TED2017
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: O que acontece em seu cérebro quando você presta atenção?
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Atenção não é somente sobre o que nos concentramos - é também sobre o que nosso cérebro filtra. Investigando padrões no cérebro quando as pessoas tentam se concentrar, o neurocientista computacional Mehdi Ordikhani-Seyedlar espera unir o cérebro ao computador, construindo modelos que podem ser usados para tratar TDAH e ajudar quem perdeu a habilidade de se comunicar. Ouça mais sobre essa interessante ciência nessa curta e fascinante palestra.
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - Neuroscientist
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces. Full bio
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces. Full bio
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00:12
Paying close attention to something:
0
760
2480
Prestar muita atenção em algo:
00:15
Not that easy, is it?
1
3280
1240
não é fácil, é?
00:17
It's because our attention is pulled
in so many different directions at a time,
in so many different directions at a time,
2
5520
5016
É porque nossa atenção é puxada
em muitas direções ao mesmo tempo
em muitas direções ao mesmo tempo
00:22
and it's in fact pretty impressive
if you can stay focused.
if you can stay focused.
3
10560
4080
e de fato é muito impressionante
se você consegue ficar concentrado.
se você consegue ficar concentrado.
00:28
Many people think that attention
is all about what we are focusing on,
is all about what we are focusing on,
4
16360
4056
Muitas pessoas pensam que atenção se trata
daquilo em que estamos concentrados,
daquilo em que estamos concentrados,
00:32
but it's also about what information
our brain is trying to filter out.
our brain is trying to filter out.
5
20440
4800
mas é também sobre quais informações
nosso cérebro está tentando filtrar.
nosso cérebro está tentando filtrar.
00:38
There are two ways
you direct your attention.
you direct your attention.
6
26320
2720
Existem duas formas
que você direciona sua atenção.
que você direciona sua atenção.
00:41
First, there's overt attention.
7
29600
1560
Primeiro há a atenção explícita.
00:43
In overt attention,
you move your eyes towards something
you move your eyes towards something
8
31640
4136
Na atenção explícita, você move
seus olhos em direção a algo
seus olhos em direção a algo
00:47
in order to pay attention to it.
9
35800
1560
a fim de prestar atenção nisso.
00:50
Then there's covert attention.
10
38360
1976
Então há a atenção implícita.
00:52
In covert attention,
you pay attention to something,
you pay attention to something,
11
40360
4016
Na atenção implícita,
você presta atenção em algo,
você presta atenção em algo,
00:56
but without moving your eyes.
12
44400
1560
mas sem mover seus olhos.
00:59
Think of driving for a second.
13
47040
1640
Pense em dirigir por um segundo.
01:02
Your overt attention,
your direction of the eyes,
your direction of the eyes,
14
50960
3016
Sua atenção explícita,
a direção dos seus olhos,
a direção dos seus olhos,
01:06
are in front,
15
54000
1656
está para frente,
01:07
but that's your covert attention
16
55680
1776
mas é a sua atenção implícita
01:09
which is constantly scanning
the surrounding area,
the surrounding area,
17
57480
3080
que está constantemente
verificando a área ao redor,
verificando a área ao redor,
01:13
where you don't actually look at them.
18
61600
1880
para onde você de fato não olha.
01:17
I'm a computational neuroscientist,
19
65519
1937
Sou neurocientista computacional
01:19
and I work on cognitive
brain-machine interfaces,
brain-machine interfaces,
20
67480
3096
e trabalho em interfaces cognitivas
entre cérebro e máquina,
entre cérebro e máquina,
01:22
or bringing together
the brain and the computer.
the brain and the computer.
21
70600
3040
ou unindo o cérebro ao computador.
01:26
I love brain patterns.
22
74720
1600
Eu adoro padrões cerebrais.
Eles são importantes para nós
01:28
Brain patterns are important for us
23
76720
1696
01:30
because based on them
we can build models for the computers,
we can build models for the computers,
24
78440
3496
porque baseados neles nós podemos
construir modelos para computadores,
construir modelos para computadores,
01:33
and based on these models
25
81960
1416
e baseados nesses modelos
01:35
computers can recognize
how well our brain functions.
how well our brain functions.
26
83400
4216
computadores conseguem reconhecer
quão bem nosso cérebro funciona.
quão bem nosso cérebro funciona.
01:39
And if it doesn't function well,
27
87640
1600
E se não funciona bem,
01:42
then these computers themselves
can be used as assistive devices
can be used as assistive devices
28
90080
3920
então esses computadores por si só podem
ser usados como dispositivos auxiliares
ser usados como dispositivos auxiliares
01:46
for therapies.
29
94760
1200
para terapias.
01:48
But that also means something,
30
96480
1640
Mas também quer dizer algo,
01:51
because choosing the wrong patterns
31
99360
2496
porque escolhendo os padrões errados
01:53
will give us the wrong models
32
101880
1896
teremos os modelos errados
e então, terapias erradas.
e então, terapias erradas.
01:55
and therefore the wrong therapies.
33
103800
1656
01:57
Right?
34
105480
1200
Correto?
01:59
In case of attention,
35
107640
1656
No caso de atenção,
02:01
the fact that we can
36
109320
1280
o fato de que nós podemos
02:03
shift our attention not only by our eyes
37
111800
3496
alterar nossa atenção
não só pelos nossos olhos,
não só pelos nossos olhos,
02:07
but also by thinking --
38
115320
1320
mas também pelo pensamento,
02:09
that makes covert attention
an interesting model for computers.
an interesting model for computers.
39
117440
4080
faz da atenção implícita um modelo
interessante para computadores.
interessante para computadores.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwave patterns
what are the brainwave patterns
40
122280
3456
Então eu quis saber quais são
os padrões de ondas cerebrais
os padrões de ondas cerebrais
02:17
when you look overtly
or when you look covertly.
or when you look covertly.
41
125760
3680
quando você olha explicitamente
ou quando olha implicitamente.
ou quando olha implicitamente.
02:22
I set up an experiment for that.
42
130440
1760
Organizei um experimento para isso.
02:24
In this experiment
there are two flickering squares,
there are two flickering squares,
43
132960
2736
Nesse experimento
existem dois quadrados piscantes:
existem dois quadrados piscantes:
02:27
one of them flickering
at a slower rate than the other one.
at a slower rate than the other one.
44
135720
3360
um pisca mais devagar do que o outro.
02:32
Depending on which of these flickers
you are paying attention to,
you are paying attention to,
45
140600
3816
Dependendo em qual desses piscadores
você está prestando atenção,
você está prestando atenção,
02:36
certain parts of your brain
will start resonating in the same rate
will start resonating in the same rate
46
144440
3960
certas partes de seu cérebro
vão começar a ressoar na mesma velocidade
vão começar a ressoar na mesma velocidade
02:41
as that flickering rate.
47
149200
1440
que aquela taxa de oscilação.
02:44
So by analyzing your brain signals,
48
152000
2936
Então, analisando seus sinais cerebrais,
02:46
we can track where exactly
you are watching
you are watching
49
154960
3040
podemos rastrear exatamente
para onde você está olhando
para onde você está olhando
02:50
or you are paying attention to.
50
158760
1560
ou prestando atenção.
02:55
So to see what happens in your brain
when you pay overt attention,
when you pay overt attention,
51
163000
4216
Então para ver o que acontece no cérebro
quando você presta atenção explícita,
quando você presta atenção explícita,
02:59
I asked people to look directly
in one of the squares
in one of the squares
52
167240
3256
eu pedi às pessoas para olharem
diretamente em um dos quadrados
diretamente em um dos quadrados
03:02
and pay attention to it.
53
170520
1280
e prestarem atenção nele.
03:04
In this case, not surprisingly,
we saw that these flickering squares
we saw that these flickering squares
54
172760
5296
Nesse caso, nada surpresos,
vimos que esses quadrados piscantes
vimos que esses quadrados piscantes
03:10
appeared in their brain signals
55
178080
1936
apareciam nos sinais cerebrais que vinham
da parte traseira da cabeça delas,
da parte traseira da cabeça delas,
03:12
which was coming
from the back of their head,
from the back of their head,
56
180040
2360
03:15
which is responsible for the processing
of your visual information.
of your visual information.
57
183560
3400
e ele é o responsável pelo
processamento de informações visuais.
processamento de informações visuais.
03:20
But I was really interested
58
188280
2336
Mas eu estava realmente interessado
03:22
to see what happens in your brain
when you pay covert attention.
when you pay covert attention.
59
190640
3160
em ver o que acontece no cérebro
ao prestarmos atenção implícita.
ao prestarmos atenção implícita.
03:26
So this time I asked people
to look in the middle of the screen
to look in the middle of the screen
60
194480
3896
Então dessa vez eu pedi às pessoas
para olharem no meio da tela
para olharem no meio da tela
03:30
and without moving their eyes,
61
198400
1880
e, sem moverem seus olhos,
03:33
to pay attention
to either of these squares.
to either of these squares.
62
201120
2720
prestarem atenção em um dos quadrados.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
Quando fizemos isso,
03:38
we saw that both of these flickering rates
appeared in their brain signals,
appeared in their brain signals,
64
206760
3936
vimos que as duas taxas de oscilação
apareceram nos sinais cerebrais,
apareceram nos sinais cerebrais,
03:42
but interestingly,
65
210720
1200
mas curiosamente,
03:44
only one of them,
which was paid attention to,
which was paid attention to,
66
212640
3536
apenas um deles, o qual exigia atenção,
03:48
had stronger signals,
67
216200
1656
tinha sinais fortes,
03:49
so there was something in the brain
68
217880
2256
então havia algo no cérebro
que estava tratando essa informação
que estava tratando essa informação
03:52
which was handling this information
69
220160
2536
e essa era basicamente
a ativação da área frontal.
a ativação da área frontal.
03:54
so that thing in the brain was basically
the activation of the frontal area.
the activation of the frontal area.
70
222720
6200
04:02
The front part of your brain
is responsible
is responsible
71
230440
2976
A parte frontal do nosso cérebro
é responsável
é responsável
04:05
for higher cognitive functions as a human.
72
233440
2880
pelas maiores funções cognitivas
como ser humano.
como ser humano.
04:09
The frontal part,
it seems that it works as a filter
it seems that it works as a filter
73
237160
4440
A parte frontal parece
trabalhar como um filtro
trabalhar como um filtro
04:14
trying to let information come in
only from the right flicker
only from the right flicker
74
242640
4376
tentando deixar informações
entrarem só do quadrado piscante
entrarem só do quadrado piscante
04:19
that you are paying attention to
75
247040
1640
ao qual você está prestando atenção
04:21
and trying to inhibit the information
coming from the ignored one.
coming from the ignored one.
76
249400
3960
e tentando impedir a informação
vinda do que está sendo ignorado.
vinda do que está sendo ignorado.
04:27
The filtering ability of the brain
is indeed a key for attention,
is indeed a key for attention,
77
255400
5296
A habilidade de filtro do cérebro
é de fato uma chave para atenção
é de fato uma chave para atenção
04:32
which is missing in some people,
78
260720
2776
que é perdida em algumas pessoas,
04:35
for example in people with ADHD.
79
263520
2480
por exemplo em pessoas com TDAH.
04:38
So a person with ADHD
cannot inhibit these distractors,
cannot inhibit these distractors,
80
266640
5016
Uma pessoa com TDAH
não consegue impedir essas distrações,
não consegue impedir essas distrações,
04:43
and that's why they can't focus
for a long time on a single task.
for a long time on a single task.
81
271680
4760
e por isso não consegue se concentrar
por um longo tempo em uma única tarefa.
por um longo tempo em uma única tarefa.
04:49
But what if this person
82
277600
1536
Mas e se essa pessoa pudesse
04:51
could play a specific computer game
83
279160
3536
jogar um específico jogo de computador
com seu cérebro conectado a ele,
com seu cérebro conectado a ele,
04:54
with his brain connected to the computer,
84
282720
2880
04:58
and then train his own brain
85
286440
2120
e então treinar seu próprio cérebro
05:01
to inhibit these distractors?
86
289360
2440
a impedir essas distrações?
05:05
Well, ADHD is just one example.
87
293680
2480
Bem, TDAH é somente um exemplo.
05:09
We can use these cognitive
brain-machine interfaces
brain-machine interfaces
88
297200
3256
Podemos usar essas interfaces
cognitivas entre cérebro e máquina
cognitivas entre cérebro e máquina
05:12
for many other cognitive fields.
89
300480
2200
para muitas outras áreas cognitivas.
05:15
It was just a few years ago
90
303760
1776
Foi há alguns anos
05:17
that my grandfather had a stroke,
and he lost complete ability to speak.
and he lost complete ability to speak.
91
305560
5720
que meu avô teve um derrame
e perdeu completamente a fala.
e perdeu completamente a fala.
05:24
He could understand everybody,
but there was no way to respond,
but there was no way to respond,
92
312640
3336
Ele conseguia entender todo mundo,
mas não tinha como responder,
mas não tinha como responder,
05:28
even not writing
because he was illiterate.
because he was illiterate.
93
316000
2480
nem mesmo escrevendo, pois era analfabeto.
05:32
So he passed away in silence.
94
320000
2520
Então ele faleceu em silêncio.
05:36
I remember thinking at that time:
95
324800
2336
Eu me lembro de pensar naquele momento:
05:39
What if we could have a computer
96
327160
3896
e se pudéssemos ter um computador
05:43
which could speak for him?
97
331080
1360
que falasse por ele?
05:45
Now, after years that I am in this field,
98
333840
2216
Agora, depois de anos nesta área,
05:48
I can see that this might be possible.
99
336080
2320
posso ver que isso pode ser possível.
05:52
Imagine if we can find brainwave patterns
100
340240
2856
Imagine se conseguirmos encontrar
padrões de ondas cerebrais
padrões de ondas cerebrais
05:55
when people think
about images or even letters,
about images or even letters,
101
343120
3440
quando pessoas pensam
em imagens ou mesmo letras,
em imagens ou mesmo letras,
05:59
like the letter A generates
a different brainwave pattern
a different brainwave pattern
102
347720
2936
como a letra A gera um padrão
de ondas cerebrais diferente
de ondas cerebrais diferente
06:02
than the letter B, and so on.
103
350680
1720
da letra B, e assim por diante.
06:04
Could a computer one day
communicate for people who can't speak?
communicate for people who can't speak?
104
352960
3680
Um computador, um dia,
poderia se comunicar por pessoas
que não podem falar?
que não podem falar?
06:09
What if a computer
105
357640
1440
E se um computador
06:11
can help us understand
the thoughts of a person in a coma?
the thoughts of a person in a coma?
106
359960
4560
puder nos ajudar a entender
os pensamentos de uma pessoa em coma?
os pensamentos de uma pessoa em coma?
06:17
We are not there yet,
107
365840
1616
Não estamos lá ainda,
06:19
but pay close attention.
108
367480
2736
mas prestem muita atenção.
06:22
We will be there soon.
109
370240
1696
Logo estaremos.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Obrigado.
06:25
(Applause)
111
373480
5632
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - NeuroscientistMehdi 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.
Mehdi Ordikhani-Seyedlar | Speaker | TED.com