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.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2014

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

Miguel Nicolelis: 脑对脑沟通已来临 - 我们是如何做到的

Filmed:
1,398,266 views

你或许记得神经学家Miguel Nicolelis — 他建造的脑控骨骼机器人能够让一个瘫痪患者在2014年世界杯开球。他现在在做些什么呢?设计出让两个两种不同的大脑(目前为止是老鼠和猴子)相互发送信息。视频的最后一个实验,如他所说,将会“挑战想象力的极限。”
- Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio

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

00:12
On June六月 12, 2014, precisely恰恰 at 3:33
0
454
6512
2014年6月12日
下午3:33分那一刻
00:18
in a balmy芳香 winter冬季 afternoon下午
in São Paulo圣保罗, Brazil巴西,
1
6966
4140
在巴西圣保罗的一个
温暖的冬日下午
00:23
a typical典型 South American美国 winter冬季 afternoon下午,
2
11106
3526
一个寻常的南美冬日午后
00:26
this kid孩子, this young年轻 man
that you see celebrating庆祝 here
3
14632
2980
这个孩子
你们看到正在庆祝的年轻人
00:29
like he had scored进球 a goal目标,
4
17612
1519
就像他进了球一样
00:31
Juliano尤利亚诺 Pinto斑马, 29 years年份 old,
accomplished完成 a magnificent华丽的 deed契据.
5
19131
5931
Juliano Pinto,29岁
完成了一个壮举
00:38
Despite尽管 being存在 paralyzed
6
26102
2080
尽管全身瘫痪
00:40
and not having any sensation感觉
from mid-chest中期胸 to the tip小费 of his toes脚趾
7
28182
4981
并且从胸中部到脚趾头没有任何知觉
00:45
as the result结果 of a car汽车 crash紧急 six years年份 ago
that killed杀害 his brother哥哥
8
33163
4530
六年前夺去他弟弟生命的车祸
00:49
and produced生成 a complete完成 spinal cord lesion病变
that left Juliano尤利亚诺 in a wheelchair轮椅,
9
37693
7494
同时导致Juliano脊髓完全损伤
让他坐在了轮椅上
00:57
Juliano尤利亚诺 rose玫瑰 to the occasion场合,
and on this day did something
10
45187
5030
Juliano面对挑战
而在这一天,他做了一件
01:02
that pretty漂亮 much everybody每个人 that saw him
in the six years年份 deemed认为 impossible不可能.
11
50217
6005
几乎在六年内见过他的人认为不可能的事
01:09
Juliano尤利亚诺 Pinto斑马 delivered交付 the opening开盘 kick
12
57062
5332
Juliano Pinto通过他的想象
01:14
of the 2014 Brazilian巴西人
World世界 Soccer足球 Cup杯子 here
13
62394
6016
为2014年这里(巴西)举行的世界杯
01:20
just by thinking思维.
14
68410
1470
进行开球
01:22
He could not move移动 his body身体,
15
70820
1877
他无法移动他的身体
01:24
but he could imagine想像 the movements运动
needed需要 to kick a ball.
16
72697
4887
但他能够想像踢球所需要的动作
01:29
He was an athlete运动员 before the lesion病变.
He's a para-athlete对运动员 right now.
17
77584
3254
脊髓损伤前他是一名运动员
现在他是一名残疾运动员
01:32
He's going to be in the Paralympic残奥会 Games游戏,
I hope希望, in a couple一对 years年份.
18
80838
3462
我想他将会参加几年后的残奥会
01:36
But what the spinal cord lesion病变
did not rob from Juliano尤利亚诺
19
84300
4582
但是脊髓损伤没有夺去的
01:40
was his ability能力 to dream梦想.
20
88882
3001
是Juliano去梦想的能力
01:43
And dream梦想 he did that afternoon下午,
for a stadium体育场 of about 75,000 people
21
91883
6050
而在那个下午他梦想成真
在一个75000人的体育场
01:49
and an audience听众 of close to a billion十亿
watching观看 on TV电视.
22
97933
4491
以及电视机前的亿万观众
01:54
And that kick crowned加冕, basically基本上,
30 years年份 of basic基本 research研究
23
102424
6301
他的一脚开球,基本上
赞许了30多年来
对脑部的基础研究
02:00
studying研究 how the brain,
24
108725
2247
02:02
how this amazing惊人 universe宇宙
that we have between之间 our ears耳朵
25
110972
3727
这个在我们两耳之间的神奇宇宙
02:06
that is only comparable可比 to universe宇宙
that we have above以上 our head
26
114699
4096
这个唯一能与我们
头顶的宇宙相媲美的东西
02:10
because it has about 100 billion十亿 elements分子
27
118795
2766
因为我们的大脑约有千亿个元素
02:13
talking to each other
through通过 electrical电动 brainstorms奇思妙想,
28
121561
2702
通过脑电风暴相互交流
02:16
what Juliano尤利亚诺 accomplished完成
took 30 years年份 to imagine想像 in laboratories实验室
29
124263
5241
Juliano所完成的
花了30年时间在实验室里想象
02:21
and about 15 years年份 to plan计划.
30
129504
2603
和大约15年的时间来策划
02:24
When John约翰 Chapin蔡平 and I,
15 years年份 ago, proposed建议 in a paper
31
132107
4499
当John Chapin 和我
在15年前在一篇文章上提出
02:28
that we would build建立 something
that we called a brain-machine脑机 interface接口,
32
136606
5182
我们能够造一个我们称之为
脑机接口的机器
02:33
meaning含义 connecting a brain to devices设备
33
141788
2957
意思是能够把人脑连接到一个机器上
02:36
so that animals动物 and humans人类
could just move移动 these devices设备,
34
144745
3544
那么人和动物能够通过控制这个设备
02:40
no matter how far they are
from their own拥有 bodies身体,
35
148289
1851
无论他们和自己的身体相距多远
02:42
just by imagining想象 what they want to do,
36
150140
2586
只要通过你的想象就能让身体做任何事情
02:44
our colleagues同事 told us that
we actually其实 needed需要 professional专业的 help,
37
152726
4587
我们的同事告诉我们
我们需要专业帮助
02:49
of the psychiatry精神病学 variety品种.
38
157313
2697
心理上的那种
02:52
And despite尽管 that,
a Scot苏格兰人 and a Brazilian巴西人 persevered坚持,
39
160010
5442
尽管如此
一个苏格兰人和巴西人坚持了下来
02:57
because that's how we were raised上调
in our respective各自 countries国家,
40
165456
5015
因为我们就是这样在
各自国家成长起来的
03:02
and for 12, 15 years年份,
41
170471
2136
而在12至15年间
03:04
we made制作 demonstration示范 after demonstration示范
suggesting提示 that this was possible可能.
42
172607
4389
我们做了一次又一次展示
证明这是可行的
03:08
And a brain-machine脑机 interface接口
is not rocket火箭 science科学,
43
176996
2449
而且脑机接口设备并非高深莫测
03:11
it's just brain research研究.
44
179445
1726
这只是脑部研究
03:13
It's nothing but using运用 sensors传感器
45
181171
3247
只是运用传感器
03:16
to read the electrical电动 brainstorms奇思妙想
that a brain is producing生产
46
184418
3547
来接收大脑发出的脑电风暴
03:19
to generate生成 the motor发动机 commands命令
47
187965
2006
去运行要下载到脊髓的
03:21
that have to be downloaded下载
to the spinal cord,
48
189971
2213
运动指令
03:24
so we projected预计 sensors传感器 that can read
49
192184
2663
我们预测感应器能够同时接收
03:26
hundreds数以百计 and now thousands数千
of these brain cells细胞 simultaneously同时,
50
194847
3515
成百上千的脑细胞
03:30
and extract提取 from these electrical电动 signals信号
51
198362
3046
并且从这些信号中得到
03:33
the motor发动机 planning规划
that the brain is generating发电
52
201408
2885
大脑来运作的运动策划
03:36
to actually其实 make us move移动 into space空间.
53
204293
2963
去让我们在空间中移动
03:39
And by doing that, we converted转换
these signals信号 into digital数字 commands命令
54
207256
3686
这么做我们转化了这些信号成为数字口令
03:42
that any mechanical机械, electronic电子,
or even a virtual虚拟 device设备 can understand理解
55
210942
4992
能够让任何一种机械,
电子甚至虚拟设备接收
因此能让物体想象他,
她或它想做的动作
03:47
so that the subject学科 can imagine想像
what he, she or it wants to make move移动,
56
215934
6556
03:54
and the device设备 obeys服从 that brain command命令.
57
222490
3451
而那个设备遵循大脑的命令
03:57
By sensorizingsensorizing these devices设备
with lots of different不同 types类型 of sensors传感器,
58
225941
3904
通过把这些设备和许多感应器匹配
04:01
as you are going to see in a moment时刻,
59
229845
1785
正如你将会看到的
04:03
we actually其实 sent发送 messages消息
back to the brain to confirm确认
60
231630
3469
我们能发信息回大脑去确认
04:07
that that voluntary自主性 motor发动机 will
was being存在 enacted颁布, no matter where --
61
235099
3955
潜意识运动系统将会被设定
无论感应器在哪
04:11
next下一个 to the subject学科, next下一个 door,
or across横过 the planet行星.
62
239054
5375
在物体旁边,在对面房间
或者是在另外一个星球
04:16
And as this message信息 gave feedback反馈
back to the brain,
63
244429
3241
当这个信息给予反馈给大脑是
04:19
the brain realized实现 its goal目标:
to make us move移动.
64
247670
4218
大脑接收它的目的:
让我们移动
04:23
So this is just one experiment实验
that we published发表 a few少数 years年份 ago,
65
251888
3458
那么这只是我们几年前发表的一个实验
04:27
where a monkey, without moving移动 its body身体,
66
255346
2327
一只猴子,无需动自己的身体
04:29
learned学到了 to control控制 the movements运动
of an avatar头像 arm,
67
257673
4104
学会控制一个机械手臂
04:33
a virtual虚拟 arm that doesn't exist存在.
68
261777
2046
一个不存在的虚拟的手臂
04:35
What you're listening to
is the sound声音 of the brain of this monkey
69
263823
3202
你们听到的是这只猴子脑部的声音
04:39
as it explores探讨 three different不同
visually视觉 identical相同 spheres
70
267025
4404
在虚拟空间里边
04:43
in virtual虚拟 space空间.
71
271429
1659
探索三个视觉上相同的球体
04:45
And to get a reward奖励,
a drop下降 of orange橙子 juice果汁 that monkeys猴子 love,
72
273088
4042
奖励就是给猴子一滴它喜欢的橙汁
04:49
this animal动物 has to detect检测,
select选择 one of these objects对象
73
277130
3812
这只猴子需要通过触摸
04:52
by touching接触,
74
280942
1761
来探测和选取其中一个物品
04:54
not by seeing眼看 it, by touching接触 it,
75
282703
1652
不是通过观察,而是通过触摸
04:56
because every一切 time this virtual虚拟 hand
touches触摸 one of the objects对象,
76
284355
3045
因为每当虚拟手臂触摸一个物体时
04:59
an electrical电动 pulse脉冲 goes back
to the brain of the animal动物
77
287400
3083
一个电子脉冲就会传到猴子的脑部
05:02
describing说明 the fine texture质地
of the surface表面 of this object目的,
78
290483
4393
给这个动物描述物体表面的质地
05:06
so the animal动物 can judge法官 what is
the correct正确 object目的 that he has to grab,
79
294876
3898
猴子就能够判断它需要选哪个物体
05:10
and if he does that, he gets得到 a reward奖励
without moving移动 a muscle肌肉.
80
298774
5244
如果它找到正确的物体,
他将无需动一块肌肉而得到奖赏
05:16
The perfect完善 Brazilian巴西人 lunch午餐:
81
304018
2480
完美的巴西式午餐
05:18
not moving移动 a muscle肌肉
and getting得到 your orange橙子 juice果汁.
82
306498
3715
无需劳动而获得奖励
05:22
So as we saw this happening事件,
83
310213
2804
当我们发现这个之后
05:25
we actually其实 came来了 and proposed建议 the idea理念
that we had published发表 15 years年份 ago.
84
313017
4945
我们得出了15年前提出的观点
05:29
We reenacted重演 this paper.
85
317962
2029
我们重新起草了文章
05:31
We got it out of the drawers抽屉,
86
319991
1969
我们从箱子里找回这篇文章
05:33
and we proposed建议 that perhaps也许 we could get
a human人的 being存在 that is paralyzed
87
321960
3927
并提出或许我们可以让一个瘫痪的人
05:37
to actually其实 use the brain-machine脑机
interface接口 to regain恢复 mobility流动性.
88
325887
4303
运用脑机接口重新获得运动能力
05:42
The idea理念 was that if you suffered遭遇 --
89
330190
2178
大意就是如果你患有瘫痪
05:44
and that can happen发生 to any one of us.
90
332368
2273
(瘫痪)它很有可能发生到任何人身上
05:46
Let me tell you, it's very sudden突然.
91
334641
2012
我和你们说,世事无常
05:48
It's a millisecond毫秒 of a collision碰撞,
92
336653
1725
这是毫秒之差的一个事故
05:50
a car汽车 accident事故 that
transforms变换 your life completely全然.
93
338378
3462
一次车祸就改变了你的一生
05:53
If you have a complete完成 lesion病变
of the spinal cord,
94
341840
2857
如果你的脊髓完全损伤
05:56
you cannot不能 move移动 because your brainstorms奇思妙想
cannot不能 reach达到 your muscles肌肉.
95
344697
3383
你无法运动因为你的脑电风暴无法
将信号发送到你的肌肉中
06:00
However然而, your brainstorms奇思妙想
continue继续 to be generated产生 in your head.
96
348080
4250
然而,你的脑电风暴不断在脑部产生
06:04
Paraplegic截瘫, quadriplegic四肢瘫痪 patients耐心
dream梦想 about moving移动 every一切 night.
97
352330
3915
截瘫,全身瘫痪的患者
每天都梦到自己又能运动四肢
06:08
They have that inside their head.
98
356245
2152
他们在脑子里有这样的感觉
06:10
The problem问题 is how
to get that code out of it
99
358397
3341
问题就是我们怎么把它转码
06:13
and make the movement运动 be created创建 again.
100
361738
2924
变成动作
06:16
So what we proposed建议 was,
let's create创建 a new body身体.
101
364662
3221
所以我们提出的是
建造一个新的肢体
06:19
Let's create创建 a robotic机器人 vest背心.
102
367883
1736
创造一个机器背心
06:21
And that's exactly究竟 why Juliano尤利亚诺 could
kick that ball just by thinking思维,
103
369619
4843
这就是为什么Juliano能够通过想象来踢球
06:26
because he was wearing穿着
the first brain-controlled大脑控制 robotic机器人 vest背心
104
374462
4319
因为他穿着第一件脑控机器背心
06:30
that can be used by paraplegic截瘫,
quadriplegic四肢瘫痪 patients耐心 to move移动
105
378781
3279
能够帮助截瘫,全身瘫痪的患者重新运动
06:34
and to regain恢复 feedback反馈.
106
382060
1811
并且重新得到运动反馈
06:35
That was the original原版的 idea理念, 15 years年份 ago.
107
383871
2897
这就是15年前的想法
06:38
What I'm going to show显示 you is how
156 people from 25 countries国家
108
386768
5474
我要给你们展示的是从25个国家
06:44
all over the five continents大陆
of this beautiful美丽 Earth地球,
109
392242
2769
来自这个美丽星球的五大洲的156人
06:47
dropped下降 their lives生活,
dropped下降 their patents专利,
110
395011
3018
放下他们的生活
离开他们的父母
06:50
dropped下降 their dogs小狗, wives妻子,
kids孩子, school学校, jobs工作,
111
398029
4110
宠物、妻子、儿女、功课、工作
06:54
and congregated聚集 to come to Brazil巴西
for 18 months个月 to actually其实 get this doneDONE.
112
402139
5517
聚集到巴西度过18个月来完成这个项目
06:59
Because a couple一对 years年份 after Brazil巴西
was awarded颁发 the World世界 Cup杯子,
113
407656
3875
因为在几年后巴西成功申请举办世界杯
07:03
we heard听说 that the Brazilian巴西人 government政府
wanted to do something meaningful富有意义的
114
411531
3652
我们听说巴西政府想在开幕式上
07:07
in the opening开盘 ceremony仪式
115
415183
1698
做一些意义非凡的事情
07:08
in the country国家 that reinvented改造
and perfected完善 soccer足球
116
416881
3740
在这个重塑并完善足球的国家
07:12
until直到 we met会见 the Germans德国, of course课程.
117
420621
2206
当然,那是在我们碰到德国人之前
07:14
(Laughter笑声)
118
422827
1393
(笑)
07:16
But that's a different不同 talk,
119
424220
1835
但那又是另一个话题了
07:18
and a different不同 neuroscientist神经学家
needs需求 to talk about that.
120
426055
4040
这是另一类神经学家该讨论的问题
07:22
But what Brazil巴西 wanted to do
is to showcase橱窗
121
430095
2074
但巴西想要做的是展现
07:24
a completely全然 different不同 country国家,
122
432169
1725
一个完全不一样的国家
07:25
a country国家 that values science科学
and technology技术,
123
433894
2888
一个重视科学和技术的国家
07:28
and can give a gift礼品 to millions百万,
25 million百万 people around the world世界
124
436782
3883
能够为全球2500万因为脊髓受伤
07:32
that cannot不能 move移动 any longer
because of a spinal cord injury.
125
440665
2835
而无法行动的人一个礼物
07:35
Well, we went to the Brazilian巴西人 government政府
and to FIFAFIFA and proposed建议,
126
443500
3604
我们向巴西政府和国际足联提出建议
07:39
well, let's have the kickoff开始
of the 2014 World世界 Cup杯子
127
447104
3368
让我们邀请一个巴西截瘫患者
07:42
be given特定 by a Brazilian巴西人 paraplegic截瘫
128
450472
2372
使用一个大脑控制的骨骼康复机器人
07:44
using运用 a brain-controlled大脑控制 exoskeleton外骨骼
that allows允许 him to kick the ball
129
452844
4890
让他能接触并感受到球
07:49
and to feel the contact联系 of the ball.
130
457734
2276
来为2014世界杯开球
07:52
They looked看着 at us,
thought that we were completely全然 nuts坚果,
131
460010
2614
他们像看到一群疯子一样地看着我们
07:54
and said, "Okay, let's try."
132
462624
2856
然后说:“好吧,我们来试一下”
07:57
We had 18 months个月 to do everything
from zero, from scratch.
133
465480
4240
我们有18个月的时间从零开始
08:01
We had no exoskeleton外骨骼, we had no patients耐心,
134
469720
3236
我们没有机器人,没有患者
08:04
we had nothing doneDONE.
135
472956
1217
我们什么都没有
08:06
These people came来了 all together一起
136
474173
2336
这些人聚集在一起
08:08
and in 18 months个月, we got eight patients耐心
in a routine常规 of training训练
137
476509
4248
并且在18个月的时间里
我们有8位患者进行日常训练
08:12
and basically基本上 built内置 from nothing this guy,
138
480757
4098
基本上是从零开始,这个家伙
08:16
that we call Bra-Santos文胸 - 桑托斯 Dumont杜蒙 1.
139
484855
3580
我们称它为Bra-Santos Dumont一号
08:21
The first brain-controlled大脑控制
exoskeleton外骨骼 to be built内置
140
489315
3425
第一个脑控骨骼康复机器人
08:24
was named命名 after the most famous著名
Brazilian巴西人 scientist科学家 ever,
141
492740
4156
是以巴西最著名的科学家
08:28
Alberto阿尔贝托 Santos桑托斯 Dumont杜蒙,
142
496896
1973
阿尔贝托 桑托斯 杜蒙来命名
08:30
who, on October十月 19, 1901,
created创建 and flew himself他自己
143
498869
5803
他在1901年10月19号
发明并自行飞行了
08:36
the first controlled受控 airship飞艇 on air空气
in Paris巴黎 for a million百万 people to see.
144
504672
7227
第一架驾驶飞艇
在巴黎上空在百万人们的注视下飞行
08:43
Sorry, my American美国 friends朋友,
145
511899
2019
对不起,我的美国朋友们
08:45
I live生活 in North Carolina卡罗来纳州,
146
513918
1310
我住在北卡罗纳
08:47
but it was two years年份
before the Wright赖特 Brothers兄弟 flew
147
515228
4882
但莱特兄弟是在两年后
08:52
on the coast of North Carolina卡罗来纳州.
148
520110
2164
才在北卡的岸边成功试飞的
08:54
(Applause掌声)
149
522274
2575
(鼓掌)
08:57
Flight飞行 control控制 is Brazilian巴西人.
(Laughter笑声)
150
525339
4778
飞行管制是巴西人发明的
(笑)
09:02
So we went together一起 with these guys
151
530117
3000
那么我们和这些患者一起
09:05
and we basically基本上 put
this exoskeleton外骨骼 together一起,
152
533117
2901
我们把骨骼机器人组装好
09:08
15 degrees of freedom自由,
hydraulic machine
153
536018
3972
15个自由度
液压器
09:11
that can be commanded指挥 by brain signals信号
154
539990
2717
能够用脑信号控制
09:14
recorded记录 by a non-invasive无创 technology技术
called electroencephalography脑电图
155
542707
4218
并被一种非侵入式脑电图记录下来
09:18
that can basically基本上 allow允许 the patient患者
to imagine想像 the movements运动
156
546925
3189
能够让病人想象他的动作
09:22
and send发送 his commands命令
to the controls控制, the motors马达,
157
550114
3951
把他的动作发送到遥控上
09:26
and get it doneDONE.
158
554065
1802
来完成他想做的动作
09:27
This exoskeleton外骨骼 was covered覆盖
with an artificial人造 skin皮肤
159
555867
2863
这个脑控机器人被人造皮肤覆盖
09:30
invented发明 by Gordon戈登 Cheng,
one of my greatest最大 friends朋友, in Munich慕尼黑,
160
558730
4084
人造皮肤是我最好的朋友之一
Gordon Cheng在慕尼黑发明的
09:34
to allow允许 sensation感觉 from the joints关节 moving移动
and the foot脚丫子 touching接触 the ground地面
161
562814
4586
能让移动的关节以及脚触地的感觉
09:39
to be delivered交付 back to the patient患者
through通过 a vest背心, a shirt衬衫.
162
567400
4540
通过一件背心传递给患者
09:43
It is a smart聪明 shirt衬衫
with micro-vibrating微振动 elements分子
163
571940
2970
是一件有微震元素的智能恤衫
09:46
that basically基本上 delivers提供 the feedback反馈
and fools傻瓜 the patient's耐心 brain
164
574910
4823
能够反馈并通过创造一种感觉
给患者的大脑产生一种假象
09:51
by creating创建 a sensation感觉 that it is not
a machine that is carrying携带 him,
165
579733
3471
让患者感觉不到
是机器人在带动他在行走
09:55
but it is he who is walking步行 again.
166
583204
3250
而是他自己能够重新行走
09:58
So we got this going,
and what you'll你会 see here
167
586454
2859
那么我们把这个弄好了
而你们在这看到的
10:01
is the first time one of our patients耐心,
Bruno布鲁诺, actually其实 walked.
168
589313
4690
这是我们的患者之一,Bruno
第一次下地行走
10:06
And he takes a few少数 seconds
because we are setting设置 everything,
169
594003
2878
他用了好几秒的时间
因为我们要把机器人设置好
10:08
and you are going to see a blue蓝色 light
cutting切割 in front面前 of the helmet头盔
170
596881
3297
而你们将会看到从头盔前面闪着的蓝灯
10:12
because Bruno布鲁诺 is going to imagine想像
the movement运动 that needs需求 to be performed执行,
171
600178
3920
因为Bruno需要想象他要做的动作
10:16
the computer电脑 is going to analyze分析 it,
Bruno布鲁诺 is going to certify证明 it,
172
604098
3208
电脑需要分析他要做的动作
Bruno将要确定他的动作
10:19
and when it is certified认证,
173
607306
1809
当他定好了动作
10:21
the device设备 starts启动 moving移动
under the command命令 of Bruno's布鲁诺的 brain.
174
609115
3527
机器人就会按照Bruno大脑的指示行动
10:24
And he just got it right,
and now he starts启动 walking步行.
175
612642
4575
他刚定好
而现在他将开始行走
10:29
After nine years年份 without
being存在 able能够 to move移动,
176
617217
2786
在经过九年无法移动后
10:32
he is walking步行 by himself他自己.
177
620003
2670
他能够自己行走
10:34
And more than that --
178
622673
1602
而比这更重要的是
10:36
(Applause掌声) --
179
624275
3228
(掌声)
10:39
more than just walking步行,
180
627503
1787
比行走更重要的是
10:41
he is feeling感觉 the ground地面,
181
629290
2318
他能感受到地面
10:43
and if the speed速度 of the exo goes up,
182
631608
2043
如果机器人的速度加快的话
10:45
he tells告诉 us that he is walking步行 again
on the sand of Santos桑托斯,
183
633651
4451
他告诉我们他在桑托斯的沙滩上再次行走
10:50
the beach海滩 resort采取 where he used to go
before he had the accident事故.
184
638102
4191
那是他在事故前曾去过的海滩度假胜地
10:54
That's why the brain is creating创建
a new sensation感觉 in Bruno's布鲁诺的 head.
185
642293
3464
这就是为什么在Bruno的脑里
创造了新的知觉
10:57
So he walks散步, and at the end结束 of the walk步行 --
I am running赛跑 out of time already已经 --
186
645757
3699
那么在他行走结束的时候 ---
我快没时间了 ---
11:01
he says, "You know, guys,
187
649456
2724
他说:“你们知道吗
11:04
I need to borrow this thing from you
when I get married已婚,
188
652180
2631
当我结婚的时候我要向你们借这玩意
11:06
because I wanted to walk步行 to the priest牧师
189
654811
2505
因为我想亲自走向牧师
11:09
and see my bride新娘 and actually其实
be there by myself.
190
657316
3774
并且亲临现场见我的新娘
11:13
Of course课程, he will have it
whenever每当 he wants.
191
661090
3392
当然了,他能随时拥有这台机器
11:16
And this is what we wanted to show显示
during the World世界 Cup杯子, and couldn't不能,
192
664482
4082
而这是我们想在世界杯上展示给大家而无法实现的东西
11:20
because for some mysterious神秘 reason原因,
FIFAFIFA cut its broadcast广播 in half.
193
668564
4174
因为某些神秘的原因
国际足联把直播减半了
11:25
What you are going to see very quickly很快
is Juliano尤利亚诺 Pinto斑马 in the exo doing the kick
194
673618
7673
你们即将看的是
Juliano Pinto在上场前几分钟
11:33
a few少数 minutes分钟 before we went to the pitch沥青
195
681291
2297
穿着骨骼机器人踢球
11:35
and did the real真实 thing
in front面前 of the entire整个 crowd人群,
196
683588
2911
而他将在全场观众面前做这一动作
11:38
and the lights灯火 you are going to see
just describe描述 the operation手术.
197
686499
3381
你将看到的灯光描述了整个过程
11:41
Basically基本上, the blue蓝色 lights灯火 pulsating脉动
indicate表明 that the exo is ready准备 to go.
198
689880
4888
基本上,蓝灯闪就说明机器人准备好了
11:46
It can receive接收 thoughts思念
and it can deliver交付 feedback反馈,
199
694768
3075
它能接收我们的想法
并且给予反馈
11:49
and when Juliano尤利亚诺
makes品牌 the decision决定 to kick the ball,
200
697843
3018
而当Juliano做出踢球的决定时
11:52
you are going to see
two streams of green绿色 and yellow黄色 light
201
700861
3103
你将会看到
一串绿灯和一串黄灯
11:55
coming未来 from the helmet头盔
and going to the legs,
202
703964
2677
从头盔出来并移动到腿上
11:58
representing代表 the mental心理 commands命令
that were taken采取 by the exo
203
706641
4101
代表着机器人接收到的头脑口令
12:02
to actually其实 make that happen发生.
204
710742
1899
让口令变为动作
12:04
And in basically基本上 13 seconds,
205
712641
2695
而在13秒内
12:07
Juliano尤利亚诺 actually其实 did.
206
715336
2083
Juliano做到了他要做的动作
12:09
You can see the commands命令.
207
717419
1716
你能看到他的命令
12:11
He gets得到 ready准备,
the ball is set, and he kicks.
208
719135
4340
他做好准备
球已放好,而他去踢那个球
12:15
And the most amazing惊人 thing is,
209
723475
1878
而最不可思议的事情是
12:17
10 seconds after he did that,
and looked看着 at us on the pitch沥青,
210
725353
3232
他踢球后10秒
他在场上看着我们
12:20
he told us, celebrating庆祝 as you saw,
211
728585
2277
庆祝着如你所看到的
他说:
12:22
"I felt the ball."
212
730862
1830
“我感觉到球了”
12:25
And that's priceless无价.
213
733562
2197
那是无价的
12:27
(Applause掌声)
214
735759
1872
(鼓掌)
12:29
So where is this going to go?
215
737631
1500
那么这个发明的未来在哪里?
12:31
I have two minutes分钟 to tell you
216
739131
1935
我有两分钟来告诉你们
12:33
that it's going to the limits范围
of your imagination想像力.
217
741066
3250
它的未来只会限于你们的想象力
12:36
Brain-actuating脑动 technology技术 is here.
218
744316
2179
脑动技术就在这里
12:38
This is the latest最新: We just
published发表 this a year ago,
219
746495
2554
这是最新的情况:
我们在一年前刚发表的
12:41
the first brain-to-brain脑 - 大脑 interface接口
220
749049
2233
第一个脑脑接口
12:43
that allows允许 two animals动物
to exchange交换 mental心理 messages消息
221
751282
3627
能够让两个动物交换神经信息
12:46
so that one animal动物 that sees看到 something
coming未来 from the environment环境
222
754909
3576
是一个动物在某环境中看见某些东西
12:50
can send发送 a mental心理 SMS短信,
a torpedo鱼雷, a neurophysiological神经生理学 torpedo鱼雷,
223
758485
5552
能够通过发送神经信息,
鱼雷,一种神经生理学的鱼雷
12:56
to the second第二 animal动物,
224
764042
1606
给第二个动物
12:57
and the second第二 animal动物 performs施行
the act法案 that he needed需要 to perform演出
225
765648
3877
而第二个动物在无需
依靠环境作为信息来源
13:01
without ever knowing会心 what
the environment环境 was sending发出 as a message信息,
226
769525
4458
去执行所需要做的动作
13:05
because the message信息 came来了
from the first animal's动物 brain.
227
773983
3296
因为信息是来自第一个动物的大脑
13:09
So this is the first demo演示.
228
777279
2370
这是第一次演示
13:11
I'm going to be very quick
because I want to show显示 you the latest最新.
229
779649
3954
我将会很快展示给你们看
因为我想要给你们看最新的成果
13:15
But what you see here
is the first rat getting得到 informed通知
230
783603
5570
但你们看到的是
第一只老鼠被
13:21
by a light that is going to show显示 up
on the left of the cage
231
789192
2933
左边笼子的灯提示后
13:24
that he has to press the left cage
to basically基本上 get a reward奖励.
232
792125
3740
它要按左边的笼子去获得奖励
13:27
He goes there and does it.
233
795865
1793
它走去并按这个笼子
13:29
And the same相同 time,
he is sending发出 a mental心理 message信息
234
797658
2326
与此同时,他发送了一条神经信息
13:31
to the second第二 rat
that didn't see any light,
235
799984
3023
给第二只看不见灯的老鼠
13:35
and the second第二 rat,
in 70 percent百分 of the times
236
803007
2361
而第二只老鼠在70%的情况下
13:37
is going to press the left lever杠杆
and get a reward奖励
237
805368
4213
将会按左边的杠杆去得到奖励
13:41
without ever experiencing经历
the light in the retina视网膜.
238
809581
4135
而无需肉眼感受到灯光
13:45
Well, we took this
to a little higher更高 limit限制
239
813716
4134
那么,我们将难度提高了一些
13:49
by getting得到 monkeys猴子 to collaborate合作
mentally精神上 in a brain net,
240
817850
4732
让猴子在一个大脑网络中
进行神经合作
13:54
basically基本上 to donate their brain activity活动
241
822582
2190
实际上就是让他们提供他们的大脑活动
13:56
and combine结合 them to move移动
the virtual虚拟 arm that I showed显示 you before,
242
824772
3518
并把他们结合起来去移动
我刚展示给你们看的那个虚拟手臂
14:00
and what you see here is the first time
the two monkeys猴子 combine结合 their brains大脑,
243
828290
4768
你们看到的是
首次两只猴子连接了它们的大脑
14:05
synchronize同步 their brains大脑 perfectly完美
to get this virtual虚拟 arm to move移动.
244
833058
4258
完美的同步了大脑并移动虚拟手臂
14:09
One monkey is controlling控制 the x dimension尺寸,
245
837316
2800
一只猴子控制X维
14:12
the other monkey
is controlling控制 the y dimension尺寸.
246
840116
2880
而另一只猴子控制Y维
14:14
But it gets得到 a little more interesting有趣
when you get three monkeys猴子 in there
247
842996
4180
但是当三只猴子在一起的时候
就变得更有意思
14:19
and you ask one monkey to control控制 x and y,
248
847176
3807
你要求一只猴子控制X和Y
14:22
the other monkey to control控制 y and z,
249
850983
2671
另一只控制Y和Z
14:25
and the third第三 one to control控制 x and z,
250
853654
2878
而第三只控制X和Z
14:28
and you make them all
play the game游戏 together一起,
251
856532
2116
你让他们一起来
14:30
moving移动 the arm in 3D into a target目标
to get the famous著名 Brazilian巴西人 orange橙子 juice果汁.
252
858648
5954
在三维空间里边移动虚拟手臂去领奖励
14:36
And they actually其实 do.
253
864602
2385
而它们确实这么做
14:38
The black黑色 dot is the average平均
of all these brains大脑 working加工
254
866987
4174
黑点是这三只猴子的大脑
14:43
in parallel平行, in real真实 time.
255
871161
2858
在平行移动手臂时的平均值
14:46
That is the definition定义
of a biological生物 computer电脑,
256
874019
3086
这就是生理计算器的含义
14:49
interacting互动 by brain activity活动
and achieving实现 a motor发动机 goal目标.
257
877105
4542
被大脑活动影响并完成驱动目标
14:53
Where is this going?
258
881647
1889
这将向什么方向发展?
14:55
We have no idea理念.
259
883536
2585
我们并不知道
14:58
We're just scientists科学家们.
260
886121
1800
我们只是科学家而已
14:59
(Laughter笑声)
261
887921
1297
(笑)
15:01
We are paid支付 to be children孩子,
262
889218
2556
我们被雇成为孩子
15:03
to basically基本上 go to the edge边缘
and discover发现 what is out there.
263
891774
3990
去探索并发现这个世界
15:07
But one thing I know:
264
895764
1686
但是有一件事我知道
15:09
One day, in a few少数 decades几十年,
265
897450
2185
几十年后的某天
15:11
when our grandchildren孙子
surf冲浪 the Net just by thinking思维,
266
899635
3522
当我们的子孙通过大脑上网冲浪
15:15
or a mother母亲 donates捐赠 her eyesight眼力
to an autistic自闭症 kid孩子 who cannot不能 see,
267
903157
4318
或是一个母亲为自闭的
盲儿童捐献自己的视力
15:19
or somebody speaks说话 because
of a brain-to-brain脑 - 大脑 bypass旁路,
268
907475
2928
或者某人因为脑脑连接而会说话的时候
15:22
some of you will remember记得
that it all started开始 on a winter冬季 afternoon下午
269
910403
6327
在座中的某位将会记得这一切
都始于一个冬日午后
15:28
in a Brazilian巴西人 soccer足球 field领域
with an impossible不可能 kick.
270
916730
3772
在巴西足球场上那一脚超越可能的开球
15:32
Thank you.
271
920502
1996
谢谢
15:34
(Applause掌声)
272
922498
5665
(鼓掌)
15:43
Thank you.
273
931962
3260
谢谢
15:59
Bruno布鲁诺 Giussani吉萨尼: Miguel米格尔,
thank you for sticking症结 to your time.
274
947440
3564
Bruno Giussani:Miguel,
感谢你遵照这时间规定
16:03
I actually其实 would have given特定 you
a couple一对 more minutes分钟,
275
951004
2525
事实上我将会给多几分钟给你
16:05
because there are a couple一对 of points
we want to develop发展, and, of course课程,
276
953529
3384
因为有些观点我想再深入讨论一下
16:08
clearly明确地 it seems似乎 that we need connected连接的
brains大脑 to figure数字 out where this is going.
277
956913
3897
显然我们需要连接大脑去发现这一切
16:12
So let's connect all this together一起.
278
960810
1902
那么让我们把我们的大脑都连起来
16:14
So if I'm understanding理解 correctly正确地,
279
962712
1669
那么,如果我理解正确的话
16:16
one of the monkeys猴子
is actually其实 getting得到 a signal信号
280
964381
2499
其中一只猴子得到信号
16:18
and the other monkey
is reacting反应 to that signal信号
281
966880
2266
而另一只猴子接到信号做出反应
16:21
just because the first one is receiving接收 it
and transmitting发射 the neurological神经 impulse冲动.
282
969146
4485
是因为第一只猴子接收并传递神经脉冲
16:25
Miguel米格尔 NicolelisNicolelis:
No, it's a little different不同.
283
973631
2224
Miguel Nicolelis:
不,这有一些不同
没有一只猴子知道有另外两只猴子的存在
16:27
No monkey knows知道 of the existence存在
of the other two monkeys猴子.
284
975855
2891
16:30
They are getting得到 a visual视觉 feedback反馈 in 2D,
285
978746
2936
它们接收到一个二维的视觉反馈
16:33
but the task任务 they have
to accomplish完成 is 3D.
286
981682
2673
但它们要完成的任务却是三维的
16:36
They have to move移动 an arm
in three dimensions尺寸.
287
984355
2599
他们需要在三维空间里移动胳膊
16:38
But each monkey is only getting得到
the two dimensions尺寸 on the video视频 screen屏幕
288
986954
3402
但是每只猴子在控制时
16:42
that the monkey controls控制.
289
990356
1776
只有二维图像
16:44
And to get that thing doneDONE,
290
992132
3018
而要完成这个任务
16:47
you need at least最小 two monkeys猴子
to synchronize同步 their brains大脑,
291
995150
2814
你需要至少两只猴子
去同步它们的大脑
16:49
but the ideal理想 is three.
292
997964
1771
但是在理想状态下是
同时同步三只猴子的大脑
16:51
So what we found发现 out is that
when one monkey starts启动 slacking消极怠工 down,
293
999735
3616
那么我们发现
当一只猴子开始松懈时
16:55
the other two monkeys猴子
enhance提高 their performance性能
294
1003351
2611
另外两只猴子提高他们的动作
16:57
to get the guy to come back,
295
1005962
1982
让松懈的那只猴子跟上节奏
16:59
so this adjusts调整 dynamically动态,
296
1007944
2106
那么这个只是动态上有调整
17:02
but the global全球 synchrony同步 remains遗迹 the same相同.
297
1010050
4349
但是整体还是不变的
17:06
Now, if you flip翻动
without telling告诉 the monkey
298
1014399
2624
现在,如果你改变每个大脑控制的维度
17:09
the dimensions尺寸 that each brain
has to control控制,
299
1017023
2298
但没有事先告知那些猴子
17:11
like this guy is controlling控制 x and y,
300
1019321
2299
比如这只猴子控制X和Y
17:13
but he should be controlling控制 now y and z,
301
1021620
2415
但是它本应该控制Y和Z
17:16
instantaneously瞬间, that animal's动物 brain
forgets忘记 about the old dimensions尺寸
302
1024035
4783
动物的大脑立即忘掉旧的指令
17:20
and it starts启动 concentrating集中
on the new dimensions尺寸.
303
1028818
2518
并开始专注于新的指令
17:23
So what I need to say is
that no Turing图灵 machine,
304
1031336
3287
我需要说的是这里没有图灵机
17:26
no computer电脑 can predict预测
what a brain net will do.
305
1034623
4202
没有计算机可以预言大脑能做什么
17:30
So we will absorb吸收 technology技术
as part部分 of us.
306
1038825
2381
那么我们将技术吸收成为我们的一部分
17:33
Technology技术 will never absorb吸收 us.
307
1041206
2609
科技将不会控制我们
17:35
It's simply只是 impossible不可能.
308
1043815
2641
(科技控制我们)这是不可能的
17:38
BGBG: How many许多 times have you tested测试 this?
309
1046456
3050
BG:你们测试了多少次?
17:41
And how many许多 times
have you succeeded成功 versus failed失败?
310
1049506
2545
而在测试中成功和失败的比率是多少?
17:44
MNMN: Oh, tens of times.
311
1052051
2276
MN:噢,几十倍
17:46
With the three monkeys猴子?
Oh, several一些 times.
312
1054327
2238
三只猴子在一起的时候?
哦,好几次
17:48
I wouldn't不会 be able能够 to talk about this here
unless除非 I had doneDONE it a few少数 times.
313
1056565
4620
我不可能站在这如果我没有至少做几次测试
17:53
And I forgot忘记 to mention提到, because of time,
314
1061185
2601
而我忘记提了,因为时间关系
17:55
that just three weeks ago,
a European欧洲的 group
315
1063786
3761
在三周前一群欧洲人
17:59
just demonstrated证明 the first
man-to-man人盯人 brain-to-brain脑 - 大脑 connection连接.
316
1067547
5090
刚演示了第一个人对人,脑对脑的连接
18:04
BGBG: And how does that play?
317
1072637
1520
BG:而那个又是如何运作的
18:06
MNMN: There was one bit of information信息 --
big ideas思路 start开始 in a humble谦卑 way --
318
1074157
4582
MN:我知道一点信息
伟大的想法,总始于藏在不起眼的地方
18:10
but basically基本上 the brain activity活动
of one subject学科
319
1078739
6363
但是基本上一个目标的大脑运动
18:17
was transmitted发送 to a second第二 object目的,
all non-invasive无创 technology技术.
320
1085102
4206
通过非入侵式科技传递到第二个目标
18:21
So the first subject学科 got a message信息,
like our rats大鼠, a visual视觉 message信息,
321
1089308
4244
那么第一个目标得到一个信息
比如之前说的老鼠,得到一个视觉信号
18:25
and transmitted发送 it to the second第二 subject学科.
322
1093552
2554
并传递给第二个目标
18:28
The second第二 subject学科 received收到
a magnetic磁性 pulse脉冲 in the visual视觉 cortex皮质,
323
1096106
4482
第二个目标在其视觉皮层接收到磁脉冲
18:32
or a different不同 pulse脉冲,
two different不同 pulses脉冲.
324
1100588
3506
或是两种不同的脉冲
18:36
In one pulse脉冲, the subject学科 saw something.
325
1104094
2705
在第一个脉冲中,
目标发现某些东西
18:38
On the other pulse脉冲,
he saw something different不同.
326
1106799
2136
在另一个脉冲他发现不同的东西
18:40
And he was able能够 to verbally口头 indicate表明
327
1108935
1983
而它能够在口头上通过
18:42
what was the message信息
the first subject学科 was sending发出
328
1110918
3040
跨大洲的互联网
18:45
through通过 the Internet互联网 across横过 continents大陆.
329
1113958
2895
指出第一个物体所发出的信息是什么
18:48
Moderator主席: Wow.
Okay, that's where we are going.
330
1116853
2519
主持人:哇
那好,这就是我们的方向
18:51
That's the next下一个 TEDTED Talk
at the next下一个 conference会议.
331
1119372
2317
这将在下一个TED Talk里为大家展示
18:53
Miguel米格尔 NicolelisNicolelis, thank you.
MNMN: Thank you, Bruno布鲁诺. Thank you.
332
1121689
2907
Miguel Nicolelis, 谢谢你
MN: 谢谢,Bruno。谢谢大家
Translated by Jack Qiu
Reviewed by Xiaoou Chen

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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.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com