокусуватися
на одному завданні.
04:49
But what if this personлюдина
82
277600
1536
Та що, коли б ця людина
04:51
could playграти a specificконкретний computerкомп'ютер gameгра
83
279160
3536
могла грати
в особливу комп'ютерну гру
04:54
with his brainмозок connectedпов'язаний to the computerкомп'ютер,
84
282720
2880
зі своїм мозком,
під'єднаним до комп'ютера,
04:58
and then trainпоїзд his ownвласний brainмозок
85
286440
2120
і в такий спосіб тренувати свій мозок
05:01
to inhibitгальмувати these distractorsdistractors?
86
289360
2440
блокувати ці фактори?
05:05
Well, ADHDСДУГ is just one exampleприклад.
87
293680
2480
Синдром дефіциту уваги
лише один із прикладів.
05:09
We can use these cognitiveпізнавальний
brain-machineмозок машина interfacesінтерфейси
88
297200
3256
Ми можемо використати цю когнітивну
взаємодію мозку та комп'ютера
05:12
for manyбагато хто other cognitiveпізнавальний fieldsполя.
89
300480
2200
для багатьох інших когнітивних сфер.
05:15
It was just a fewмало хто yearsроків agoтому назад
90
303760
1776
Кілька років тому
05:17
that my grandfatherдідусь had a strokeудар,
and he lostзагублений completeзавершити abilityздібності to speakговорити.
91
305560
5720
мій дідусь пережив інсульт і
повністю втратив здатність розмовляти.
05:24
He could understandзрозуміти everybodyкожен,
but there was no way to respondвідповісти,
92
312640
3336
Він усе розумів, але не міг відповісти,
05:28
even not writingписати
because he was illiterateнеписьменні.
93
316000
2480
навіть письмово, оскільки
був неписьменним.
05:32
So he passedпройшло away in silenceтиша.
94
320000
2520
Він пішов з життя у тиші.
05:36
I rememberзгадаймо thinkingмислення at that time:
95
324800
2336
Я пам'ятаю, як я запитував себе,
05:39
What if we could have a computerкомп'ютер
96
327160
3896
а що, коли б ми мали комп'ютер,
05:43
whichкотрий could speakговорити for him?
97
331080
1360
який міг би говорити за нього?
05:45
Now, after yearsроків that I am in this fieldполе,
98
333840
2216
Зараз, після стількох років у цій галузі,
05:48
I can see that this mightможе be possibleможливий.
99
336080
2320
я знаю, що це може стати можливим.
05:52
ImagineУявіть собі if we can find brainwaveблискуча ідея patternsвізерунки
100
340240
2856
Уявіть, що ми зможемо,
якщо зрозуміємо моделі хвиль мозку,
05:55
when people think
about imagesзображення or even lettersлисти,
101
343120
3440
що відповідають за процеси
обробки зображень чи навіть літер,
05:59
like the letterлист A generatesгенерує
a differentінший brainwaveблискуча ідея patternвізерунок
102
347720
2936
адже літера А генерує
іншу модель хвилі мозку,
06:02
than the letterлист B, and so on.
103
350680
1720
ніж літера Б, і так далі.
06:04
Could a computerкомп'ютер one day
communicateспілкуватися for people who can't speakговорити?
104
352960
3680
Чи зможе колись комп'ютер спілкуватися
за людей, які не можуть розмовляти?
06:09
What if a computerкомп'ютер
105
357640
1440
Чи зможе комп'ютер
06:11
can help us understandзрозуміти
the thoughtsдумки of a personлюдина in a comaкомі?
106
359960
4560
допомогти нам зрозуміти думки
людини в стані коми?
06:17
We are not there yetвсе-таки,
107
365840
1616
Ми ще не так близько до цього,
06:19
but payплатити closeзакрити attentionувага.
108
367480
2736
але ретельно на цьому
фокусуємося.
06:22
We will be there soonскоро.
109
370240
1696
І скоро ми цього досягнемо.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Дякую.
06:25
(ApplauseОплески)
111
373480
5632
(Оплески)
Translated by yurii zablotskyi
Reviewed by Mila Arseniuk

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - Neuroscientist
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces.

Why you should listen

Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a research scientist interested in brain-wave patterns generated by neural activities in the brain. Since embarking on his research on neuroscience, Ordikhani-Seyedlar has been working on different brain functions such as learning, memory, pain and, more recently, visual attention in humans. He also conducted a part of his research on monkeys when he was in Dr. Miguel Nicolelis' lab at Duke University. His findings help implement more accurate brain-machine interfaces to treat people who are suffering from attention deficiency.

After receiving his Ph.D  in Biomedical Engineering, Ordikhani-Seyedlar was offered a postdoctoral position by Duke University to develop algorithms to process large-scale neuronal activity and brain-machine interfaces. However, due to political complications in the United States, Ordikhani-Seyedlar -- an Iranian citizen -- changed his plan to continue his brain research outside the US for some time.

As a passionate neuroscientist and neuroengineer, Ordikhani-Seyedlar's aim is to improve brain pattern detectability in computers. This enhances the ability of brain-machine interfaces substantially to better target the defected brain function which in turn enhances the sustainability of treatment effect.

More profile about the speaker
Mehdi Ordikhani-Seyedlar | Speaker | TED.com