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

Шейла Ниренберг: Глазной протез для лечения слепоты

Filmed:
470,530 views

На TEDMED Шейла Ниренберг представляет смелый способ восстановления зрения у людей с определёнными видами слепоты — путём подсоединения к зрительному нерву и отправки сигналов с камеры непосредственно в мозг.
- 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 studyизучение how the brainголовной мозг processesпроцессы
0
0
2000
Я изучаю, каким образом мозг перерабатывает информацию.
00:17
informationИнформация. That is, how it takes
1
2000
2000
То есть, как он получает
00:19
informationИнформация in from the outsideза пределами worldМир, and
2
4000
2000
информацию из внешнего мира и
00:21
convertsновообращенные it into patternsузоры of electricalэлектрический activityМероприятия,
3
6000
2000
преобразует её в электрическую активность,
00:23
and then how it usesиспользования those patternsузоры
4
8000
2000
и как потом использует её для того,
00:25
to allowпозволять you to do things --
5
10000
2000
чтобы позволить вам
00:27
to see, hearзаслушивать, to reachдостичь for an objectобъект.
6
12000
2000
видеть, слышать, брать предметы.
00:29
So I'm really a basicосновной scientistученый, not
7
14000
2000
Я на самом деле обычный учёный,
00:31
a clinicianклиницист, but in the last yearгод and a halfполовина
8
16000
2000
а не практикующий врач, но в последние полгода
00:33
I've startedначал to switchпереключатель over, to use what
9
18000
2000
я начала переключаться, использовать
00:35
we'veмы в been learningобучение about these patternsузоры
10
20000
2000
мои знания о моделях этой активности
00:37
of activityМероприятия to developразвивать prostheticпротезный devicesприборы,
11
22000
3000
для создания протезов,
00:40
and what I wanted to do todayCегодня is showпоказать you
12
25000
2000
и сегодня я хочу показать вам
00:42
an exampleпример of this.
13
27000
2000
образец одного из них.
00:44
It's really our first forayнабег into this.
14
29000
2000
Это наша первая попытка его создания.
00:46
It's the developmentразвитие of a prostheticпротезный deviceустройство
15
31000
2000
Речь идёт о создании протеза
00:48
for treatingлечения blindnessслепота.
16
33000
2000
для лечения слепоты.
00:50
So let me startНачало in on that problemпроблема.
17
35000
2000
Давайте начнём с обзора этой проблемы.
00:52
There are 10 millionмиллиона people in the U.S.
18
37000
2000
Около 10 миллионов людей в США
00:54
and manyмногие more worldwideМировой who are blindслепой
19
39000
2000
и ещё больше по всему миру либо потеряли зрение,
00:56
or are facingоблицовочный blindnessслепота dueв связи to diseasesболезни
20
41000
2000
либо находятся на грани его потери
00:58
of the retinaсетчатка, diseasesболезни like
21
43000
2000
из-за таких болезней сетчатки, как
01:00
macularмакулярная degenerationвырождение, and there's little
22
45000
2000
дегенерация желтого пятна;
01:02
that can be doneсделанный for them.
23
47000
2000
немного можно сделать для их лечения.
01:04
There are some drugлекарственное средство treatmentsлечение, but
24
49000
2000
Есть медикаментозное лечение,
01:06
they're only effectiveэффективный on a smallмаленький fractionдоля
25
51000
2000
но оно эффективно только для малого процента населения.
01:08
of the populationНаселение. And so, for the vastогромный
26
53000
2000
Поэтому для большинства пациентов
01:10
majorityбольшинство of patientsпациентов, theirих bestЛучший hopeнадежда for
27
55000
2000
надеждой на восстановление
01:12
regainingвосстановления sightвзгляд is throughчерез prostheticпротезный devicesприборы.
28
57000
2000
зрения являются протезы.
01:14
The problemпроблема is that currentтекущий prostheticsпротезирование
29
59000
2000
Проблема в том, что современные протезы
01:16
don't work very well. They're still very
30
61000
2000
плохо работают. Они всё ещё очень
01:18
limitedограниченное in the visionвидение that they can provideпредоставлять.
31
63000
2000
ограничены в способности воссоздавать зрение.
01:20
And so, you know, for exampleпример, with these
32
65000
2000
Так, мы знаем, что при их помощи
01:22
devicesприборы, patientsпациентов can see simpleпросто things
33
67000
2000
пациенты могут видеть простейшие вещи,
01:24
like brightяркий lightsогни and highвысокая contrastконтрастировать edgesкрая,
34
69000
2000
такие как яркий свет или высококонтрастные края,
01:26
not very much more, so nothing closeЗакрыть
35
71000
2000
но не более того, поэтому что-либо, хоть немного похожее
01:28
to normalнормальный visionвидение has been possibleвозможное.
36
73000
3000
на нормальное зрение было невозможным.
01:31
So what I'm going to tell you about todayCегодня
37
76000
2000
Сегодня я расскажу вам об устройстве,
01:33
is a deviceустройство that we'veмы в been workingза работой on
38
78000
2000
над которым мы работаем, которое,
01:35
that I think has the potentialпотенциал to make
39
80000
2000
на мой взгляд, способно оказать большое влияние
01:37
a differenceразница, to be much more effectiveэффективный,
40
82000
2000
и быть намного более эффективным;
01:39
and what I wanted to do is showпоказать you
41
84000
2000
и я хотела бы показать вам, как оно работает.
01:41
how it worksработает. Okay, so let me back up a
42
86000
2000
Позвольте мне на слайдах
01:43
little bitнемного and showпоказать you how a normalнормальный retinaсетчатка
43
88000
2000
показать работу нормальной сетчатки,
01:45
worksработает first so you can see the problemпроблема
44
90000
2000
и вы сможете понять проблему,
01:47
that we were tryingпытаясь to solveрешать.
45
92000
2000
которую мы пытаемся решить.
01:49
Here you have a retinaсетчатка.
46
94000
2000
Вот она, сетчатка.
01:51
So you have an imageобраз, a retinaсетчатка, and a brainголовной мозг.
47
96000
2000
Это происходит так: рисунок — сетчатка — мозг.
01:53
So when you look at something, like this imageобраз
48
98000
2000
Когда вы смотрите на что-либо, например, на это изображение
01:55
of this baby'sмладенца faceлицо, it goesидет into your eyeглаз
49
100000
2000
лица ребёнка, оно попадает в глаз
01:57
and it landsземли on your retinaсетчатка, on the front-endвнешний интерфейс
50
102000
2000
и опускается на сетчатку,
01:59
cellsячейки here, the photoreceptorsфоторецепторы.
51
104000
2000
на фронтальные клетки, фоторецепторы.
02:01
Then what happensпроисходит is the retinalретинальный circuitryсхема,
52
106000
2000
Затем компонент сетчатки,
02:03
the middleсредний partчасть, goesидет to work on it,
53
108000
2000
её средний слой, начинает работу
02:05
and what it does is it performsвыполняет operationsоперации
54
110000
2000
и проделывает операции с изображением,
02:07
on it, it extractsэкстракты informationИнформация from it, and it
55
112000
2000
извлекая из него информацию,
02:09
convertsновообращенные that informationИнформация into a codeкод.
56
114000
2000
преобразовывая её в код.
02:11
And the codeкод is in the formформа of these patternsузоры
57
116000
2000
Код представляет собой
02:13
of electricalэлектрический pulsesимпульсы that get sentпослал
58
118000
2000
электрические импульсы, посылаемые в мозг;
02:15
up to the brainголовной мозг, and so the keyключ thing is
59
120000
2000
так, суть процесса в том,
02:17
that the imageобраз ultimatelyв конечном счете getsполучает convertedпереоборудованный
60
122000
2000
что изображение в конце концов преобразуется в код.
02:19
into a codeкод. And when I say codeкод,
61
124000
2000
И, называя его кодом,
02:21
I do literallyбуквально mean codeкод.
62
126000
2000
я буквально имею в виду код.
02:23
Like this patternшаблон of pulsesимпульсы here actuallyна самом деле meansозначает "baby'sмладенца faceлицо,"
63
128000
3000
Именно этот набор импульсов означает — «лицо ребёнка»,
02:26
and so when the brainголовной мозг getsполучает this patternшаблон
64
131000
2000
поэтому, когда мозг получает этот набор импульсов,
02:28
of pulsesимпульсы, it knowsзнает that what was out there
65
133000
2000
он понимает, что там было
02:30
was a baby'sмладенца faceлицо, and if it
66
135000
2000
именно лицо ребёнка, и если бы он
02:32
got a differentдругой patternшаблон it would know
67
137000
2000
получил другой набор, он бы понял,
02:34
that what was out there was, say, a dogсобака,
68
139000
2000
что там была, скажем, собака,
02:36
or anotherдругой patternшаблон would be a houseдом.
69
141000
2000
или другой набор означал бы дом.
02:38
AnywayТак или иначе, you get the ideaидея.
70
143000
2000
Думаю, идея ясна.
02:40
And, of courseкурс, in realреальный life, it's all dynamicдинамический,
71
145000
2000
И, конечно, в реальной жизни всё это динамично,
02:42
meaningимея в виду that it's changingизменения all the time,
72
147000
2000
всё постоянно изменяется,
02:44
so the patternsузоры of pulsesимпульсы are changingизменения
73
149000
2000
и наборы импульсов меняются непрерывно,
02:46
all the time because the worldМир you're
74
151000
2000
ведь созерцаемый вами
02:48
looking at is changingизменения all the time too.
75
153000
3000
мир тоже постоянно меняется.
02:51
So, you know, it's sortСортировать of a complicatedсложно
76
156000
2000
Поэтому это довольно сложный процесс.
02:53
thing. You have these patternsузоры of pulsesимпульсы
77
158000
2000
Наборы импульсов
02:55
comingприход out of your eyeглаз everyкаждый millisecondмиллисекунды
78
160000
2000
выходят из ваших глаз каждую миллисекунду,
02:57
tellingговоря your brainголовной мозг what it is that you're seeingвидя.
79
162000
2000
сообщая мозгу о том, что вы видите.
02:59
So what happensпроисходит when a personчеловек
80
164000
2000
Что же происходит, когда человек
03:01
getsполучает a retinalретинальный degenerativeдегенеративный diseaseболезнь like
81
166000
2000
страдает дегенеративным заболеванием сетчатки
03:03
macularмакулярная degenerationвырождение? What happensпроисходит is
82
168000
2000
вроде дистрофии жёлтого пятна?
03:05
is that, the front-endвнешний интерфейс cellsячейки dieумереть,
83
170000
2000
Происходит следующее: фронтовые клетки отмирают,
03:07
the photoreceptorsфоторецепторы dieумереть, and over time,
84
172000
2000
фоторецепторы отмирают, и со временем
03:09
all the cellsячейки and the circuitsсхемы that are
85
174000
2000
все связанные с ними клетки
03:11
connectedсвязанный to them, they dieумереть too.
86
176000
2000
других слоёв тоже отмирают.
03:13
UntilДо the only things that you have left
87
178000
2000
Пока не останутся только лишь
03:15
are these cellsячейки here, the outputвывод cellsячейки,
88
180000
2000
вот эти клетки, периферические клетки,
03:17
the onesте, that sendОтправить the signalsсигналы to the brainголовной мозг,
89
182000
2000
посылающие сигналы в мозг;
03:19
but because of all that degenerationвырождение
90
184000
2000
но из-за всей этой дистрофии
03:21
they aren'tне sendingотправка any signalsсигналы anymoreбольше не.
91
186000
2000
они больше не посылают сигналы.
03:23
They aren'tне gettingполучение any inputвход, so
92
188000
2000
Они ничего не получают на входе,
03:25
the person'sИндивидуальность человека brainголовной мозг no longerдольше getsполучает
93
190000
2000
поэтому человеческий мозг больше не получает
03:27
any visualвизуальный informationИнформация --
94
192000
2000
никакой визуальной информации —
03:29
that is, he or she is blindслепой.
95
194000
3000
одним словом, человек теряет зрение.
03:32
So, a solutionрешение to the problemпроблема, then,
96
197000
2000
Решением проблемы
03:34
would be to buildстроить a deviceустройство that could mimicмим
97
199000
2000
было бы создание прибора,
03:36
the actionsдействия of that front-endвнешний интерфейс circuitryсхема
98
201000
2000
имитирующего действия фронтального слоя,
03:38
and sendОтправить signalsсигналы to the retina'sсетчатки outputвывод cellsячейки,
99
203000
2000
посылающего сигналы клеткам на выходе сетчатки,
03:40
and they can go back to doing theirих
100
205000
2000
чтобы они могли возобновить
03:42
normalнормальный jobработа of sendingотправка signalsсигналы to the brainголовной мозг.
101
207000
2000
работу по отправке сигналов в мозг.
03:44
So this is what we'veмы в been workingза работой on,
102
209000
2000
Вот над чем мы продолжаем работать,
03:46
and this is what our prostheticпротезный does.
103
211000
2000
и вот как работает наш протез.
03:48
So it consistsсостоит of two partsчасти, what we call
104
213000
2000
Он состоит из двух частей, мы называем их
03:50
an encoderкодировщик and a transducerпреобразователь.
105
215000
2000
кодер и передатчик.
03:52
And so the encoderкодировщик does just
106
217000
2000
Кодер делает буквально
03:54
what I was sayingпоговорка: it mimicsподражает the actionsдействия
107
219000
2000
следующее: он имитирует действия
03:56
of the front-endвнешний интерфейс circuitryсхема -- so it takes imagesизображений
108
221000
2000
фронтального слоя сетчатки — принимает изображения
03:58
in and convertsновообращенные them into the retina'sсетчатки codeкод.
109
223000
2000
и преобразует их в код сетчатки.
04:00
And then the transducerпреобразователь then makesмарки the
110
225000
2000
Затем передатчик заставляет
04:02
outputвывод cellsячейки sendОтправить the codeкод on up
111
227000
2000
клетки на выходе посылать код в мозг,
04:04
to the brainголовной мозг, and the resultрезультат is
112
229000
2000
что в итоге позволяет
04:06
a retinalретинальный prostheticпротезный that can produceпроизводить
113
231000
3000
протезу сетчатки работать
04:09
normalнормальный retinalретинальный outputвывод.
114
234000
2000
как нормальная сетчатка.
04:11
So a completelyполностью blindслепой retinaсетчатка,
115
236000
2000
Так, абсолютно невидящая сетчатка,
04:13
even one with no front-endвнешний интерфейс circuitryсхема at all,
116
238000
2000
даже абсолютно без фронтальных клеток
04:15
no photoreceptorsфоторецепторы,
117
240000
2000
и фоторецепторов,
04:17
can now sendОтправить out normalнормальный signalsсигналы,
118
242000
2000
способна теперь посылать обычные сигналы,
04:19
signalsсигналы that the brainголовной мозг can understandПонимаю.
119
244000
3000
понятные головному мозгу.
04:22
So no other deviceустройство has been ableв состоянии
120
247000
2000
Ни одно другое устройство
04:24
to do this.
121
249000
2000
не было способно на это.
04:26
Okay, so I just want to take
122
251000
2000
Хорошо, сейчас я хочу
04:28
a sentenceпредложение or two to say something about
123
253000
2000
сказать пару слов
04:30
the encoderкодировщик and what it's doing, because
124
255000
2000
о кодере и его работе,
04:32
it's really the keyключ partчасть and it's
125
257000
2000
т.к. это основная часть,
04:34
sortСортировать of interestingинтересно and kindсвоего рода of coolкруто.
126
259000
2000
она интересная и довольно клёвая.
04:36
I'm not sure "coolкруто" is really the right wordслово, but
127
261000
2000
Я не уверена, что «клёвая» — самое подходящее слово,
04:38
you know what I mean.
128
263000
2000
но, надеюсь, вы понимаете, о чём я.
04:40
So what it's doing is, it's replacingзамена
129
265000
2000
Кодер делает следующее: он заменяет
04:42
the retinalретинальный circuitryсхема, really the gutsкишки of
130
267000
2000
центральный слой сетчатки,
04:44
the retinalретинальный circuitryсхема, with a setзадавать of equationsуравнения,
131
269000
2000
внутренность сетчатки, набором формул,
04:46
a setзадавать of equationsуравнения that we can implementвоплощать в жизнь
132
271000
2000
который мы можем поместить на чип.
04:48
on a chipчип. So it's just mathматематический.
133
273000
2000
Это простая математика.
04:50
In other wordsслова, we're not literallyбуквально replacingзамена
134
275000
3000
Другими словами, мы не буквально заменяем
04:53
the componentsкомпоненты of the retinaсетчатка.
135
278000
2000
компоненты сетчатки.
04:55
It's not like we're makingизготовление a little mini-deviceмини-устройство
136
280000
2000
Мы не делаем мини-устройства
04:57
for eachкаждый of the differentдругой cellклетка typesтипы.
137
282000
2000
для каждого типа клеток.
04:59
We'veУ нас just abstractedрассеянный what the
138
284000
2000
Мы абстрагировали работу сетчатки
05:01
retina'sсетчатки doing with a setзадавать of equationsуравнения.
139
286000
2000
при помощи формул.
05:03
And so, in a way, the equationsуравнения are servingпорция
140
288000
2000
Так, в какой-то степени формулы служат
05:05
as sortСортировать of a codebookкодовая книга. An imageобраз comesвыходит in,
141
290000
2000
в качестве кодовой книги. Изображение попадает внутрь,
05:07
goesидет throughчерез the setзадавать of equationsуравнения,
142
292000
3000
проходит через набор формул,
05:10
and out comesвыходит streamsпотоки of electricalэлектрический pulsesимпульсы,
143
295000
2000
и на выходе получаются электрические импульсы,
05:12
just like a normalнормальный retinaсетчатка would produceпроизводить.
144
297000
4000
которые мы бы получили от здоровой сетчатки.
05:16
Now let me put my moneyДеньги
145
301000
2000
Позвольте мне подкрепить мои слова делом
05:18
where my mouthрот is and showпоказать you that
146
303000
2000
и показать вам, что мы на самом деле
05:20
we can actuallyна самом деле produceпроизводить normalнормальный outputвывод,
147
305000
2000
можем иметь нормальный выход,
05:22
and what the implicationsпоследствия of this are.
148
307000
2000
и какие у этого последствия.
05:24
Here are threeтри setsнаборы of
149
309000
2000
Вот три варианта рабочей модели.
05:26
firingобжиг patternsузоры. The topВверх one is from
150
311000
2000
Первая представляет
05:28
a normalнормальный animalживотное, the middleсредний one is from
151
313000
2000
здоровое животное, средняя —
05:30
a blindслепой animalживотное that's been treatedобрабатывали with
152
315000
2000
слепое животное после лечения
05:32
this encoder-transducerкодер-преобразователь deviceустройство, and the
153
317000
2000
при помощи кодера-передатчика,
05:34
bottomдно one is from a blindслепой animalживотное treatedобрабатывали
154
319000
2000
и нижняя модель представляет слепое животное
05:36
with a standardстандарт prostheticпротезный.
155
321000
2000
со стандартным протезом.
05:38
So the bottomдно one is the state-of-the-artуровень развития
156
323000
2000
Нижняя модель — это передовое устройство,
05:40
deviceустройство that's out there right now, whichкоторый is
157
325000
2000
используемое в настоящий момент,
05:42
basicallyв основном madeсделал up of lightлегкий detectorsдетекторы,
158
327000
2000
созданное при помощи фотодатчиков,
05:44
but no encoderкодировщик. So what we did was we
159
329000
2000
но без кодера. Мы сделали следующее:
05:46
presentedпредставленный moviesкино of everydayкаждый день things --
160
331000
2000
мы показали видео повседневных вещей —
05:48
people, babiesдети, parkпарк benchesскамьи,
161
333000
2000
людей, детей, скамеек в парке,
05:50
you know, regularрегулярный things happeningпроисходит -- and
162
335000
2000
обычных происходящих вещей —
05:52
we recordedзаписанный the responsesответы from the retinasсетчатка
163
337000
2000
и записали реакцию сетчатки
05:54
of these threeтри groupsгруппы of animalsживотные.
164
339000
2000
у каждой из этих трёх групп животных.
05:56
Now just to orientвосток you, eachкаждый boxкоробка is showingпоказ
165
341000
2000
Идея такова: каждый прямоугольник показывает
05:58
the firingобжиг patternsузоры of severalнесколько cellsячейки,
166
343000
2000
рабочую модель нескольких клеток,
06:00
and just as in the previousпредыдущий slidesслайды,
167
345000
2000
и, как и на предыдущих слайдах,
06:02
eachкаждый rowряд is a differentдругой cellклетка,
168
347000
2000
каждый ряд отвечает за определённую клетку.
06:04
and I just madeсделал the pulsesимпульсы a little bitнемного smallerменьше
169
349000
2000
Я немного уменьшила импульсы и
06:06
and thinnerразбавитель so I could showпоказать you
170
351000
3000
сделала их тоньше, чтобы показать вам
06:09
a long stretchпротяжение of dataданные.
171
354000
2000
длинный участок информации.
06:11
So as you can see, the firingобжиг patternsузоры
172
356000
2000
Как вы можете наблюдать, рабочая модель
06:13
from the blindслепой animalживотное treatedобрабатывали with
173
358000
2000
слепого животного
06:15
the encoder-transducerкодер-преобразователь really do very
174
360000
2000
с кодером-передатчиком
06:17
closelyтесно matchсовпадение the normalнормальный firingобжиг patternsузоры --
175
362000
2000
очень похожа на здоровую рабочую модель —
06:19
and it's not perfectидеально, but it's prettyСимпатичная good --
176
364000
2000
она не идеальна, но довольно хороша —
06:21
and the blindслепой animalживотное treatedобрабатывали with
177
366000
2000
модель же слепого животного,
06:23
the standardстандарт prostheticпротезный,
178
368000
2000
имеющего стандартный протез,
06:25
the responsesответы really don't.
179
370000
2000
не имеет такого эффекта.
06:27
And so with the standardстандарт methodметод,
180
372000
3000
При стандартном методе
06:30
the cellsячейки do fireОгонь, they just don't fireОгонь
181
375000
2000
клетки работают, но не достигают эффекта
06:32
in the normalнормальный firingобжиг patternsузоры because
182
377000
2000
нормальной рабочей модели,
06:34
they don't have the right codeкод.
183
379000
2000
т.к. у них нет нужного кода.
06:36
How importantважный is this?
184
381000
2000
Насколько это важно?
06:38
What's the potentialпотенциал impactвлияние
185
383000
2000
Насколько это может повлиять
06:40
on a patient'sпациента abilityспособность to see?
186
385000
3000
на способность пациента видеть?
06:43
So I'm just going to showпоказать you one
187
388000
2000
Сейчас я покажу вам один окончательный эксперимент,
06:45
bottom-lineНижняя линия experimentэксперимент that answersответы this,
188
390000
2000
который отвечает на эти вопросы.
06:47
and of courseкурс I've got a lot of other dataданные,
189
392000
2000
Конечно, у меня есть и другая информация,
06:49
so if you're interestedзаинтересованный I'm happyсчастливый
190
394000
2000
так что если вам интересно,
06:51
to showпоказать more. So the experimentэксперимент
191
396000
2000
я рада буду её показать.
06:53
is calledназывается a reconstructionреконструкция experimentэксперимент.
192
398000
2000
Этот эксперимент называется реконструкцией.
06:55
So what we did is we tookвзял a momentмомент
193
400000
2000
Мы взяли один момент
06:57
in time from these recordingsзаписи and askedспросил,
194
402000
3000
из записи и спросили:
07:00
what was the retinaсетчатка seeingвидя at that momentмомент?
195
405000
2000
что именно сетчатка видела в тот момент?
07:02
Can we reconstructреконструировать what the retinaсетчатка
196
407000
2000
Можем ли мы вычислить, что сетчатка видела,
07:04
was seeingвидя from the responsesответы
197
409000
2000
исходя из реакции
07:06
from the firingобжиг patternsузоры?
198
411000
2000
рабочей модели?
07:08
So, when we did this for responsesответы
199
413000
3000
Мы проделали это для получения реакции
07:11
from the standardстандарт methodметод and from
200
416000
3000
от стандартного метода
07:14
our encoderкодировщик and transducerпреобразователь.
201
419000
2000
и от нашего кодера-передатчика.
07:16
So let me showпоказать you, and I'm going to
202
421000
2000
Позвольте показать вам,
07:18
startНачало with the standardстандарт methodметод first.
203
423000
2000
я начну со стандартного метода.
07:20
So you can see that it's prettyСимпатичная limitedограниченное,
204
425000
2000
Вы можете видеть, что он довольно ограничен,
07:22
and because the firingобжиг patternsузоры aren'tне
205
427000
2000
и поскольку рабочая модель
07:24
in the right codeкод, they're very limitedограниченное in
206
429000
2000
нужный код, она ограничена
07:26
what they can tell you about
207
431000
2000
в представлении того,
07:28
what's out there. So you can see that
208
433000
2000
что мы должны видеть. Вы можете видеть что-то,
07:30
there's something there, but it's not so clearЧисто
209
435000
2000
но изображение абсолютно нечёткое,
07:32
what that something is, and this just sortСортировать of
210
437000
2000
неясно, что это; это ещё раз
07:34
circlesкруги back to what I was sayingпоговорка in the
211
439000
2000
подтверждает мои слова вначале:
07:36
beginningначало, that with the standardстандарт methodметод,
212
441000
2000
при помощи стандартного метода
07:38
patientsпациентов can see high-contrastвысокий контраст edgesкрая, they
213
443000
2000
пациенты могут видеть лишь высококонтрастные края,
07:40
can see lightлегкий, but it doesn't easilyбез труда go
214
445000
2000
свет, но не более того.
07:42
furtherв дальнейшем than that. So what was
215
447000
2000
Что же это за изображение?
07:44
the imageобраз? It was a baby'sмладенца faceлицо.
216
449000
3000
Это лицо ребёнка.
07:47
So what about with our approachподход,
217
452000
2000
Что если мы к нашему методу
07:49
addingдобавление the codeкод? And you can see
218
454000
2000
добавим код? Вы можете видеть
07:51
that it's much better. Not only can you
219
456000
2000
значительное улучшение. Вы не только можете
07:53
tell that it's a baby'sмладенца faceлицо, but you can
220
458000
2000
различить лицо ребёнка, но и определить,
07:55
tell that it's this baby'sмладенца faceлицо, whichкоторый is a
221
460000
2000
что это лицо именно этого ребёнка,
07:57
really challengingиспытывающий taskзадача.
222
462000
2000
а это довольно сложная задача.
07:59
So on the left is the encoderкодировщик
223
464000
2000
Слева находится лишь кодер,
08:01
aloneв одиночестве, and on the right is from an actualфактический
224
466000
2000
справа же — сама незрячая сетчатка,
08:03
blindслепой retinaсетчатка, so the encoderкодировщик and the transducerпреобразователь.
225
468000
2000
кодер и передатчик.
08:05
But the keyключ one really is the encoderкодировщик aloneв одиночестве,
226
470000
2000
Главным же является кодер,
08:07
because we can teamкоманда up the encoderкодировщик with
227
472000
2000
ведь мы можем подсоединить его
08:09
the differentдругой transducerпреобразователь.
228
474000
2000
к другому передатчику.
08:11
This is just actuallyна самом деле the first one that we triedпытался.
229
476000
2000
Это всего лишь первый вариант, который мы опробовали.
08:13
I just wanted to say something about the standardстандарт methodметод.
230
478000
2000
Я бы хотела сказать пару слов о стандартном методе.
08:15
When this first cameпришел out, it was just a really
231
480000
2000
Когда он только появился,
08:17
excitingзахватывающе thing, the ideaидея that you
232
482000
2000
он был потрясающ, мы были рады,
08:19
even make a blindслепой retinaсетчатка respondотвечать at all.
233
484000
3000
что слепая сетчатка может в принципе реагировать.
08:22
But there was this limitingограничения factorфактор,
234
487000
3000
Но нас ограничивало
08:25
the issueвопрос of the codeкод, and how to make
235
490000
2000
отсутствие кода, мы хотели
08:27
the cellsячейки respondотвечать better,
236
492000
2000
улучшить реакцию клеток,
08:29
produceпроизводить normalнормальный responsesответы,
237
494000
2000
создать нормальную реакцию,
08:31
and so this was our contributionвклад.
238
496000
2000
это и стало нашим достижением.
08:33
Now I just want to wrapзаворачивать up,
239
498000
2000
В заключение хочу сказать,
08:35
and as I was mentioningупоминая earlierранее
240
500000
2000
как я уже упомянула,
08:37
of courseкурс I have a lot of other dataданные
241
502000
2000
у меня, конечно, есть много других материалов,
08:39
if you're interestedзаинтересованный, but I just wanted to give
242
504000
2000
если вам интересно; но я бы хотела остановиться
08:41
this sortСортировать of basicосновной ideaидея
243
506000
2000
на главной идее:
08:43
of beingявляющийся ableв состоянии to communicateобщаться
244
508000
3000
мы можем общаться
08:46
with the brainголовной мозг in its languageязык, and
245
511000
2000
с мозгом на его языке и имеем
08:48
the potentialпотенциал powerмощность of beingявляющийся ableв состоянии to do that.
246
513000
3000
потенциальную возможность делать это.
08:51
So it's differentдругой from the motorдвигатель prostheticsпротезирование
247
516000
2000
Это отличается от моторного протеза, в котором
08:53
where you're communicatingсвязь from the brainголовной мозг
248
518000
2000
общение происходит от мозга к прибору.
08:55
to a deviceустройство. Here we have to communicateобщаться
249
520000
2000
Здесь нам нужно передавать информацию
08:57
from the outsideза пределами worldМир
250
522000
2000
из внешнего мира
08:59
into the brainголовной мозг and be understoodпонимать,
251
524000
2000
в мозг и быть понятыми,
09:01
and be understoodпонимать by the brainголовной мозг.
252
526000
2000
мозг должен нас понять.
09:03
And then the last thing I wanted
253
528000
2000
Последнее, о чём я бы хотела сказать,
09:05
to say, really, is to emphasizeподчеркивать
254
530000
2000
я бы хотела подчеркнуть,
09:07
that the ideaидея generalizesобобщается.
255
532000
2000
что идея может быть обобщена.
09:09
So the sameодна и та же strategyстратегия that we used
256
534000
2000
Так, ту же стратегию, что мы используем
09:11
to find the codeкод for the retinaсетчатка we can alsoтакже
257
536000
2000
при поиске кода для сетчатки, мы можем использовать
09:13
use to find the codeкод for other areasрайоны,
258
538000
2000
и при поиске кода для других областей,
09:15
for exampleпример, the auditoryслуховой systemсистема and
259
540000
2000
например, для слухового аппарата
09:17
the motorдвигатель systemсистема, so for treatingлечения deafnessглухота
260
542000
2000
и двигательной системы, для лечения глухоты
09:19
and for motorдвигатель disordersрасстройства.
261
544000
2000
и моторных нарушений.
09:21
So just the sameодна и та же way that we were ableв состоянии to
262
546000
2000
Таким же образом, как мы смогли
09:23
jumpПрыгать over the damagedповрежденный
263
548000
2000
обойти повреждённую область сетчатки,
09:25
circuitryсхема in the retinaсетчатка to get to the retina'sсетчатки
264
550000
2000
чтобы добраться до
09:27
outputвывод cellsячейки, we can jumpПрыгать over the
265
552000
2000
её клеток на выходе, мы можем обойти
09:29
damagedповрежденный circuitryсхема in the cochleaулитка
266
554000
2000
повреждённую область ушной улитки,
09:31
to get the auditoryслуховой nerveнерв,
267
556000
2000
чтобы добраться до слухового нерва,
09:33
or jumpПрыгать over damagedповрежденный areasрайоны in the cortexкора головного мозга,
268
558000
2000
или же обойти повреждённые области коры головного мозга
09:35
in the motorдвигатель cortexкора головного мозга, to bridgeмост the gapразрыв
269
560000
3000
в его двигательной зоне, чтобы преодолеть разрыв,
09:38
producedпроизведенный by a strokeИнсульт.
270
563000
2000
вызванный параличом.
09:40
I just want to endконец with a simpleпросто
271
565000
2000
Я хотела бы закончить этой простой идеей:
09:42
messageсообщение that understandingпонимание the codeкод
272
567000
2000
понимание кода
09:44
is really, really importantважный, and if we
273
569000
2000
чрезвычайно важно, если мы
09:46
can understandПонимаю the codeкод,
274
571000
2000
сможем понять код,
09:48
the languageязык of the brainголовной мозг, things becomeстали
275
573000
2000
язык мозга, станут возможными вещи,
09:50
possibleвозможное that didn't seemказаться obviouslyочевидно
276
575000
2000
абсолютно невозможные прежде.
09:52
possibleвозможное before. Thank you.
277
577000
2000
Спасибо.
09:54
(ApplauseАплодисменты)
278
579000
5000
(Аплодисменты)
Translated by Olga Dmitrochenkova
Reviewed by Aliaksandr Autayeu

▲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