TEDGlobal 2014

Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it

ミゲル・ニコレリス: 脳から脳へと意思疎通する時代へ―その方法とは

Filmed:

神経科学者のミゲル・ニコレリスを覚えているでしょうか―彼は脳で制御するエクソスケルトンを開発し、そのおかげで2014年のFIFAワールドカップで、全身まひの男性が大会最初のキックオフをすることができました。彼は今、何に取り組んでいるのでしょうか?2つの知能が(今のところはマウスやサルですが)脳から脳へとメッセージを送れるシステムを構築しているのです。彼の言葉を借りれば、「想像の限界を超える」ことになる実験を見逃さないよう、最後までご覧ください。

- Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio

On June 12, 2014, precisely at 3:33
2014年の6月12日
ちょうど3時33分のことです
00:12
in a balmy winter afternoon
in São Paulo, Brazil,
ブラジルのサンパウロで
ある穏やかな冬の午後―
00:18
a typical South American winter afternoon,
典型的な南アメリカの冬の午後に
00:23
this kid, this young man
that you see celebrating here
サッカーのゴールを決めたかのように
喜んでいる
00:26
like he had scored a goal,
この若者―
00:29
Juliano Pinto, 29 years old,
accomplished a magnificent deed.
ジュリアーノ・ピント 29歳は
素晴らしいことを成し遂げました
00:31
Despite being paralyzed
彼は対麻痺(両下肢の麻痺)であり
00:38
and not having any sensation
from mid-chest to the tip of his toes
胸より下はつま先まで
感覚が全くありません
00:40
as the result of a car crash six years ago
that killed his brother
これは彼が兄弟を失った
6年前の交通事故によるもので
00:45
and produced a complete spinal cord lesion
that left Juliano in a wheelchair,
ジュリアーノは脊髄を完全損傷して
車椅子の生活になってしまいました
00:49
Juliano rose to the occasion,
and on this day did something
しかし この時ジュリアーノは
6年間彼を見てきた人であれば
00:57
that pretty much everybody that saw him
in the six years deemed impossible.
不可能だと思うようなことを
成し遂げたのです
01:02
Juliano Pinto delivered the opening kick
ジュリアーノ・ピントは
考える力だけで
01:09
of the 2014 Brazilian
World Soccer Cup here
ここブラジルで行われた2014年の
サッカー・ワールドカップでの
01:14
just by thinking.
オープニング・キックを行ったのです
01:20
He could not move his body,
彼は身体を動かすことはできませんが
01:22
but he could imagine the movements
needed to kick a ball.
ボールを蹴るのに必要な動きを
思い描くことはできます
01:24
He was an athlete before the lesion.
He's a para-athlete right now.
損傷を受ける前はアスリートであった彼は
今はパラアスリートです
01:29
He's going to be in the Paralympic Games,
I hope, in a couple years.
彼は数年後にはパラリンピックに
出場していることでしょう
01:32
But what the spinal cord lesion
did not rob from Juliano
脊髄損傷によって
ジュリアーノが失わなかったのは
01:36
was his ability to dream.
夢を見る力です
01:40
And dream he did that afternoon,
for a stadium of about 75,000 people
そして彼はその午後
7万5千人の観衆のいるスタジアムで
01:43
and an audience of close to a billion
watching on TV.
何十億人もがテレビで見ている中で
夢を見たのです
01:49
And that kick crowned, basically,
30 years of basic research
そのキックは 30年に及ぶ
基礎研究が報われた瞬間でした
01:54
studying how the brain,
脳という 耳の間にある
02:00
how this amazing universe
that we have between our ears
この驚くべき宇宙の働きの研究です
02:02
that is only comparable to universe
that we have above our head
脳は私たちの頭上に広がる
宇宙に比較されます
02:06
because it has about 100 billion elements
脳には1兆もの要素があり
02:10
talking to each other
through electrical brainstorms,
電気信号で互いに
伝達し合っているからです
02:13
what Juliano accomplished
took 30 years to imagine in laboratories
ジュリアーノが成し遂げたことには
研究室での研究に30年―
02:16
and about 15 years to plan.
構想に15年かかりました
02:21
When John Chapin and I,
15 years ago, proposed in a paper
私がジョン・チェイピンと一緒に
15年前に論文で
02:24
that we would build something
that we called a brain-machine interface,
ブレイン・マシン・インターフェースと
呼ばれるものを作り
02:28
meaning connecting a brain to devices
脳を機械に接続して
02:33
so that animals and humans
could just move these devices,
動物や人間が
機械からどれほど離れていようと
02:36
no matter how far they are
from their own bodies,
やりたいことを想像するだけで
02:40
just by imagining what they want to do,
機械を動かせるようにすると
提案したとき
02:42
our colleagues told us that
we actually needed professional help,
同僚たちは
精神科に診てもらった方がいいと
02:44
of the psychiatry variety.
口を揃えました
02:49
And despite that,
a Scot and a Brazilian persevered,
それでも このスコットランド人と
このブラジル人は信じ続けました
02:52
because that's how we were raised
in our respective countries,
私たちはそれぞれの国で
そのように育てられましたし
02:57
and for 12, 15 years,
12~15年の間
03:02
we made demonstration after demonstration
suggesting that this was possible.
これが可能であると
論証を重ねてきたからです
03:04
And a brain-machine interface
is not rocket science,
ブレイン・マシン・インターフェースは
ロケット科学ではありません
03:08
it's just brain research.
脳の研究です
03:11
It's nothing but using sensors
運動の指令を出すために
03:13
to read the electrical brainstorms
that a brain is producing
脳が発する電気信号を読み取るのに
03:16
to generate the motor commands
センサーを用いるだけです
03:19
that have to be downloaded
to the spinal cord,
この信号は脊髄に
ダウンロードする必要があるので
03:21
so we projected sensors that can read
何百もの 現在では何千もの脳細胞を
03:24
hundreds and now thousands
of these brain cells simultaneously,
同時に読み取ることのできる
センサーを取り付けました
03:26
and extract from these electrical signals
こうした電気信号から
03:30
the motor planning
that the brain is generating
空間を動き回るために
脳が生成している
03:33
to actually make us move into space.
運動計画を抽出するのです
03:36
And by doing that, we converted
these signals into digital commands
そうすることで それらの信号を
デジタル化された指令に変えて
03:39
that any mechanical, electronic,
or even a virtual device can understand
機械や電子制御装置や
仮想デバイスも理解できるようにします
03:42
so that the subject can imagine
what he, she or it wants to make move,
それにより 被験者は動きを想像して
03:47
and the device obeys that brain command.
デバイスは脳の指令に従うのです
03:54
By sensorizing these devices
with lots of different types of sensors,
こうしたデバイスに様々な種類の
センサーを装備することによって
03:57
as you are going to see in a moment,
これからご覧いただくように
04:01
we actually sent messages
back to the brain to confirm
脳にメッセージを送り返して
04:03
that that voluntary motor will
was being enacted, no matter where --
それがどこであれ 随意運動が
実行されたことを確認します
04:07
next to the subject, next door,
or across the planet.
被験者のすぐ横であっても 一軒隣であっても
地球の反対側であってもです
04:11
And as this message gave feedback
back to the brain,
このメッセージが脳に
フィードバックされると
04:16
the brain realized its goal:
to make us move.
脳は目標を実現したことになります
そう 動かすのです
04:19
So this is just one experiment
that we published a few years ago,
これは数年前に発表した実験で
04:23
where a monkey, without moving its body,
サルが身体を動かすことなく
04:27
learned to control the movements
of an avatar arm,
アバターの腕の動かし方を
学んでいるところです
04:29
a virtual arm that doesn't exist.
実際には存在しない仮想の腕です
04:33
What you're listening to
is the sound of the brain of this monkey
聞こえているのは 仮想スペースで
04:35
as it explores three different
visually identical spheres
見た目にはまったく同じ3つの円を
探っている
04:39
in virtual space.
サルの脳の音です
04:43
And to get a reward,
a drop of orange juice that monkeys love,
サルが大好きなオレンジジュースの
ご褒美をもらうためには
04:45
this animal has to detect,
select one of these objects
サルは触れることでこれらの物体を
04:49
by touching,
探らねばなりません
04:52
not by seeing it, by touching it,
視覚によってではなく
触覚によってです
04:54
because every time this virtual hand
touches one of the objects,
なぜならこの仮想の手が
物体のひとつに触れる度に
04:56
an electrical pulse goes back
to the brain of the animal
電気信号がサルの脳に送られ
04:59
describing the fine texture
of the surface of this object,
この物体の表面の
細かい触り心地を伝えるため
05:02
so the animal can judge what is
the correct object that he has to grab,
サルはどれをつかんだらよいのかが
わかるのです
05:06
and if he does that, he gets a reward
without moving a muscle.
それができれば サルは筋肉ひとつ
動かさずにご褒美がもらえるのです
05:10
The perfect Brazilian lunch:
ブラジル流の完璧な昼食ですね
05:16
not moving a muscle
and getting your orange juice.
筋肉ひとつ動かさずに
オレンジジュースがもらえるのです
05:18
So as we saw this happening,
これを観察して
05:22
we actually came and proposed the idea
that we had published 15 years ago.
私たちは15年前に発表した
アイディアに再び戻ってきました
05:25
We reenacted this paper.
論文をよみがえらせたのです
05:29
We got it out of the drawers,
引き出しから論文を引っ張り出して
05:31
and we proposed that perhaps we could get
a human being that is paralyzed
麻痺になった人間に
ブレイン・マシン・インターフェースを用いて
05:33
to actually use the brain-machine
interface to regain mobility.
再び動けるようにできるかもしれないと
提案したのです
05:37
The idea was that if you suffered --
これは もし自分がそうなったら―
というところから来ています
05:42
and that can happen to any one of us.
そして 誰にでも起こりうることなのです
05:44
Let me tell you, it's very sudden.
お教えしましょう
これはとても急に起こります
05:46
It's a millisecond of a collision,
交通事故による
たった1ミリ秒の衝突が
05:48
a car accident that
transforms your life completely.
人生を全く変えてしまうのです
05:50
If you have a complete lesion
of the spinal cord,
脊髄を完全損傷をすると
05:53
you cannot move because your brainstorms
cannot reach your muscles.
電気信号が筋肉に届かないため
動くことができません
05:56
However, your brainstorms
continue to be generated in your head.
しかし 電気信号は頭の中で
作られ続けます
06:00
Paraplegic, quadriplegic patients
dream about moving every night.
対麻痺や四肢麻痺の患者は
毎晩動いている夢を見ます
06:04
They have that inside their head.
頭の中ではそれができるのです
06:08
The problem is how
to get that code out of it
問題は いかにその信号を外に出して
06:10
and make the movement be created again.
動きを起こすかということです
06:13
So what we proposed was,
let's create a new body.
私たちが提案したのは
「新しい身体を作ればいい」ということです
06:16
Let's create a robotic vest.
ロボットのベストを作ろうと考えました
06:19
And that's exactly why Juliano could
kick that ball just by thinking,
そして これによってジュリアーノは
考えるだけでボールを蹴れたのです
06:21
because he was wearing
the first brain-controlled robotic vest
彼は初の脳制御のロボットのベストを
着用していました
06:26
that can be used by paraplegic,
quadriplegic patients to move
これによって対麻痺や
四肢麻痺の患者が動いたり
06:30
and to regain feedback.
フィードバックを受けることができます
06:34
That was the original idea, 15 years ago.
これは15年前の元のアイディアです
06:35
What I'm going to show you is how
156 people from 25 countries
これからお見せするのは
25の国々の156人の人々が
06:38
all over the five continents
of this beautiful Earth,
美しい地球の
五大陸のあちこちから
06:44
dropped their lives,
dropped their patents,
彼らの生活や特許や
06:47
dropped their dogs, wives,
kids, school, jobs,
愛犬や妻や子供
学校や仕事をなげうって
06:50
and congregated to come to Brazil
for 18 months to actually get this done.
ブラジルに集まり 18ヶ月かけて
これを成し遂げた様子です
06:54
Because a couple years after Brazil
was awarded the World Cup,
なぜならワールドカップ開催地が
ブラジルに決まった数年後に
06:59
we heard that the Brazilian government
wanted to do something meaningful
ブラジル政府が 開会式で有意義なことを
07:03
in the opening ceremony
成し遂げたいと考えている
と聞いたからです
07:07
in the country that reinvented
and perfected soccer
サッカーを大きく変え 完成させたこの国で―
07:08
until we met the Germans, of course.
もちろんドイツ人に出会うまでの話ですが
07:12
(Laughter)
(笑)
07:14
But that's a different talk,
でも それはまた別の話ですし
07:16
and a different neuroscientist
needs to talk about that.
別の神経科学者に話してもらいましょう
07:18
But what Brazil wanted to do
is to showcase
ブラジルの目的は
07:22
a completely different country,
まったく異なる一面を見せることでした
07:24
a country that values science
and technology,
科学技術を重んじる国であり
07:25
and can give a gift to millions,
25 million people around the world
脊髄損傷によって動くことのできない
世界中の2500万人の人々に
07:28
that cannot move any longer
because of a spinal cord injury.
贈り物ができる国であることを
見せようとしていたのです
07:32
Well, we went to the Brazilian government
and to FIFA and proposed,
ブラジル政府からFIFAへと赴き
こう提案しました
07:35
well, let's have the kickoff
of the 2014 World Cup
「2014年のワールドカップのキックオフは
07:39
be given by a Brazilian paraplegic
ブラジルの対麻痺の青年に
やってもらいましょう
07:42
using a brain-controlled exoskeleton
that allows him to kick the ball
脳制御のエクソスケルトンによって
ボールを蹴り
07:44
and to feel the contact of the ball.
蹴った感触を味わえるのです」
07:49
They looked at us,
thought that we were completely nuts,
FIFAの人たちは私たちを見て
頭がおかしいと思ったのでしょう
07:52
and said, "Okay, let's try."
「いいでしょう やってみましょう」
と答えました
07:54
We had 18 months to do everything
from zero, from scratch.
私たちは18ヶ月でゼロから
すべてをやらねばなりませんでした
07:57
We had no exoskeleton, we had no patients,
エクソスケルトンもなければ
患者もいない
08:01
we had nothing done.
何も準備はできていなかったのです
08:04
These people came all together
これらの人々が集い
08:06
and in 18 months, we got eight patients
in a routine of training
18ヶ月で8人の患者に
訓練に参加してもらい
08:08
and basically built from nothing this guy,
これを1から作り上げました
08:12
that we call Bra-Santos Dumont 1.
ブラジル=サントス・デュモン1です
08:16
The first brain-controlled
exoskeleton to be built
脳制御のエクソスケルトンの
第1号機は
08:21
was named after the most famous
Brazilian scientist ever,
ブラジルの最も高名な科学者
08:24
Alberto Santos Dumont,
アルベルト・サントス・デュモン
に由来しています
08:28
who, on October 19, 1901,
created and flew himself
彼は1901年10月19日に
初めての制御された飛行船を作り
08:30
the first controlled airship on air
in Paris for a million people to see.
パリで百万人の人々の前で
飛行してみせたのです
08:36
Sorry, my American friends,
アメリカの友人には申し訳ないけれど―
08:43
I live in North Carolina,
私はノース・カロライナに住んでいますが―
08:45
but it was two years
before the Wright Brothers flew
これはライト兄弟が
ノース・カロライナの海岸で
08:47
on the coast of North Carolina.
飛行した2年も前のことなのです
08:52
(Applause)
(拍手)
08:54
Flight control is Brazilian.
(Laughter)
飛行技術はブラジル産なのです
(笑)
08:57
So we went together with these guys
私たちは彼らと一緒に
09:02
and we basically put
this exoskeleton together,
エクソスケルトンを作りました
09:05
15 degrees of freedom,
hydraulic machine
可動域15度の水圧式機械で
09:08
that can be commanded by brain signals
脳波記録法と呼ばれる
09:11
recorded by a non-invasive technology
called electroencephalography
非観血的に記録された
脳信号によって命令が下されます
09:14
that can basically allow the patient
to imagine the movements
患者は運動を思い描き
09:18
and send his commands
to the controls, the motors,
命令を制御装置
そしてモーターへと送り
09:22
and get it done.
遂行するのです
09:26
This exoskeleton was covered
with an artificial skin
このエクソスケルトンは
人工皮膚で覆われています
09:27
invented by Gordon Cheng,
one of my greatest friends, in Munich,
これはミュンヘンにいる私のよき友人の
ゴードン・チェンによって作られたもので
09:30
to allow sensation from the joints moving
and the foot touching the ground
動いている関節や
地面に触れている足の感覚が
09:34
to be delivered back to the patient
through a vest, a shirt.
患者にベストやシャツを通じて
伝わるようにするためです
09:39
It is a smart shirt
with micro-vibrating elements
微細振動を発生する
スマートシャツで
09:43
that basically delivers the feedback
and fools the patient's brain
フィードバックを伝達して
患者の脳を欺いて
09:46
by creating a sensation that it is not
a machine that is carrying him,
その感覚を感知しているのが
機械ではなく
09:51
but it is he who is walking again.
再び歩き始めた患者自身なのだと
思わせるのです
09:55
So we got this going,
and what you'll see here
私たちはこの開発を進め これは
09:58
is the first time one of our patients,
Bruno, actually walked.
私たちの患者の1人 ブルーノが
初めて歩いた様子です
10:01
And he takes a few seconds
because we are setting everything,
これには数秒間かかります
というのも設定しているところで
10:06
and you are going to see a blue light
cutting in front of the helmet
ヘルメットの前方が
青く光るのが見えると思います
10:08
because Bruno is going to imagine
the movement that needs to be performed,
ブルーノが行おうとしている運動を
思い描くと
10:12
the computer is going to analyze it,
Bruno is going to certify it,
コンピュータがそれを分析して
ブルーノがそれを確認します
10:16
and when it is certified,
確認されると
10:19
the device starts moving
under the command of Bruno's brain.
デバイスはブルーノの脳の命令に従って
動き始めるのです
10:21
And he just got it right,
and now he starts walking.
彼はちょうど確認して
歩き始めるところです
10:24
After nine years without
being able to move,
9年間動くことができなかった彼が
10:29
he is walking by himself.
自らの足で歩いているのです
10:32
And more than that --
そして それ以上に―
10:34
(Applause) --
(拍手)
10:36
more than just walking,
歩いているだけでなく
10:39
he is feeling the ground,
彼は地面を感じてもいるのです
10:41
and if the speed of the exo goes up,
エクソ(スケルトン)のスピードが上がると
10:43
he tells us that he is walking again
on the sand of Santos,
彼はサントスの砂の上を
歩いているのだと教えてくれます
10:45
the beach resort where he used to go
before he had the accident.
事故に遭う前によく訪れた
ビーチ・リゾートだそうです
10:50
That's why the brain is creating
a new sensation in Bruno's head.
こうして脳はブルーノの頭の中に
新たな知覚を生み出しているのです
10:54
So he walks, and at the end of the walk --
I am running out of time already --
彼は歩き終えると―
すでに時間を超過していますが―
10:57
he says, "You know, guys,
彼はこう言いました
11:01
I need to borrow this thing from you
when I get married,
「結婚するときには
これを貸してもらわなくちゃ
11:04
because I wanted to walk to the priest
自分で牧師のところまで歩いていって
11:06
and see my bride and actually
be there by myself.
自分で花嫁を迎えに行きたいからね」
11:09
Of course, he will have it
whenever he wants.
もちろん 必要なときは
いつでも使ってもらえます
11:13
And this is what we wanted to show
during the World Cup, and couldn't,
これはワールドカップの時に
お見せしようと思ってできなかったものです
11:16
because for some mysterious reason,
FIFA cut its broadcast in half.
どういうわけか FIFAは放送を
半分の長さにしてしまったからです
11:20
What you are going to see very quickly
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
これからご覧いただくのは
ジュリアーノ・ピントがエクソを着て
11:25
a few minutes before we went to the pitch
ピッチに向かう数分前に
蹴る動作を行い
11:33
and did the real thing
in front of the entire crowd,
観衆たちの前で実際の動作を
行った様子です
11:35
and the lights you are going to see
just describe the operation.
これからご覧になる光が
操作をあらわしています
11:38
Basically, the blue lights pulsating
indicate that the exo is ready to go.
点滅している青い光は
エクソの準備ができていることを示しています
11:41
It can receive thoughts
and it can deliver feedback,
思考を受信して
フィードバックを伝達し
11:46
and when Juliano
makes the decision to kick the ball,
ジュリアーノがボールを蹴ろうと
思ったときに
11:49
you are going to see
two streams of green and yellow light
緑と黄色の2つの光が
ヘルメットから
11:52
coming from the helmet
and going to the legs,
脚の方へと流れ
11:55
representing the mental commands
that were taken by the exo
これは頭で行われた命令が
エクソに伝えられて
11:58
to actually make that happen.
実行されることを示しています
12:02
And in basically 13 seconds,
13秒で
12:04
Juliano actually did.
ジュリアーノはやってのけました
12:07
You can see the commands.
命令が目に見えますね
12:09
He gets ready,
the ball is set, and he kicks.
彼は準備をして
ボールがセットされ 彼が蹴るのです
12:11
And the most amazing thing is,
何より素晴らしいのは
12:15
10 seconds after he did that,
and looked at us on the pitch,
蹴ってから10秒後に
ピッチにいる私たちを見上げて
12:17
he told us, celebrating as you saw,
彼は喜ぶ私たちに
12:20
"I felt the ball."
「ボールの感触を感じた」と
教えてくれたのです
12:22
And that's priceless.
これは何にも代えがたいことです
12:25
(Applause)
(拍手)
12:27
So where is this going to go?
ではこれからこの研究は
どこへ向かうのでしょう?
12:29
I have two minutes to tell you
残りの2分間で
12:31
that it's going to the limits
of your imagination.
あなたがたの想像を
超えることをお伝えしましょう
12:33
Brain-actuating technology is here.
脳制御技術はすでにあります
12:36
This is the latest: We just
published this a year ago,
これが最新のものです
1年前に発表したもので
12:38
the first brain-to-brain interface
初めての脳から脳へと伝達する
インターフェースです
12:41
that allows two animals
to exchange mental messages
動物の2つの個体が
思考でメッセージを交換できます
12:43
so that one animal that sees something
coming from the environment
一方の個体が環境から
何かを感じ取ると
12:46
can send a mental SMS,
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
いわば思考でSMS―
神経生理学的な信号を
12:50
to the second animal,
もう一方の個体に送り
12:56
and the second animal performs
the act that he needed to perform
もう一方は環境が発する
メッセージを知ることなく
12:57
without ever knowing what
the environment was sending as a message,
必要とされる動きができるのです
13:01
because the message came
from the first animal's brain.
なぜならメッセージは
最初の個体の脳から送られているからです
13:05
So this is the first demo.
これが1つ目のデモです
13:09
I'm going to be very quick
because I want to show you the latest.
最新のものをお見せしたいので
少し急ぎますね
13:11
But what you see here
is the first rat getting informed
ここでは1匹目のマウスが
13:15
by a light that is going to show up
on the left of the cage
ケージの左側の光から
情報を受け
13:21
that he has to press the left cage
to basically get a reward.
ご褒美をもらうために
ケージの左側を押すのがわかります
13:24
He goes there and does it.
左へと移動していますね
13:27
And the same time,
he is sending a mental message
同時に このマウスは
光を目にしていないもう1匹に
13:29
to the second rat
that didn't see any light,
思考のメッセージを送っているのです
13:31
and the second rat,
in 70 percent of the times
ですから もう1匹のマウスも
70%の確率で
13:35
is going to press the left lever
and get a reward
網膜に光の刺激を受けることなく
13:37
without ever experiencing
the light in the retina.
左側に行って ご褒美をもらっています
13:41
Well, we took this
to a little higher limit
私たちはこれを
もう少し高度なものにして
13:45
by getting monkeys to collaborate
mentally in a brain net,
サルに脳のネットワークで
思考で共同作業させています
13:49
basically to donate their brain activity
脳の活動を共有しあい
13:54
and combine them to move
the virtual arm that I showed you before,
先ほどお見せした仮想の腕を
一緒に動かすのです
13:56
and what you see here is the first time
the two monkeys combine their brains,
これは2匹のサルがはじめて
脳の活動を組み合わせ
14:00
synchronize their brains perfectly
to get this virtual arm to move.
脳を完璧に同調させて
仮想の腕を動かす様子です
14:05
One monkey is controlling the x dimension,
1匹のサルはx軸を操作し
14:09
the other monkey
is controlling the y dimension.
もう1匹はy軸を操作します
14:12
But it gets a little more interesting
when you get three monkeys in there
しかし 3匹のサルに共同作業させ
14:14
and you ask one monkey to control x and y,
1匹にx軸とy軸を
14:19
the other monkey to control y and z,
もう1匹にy軸とz軸を
14:22
and the third one to control x and z,
そして3匹目にx軸とz軸を操作させると
大変興味深いことが起こります
14:25
and you make them all
play the game together,
3匹一緒に3Dの腕を動かして
14:28
moving the arm in 3D into a target
to get the famous Brazilian orange juice.
有名なブラジルのオレンジジュースを
手に入れるというゲームをプレイさせるのです
14:30
And they actually do.
実際に一緒にやりとげることができます
14:36
The black dot is the average
of all these brains working
黒い点は同時に平行して
働いている3匹の脳の
14:38
in parallel, in real time.
平均を表しています
14:43
That is the definition
of a biological computer,
これは生物コンピュータの定義で
14:46
interacting by brain activity
and achieving a motor goal.
脳の活動で交流し
運動目標を達成する様子です
14:49
Where is this going?
今後はどのように展開するのでしょう?
14:53
We have no idea.
それはわかりません
14:55
We're just scientists.
だってただの科学者ですからね
14:58
(Laughter)
(笑)
14:59
We are paid to be children,
私たちは給料をもらって
子供のように
15:01
to basically go to the edge
and discover what is out there.
限界を突き詰めて
そこにあるものを発見するだけのことです
15:03
But one thing I know:
わかっていることが1つだけあります
15:07
One day, in a few decades,
いつか 数十年後に
15:09
when our grandchildren
surf the Net just by thinking,
私たちの孫の世代は
考えるだけでネットサーフィンをしたり
15:11
or a mother donates her eyesight
to an autistic kid who cannot see,
目が不自由な自閉症の子供に
ある母親が視力をあげたり
15:15
or somebody speaks because
of a brain-to-brain bypass,
脳から脳への伝達のおかげで
しゃべれるようになったりするはずです
15:19
some of you will remember
that it all started on a winter afternoon
あなた方の中には ある冬の午後
ブラジルのサッカー場で行われた
15:22
in a Brazilian soccer field
with an impossible kick.
不可能なキックからすべてが始まったことを
覚えている人もいるかもしれません
15:28
Thank you.
ありがとうございました
15:32
(Applause)
(拍手)
15:34
Thank you.
ありがとう
15:43
Bruno Giussani: Miguel,
thank you for sticking to your time.
ブルーノ・ジュッサーニ:ミゲル
時間内に収めてくれてありがとう
15:59
I actually would have given you
a couple more minutes,
もう数分かけて 話してもらおうと思います
16:03
because there are a couple of points
we want to develop, and, of course,
いくつか詳しく知りたい点もあるし
16:05
clearly it seems that we need connected
brains to figure out where this is going.
今後の展開を理解するには脳同士の
コミュニケーションが必要ですからね
16:08
So let's connect all this together.
少し整理してみましょう
16:12
So if I'm understanding correctly,
私の理解が正しければ
16:14
one of the monkeys
is actually getting a signal
1匹のサルは信号を受け取り
16:16
and the other monkey
is reacting to that signal
もう1匹のサルはその信号に
反応しているのですよね
16:18
just because the first one is receiving it
and transmitting the neurological impulse.
1匹目が受け取って 神経学的信号を
発しているということですか?
16:21
Miguel Nicolelis:
No, it's a little different.
ミゲル:それは少し違います
16:25
No monkey knows of the existence
of the other two monkeys.
サルたちはサルが他に2匹いることを
知らないのです
16:27
They are getting a visual feedback in 2D,
彼らが視覚的に受けるフィードバックは
2次元なのですが
16:30
but the task they have
to accomplish is 3D.
遂行するタスクは3次元の中です
16:33
They have to move an arm
in three dimensions.
腕を3次元で動かさなければならないのです
16:36
But each monkey is only getting
the two dimensions on the video screen
それぞれのサルは
ビデオ・スクリーンで自分が操作する
16:38
that the monkey controls.
2次元しか見ていません
16:42
And to get that thing done,
それを行うには
16:44
you need at least two monkeys
to synchronize their brains,
最低2匹のサルが脳を同調させる
必要がありますが
16:47
but the ideal is three.
理想的には3匹必要です
16:49
So what we found out is that
when one monkey starts slacking down,
これでわかるのは
1匹がついていけなくなると
16:51
the other two monkeys
enhance their performance
他の2匹がよりよいパフォーマンスを見せ
16:55
to get the guy to come back,
1匹がついてこられるようにして
16:57
so this adjusts dynamically,
動的に調整するのです
16:59
but the global synchrony remains the same.
それでも全体の同調性は同じです
17:02
Now, if you flip
without telling the monkey
ここでサルに教えることなく
17:06
the dimensions that each brain
has to control,
それぞれの脳が操作する軸を切り替えると
17:09
like this guy is controlling x and y,
たとえば x軸とy軸を操作していたサルが
17:11
but he should be controlling now y and z,
今度はy軸とz軸を操作するとなると
17:13
instantaneously, that animal's brain
forgets about the old dimensions
即座に 動物の脳は
前のことを忘れて
17:16
and it starts concentrating
on the new dimensions.
新しい軸に集中し始めるのです
17:20
So what I need to say is
that no Turing machine,
ここで言いたいのは
どんなチューリング・マシンも
17:23
no computer can predict
what a brain net will do.
どんなコンピュータも脳のネットワークが
行うことを予測できないということです
17:26
So we will absorb technology
as part of us.
私たちは科学技術を
体の一部として吸収しても
17:30
Technology will never absorb us.
科学技術が私たちを
吸収することはありません
17:33
It's simply impossible.
単純に不可能なのです
17:35
BG: How many times have you tested this?
ブルーノ:何回実験を行ったのですか?
17:38
And how many times
have you succeeded versus failed?
失敗に対して 成功した回数は?
17:41
MN: Oh, tens of times.
ミゲル:何十回も行いました
17:44
With the three monkeys?
Oh, several times.
サル3匹でですか?
数回行いました
17:46
I wouldn't be able to talk about this here
unless I had done it a few times.
何回かやってみなければ
ここでお話しできませんから
17:48
And I forgot to mention, because of time,
時間を気にして 言い忘れましたが
17:53
that just three weeks ago,
a European group
ちょうど3週間前に
ヨーロッパの研究グループが
17:55
just demonstrated the first
man-to-man brain-to-brain connection.
人間同士の脳から脳への
伝達を初めて実践しました
17:59
BG: And how does that play?
ブルーノ:それはどういうものですか?
18:04
MN: There was one bit of information --
big ideas start in a humble way --
ミゲル:情報が少しあります 大きなアイディアは
いつも小さいものから始まるものです
18:06
but basically the brain activity
of one subject
1人の被験者の脳の活動が
18:10
was transmitted to a second object,
all non-invasive technology.
2人目の被験者に
非観血的技術で伝えられました
18:17
So the first subject got a message,
like our rats, a visual message,
マウスのように被験者1は
視覚的なメッセージを受け取り
18:21
and transmitted it to the second subject.
被験者2に伝達します
18:25
The second subject received
a magnetic pulse in the visual cortex,
被験者2は視覚野に
磁気パルスか別のパルスの
18:28
or a different pulse,
two different pulses.
2つの異なるパルスを受け取ります
18:32
In one pulse, the subject saw something.
1つのパルスは 被験者が
あるものを見たことを示し
18:36
On the other pulse,
he saw something different.
もう1つは 別のものを見た
ということを示すものです
18:38
And he was able to verbally indicate
被験者2は被験者1が
18:40
what was the message
the first subject was sending
大陸間のインターネットを通じて送った
18:42
through the Internet across continents.
メッセージを言葉で示すことができたそうです
18:45
Moderator: Wow.
Okay, that's where we are going.
ブルーノ:おお
そのような方向に進んでいるのですね
18:48
That's the next TED Talk
at the next conference.
それは次のTEDカンファレンスで
話してもらいましょう
18:51
Miguel Nicolelis, thank you.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
ミゲル・ニコレリスでした ありがとう
ミゲル:ありがとう ブルーノ
18:53
Translated by Moe Shoji
Reviewed by Masaki Yanagishita

▲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.