ABOUT THE SPEAKER
Mary Lou Jepsen - Inventor, entrepreneur, optical physicist
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things.

Why you should listen

Mary Lou Jepsen is one of the world’s foremost engineers and scientists in optics, imaging and display -- inventing at the hairy, crazy edge of what physics allows, aiming to do what seems impossible and leading teams to achieve these in volume in partnership with the world’s largest manufacturers, in Asia. She has more than 200 patents published or issued.

Jepsen is the founder and CEO of Openwater, which aims to use new optics to see inside our bodies. Previously a top technical exec at Google, Facebook, Oculus and Intel, her startups include One Laptop Per Child, where she was CTO and chief architect on the $100 laptop. She studied at Brown, MIT and Rhode Island School of Design, and she was a professor at both MITs -- the one in Cambridge, Mass., and the Royal Melbourne Institute of Tech in Australia.

More profile about the speaker
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com
TED2018

Mary Lou Jepsen: How we can use light to see deep inside our bodies and brains

玛丽·娄·杰普森: 如何利用光来观察我们的身体以及大脑

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通过一系列令人惊奇的演示,发明家玛丽·娄·杰普森向我们展示了如何利用红光,观察甚至是促进我们的身体和大脑的功能。杰普森带我们一窥最先进的光学成果,介绍了最新技术:利用光线和声音查找肿瘤,测量神经活动,甚至有可能用更便宜、更有效和可穿戴的设备,来取代磁共振扫描仪。
- Inventor, entrepreneur, optical physicist
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things. Full bio

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00:12
People don't realize实现
0
722
1887
大家不知道
00:14
that red light and benign良性
near-infrared近红外线 light
1
2633
4159
红光和近红外光
00:18
go right through通过 your hand,
just like this.
2
6816
3357
可以穿透我们的手掌,就像这样。
00:23
This fact事实 could enable启用 better,
faster更快 and cheaper便宜 health健康 care关心.
3
11157
5186
这意味着更好、更快、更便宜的医疗。
00:28
Our translucence半透明 is key here.
4
16696
2905
我们的半透明状态是关键。
00:32
I'm going to show显示 you how we use
this key and a couple一对 of other keys按键
5
20093
3862
下面我来介绍一下
如何通过这种方式和其它方式
00:35
to see deep inside our bodies身体 and brains大脑.
6
23979
2733
来一窥我们的身体和大脑的究竟。
00:40
OK, so first up ...
7
28043
1515
好的,首先,
00:42
You see this laser激光 pointer指针
and the spot it makes品牌 on my hand?
8
30868
3431
大家注意到我手上
这个激光光点了吗?
00:47
The light goes right through通过 my hand --
9
35624
1886
这束光直接穿透了我的手掌——
00:49
if we could bring带来
the lights灯火 down, please --
10
37534
2067
请把灯光调暗,
00:51
as I've already已经 shown显示.
11
39625
1181
就像刚刚我给大家看的。
00:52
But you can no longer see that laser激光 spot.
12
40830
2754
但是激光光点消失了。
00:55
You see my hand glow辉光.
13
43608
1460
我的手掌是亮的。
00:58
That's because the light
spreads利差 out, it scatters散射.
14
46013
3690
因为刚刚那束激光发生了散射。
01:02
I need you to understand理解
what scattering散射 is,
15
50226
3208
我需要大家了解光线的散射,
01:05
so I can show显示 you how we get rid摆脱 of it
16
53458
2802
这样我才能解释如何消除它,
01:08
and see deep inside our bodies身体 and brains大脑.
17
56284
2436
然后一窥我们的身体和大脑的究竟。
01:12
So, I've got a piece of chicken back here.
18
60419
2491
我这有一块鸡肉。
01:15
(Laughter笑声)
19
63683
1386
(笑声)
01:17
It's raw生的.
20
65093
1150
是生的。
01:20
Putting on some gloves手套.
21
68085
1618
等我戴上手套。
01:21
It's got the same相同
optical光纤 properties性能 as human人的 flesh.
22
69727
4543
鸡肉的光学特性跟人体是相同的。
01:29
So, here's这里的 the chicken ...
putting it on the light.
23
77204
4531
好的,我把这块鸡肉放在光上面。
01:34
Can you see, the light goes right through通过?
24
82744
2156
看到了吗?光线直接穿过来了。
01:38
I also implanted植入 a tumor in that chicken.
25
86731
2733
我还在这块鸡肉里植入了一个肿瘤。
01:42
Can you see it?
26
90215
1180
大家能看到吗?
01:43
Audience听众: Yes.
27
91419
1328
观众:看到了。
01:44
Mary玛丽 Lou Jepsen耶普森: So this means手段,
using运用 red light and infrared红外线 light,
28
92771
4672
玛丽·娄·杰普森:这就意味着,
利用红光和红外线,
01:49
we can see tumors肿瘤 in human人的 flesh.
29
97467
2457
我们可以发现人体内的肿瘤。
01:53
But there's a catch抓住.
30
101117
1333
但是问题来了。
01:55
When I throw another另一个
piece of chicken on it,
31
103534
2294
当我放另一块鸡肉在上面时,
01:59
the light still goes through通过,
32
107137
1787
光线仍会穿过,
02:02
but you can no longer see the tumor.
33
110050
2400
但是肿瘤看不到了。
02:05
That's because the light scatters散射.
34
113188
2619
因为光线发生了散射。
02:08
So we have to do something
about the scatter分散
35
116633
2284
因此我们要解决散射的问题,
02:10
so we can see the tumor.
36
118941
1600
才能发现肿瘤。
02:14
We have to de-scatter去散射 the light.
37
122055
2133
我们要消除光线的散射。
02:17
So ...
38
125245
1150
因此……
02:19
A technology技术 I spent花费
the early part部分 of my career事业 on
39
127785
2848
我职业生涯前期使用的一种技术
02:22
enables使 de-scattering去散射.
40
130657
1468
可以消除光的散射。
02:24
It's called holography全息.
41
132720
1533
叫做全息摄影。
02:26
And it won韩元 the Nobel诺贝尔 Prize
in physics物理 in the 70s,
42
134728
2936
它能让你用光线
做到许多神奇的事情,
02:29
because of the fantastic奇妙 things
it enables使 you to do with light.
43
137688
4032
因此它在70年代
获得了诺贝尔物理学奖。
02:34
This is a hologram全息照相.
44
142879
1267
这是一张全息照片。
02:36
It captures捕获 all of the light,
all of the rays阳光, all of the photons光子
45
144934
4571
它捕捉了所有的光线、射线、光子,
02:41
at all of the positions位置
and all of the angles, simultaneously同时.
46
149529
4510
当时所处的位置和角度,
完全同步捕捉。
02:47
It's amazing惊人.
47
155173
1150
非常神奇。
02:48
To see what we can do with holography全息 ...
48
156831
2631
我们来看看全息摄影可以做什么……
02:53
You see these marbles弹子?
49
161022
1476
看到这些钢珠了吗?
02:54
Look at these marbles弹子
bouncing蹦蹦 off of the barriers障碍,
50
162522
2709
它们碰到障碍会弹来弹去的,
02:57
as an analogy比喻 to light
being存在 scattered疏散 by our bodies身体.
51
165688
3730
就跟光线在人体内散射的情况类似。
03:02
As the marbles弹子 get to the bottom底部
of the scattering散射 maze迷宫,
52
170323
4016
当钢珠抵达散射迷宫的底部时,
03:06
they're chaotic混乱的, they're scattering散射
and bouncing蹦蹦 everywhere到处.
53
174363
4067
就是一团乱,散落到各处。
03:11
If we record记录 a hologram全息照相
at the bottom底部 inside of the screen屏幕,
54
179046
4206
如果我们在屏幕里面的底部
拍一张全息照片的话,
03:15
we can record记录 the position位置 and angle角度
of each marble大理石 exiting退出 the maze迷宫.
55
183276
6539
我们就能记录每一颗钢珠
在离开迷宫时的位置和角度。
03:22
And then we can bring带来 in
marbles弹子 from below下面
56
190339
2514
然后我们可以让钢珠从底部进入,
03:26
and have the hologram全息照相 direct直接 each marble大理石
to exactly究竟 the right position位置 and angle角度,
57
194061
6148
利用全息照片指引每一颗钢珠
按正确的位置和角度进入,
03:32
such这样 as they emerge出现 in a line线
at the top最佳 of the scatter分散 matrix矩阵.
58
200233
5262
这样它们就能从散射迷宫
的顶端排成一排离开了。
03:39
We're going to do that with this.
59
207162
1916
我们用这个东西来试一下。
03:41
This is optically光学 similar类似 to human人的 brain.
60
209732
4282
它的光学特性跟人的大脑很像。
03:46
I'm going to switch开关 to green绿色 light now,
61
214787
2690
我现在要用绿色的光,
03:49
because green绿色 light is brighter光明
to your eyes眼睛 than red or infrared红外线,
62
217501
3758
因为对我们的眼睛来说,
绿光比红光或者红外线更明亮,
03:53
and I really need you to see this.
63
221283
1960
我需要让大家看得清楚。
03:55
So we're going to put a hologram全息照相
in front面前 of this brain
64
223665
4825
我要把一张全息照片
放在这个“大脑”前面
04:00
and make a stream of light come out of it.
65
228514
2666
让一束光线从中间穿过来。
04:04
Seems似乎 impossible不可能 but it isn't.
66
232831
2929
看起来好像不可能,但这是真的。
04:07
This is the setup建立 you're going to see.
67
235784
2206
这是整个装置。
04:10
Green绿色 light.
68
238014
1150
绿光。
04:12
Hologram全息照相 here, green绿色 light going in,
69
240514
2865
这里是全息照片,绿光从这边进入,
04:15
that's our brain.
70
243403
1150
这是我们的“大脑”。
04:18
And a stream of light comes out of it.
71
246458
4391
一束光线从里面穿出。
04:22
We just made制作 a brain lase拉塞
of densely密地 scattering散射 tissue组织.
72
250873
4730
我们用“大脑”这种高度散射的组织
形成了一束激光。
04:27
Seems似乎 impossible不可能,
no one's那些 doneDONE this before,
73
255627
3270
看起来不可能,
之前从未有人这么做过,
04:30
you're the first public上市 audience听众
to ever see this.
74
258921
2740
你们是第一批看到这个的观众。
04:33
(Applause掌声)
75
261685
4786
(掌声)
04:38
What this means手段 is
that we can focus焦点 deep into tissue组织.
76
266495
3667
这就意味着
我们可以聚焦到组织深处。
04:42
Our translucency半透明 is the first key.
77
270805
3010
我们身体的半透明度是一个关键。
04:45
Holography全息 enabling启用 de-scattering去散射
is the second第二 key
78
273839
4031
全息摄影消除散射是第二个关键
04:49
to enable启用 us to see deep inside
of our bodies身体 and brains大脑.
79
277894
3867
能保证我们一窥
身体和大脑内部的究竟。
04:54
You're probably大概 thinking思维,
80
282981
1667
你们可能会想,
04:57
"Sounds声音 good, but what about
skull头骨 and bones骨头?
81
285118
3009
“听上去还不错,
但是颅骨和骨头呢?
05:00
How are you going to see through通过 the brain
without seeing眼看 through通过 bone?"
82
288151
4070
你怎么可能穿过颅骨看到大脑呢?”
05:04
Well, this is real真实 human人的 skull头骨.
83
292245
2288
好的,这是一块真的头骨。
05:07
We ordered有序 it at skullsunlimited头骨无限.comCOM.
84
295188
3135
我们在“颅骨无限”网站上订的。
05:10
(Laughter笑声)
85
298347
1746
(笑声)
05:12
No kidding开玩笑.
86
300117
1238
真的,没骗你们。
05:13
But we treat对待 this skull头骨 with great respect尊重
at our lab实验室 and here at TEDTED.
87
301379
4724
我们非常尊重这块颅骨,
无论是在实验室,还是在TED现场。
05:18
And as you can see,
88
306127
1596
大家可以看到,
05:20
the red light goes right through通过 it.
89
308770
1990
红光可以顺利地穿过它。
05:23
Goes through通过 our bones骨头.
90
311912
1535
可以穿过骨头。
05:25
So we can go through通过 skull头骨
and bones骨头 and flesh with just red light.
91
313471
5018
因此我们只用红光
就可以穿透颅骨、骨骼和肌肉。
05:31
Gamma伽玛 rays阳光 and X-raysX射线 do that, too,
but they cause原因 tumors肿瘤.
92
319268
3729
伽马射线和X光也可以做到,
但是会引发肿瘤。
05:35
Red light is all around us.
93
323637
3076
而红光到处都是。
05:39
So, using运用 that, I'm going
to come back here
94
327137
2904
好的,我回到这边
05:42
and show显示 you something more useful有用
than making制造 a brain lase拉塞.
95
330065
3403
看除了制作大脑激光之外,
我们还能用它来做什么。
05:46
We challenged挑战 ourselves我们自己 to see how fine
we could focus焦点 through通过 brain tissue组织.
96
334229
3954
我们不断挑战自己,看通过大脑组织
可以聚焦到多精细。
05:50
Focusing调焦 through通过 this brain,
97
338967
2102
通过大脑来聚焦,
05:53
it was such这样 a fine focus焦点,
we put a bare camera相机 die in front面前 of it.
98
341093
4574
这是如此精细的聚焦,
我们放一台摄像机在前面。
05:58
And the bare camera相机 die ...
99
346288
1800
这台摄像机……
06:03
Could you turn down the spotlight聚光灯?
100
351454
1627
能不能请你把聚光灯关掉?
06:05
OK, there it is.
101
353105
1150
好的,这样就行了。
06:07
Do you see that?
102
355117
1159
看到了吗?
06:08
Each pixel像素 is two-thousandths千分之二
of a millimeter毫米 wide.
103
356300
4276
每一个像素点的宽度
是两千分之一毫米。
06:13
Two microns微米.
104
361673
1404
也就是2微米。
06:15
That means手段 that spot focus焦点 --
full充分 width宽度 half max最大 --
105
363101
3389
意味着那个聚焦点——半高全宽——
06:18
is six to eight microns微米.
106
366514
1790
是6到8微米。
06:21
To give you an idea理念 of what that means手段:
107
369006
2648
我这么来解释你们就明白了:
06:24
that's the diameter直径 of the smallest最少 neuron神经元
in the human人的 brain.
108
372442
4002
人类大脑最小神经元的直径
差不多就是这么大。
06:29
So that means手段 we can focus焦点
through通过 skull头骨 and brain to a neuron神经元.
109
377300
4450
这就意味着我们可以穿过颅骨和大脑
聚焦到一个神经元细胞上。
06:34
No one has seen看到 this before,
we're doing this for the first time here.
110
382104
3634
还没有人见过这种,
我们是第一次展示。
06:38
It's not impossible不可能.
111
386207
1589
这是可以做到的!
06:39
(Applause掌声)
112
387820
1942
(掌声)
06:41
We made制作 it work with our system系统,
so we've我们已经 made制作 a breakthrough突破.
113
389786
2982
我们的系统做到了,
所以我们取得了巨大突破。
06:44
(Laughter笑声)
114
392792
1801
(笑声)
06:46
Just to give an idea理念 -- like,
that's not just 50 marbles弹子.
115
394617
2952
想象一下,如果不只是50个钢珠。
06:49
That's billions数十亿, trillion of photons光子,
116
397593
2897
而是数十亿、上百亿个光子,
06:52
all falling落下 in line线 as directed针对
by the hologram全息照相,
117
400514
3396
在全息照片的引导下排成一行,
06:55
to ricochet里科切特 through通过
densely密地 scattering散射 brain,
118
403934
5071
蹦跳着穿过原本会造成散射的大脑,
07:01
and emerge出现 as a focus焦点.
119
409029
2937
最后聚焦到一点。
07:03
It's pretty漂亮 cool.
120
411990
2008
是多么酷的一件事。
07:06
We're excited兴奋 about it.
121
414022
1277
我们感到很兴奋。
07:07
This is an MRIMRI machine.
122
415728
2032
这是一台磁共振扫描仪。
07:09
It's a few少数 million百万 dollars美元,
it fills填充 a room房间,
123
417784
2162
价值几百万美元,
有一间屋子那么大,
07:11
many许多 people have probably大概 been in one.
124
419970
2186
可能很多人都在里面待过。
07:14
I've spent花费 a lot of time in one.
125
422180
1540
我就在里面待过很长时间。
07:15
It has a focus焦点 of about a millimeter毫米 --
126
423744
2397
它大约能聚焦到一毫米
07:18
kind of chunky矮胖, compared相比 to
what I just showed显示 you.
127
426165
2833
跟我刚刚展示的相比,
这焦点有点大。
07:21
A system系统 based基于 on our technology技术
could enable启用 dramatically显着 lower降低 cost成本,
128
429022
5658
使用我们的技术打造的系统
花费会少得多,
07:26
higher更高 resolution解析度
129
434704
1815
分辨率高得多,
07:28
and smaller medical imaging成像.
130
436543
2493
并且医学影像的部分要小得多。
07:31
So that's what we've我们已经 started开始 to do.
131
439680
1869
我们已经开始这么做了。
07:34
My team球队 and I have built内置 a rig操纵, a lab实验室 rig操纵
132
442180
4228
我的团队和我
已经做出了一套实验设备,
07:38
to scan扫描 out tissue组织.
133
446432
1856
来对组织进行扫描。
07:40
And here it is in action行动.
134
448797
1666
这是它工作的样子。
07:42
We wanted to see how good we could do.
135
450932
2142
我们想看看能做到多好。
07:46
We've我们已经 built内置 this over the last year.
136
454535
2061
这台设备是我们去年做成的。
07:49
And the result结果 is,
137
457626
1525
结果是,
07:51
we're able能够 to find tumors肿瘤
138
459814
4337
我们在这个样本中
07:56
in this sample样品 --
139
464175
1170
找到了肿瘤,
07:57
70 millimeters毫米 deep,
the light going in here,
140
465369
3141
光线穿到了70毫米深的地方,
08:00
half a millimeter毫米 resolution解析度,
141
468534
2214
分辨率是0.5毫米,
08:02
and that's the tumor it found发现.
142
470772
2288
这是它发现的肿瘤。
08:05
You're probably大概 looking at this,
143
473526
2461
也许你会看着它,
08:08
like, "Sounds声音 good,
but that's kind of a big system系统.
144
476011
4991
想:“听起来还不错,
但这套设备很大呀。
08:13
It's smaller than
a honking-big喇叭-大 MRIMRI machine,
145
481026
4551
它比那些磁共振扫描仪要小,
08:17
monster怪物 MRIMRI machine,
146
485601
1350
大得吓人的磁共振扫描仪,
08:18
but can you do something
to shrink收缩 it down?"
147
486975
2165
但是你能把它再缩小点吗?”
08:22
And the answer回答 is:
148
490038
1784
答案是:
08:23
of course课程.
149
491846
1170
当然可以。
08:25
We can replace更换 each
big element元件 in that system系统
150
493040
3620
我们可以将每一个大的部件
08:28
with a smaller component零件 --
151
496684
1595
用更小的零件来替代——
08:30
a little integrated集成 circuit电路,
152
498303
1897
比如更紧凑的电路,
08:32
a display显示 chip芯片 the size尺寸
of a child's孩子的 fingernail指甲.
153
500224
4139
像小朋友指甲盖那么大的显示芯片。
08:37
A bit about my background背景:
154
505451
1555
简单介绍一下我的经历,
08:39
I've spent花费 the last two decades几十年
inventing发明了, prototype-developing原型开发
155
507030
6235
我过去20年一直在发明和
研制原型机,
08:45
and then shipping运输 billions数十亿 of dollars美元
of consumer消费者 electronics电子产品 --
156
513289
4959
并且交付了数十亿美元的
消费电子元件,
08:50
with full充分 custom习惯 chips芯片 --
157
518272
2305
芯片都是完全定制的,
08:52
on the hairy毛茸茸 edge边缘 of optical光纤 physics物理.
158
520601
2736
一直在光学的最前沿打拼。
08:55
So my team球队 and I built内置 the big lab实验室 rig操纵
159
523919
4682
因此我的团队和我
制造了大型的实验室设备
09:00
to perfect完善 our architecture建筑
and test测试 the corner cases
160
528625
4742
就是为了完善我们的结构,
测试边角案例,
09:05
and really fine-tune微调 our chip芯片 designs设计,
161
533849
2191
更好地调整芯片设计,
09:08
before spending开支 the millions百万 of dollars美元
to fabricate制造 each chip芯片.
162
536064
3649
这些都是在投资数百万美元
大规模生产芯片之前进行的。
09:12
Our new chip芯片 inventions发明
slim down the system系统, speed速度 it up
163
540318
4672
我们最新发明的芯片
减小了系统体积,提高了速度
09:17
and enable启用 rapid快速 scanning扫描
and de-scattering去散射 of light
164
545014
4083
可以快速扫描和消除光的散射
09:21
to see deep into our bodies身体.
165
549121
1867
来探索人体内部。
09:23
This is the third第三 key to enable启用
better, faster更快 and cheaper便宜 health健康 care关心.
166
551498
5525
这是实现更好、更快、
更便宜医疗的第三个关键。
09:33
This is a mock-up小样 of something
that can replace更换 the functionality功能
167
561577
6705
这是一个替代品,可以实现
价值数百万美元的
09:40
of a multimillion-dollar百万美元 MRIMRI machine
168
568306
2970
磁共振扫描仪的部分功能,
09:43
into a consumer消费者 electronics电子产品 price价钱 point,
169
571300
2690
而它的价格可以低到
消费电子产品的级别,
09:46
that you could wear穿 as a bandage绷带,
line线 a ski滑雪 hat帽子, put inside a pillow枕头.
170
574014
5333
可以放进绷带,放在滑雪帽里面,
或者放在枕头里。
09:51
That's what we're building建造.
171
579882
1672
这就是我们在做的。
09:53
(Applause掌声)
172
581578
1169
(掌声)
09:54
Oh, thanks谢谢!
173
582771
1279
哦,谢谢!
09:56
(Applause掌声)
174
584074
2975
(掌声)
09:59
So you're probably大概 thinking思维,
175
587073
2139
你们可能在想,
10:01
"I get the light going through通过 our bodies身体.
176
589236
2833
“我让光穿过身体。
10:04
I even get the holography全息
de-scattering去散射 the light.
177
592911
2934
我甚至利用全息摄影
防止光的散射。
10:08
But how do we use these new
chip芯片 inventions发明, exactly究竟,
178
596656
2867
但我们究竟要如何利用
芯片的这种创新技术
10:11
to do the scanning扫描?"
179
599547
1255
来进行扫描呢?“
10:13
Well, we have a sound声音 approach途径.
180
601903
2066
我们可以从声音的角度来想办法。
10:16
No, literally按照字面 -- we use sound声音.
181
604411
1866
不,确切地说,
我们就是在利用声音。
10:18
Here, these three discs光盘 represent代表
the integrated集成 circuits电路
182
606949
4100
画面上的3个圆盘代表的是
10:23
that we've我们已经 designed设计,
183
611073
1465
我们设计的集成电路,
10:24
that massively大规模 reduce减少 the size尺寸
of our current当前 bulky笨重 system系统.
184
612562
4847
可以大大缩小我们目前所用的
笨重的系统的尺寸。
10:30
One of the spots斑点, one of the chips芯片,
emits发射 a sonic ping,
185
618157
3420
每一个点,每一个芯片
会发射出声波,
10:34
and it focuses重点 down,
186
622369
1654
一路集中向下,
10:36
and then we turn red light on.
187
624696
2081
这时候我们打开红光。
10:39
And the red light that goes
through通过 that sonic spot
188
627347
3396
红光穿过声波点
10:42
changes变化 color颜色 slightly,
189
630767
2360
颜色发生轻微改变,
10:45
much like the pitch沥青
of the police警察 car汽车 siren警笛 changes变化
190
633680
3005
就像警车从你身旁告诉驶过时
10:48
as it speeds速度 past过去 you.
191
636709
1467
警笛声音的变化一样。
10:52
So.
192
640042
1241
接下来……
10:53
There's this other thing about holography全息
I haven't没有 told you yet然而,
193
641307
3301
关于全息摄影还有件事我没提到,
10:56
that you need to know.
194
644632
1309
你们应该知道的。
10:58
Only two beams of exactly究竟 the same相同 color颜色
can make a hologram全息照相.
195
646427
4769
只有颜色完全相同的两束光
才能生成全息图像。
11:03
So, that's the orange橙子 light
that's coming未来 off of the sonic spot,
196
651800
5356
这是从声波点发出的橙色光,
11:09
that's changed color颜色 slightly,
197
657180
2183
它的颜色发生了轻微改变,
11:11
and we create创建 a glowing泛着 disc圆盘
of orange橙子 light
198
659387
3649
我们制作了一个发橙色光的圆盘
11:15
underneath a neighboring邻接 chip芯片
199
663060
1619
放在它下面相邻的芯片上
11:17
and then record记录 a hologram全息照相
on the camera相机 chip芯片.
200
665212
3627
然后将全息图存储在摄影芯片上。
11:21
Like so.
201
669362
1215
就像这样。
11:22
From that hologram全息照相, we can extract提取
information信息 just about that sonic spot,
202
670601
5333
从这幅全息图中,我们可以只提取
声波点的信息,
11:27
because we filter过滤 out
all of the red light.
203
675958
2934
因为我们把所有红光都过滤了。
11:32
Then, we can optionally可选
focus焦点 the light back down into the brain
204
680037
3927
这样我们就能只关注反射回大脑的光线
11:35
to stimulate刺激 a neuron神经元
or part部分 of the brain.
205
683988
3183
激活一个神经元或者大脑的一部分。
11:39
And then we move移动 on
to shift转移 the sonic focus焦点 to another另一个 spot.
206
687195
5104
然后我们把声波向另一个点发射。
11:44
And that way, spot by spot,
we scan扫描 out the brain.
207
692323
3960
用这种方法,一个点接一个点,
我们扫描整个大脑。
11:49
Our chips芯片 decode解码 holograms全息图
208
697309
2643
我们的芯片解读全息图像,
11:51
a bit like Rosalind罗莎琳德 Franklin富兰克林 decoded解码
this iconic标志性的 image图片 of X-rayX-射线 diffraction衍射
209
699976
5764
有点像罗莎琳·富兰克林解读
这张标志性的X射线衍射图像,
11:57
to reveal揭示 the structure结构体 of DNA脱氧核糖核酸
for the first time.
210
705764
3111
第一次揭示DNA结构的情形。
12:01
We're doing that electronically电子
with our chips芯片,
211
709379
3192
我们利用芯片,用电子方法
12:04
recording记录 the image图片
and decoding解码 the information信息,
212
712595
3737
记录图像,解读信息,
12:08
in a millionth百万分之一 of a second第二.
213
716356
1828
在百万分之一秒内完成。
12:10
We scan扫描 fast快速.
214
718612
1675
我们扫描得很快。
12:13
Our system系统 may可能 be extraordinary非凡
at finding发现 blood血液.
215
721625
3333
我们的系统
在寻找血液方面非常杰出。
12:17
And that's because blood血液 absorbs吸收
red light and infrared红外线 light.
216
725534
3881
因为血液吸收红光和红外光。
12:21
Blood血液 is red.
217
729439
1563
血液是红色的。
12:23
Here's这里的 a beaker烧杯 of blood血液.
218
731995
1388
这个烧瓶里装的是血液。
12:25
I'm going to show显示 you.
219
733407
1467
我们来看一下。
12:27
And here's这里的 our laser激光,
going right through通过 it.
220
735704
3067
我们用激光穿过它。
12:31
It really is a laser激光,
you can see it on the -- there it is.
221
739180
2929
真的是激光,
你们可以在这——看到了吧。
12:34
In comparison对照 to my pound of flesh,
222
742133
3941
跟这一磅肉相比,
12:38
where you can see
the light goes everywhere到处.
223
746098
2428
大家可以看到,光线散到各处。
12:41
So let's see that again, blood血液.
224
749415
2067
我们再看回血液。
12:44
This is really key: blood血液 absorbs吸收 light,
225
752303
2703
这是个重要的关键:血液吸收光线,
12:47
flesh scatters散射 light.
226
755989
2206
肉散射光线。
12:51
This is significant重大,
227
759133
1388
这一点非常重要,
12:52
because every一切 tumor bigger
than a cubic立方体 millimeter毫米 or two
228
760545
3865
因为所有大小超过
1到2毫米的肿瘤,
12:56
has five times the amount of blood血液
as normal正常 flesh.
229
764434
3779
含血量是普通肌肉的5倍。
13:01
So with our system系统, you can imagine想像
detecting检测 cancers癌症 early,
230
769069
4622
因此通过我们的系统,
可以提前发现癌症,
13:05
when intervention介入 is easy简单,
231
773715
2140
更容易进行干预,
13:07
or tracking追踪 the size尺寸 of your tumor
as it grows成长 or shrinks收缩.
232
775879
3933
或者跟踪肿瘤的尺寸,
是变大还是缩小。
13:12
Our system系统 also should be extraordinary非凡
at finding发现 out where blood血液 isn't,
233
780338
5136
我们的系统也很擅长
找到哪里没有血液,
13:17
like a clogged堵塞 artery动脉,
234
785498
1722
比如阻塞的血管,
13:19
or the color颜色 change更改 in blood血液
235
787244
2001
或者根据血液颜色的变化,
13:21
as it carries携带 oxygen
versus not carrying携带 oxygen,
236
789269
3588
来判断它是否携带氧气,
13:24
which哪一个 is a way to measure测量 neural神经 activity活动.
237
792881
2800
这是检测神经活动的一种方式。
13:28
There's a saying that "sunlight阳光"
is the best最好 disinfectant消毒剂.
238
796872
4634
有种说法,说阳光是最好的消毒剂。
13:33
It's literally按照字面 true真正.
239
801530
1512
真的是这样的。
13:35
Researchers研究人员 are killing谋杀 pneumonia肺炎 in lungs
by shining闪亮的 light deep inside of lungs.
240
803563
6162
研究者将光线射入肺部深处,
来治疗肺炎。
13:41
Our system系统 could enable启用 this
noninvasively无创.
241
809749
3254
我们的系统可以不用进入人体
而做到这一点。
13:45
Let me give you three more examples例子
of what this technology技术 can do.
242
813932
4279
下面我再来举3个例子
来说明这项技术的用处。
13:50
One: stroke行程.
243
818592
1389
第一个,中风。
13:52
There's two major重大的 kinds of stroke行程:
244
820601
2267
中风有两种:
13:54
the one caused造成 by clogs木底鞋
245
822892
2152
一种由阻塞引起
13:57
and another另一个 caused造成 by rupture破裂.
246
825068
1961
另一种由破裂引起。
13:59
If you can determine确定 the type类型 of stroke行程
within an hour小时 or two,
247
827053
4098
如果能在1到2小时内
确认中风的种类,
14:03
you can give medication药物治疗 to massively大规模
reduce减少 the damage损伤 to the brain.
248
831175
4708
就可以通过药物
大大减少对于大脑的损害。
14:08
Get the drug药物 wrong错误,
249
836358
1452
如果药用错了,
14:10
and the patient患者 dies.
250
838675
1341
患者就会死亡。
14:12
Today今天, that means手段 access访问 to an MRIMRI scanner扫描器
within an hour小时 or two of a stroke行程.
251
840752
4728
现在,这意味着要在中风1到2小时内
进行磁共振扫描。
14:18
Tomorrow明天, with compact紧凑, portable手提,
inexpensive便宜 imaging成像,
252
846306
4271
而未来,运用更小巧,更便携,
更便宜的成像技术,
14:22
every一切 ambulance救护车 and every一切 clinic诊所
can decode解码 the type类型 of stroke行程
253
850601
3830
每台救护车和每个诊所
都能判断中风的种类
14:26
and get the right therapy治疗 on time.
254
854455
2283
并进行及时的治疗。
14:30
(Applause掌声)
255
858396
4021
(掌声)
14:34
Thanks谢谢.
256
862441
1150
谢谢。
14:36
Two:
257
864155
1150
第二,
14:38
two-thirds三分之二 of humanity人性
lacks缺乏 access访问 to medical imaging成像.
258
866085
4596
三分之二的人往往无法获得医学成像。
14:43
Compact紧凑, portable手提, inexpensive便宜
medical imaging成像 can save保存 countless无数 lives生活.
259
871394
5024
小巧、便携、便宜的医学成像
可以挽救无数生命。
14:49
And three:
260
877347
1555
第三,
14:50
brain-computer脑机 communication通讯.
261
878926
2062
脑机通讯。
14:53
I've shown显示 here onstage在舞台上 our system系统
focusing调焦 through通过 skull头骨 and brain
262
881529
4348
我刚刚已经展示了,我们的系统
可以聚焦到头骨和大脑
14:57
to the diameter直径 of the smallest最少 neuron神经元.
263
885901
2730
直径相当于最小的神经元。
15:01
Using运用 light and sound声音,
you can activate启用 or inhibit抑制 neurons神经元,
264
889187
4287
运用光线和声音,
我们可以激活或者抑制神经元,
15:05
and simultaneously同时,
we can match比赛 spec规范 by spec规范
265
893498
3492
同时,我们可以一步一步生成
15:09
the resolution解析度 of an fMRI功能磁共振成像 scanner扫描器,
266
897014
2706
功能性磁共振成像扫描仪的图像,
15:11
which哪一个 measures措施 oxygen use in the brain.
267
899744
2508
它能测出大脑中氧气的使用情况。
15:14
We do that by looking
at the color颜色 change更改 in the blood血液,
268
902276
3341
我们通过观察血液颜色的变化
来做到这一点,
15:17
rather than using运用 a two-ton两吨重 magnet磁铁.
269
905641
2333
而不是用一块2吨重的磁铁。
15:21
So you can imagine想像
that with fMRI功能磁共振成像 scanners扫描仪 today今天,
270
909541
6152
你们可以想像,今天我们
使用功能性磁共振成像扫描仪
15:28
we can decode解码 the imagined想象 words,
images图片 and dreams of those being存在 scanned扫描.
271
916617
4557
可以破解那些被扫描者
脑海中的话、图像和做的梦。
15:33
We're working加工 on a system系统
that puts看跌期权 all three of these capabilities功能
272
921665
3317
我们研究的系统可以将这3种功能
15:37
into the same相同 system系统 --
273
925006
1547
整合到一套系统中,
15:38
neural神经 read and write
with light and sound声音,
274
926577
3214
利用光线和声音对神经系统进行读写,
15:41
while simultaneously同时
mapping制图 oxygen use in the brain --
275
929815
4127
同时观察大脑中的氧气使用情况,
15:45
all together一起 in a noninvasive无创 portable手提
276
933966
2587
全部集中到一种非侵入式的便携的设备中,
15:48
that can enable启用
brain-computer脑机 communication通讯,
277
936577
2786
可以实现脑机通讯,
15:51
no implants植入物, no surgery手术,
no optional可选的 brain surgery手术 required需要.
278
939387
4326
没有植入,无需对大脑进行手术。
15:56
This can do enormous巨大 good
279
944061
2080
这可以带来莫大的好处,
15:58
for the two billion十亿 people
that suffer遭受 globally全球 with brain disease疾病.
280
946165
4533
为全球20亿患大脑疾病的人造福。
16:04
(Applause掌声)
281
952020
5135
(掌声)
16:09
People ask me how deep we can go.
282
957179
1890
大家问我们还能走多远。
16:11
And the answer回答 is:
the whole整个 body's身体的 in reach达到.
283
959093
2929
答案是,整个人体都可以。
16:14
But here's这里的 another另一个 way to look at it.
284
962046
2036
还有另一种方法来看。
16:20
(Laughter笑声)
285
968800
1404
(掌声)
16:22
My whole整个 head just lit发光的 up,
you want to see it again?
286
970228
2612
我的整个头部都被点亮了,
想再看一遍吗?
16:24
Audience听众: Yes!
287
972864
1230
观众:想!
16:26
(Laughter笑声)
288
974118
1417
(笑声)
16:28
MLJMLJ: This looks容貌 scary害怕, but it's not.
289
976442
2221
MLJ:看起来可怕,
但其实并不是这样。
16:31
What's truly scary害怕
is not knowing会心 about our bodies身体,
290
979046
2983
真正可怕的是不了解我们的身体,
16:34
our brains大脑 and our diseases疾病
291
982053
1992
不了解我们的大脑和疾病,
16:36
so we can effectively有效 treat对待 them.
292
984069
1945
以至于没法有效进行治疗。
16:38
This technology技术 can help.
293
986038
1658
这项技术可以提供帮助。
16:39
Thank you.
294
987720
1151
谢谢大家。
16:40
(Applause掌声)
295
988895
5454
(掌声)
16:46
Thank you.
296
994373
1151
谢谢。
16:47
(Applause掌声)
297
995548
1150
(掌声)
Translated by Alvin Lee
Reviewed by psjmz mz

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ABOUT THE SPEAKER
Mary Lou Jepsen - Inventor, entrepreneur, optical physicist
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things.

Why you should listen

Mary Lou Jepsen is one of the world’s foremost engineers and scientists in optics, imaging and display -- inventing at the hairy, crazy edge of what physics allows, aiming to do what seems impossible and leading teams to achieve these in volume in partnership with the world’s largest manufacturers, in Asia. She has more than 200 patents published or issued.

Jepsen is the founder and CEO of Openwater, which aims to use new optics to see inside our bodies. Previously a top technical exec at Google, Facebook, Oculus and Intel, her startups include One Laptop Per Child, where she was CTO and chief architect on the $100 laptop. She studied at Brown, MIT and Rhode Island School of Design, and she was a professor at both MITs -- the one in Cambridge, Mass., and the Royal Melbourne Institute of Tech in Australia.

More profile about the speaker
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com