ABOUT THE SPEAKER
Sheila Nirenberg - Neuroscientist
Sheila Nirenberg studies how the brain encodes information -- possibly allowing us to decode it, and maybe develop prosthetic sensory devices.

Why you should listen

Sheila Nirenberg is a neuroscientist/professor at Weill Medical College of Cornell University, where she studies neural coding – that is, how the brain takes information from the outside world and encodes it in patterns of electrical activity. The idea is to be able to decode the activity, to look at a pattern of electrical pulses and know what an animal is seeing or thinking or feeling.  Recently, she’s been using this work to develop new kinds of prosthetic devices, particularly ones for treating blindness.


More profile about the speaker
Sheila Nirenberg | Speaker | TED.com
TEDMED 2011

Sheila Nirenberg: A prosthetic eye to treat blindness

Sheila Nirenberg: Een prothetisch oog om blindheid te behandelen

Filmed:
470,530 views

Bij TEDMED toont Sheila Nirenberg een gedurfde manier om mensen met bepaalde soorten blindheid opnieuw te laten zien door signalen van een camera via de optische zenuw direct naar de hersenen te zenden.
- Neuroscientist
Sheila Nirenberg studies how the brain encodes information -- possibly allowing us to decode it, and maybe develop prosthetic sensory devices. Full bio

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

00:15
I studystudie how the brainhersenen processesprocessen
0
0
2000
Ik bestudeer hoe het brein
00:17
informationinformatie. That is, how it takes
1
2000
2000
informatie verwerkt. Hoe het
00:19
informationinformatie in from the outsidebuiten worldwereld-, and
2
4000
2000
informatie vanuit de buitenwereld opneemt en
00:21
convertsconverteert it into patternspatronen of electricalelektrisch activityactiviteit,
3
6000
2000
dit omzet in patronen van elektrische activiteit
00:23
and then how it usestoepassingen those patternspatronen
4
8000
2000
en vervolgens hoe het die patronen gebruikt
00:25
to allowtoestaan you to do things --
5
10000
2000
om je dingen te laten doen zoals
00:27
to see, hearhoren, to reachberijk for an objectvoorwerp.
6
12000
2000
zien, horen of naar een voorwerp reiken.
00:29
So I'm really a basicbasis- scientistwetenschapper, not
7
14000
2000
Ik ben basiswetenschapper, geen
00:31
a clinicianBD Worldwide, but in the last yearjaar and a halfvoor de helft
8
16000
2000
clinicus, maar in het afgelopen anderhalf jaar
00:33
I've startedbegonnen to switchschakelaar over, to use what
9
18000
2000
ben ik overgeschakeld om wat
00:35
we'vewij hebben been learningaan het leren about these patternspatronen
10
20000
2000
we geleerd hebben over deze activiteitspatronen
00:37
of activityactiviteit to developontwikkelen prostheticprothetische devicesapparaten,
11
22000
3000
toe te passen om prothesen te ontwikkelen.
00:40
and what I wanted to do todayvandaag is showtonen you
12
25000
2000
Vandaag wil ik jullie daar
00:42
an examplevoorbeeld of this.
13
27000
2000
een voorbeeld van laten zien.
00:44
It's really our first forayinval into this.
14
29000
2000
Het zijn echt onze eerste pogingen in deze richting.
00:46
It's the developmentontwikkeling of a prostheticprothetische deviceapparaat
15
31000
2000
Het is de ontwikkeling van een prothese
00:48
for treatingbehandelen blindnessblindheid.
16
33000
2000
voor het behandelen van blindheid.
00:50
So let me startbegin in on that problemprobleem.
17
35000
2000
Laat me beginnen over dat probleem.
00:52
There are 10 millionmiljoen people in the U.S.
18
37000
2000
Er zijn 10 miljoen mensen in de VS,
00:54
and manyveel more worldwidewereldwijd who are blindBlind
19
39000
2000
en nog veel meer over de hele wereld, die blind zijn
00:56
or are facinggeconfronteerd blindnessblindheid dueten gevolge to diseasesziekten
20
41000
2000
of worden geconfronteerd met blindheid als gevolg van ziekten
00:58
of the retinanetvlies, diseasesziekten like
21
43000
2000
van het netvlies, ziekten als
01:00
macularmacula degenerationdegeneratie, and there's little
22
45000
2000
macula-degeneratie en er is weinig
01:02
that can be donegedaan for them.
23
47000
2000
dat voor hen kan worden gedaan.
01:04
There are some drugdrug treatmentsbehandelingen, but
24
49000
2000
Er zijn een aantal behandelingen met medicijnen, maar
01:06
they're only effectiveeffectief on a smallklein fractionfractie
25
51000
2000
ze zijn alleen effectief voor een klein deel
01:08
of the populationbevolking. And so, for the vastgroot
26
53000
2000
van de bevolking. Voor het overgrote
01:10
majoritymeerderheid of patientspatiënten, theirhun bestbeste hopehoop for
27
55000
2000
deel van de patiënten zijn prothesen
01:12
regainingherwinnen sightzicht is throughdoor prostheticprothetische devicesapparaten.
28
57000
2000
de beste hoop voor het herwinnen van hun zicht.
01:14
The problemprobleem is that currentactueel prostheticsprotheses
29
59000
2000
Het probleem is dat de huidige prothesen
01:16
don't work very well. They're still very
30
61000
2000
niet erg goed werken. Ze zijn nog steeds zeer
01:18
limitedbeperkt in the visionvisie that they can providevoorzien.
31
63000
2000
beperkt in het zicht dat zij kunnen bieden.
01:20
And so, you know, for examplevoorbeeld, with these
32
65000
2000
Met deze apparaten
01:22
devicesapparaten, patientspatiënten can see simpleeenvoudig things
33
67000
2000
kunnen patiënten eenvoudige dingen zien
01:24
like brighthelder lightslichten and highhoog contrastcontrast edgesranden,
34
69000
2000
zoals fel licht en hoog contrasterende randen,
01:26
not very much more, so nothing closedichtbij
35
71000
2000
niet erg veel meer, dus niets dat
01:28
to normalnormaal visionvisie has been possiblemogelijk.
36
73000
3000
het normale zien benadert.
01:31
So what I'm going to tell you about todayvandaag
37
76000
2000
Waarover ik het vandaag ga hebben,
01:33
is a deviceapparaat that we'vewij hebben been workingwerkend on
38
78000
2000
is een apparaat waar we aan hebben gewerkt
01:35
that I think has the potentialpotentieel to make
39
80000
2000
en waarvan ik denk dat
01:37
a differenceverschil, to be much more effectiveeffectief,
40
82000
2000
het een verschil gaat maken, veel effectiever gaat zijn.
01:39
and what I wanted to do is showtonen you
41
84000
2000
Ik wil jullie laten zien
01:41
how it workswerken. Okay, so let me back up a
42
86000
2000
hoe het werkt. Laat ik even teruggaan
01:43
little bitbeetje and showtonen you how a normalnormaal retinanetvlies
43
88000
2000
en jullie eerst laten zien hoe een normaal netvlies
01:45
workswerken first so you can see the problemprobleem
44
90000
2000
werkt, zodat jullie kunnen zien welk probleem
01:47
that we were tryingproberen to solveoplossen.
45
92000
2000
we probeerden op te lossen.
01:49
Here you have a retinanetvlies.
46
94000
2000
Hier heb je een netvlies.
01:51
So you have an imagebeeld, a retinanetvlies, and a brainhersenen.
47
96000
2000
Je ziet een beeld, een netvlies en een brein.
01:53
So when you look at something, like this imagebeeld
48
98000
2000
Als je kijkt naar iets als dit beeld
01:55
of this baby'sbaby's facegezicht, it goesgaat into your eyeoog
49
100000
2000
van het gezicht van deze baby, gaat het je oog in
01:57
and it landslandt on your retinanetvlies, on the front-endfront-end
50
102000
2000
en komt terecht op je netvlies, op deze voorste
01:59
cellscellen here, the photoreceptorsfotoreceptoren.
51
104000
2000
cellen hier, de fotoreceptoren.
02:01
Then what happensgebeurt is the retinalretinale circuitrycircuits,
52
106000
2000
Dan gaan de netvliescircuits,
02:03
the middlemidden- partdeel, goesgaat to work on it,
53
108000
2000
het middelste deel, dat bewerken.
02:05
and what it does is it performsvoert operationsactiviteiten
54
110000
2000
Ze voeren bewerkingen uit,
02:07
on it, it extractsextracten informationinformatie from it, and it
55
112000
2000
halen er informatie uit en
02:09
convertsconverteert that informationinformatie into a codecode.
56
114000
2000
zetten deze informatie om in een code.
02:11
And the codecode is in the formformulier of these patternspatronen
57
116000
2000
De code is in de vorm van deze patronen
02:13
of electricalelektrisch pulsespulsen that get sentverzonden
58
118000
2000
van elektrische pulsen die naar
02:15
up to the brainhersenen, and so the keysleutel thing is
59
120000
2000
het brein worden gestuurd. Het belangrijkste is
02:17
that the imagebeeld ultimatelytenslotte getskrijgt convertedgeconverteerd
60
122000
2000
dat het beeld uiteindelijk wordt omgezet
02:19
into a codecode. And when I say codecode,
61
124000
2000
in een code. Als ik zeg code,
02:21
I do literallyletterlijk mean codecode.
62
126000
2000
bedoel ik letterlijk code.
02:23
Like this patternpatroon of pulsespulsen here actuallywerkelijk meansmiddelen "baby'sbaby's facegezicht,"
63
128000
3000
Net als dit patroon van pulsen hier eigenlijk 'baby's gezicht' betekent.
02:26
and so when the brainhersenen getskrijgt this patternpatroon
64
131000
2000
Als het brein dit patroon
02:28
of pulsespulsen, it knowsweet that what was out there
65
133000
2000
van pulsen ontvangt, weet het dat er daar
02:30
was a baby'sbaby's facegezicht, and if it
66
135000
2000
een babygezicht is. Als het
02:32
got a differentverschillend patternpatroon it would know
67
137000
2000
een ander patroon kreeg zou het dat
02:34
that what was out there was, say, a doghond,
68
139000
2000
ook herkennen, bijvoorbeeld een hond
02:36
or anothereen ander patternpatroon would be a househuis.
69
141000
2000
of een huis.
02:38
AnywayHoe dan ook, you get the ideaidee.
70
143000
2000
Dat is het idee.
02:40
And, of courseCursus, in realecht life, it's all dynamicdynamisch,
71
145000
2000
In het echte leven verloopt het natuurlijk allemaal dynamisch,
02:42
meaningbetekenis that it's changingveranderen all the time,
72
147000
2000
het is de hele tijd aan het veranderen,
02:44
so the patternspatronen of pulsespulsen are changingveranderen
73
149000
2000
zodat de patronen van de pulsen
02:46
all the time because the worldwereld- you're
74
151000
2000
de hele tijd veranderen, omdat de wereld waar je naar
02:48
looking at is changingveranderen all the time too.
75
153000
3000
kijkt ook de hele tijd verandert.
02:51
So, you know, it's sortsoort of a complicatedingewikkeld
76
156000
2000
Het is ingewikkeld.
02:53
thing. You have these patternspatronen of pulsespulsen
77
158000
2000
Elke milliseconde komen deze patronen van pulsen
02:55
comingkomt eraan out of your eyeoog everyelk millisecondmilliseconde
78
160000
2000
van je ogen en
02:57
tellingvertellen your brainhersenen what it is that you're seeingziend.
79
162000
2000
vertellen je hersenen wat je ziet.
02:59
So what happensgebeurt when a personpersoon
80
164000
2000
Wat gebeurt er nu wanneer iemand
03:01
getskrijgt a retinalretinale degenerativedegeneratieve diseaseziekte like
81
166000
2000
een retinale degeneratieve ziekte als
03:03
macularmacula degenerationdegeneratie? What happensgebeurt is
82
168000
2000
maculadegeneratie krijgt? Dan gaan
03:05
is that, the front-endfront-end cellscellen diedood gaan,
83
170000
2000
deze voorste cellen, de fotoreceptoren, afsterven
03:07
the photoreceptorsfotoreceptoren diedood gaan, and over time,
84
172000
2000
en na verloop van tijd sterven
03:09
all the cellscellen and the circuitscircuits that are
85
174000
2000
alle cellen en de circuits die
03:11
connectedaangesloten to them, they diedood gaan too.
86
176000
2000
ermee verbonden zijn ook af.
03:13
UntilTot the only things that you have left
87
178000
2000
Totdat de enige dingen die nog overblijven
03:15
are these cellscellen here, the outputuitgang cellscellen,
88
180000
2000
deze cellen zijn, de outputcellen,
03:17
the onesdegenen that sendsturen the signalssignalen to the brainhersenen,
89
182000
2000
die de signalen doorsturen naar het brein.
03:19
but because of all that degenerationdegeneratie
90
184000
2000
Maar door al die degeneratie
03:21
they aren'tzijn niet sendingBezig met verzenden any signalssignalen anymoremeer.
91
186000
2000
zenden ze geen signalen meer door.
03:23
They aren'tzijn niet gettingkrijgen any inputinvoer, so
92
188000
2000
Ze krijgen geen input meer, zodat
03:25
the person'spersonen brainhersenen no longerlanger getskrijgt
93
190000
2000
het brein niet langer
03:27
any visualzichtbaar informationinformatie --
94
192000
2000
visuele informatie ontvangt -
03:29
that is, he or she is blindBlind.
95
194000
3000
dat wil zeggen, hij of zij is blind geworden.
03:32
So, a solutionoplossing to the problemprobleem, then,
96
197000
2000
Een oplossing voor dat probleem
03:34
would be to buildbouwen a deviceapparaat that could mimicnabootsen
97
199000
2000
zou een apparaat zijn dat
03:36
the actionsacties of that front-endfront-end circuitrycircuits
98
201000
2000
de acties van dat voorste circuit kan nabootsen
03:38
and sendsturen signalssignalen to the retina'shet netvlies outputuitgang cellscellen,
99
203000
2000
en signalen sturen naar de outputcellen van het netvlies
03:40
and they can go back to doing theirhun
100
205000
2000
zodat ze hun normale werk van het verzenden
03:42
normalnormaal jobbaan of sendingBezig met verzenden signalssignalen to the brainhersenen.
101
207000
2000
van signalen naar het brein terug kunnen doen.
03:44
So this is what we'vewij hebben been workingwerkend on,
102
209000
2000
Daar hebben we aan gewerkt
03:46
and this is what our prostheticprothetische does.
103
211000
2000
en dit is wat onze prothese doet.
03:48
So it consistsbestaat of two partsonderdelen, what we call
104
213000
2000
Ze bestaat uit twee delen die wij
03:50
an encoderencoder and a transducertransducer.
105
215000
2000
encoder en transducer noemen.
03:52
And so the encoderencoder does just
106
217000
2000
De encoder doet precies
03:54
what I was sayinggezegde: it mimicsbootst the actionsacties
107
219000
2000
wat ik zeg: het bootst de acties
03:56
of the front-endfront-end circuitrycircuits -- so it takes imagesafbeeldingen
108
221000
2000
van het voorste circuit na - het neemt beelden op
03:58
in and convertsconverteert them into the retina'shet netvlies codecode.
109
223000
2000
en zet ze om in de code van het netvlies.
04:00
And then the transducertransducer then makesmerken the
110
225000
2000
Dan laat de transducer vervolgens de
04:02
outputuitgang cellscellen sendsturen the codecode on up
111
227000
2000
outputcellen de code
04:04
to the brainhersenen, and the resultresultaat is
112
229000
2000
naar het brein sturen. Het resultaat is
04:06
a retinalretinale prostheticprothetische that can produceproduceren
113
231000
3000
een netvliesprothese die
04:09
normalnormaal retinalretinale outputuitgang.
114
234000
2000
normale retinale output kan produceren.
04:11
So a completelyhelemaal blindBlind retinanetvlies,
115
236000
2000
Een volledig blind netvlies,
04:13
even one with no front-endfront-end circuitrycircuits at all,
116
238000
2000
zelfs een zonder voorste circuit,
04:15
no photoreceptorsfotoreceptoren,
117
240000
2000
zonder fotoreceptoren,
04:17
can now sendsturen out normalnormaal signalssignalen,
118
242000
2000
kan nu normale signalen uitsturen,
04:19
signalssignalen that the brainhersenen can understandbegrijpen.
119
244000
3000
signalen die het brein kan begrijpen.
04:22
So no other deviceapparaat has been ablein staat
120
247000
2000
Geen ander apparaat
04:24
to do this.
121
249000
2000
kon dat.
04:26
Okay, so I just want to take
122
251000
2000
Ik wil iets
04:28
a sentencezin or two to say something about
123
253000
2000
meer vertellen over
04:30
the encoderencoder and what it's doing, because
124
255000
2000
de encoder en wat hij doet, want
04:32
it's really the keysleutel partdeel and it's
125
257000
2000
dat is echt het sleutelgedeelte:
04:34
sortsoort of interestinginteressant and kindsoort of coolkoel.
126
259000
2000
interessant en een beetje cool.
04:36
I'm not sure "coolkoel" is really the right wordwoord, but
127
261000
2000
Ik weet niet of 'cool' wel het juiste woord is, maar
04:38
you know what I mean.
128
263000
2000
je weet wat ik bedoel.
04:40
So what it's doing is, it's replacingvervangen
129
265000
2000
Hij vervangt
04:42
the retinalretinale circuitrycircuits, really the gutsingewanden of
130
267000
2000
het netvliescircuit, de cellen van
04:44
the retinalretinale circuitrycircuits, with a setreeks of equationsvergelijkingen,
131
269000
2000
het netvliescircuit, door een set vergelijkingen,
04:46
a setreeks of equationsvergelijkingen that we can implementuitvoeren
132
271000
2000
een set vergelijkingen die we kunnen implementeren
04:48
on a chipspaander. So it's just mathwiskunde.
133
273000
2000
op een chip. Het is gewoon wiskunde.
04:50
In other wordstekst, we're not literallyletterlijk replacingvervangen
134
275000
3000
We vervangen dus niet letterlijk
04:53
the componentscomponenten of the retinanetvlies.
135
278000
2000
de onderdelen van het netvlies.
04:55
It's not like we're makingmaking a little mini-deviceMini apparaat
136
280000
2000
Het is niet alsof we een klein mini-apparaat maken
04:57
for eachelk of the differentverschillend cellcel typestypes.
137
282000
2000
voor elk van de verschillende celtypen.
04:59
We'veWe hebben just abstractedgeabstraheerd what the
138
284000
2000
We hebben alleen maar met een set vergelijkingen
05:01
retina'shet netvlies doing with a setreeks of equationsvergelijkingen.
139
286000
2000
geabstraheerd wat het netvlies doet.
05:03
And so, in a way, the equationsvergelijkingen are servingportie
140
288000
2000
De vergelijkingen dienen
05:05
as sortsoort of a codebookCodebook. An imagebeeld comeskomt in,
141
290000
2000
als een soort van codeboek. Een beeld komt binnen,
05:07
goesgaat throughdoor the setreeks of equationsvergelijkingen,
142
292000
3000
gaat door de set vergelijkingen,
05:10
and out comeskomt streamsstreams of electricalelektrisch pulsespulsen,
143
295000
2000
en dan komen stromen van elektrische pulsen eruit
05:12
just like a normalnormaal retinanetvlies would produceproduceren.
144
297000
4000
net zoals een normaal netvlies die zou leveren.
05:16
Now let me put my moneygeld
145
301000
2000
Om dit hard te maken
05:18
where my mouthmond is and showtonen you that
146
303000
2000
wil ik jullie laten zien dat
05:20
we can actuallywerkelijk produceproduceren normalnormaal outputuitgang,
147
305000
2000
we normale output kunnen produceren
05:22
and what the implicationsimplicaties of this are.
148
307000
2000
en wat de implicaties ervan zijn.
05:24
Here are threedrie setssets of
149
309000
2000
Hier zijn drie sets van
05:26
firingvuren patternspatronen. The toptop one is from
150
311000
2000
signaalpatronen. De bovenste is van
05:28
a normalnormaal animaldier, the middlemidden- one is from
151
313000
2000
een normaal dier, de middelste van
05:30
a blindBlind animaldier that's been treatedbehandelde with
152
315000
2000
een blind dier dat behandeld is met
05:32
this encoder-transducerencoder-transducer deviceapparaat, and the
153
317000
2000
dit encoder-transducerapparaat en de
05:34
bottombodem one is from a blindBlind animaldier treatedbehandelde
154
319000
2000
onderste van een blind dier
05:36
with a standardstandaard- prostheticprothetische.
155
321000
2000
met een standaardprothese.
05:38
So the bottombodem one is the state-of-the-arthet nieuwste van het nieuwste
156
323000
2000
De onderste is het state-of-the-art
05:40
deviceapparaat that's out there right now, whichwelke is
157
325000
2000
apparaat van dit moment. Het is
05:42
basicallyeigenlijk madegemaakt up of lightlicht detectorsdetectoren,
158
327000
2000
in principe opgebouwd uit lichtdetectoren,
05:44
but no encoderencoder. So what we did was we
159
329000
2000
maar heeft geen encoder. We toonden
05:46
presentedgepresenteerd moviesfilms of everydayelke dag things --
160
331000
2000
films van alledaagse dingen -
05:48
people, babiesbabies, parkpark benchesbanken,
161
333000
2000
mensen, baby's, bankjes in het park,
05:50
you know, regularregelmatig things happeninggebeurtenis -- and
162
335000
2000
kortom gewone dingen - en
05:52
we recordedopgenomen the responsesReacties from the retinasnetvlies
163
337000
2000
we hebben de reacties van het netvlies
05:54
of these threedrie groupsgroepen of animalsdieren.
164
339000
2000
van deze drie groepen van dieren opgenomen.
05:56
Now just to orientOrient you, eachelk boxdoos is showingtonen
165
341000
2000
Om je even wegwijs te maken: elk vak toont
05:58
the firingvuren patternspatronen of severalverscheidene cellscellen,
166
343000
2000
de signaalpatronen van meerdere cellen.
06:00
and just as in the previousvoorgaand slidesslides,
167
345000
2000
Net als in de vorige dia's
06:02
eachelk rowrij is a differentverschillend cellcel,
168
347000
2000
staat elke rij voor een andere cel.
06:04
and I just madegemaakt the pulsespulsen a little bitbeetje smallerkleiner
169
349000
2000
Ik maakte de pulsen een beetje kleiner
06:06
and thinnerdunner so I could showtonen you
170
351000
3000
en dunner, zodat ik jullie
06:09
a long stretchrekken of datagegevens.
171
354000
2000
een lange strook van gegevens kon laten zien.
06:11
So as you can see, the firingvuren patternspatronen
172
356000
2000
Zoals je kunt zien sluiten de signaalpatronen
06:13
from the blindBlind animaldier treatedbehandelde with
173
358000
2000
van het blinde dier, behandeld met
06:15
the encoder-transducerencoder-transducer really do very
174
360000
2000
de encoder-transducer, echt heel
06:17
closelyvan nabij matchbij elkaar passen the normalnormaal firingvuren patternspatronen --
175
362000
2000
nauw aan bij de normale signaalpatronen.
06:19
and it's not perfectperfect, but it's prettymooi good --
176
364000
2000
Niet perfect, maar toch vrij goed.
06:21
and the blindBlind animaldier treatedbehandelde with
177
366000
2000
Van het blinde dier behandeld met
06:23
the standardstandaard- prostheticprothetische,
178
368000
2000
de standaardprothese
06:25
the responsesReacties really don't.
179
370000
2000
is de respons niet echt goed.
06:27
And so with the standardstandaard- methodmethode,
180
372000
3000
Met de standaardmethode
06:30
the cellscellen do firebrand, they just don't firebrand
181
375000
2000
geven de cellen wel een signaal, maar ze geven
06:32
in the normalnormaal firingvuren patternspatronen because
182
377000
2000
geen normale signaalpatronen omdat
06:34
they don't have the right codecode.
183
379000
2000
ze de juiste code niet hebben.
06:36
How importantbelangrijk is this?
184
381000
2000
Hoe belangrijk is dit?
06:38
What's the potentialpotentieel impactbotsing
185
383000
2000
Wat is de mogelijke impact
06:40
on a patient'spatiënten abilityvermogen to see?
186
385000
3000
op het gezichtsvermogen van een patiënt?
06:43
So I'm just going to showtonen you one
187
388000
2000
Ik ga jullie nog
06:45
bottom-lineBottom-line experimentexperiment that answersantwoorden this,
188
390000
2000
een cruciaal experiment tonen dat hierop een antwoord geeft.
06:47
and of courseCursus I've got a lot of other datagegevens,
189
392000
2000
Natuurlijk heb ik nog een heleboel andere gegevens.
06:49
so if you're interestedgeïnteresseerd I'm happygelukkig
190
394000
2000
Als je geïnteresseerd bent, kan ik
06:51
to showtonen more. So the experimentexperiment
191
396000
2000
nog veel meer laten zien. Het experiment
06:53
is calledriep a reconstructionwederopbouw experimentexperiment.
192
398000
2000
heet een reconstructie-experiment.
06:55
So what we did is we tooknam a momentmoment
193
400000
2000
We namen een tijdsmoment
06:57
in time from these recordingsopnamen and askedgevraagd,
194
402000
3000
van deze opnamen en vroegen ons af
07:00
what was the retinanetvlies seeingziend at that momentmoment?
195
405000
2000
wat het netvlies toen zag.
07:02
Can we reconstructreconstrueren what the retinanetvlies
196
407000
2000
Kunnen we reconstrueren wat het netvlies
07:04
was seeingziend from the responsesReacties
197
409000
2000
kon opmaken uit de reacties
07:06
from the firingvuren patternspatronen?
198
411000
2000
van de signaalpatronen?
07:08
So, when we did this for responsesReacties
199
413000
3000
We deden dit voor de reacties
07:11
from the standardstandaard- methodmethode and from
200
416000
3000
van de standaardmethode en van
07:14
our encoderencoder and transducertransducer.
201
419000
2000
onze encoder en transducer.
07:16
So let me showtonen you, and I'm going to
202
421000
2000
Ik begin
07:18
startbegin with the standardstandaard- methodmethode first.
203
423000
2000
met de standaardmethode.
07:20
So you can see that it's prettymooi limitedbeperkt,
204
425000
2000
Je kunt zien dat ze erg beperkt is.
07:22
and because the firingvuren patternspatronen aren'tzijn niet
205
427000
2000
Omdat de signaalpatronen niet
07:24
in the right codecode, they're very limitedbeperkt in
206
429000
2000
in de juiste code zijn, zijn ze zeer beperkt in
07:26
what they can tell you about
207
431000
2000
wat ze kunnen vertellen over
07:28
what's out there. So you can see that
208
433000
2000
de omgeving. Je kunt zien dat
07:30
there's something there, but it's not so clearduidelijk
209
435000
2000
er daar iets is, maar het is niet zo duidelijk
07:32
what that something is, and this just sortsoort of
210
437000
2000
wat dat iets is. Dit demonstreert nog maar eens
07:34
circlescirkels back to what I was sayinggezegde in the
211
439000
2000
wat ik in het
07:36
beginningbegin, that with the standardstandaard- methodmethode,
212
441000
2000
begin zei, dat patiënten met de standaardmethode
07:38
patientspatiënten can see high-contrasthoog contrast edgesranden, they
213
443000
2000
hoog contrasterende randen kunnen zien, ze
07:40
can see lightlicht, but it doesn't easilygemakkelijk go
214
445000
2000
kunnen licht zien, maar dat is het dan ook.
07:42
furtherverder than that. So what was
215
447000
2000
Wat stelt het beeld voor?
07:44
the imagebeeld? It was a baby'sbaby's facegezicht.
216
449000
3000
Een babygezicht.
07:47
So what about with our approachnadering,
217
452000
2000
Hoe zit het nu met onze aanpak,
07:49
addingtoe te voegen the codecode? And you can see
218
454000
2000
het toevoegen van de code? Je kunt zien
07:51
that it's much better. Not only can you
219
456000
2000
dat het veel beter is. Niet alleen kan je
07:53
tell that it's a baby'sbaby's facegezicht, but you can
220
458000
2000
zien dat het een babygezicht is, maar je kunt
07:55
tell that it's this baby'sbaby's facegezicht, whichwelke is a
221
460000
2000
zien dat het het gezicht van deze baby is, wat een
07:57
really challenginguitdagend tasktaak.
222
462000
2000
echt uitdagende taak is.
07:59
So on the left is the encoderencoder
223
464000
2000
Aan de linkerkant is het van de encoder alleen
08:01
alonealleen, and on the right is from an actualwerkelijk
224
466000
2000
en aan de rechterkant is het van een werkelijk
08:03
blindBlind retinanetvlies, so the encoderencoder and the transducertransducer.
225
468000
2000
blind netvlies, dus met de encoder en de transducer.
08:05
But the keysleutel one really is the encoderencoder alonealleen,
226
470000
2000
Maar het belangrijkste is de encoder alleen,
08:07
because we can teamteam up the encoderencoder with
227
472000
2000
want we kunnen de encoder laten werken met
08:09
the differentverschillend transducertransducer.
228
474000
2000
een verschillende transducer.
08:11
This is just actuallywerkelijk the first one that we triedbeproefd.
229
476000
2000
Dit is gewoon de eerste die we hebben uitgeprobeerd.
08:13
I just wanted to say something about the standardstandaard- methodmethode.
230
478000
2000
Ik wilde alleen maar iets over de standaardmethode zeggen.
08:15
When this first camekwam out, it was just a really
231
480000
2000
Toen deze voor het eerst uitkwam, was het gewoon een heel
08:17
excitingopwindend thing, the ideaidee that you
232
482000
2000
spannend iets, alleen het idee al dat je
08:19
even make a blindBlind retinanetvlies respondreageren at all.
233
484000
3000
zelfs een blind netvlies kon laten reageren.
08:22
But there was this limitingbeperkend factorfactor,
234
487000
3000
Maar er was een beperkende factor,
08:25
the issuekwestie of the codecode, and how to make
235
490000
2000
de kwestie van de code en hoe
08:27
the cellscellen respondreageren better,
236
492000
2000
de respons van de cellen te verbeteren,
08:29
produceproduceren normalnormaal responsesReacties,
237
494000
2000
ze normale reacties te laten produceren.
08:31
and so this was our contributionbijdrage.
238
496000
2000
Dat was onze bijdrage.
08:33
Now I just want to wrapinpakken up,
239
498000
2000
Samengevat
08:35
and as I was mentioningvermelden earliervroeger
240
500000
2000
zoals ik eerder al zei,
08:37
of courseCursus I have a lot of other datagegevens
241
502000
2000
heb ik natuurlijk nog een hoop andere gegevens,
08:39
if you're interestedgeïnteresseerd, but I just wanted to give
242
504000
2000
mocht je geïnteresseerd zijn. Ik wilde
08:41
this sortsoort of basicbasis- ideaidee
243
506000
2000
dit basisidee meegeven
08:43
of beingwezen ablein staat to communicatecommuniceren
244
508000
3000
dat de mogelijkheid er is om te communiceren
08:46
with the brainhersenen in its languagetaal, and
245
511000
2000
met het brein in zijn eigen taal en
08:48
the potentialpotentieel powermacht of beingwezen ablein staat to do that.
246
513000
3000
wat de mogelijkheid om dat te doen, betekent.
08:51
So it's differentverschillend from the motormotor prostheticsprotheses
247
516000
2000
Het is dus anders dan bij bewegingsprothesen
08:53
where you're communicatingcommuniceren from the brainhersenen
248
518000
2000
waar je communiceert vanuit het brein
08:55
to a deviceapparaat. Here we have to communicatecommuniceren
249
520000
2000
naar een apparaat. Hier communiceren we
08:57
from the outsidebuiten worldwereld-
250
522000
2000
van de buitenwereld
08:59
into the brainhersenen and be understoodbegrijpelijk,
251
524000
2000
naar het brein en worden begrepen,
09:01
and be understoodbegrijpelijk by the brainhersenen.
252
526000
2000
begrepen door het brein.
09:03
And then the last thing I wanted
253
528000
2000
Het laatste wat ik nog wilde
09:05
to say, really, is to emphasizebenadrukken
254
530000
2000
zeggen, is benadrukken dat het idee
09:07
that the ideaidee generalizesveralgemeent.
255
532000
2000
voor andere toepassingen kan worden gebruikt.
09:09
So the samedezelfde strategystrategie that we used
256
534000
2000
Dezelfde strategie die we hebben gebruikt
09:11
to find the codecode for the retinanetvlies we can alsoook
257
536000
2000
om de code te vinden voor het netvlies kunnen we ook
09:13
use to find the codecode for other areasgebieden,
258
538000
2000
gebruiken om de code voor andere gebieden te vinden,
09:15
for examplevoorbeeld, the auditorygehoor- systemsysteem and
259
540000
2000
bijvoorbeeld, het auditieve systeem en
09:17
the motormotor systemsysteem, so for treatingbehandelen deafnessdoofheid
260
542000
2000
het bewegingssysteem, dus voor de behandeling van doofheid
09:19
and for motormotor disordersaandoeningen.
261
544000
2000
en voor motorische stoornissen.
09:21
So just the samedezelfde way that we were ablein staat to
262
546000
2000
Op dezelfde manier dat we in staat waren om
09:23
jumpspringen over the damagedbeschadigde
263
548000
2000
over de beschadigde
09:25
circuitrycircuits in the retinanetvlies to get to the retina'shet netvlies
264
550000
2000
circuits in het netvlies te springen naar de outputcellen
09:27
outputuitgang cellscellen, we can jumpspringen over the
265
552000
2000
van het netvlies kunnen we over de
09:29
damagedbeschadigde circuitrycircuits in the cochleaslakkenhuis
266
554000
2000
beschadigde circuits in het slakkenhuis springen
09:31
to get the auditorygehoor- nervezenuw,
267
556000
2000
om de gehoorzenuw vast te krijgen
09:33
or jumpspringen over damagedbeschadigde areasgebieden in the cortexschors,
268
558000
2000
of springen over beschadigde gebieden in de cortex,
09:35
in the motormotor cortexschors, to bridgebrug the gapkloof
269
560000
3000
in de motorische cortex om de kloof te overbruggen
09:38
producedgeproduceerd by a strokeberoerte.
270
563000
2000
die het resultaat was van een beroerte.
09:40
I just want to endeinde with a simpleeenvoudig
271
565000
2000
Ik wil eindigen met de simpele
09:42
messagebericht that understandingbegrip the codecode
272
567000
2000
mededeling dat het begrijpen van de code
09:44
is really, really importantbelangrijk, and if we
273
569000
2000
echt, echt belangrijk is en als we de code
09:46
can understandbegrijpen the codecode,
274
571000
2000
kunnen begrijpen,
09:48
the languagetaal of the brainhersenen, things becomeworden
275
573000
2000
de taal van het brein, worden dingen
09:50
possiblemogelijk that didn't seemlijken obviouslyduidelijk
276
575000
2000
mogelijk die vroeger
09:52
possiblemogelijk before. Thank you.
277
577000
2000
onmogelijk leken. Dank je.
09:54
(ApplauseApplaus)
278
579000
5000
(Applaus)
Translated by Rik Delaet
Reviewed by Christel Foncke

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Sheila Nirenberg - Neuroscientist
Sheila Nirenberg studies how the brain encodes information -- possibly allowing us to decode it, and maybe develop prosthetic sensory devices.

Why you should listen

Sheila Nirenberg is a neuroscientist/professor at Weill Medical College of Cornell University, where she studies neural coding – that is, how the brain takes information from the outside world and encodes it in patterns of electrical activity. The idea is to be able to decode the activity, to look at a pattern of electrical pulses and know what an animal is seeing or thinking or feeling.  Recently, she’s been using this work to develop new kinds of prosthetic devices, particularly ones for treating blindness.


More profile about the speaker
Sheila Nirenberg | Speaker | TED.com