Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it
Miguel Nicolelis: Komunikace mezi mozky je tady. Jak jsme to dokázali?
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
in São Paulo, Brazil,
v brazilském São Paulu,
zimního odpoledne,
that you see celebrating here
který se tu raduje,
accomplished a magnificent deed.
dokázal fantastickou věc.
from mid-chest to the tip of his toes
po špičky prstů na nohou,
that killed his brother
zemřel jeho bratr,
that left Juliano in a wheelchair,
a upoutala ho tak na vozík,
and on this day did something
a udělal toho dne něco, co skoro všichni
in the six years deemed impossible.
považovali za nemožné.
World Soccer Cup here
roku 2014
needed to kick a ball.
potřebné pro vykopnutí.
He's a para-athlete right now.
Nyní je para-atlet.
I hope, in a couple years.
zúčastní paralympiády.
did not rob from Juliano
pro Juliana neznamenalo
for a stadium of about 75,000 people
na stadionu před 75 000 diváky
watching on TV.
u televizních obrazovek.
30 years of basic research
třicet let základního výzkumu
that we have between our ears
který si máme mezi ušima
that we have above our head
nad našimi hlavami,
ze 100 miliard prvků,
through electrical brainstorms,
pomocí elektrických impulsů.
took 30 years to imagine in laboratories
30 let představ v laboratořích
15 years ago, proposed in a paper
před 15 lety napsali článek
that we called a brain-machine interface,
mezi mozkem a strojem,
napojit na zařízení,
could just move these devices,
from their own bodies,
potřebnou akci,
we actually needed professional help,
že potřebujeme profesionální pomoc
a Scot and a Brazilian persevered,
a jeden Brazilec vytrvali,
in our respective countries,
z domova vychovaní,
suggesting that this was possible.
a tvrdili, že je to možné.
is not rocket science,
není žádná velká věda,
that a brain is producing
které mozek vytváří
to the spinal cord,
které dokáží číst
of these brain cells simultaneously,
současně
that the brain is generating
které náš mozek vydává,
these signals into digital commands
do podoby digitálních příkazů,
or even a virtual device can understand
elektronické nebo virtuální zařízení.
what he, she or it wants to make move,
čím chce pohnout
with lots of different types of sensors,
back to the brain to confirm
zpět do mozku pro potvrzení,
was being enacted, no matter where --
byl proveden – kdekoli
or across the planet.
na druhé straně planety.
back to the brain,
dorazila do mozku,
to make us move.
způsobit pohyb.
that we published a few years ago,
publikovaný před několika lety,
of an avatar arm,
is the sound of the brain of this monkey
této opice,
visually identical spheres
vzhledově identické koule
a drop of orange juice that monkeys love,
kapku pomerančového džusu, který miluje –
select one of these objects
a vybrat jeden tento objekt
touches one of the objects,
dotkne jednoho z těch objektů,
to the brain of the animal
elektrický signál
of the surface of this object,
na povrchu objektu,
the correct object that he has to grab,
který předmět uchopit,
without moving a muscle.
aniž by pohnulo svalem.
and getting your orange juice.
a dostanete pomerančový džus.
that we had published 15 years ago.
který jsme publikovali před 15 lety.
a human being that is paralyzed
ochrnutý člověk mohl
interface to regain mobility.
k znovuzískání pohyblivosti.
transforms your life completely.
kompletně změní váš život.
of the spinal cord,
přerušení míchy,
cannot reach your muscles.
se nedostanou k vašim svalům.
continue to be generated in your head.
vytvářet i nadále.
dream about moving every night.
se každou noc zdá o tom, že se pohybují.
to get that code out of it
let's create a new body.
vytvořme nové tělo.
kick that ball just by thinking,
vykopnout ten míč jen pomocí myšlenek,
the first brain-controlled robotic vest
mozkem ovládanou, robotickou vestu,
quadriplegic patients to move
používat k pohybu
156 people from 25 countries
jak 156 lidí z 25 zemí
of this beautiful Earth,
naší nádherné Země
dropped their patents,
své výzkumy,
kids, school, jobs,
děti, školy, zaměstnání,
for 18 months to actually get this done.
a během 18 měsíců to dokázali zrealizovat.
was awarded the World Cup,
privilegium pořádat Mistrovství světa,
wanted to do something meaningful
hledá něco smysluplného
and perfected soccer
fotbal a zdokonalila ho
needs to talk about that.
is to showcase
and technology,
vědy a technologie,
25 million people around the world
25 milionům lidí po celém světě,
because of a spinal cord injury.
kvůli poranění míchy.
and to FIFA and proposed,
a FIFA a navrhli jsme,
of the 2014 World Cup
that allows him to kick the ball
který mu umožní kopnout do míče
thought that we were completely nuts,
from zero, from scratch.
od začátku, od nuly.
neměli jsme pacienty,
in a routine of training
trénovali 8 pacientů.
jsme sestrojili chlapíka,
exoskeleton to be built
exoskeleton
Brazilian scientist ever,
brazilském vědci,
created and flew himself
sám sestrojil a pilotoval
in Paris for a million people to see.
představený v Paříži před milionem lidí.
before the Wright Brothers flew
než se podobná věc povedla
na pobřeží Severní Karolíny.
(Laughter)
(smích)
this exoskeleton together,
má 15 stupnů volnosti.
hydraulic machine
called electroencephalography
(elektroencefalografie).
to imagine the movements
to the controls, the motors,
pak motorům,
with an artificial skin
one of my greatest friends, in Munich,
můj skvělý přítel Gordon Cheng.
and the foot touching the ground
a z dotyku nohy se zemí
through a vest, a shirt.
putovat zpět k pacientovi.
with micro-vibrating elements
and fools the patient's brain
a ošálí tak pacientův mozek,
a machine that is carrying him,
že ho nenese stroj,
and what you'll see here
Teď uvidíte,
Bruno, actually walked.
Bruno, vskutku chodí.
because we are setting everything,
než všechno nastavíme.
cutting in front of the helmet
vepředu na helmě,
the movement that needs to be performed,
který má být proveden.
Bruno is going to certify it,
Bruno to potvrdí,
under the command of Bruno's brain.
podle pokynů Brunova mozku.
and now he starts walking.
a teď začíná chůze.
being able to move,
on the sand of Santos,
po pláži v Santos,
before he had the accident.
než se mu stala nehoda.
a new sensation in Bruno's head.
I am running out of time already --
when I get married,
be there by myself.
whenever he wants.
kdykoli bude chtít.
during the World Cup, and couldn't,
během mistrovství světa,
FIFA cut its broadcast in half.
z toho na straně FIFA sešlo.
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
jak kope do míče,
in front of the entire crowd,
just describe the operation.
která znázorňují průběh akce.
indicate that the exo is ready to go.
že exoskeleton je připraven vyrazit.
and it can deliver feedback,
a vracet zpětnou vazbu.
makes the decision to kick the ball,
vykopnout míč,
two streams of green and yellow light
zelených a žlutých světel,
and going to the legs,
a směřujících do nohou.
that were taken by the exo
přijaté exoskeletonem,
the ball is set, and he kicks.
Vykopává.
and looked at us on the pitch,
se na nás podíval
of your imagination.
hranice představitelnosti.
mozek, je tu.
published this a year ago,
jsme publikovali zprávu
to exchange mental messages
vyměňují mentální zprávy,
coming from the environment
něco ve svém prostředí,
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
neurofyziologické torpédo
the act that he needed to perform
kterou je třeba provést,
the environment was sending as a message,
v onom prostředí,
from the first animal's brain.
z mozku prvního zvířete.
because I want to show you the latest.
nejlepší přijde nakonec.
is the first rat getting informed
dostává informaci.
on the left of the cage
se rozsvítí světýlko.
to basically get a reward.
aby dostal odměnu.
he is sending a mental message
odeslílá mentální zprávu
that didn't see any light,
který žádné světýlko neviděl.
in 70 percent of the times
v 70 procentech případů
and get a reward
a dostane odměnu,
the light in the retina.
dopadlo světlo.
to a little higher limit
na ještě vyšší úroveň,
mentally in a brain net,
aby spolupracovaly v mozkové síti.
the virtual arm that I showed you before,
virtuální paži, kterou jsem vám ukazoval.
the two monkeys combine their brains,
kdy opice zkombinují své mozky,
to get this virtual arm to move.
a dokáží tak pohnout virtuální paží.
is controlling the y dimension.
when you get three monkeys in there
když přidáte třetí opici.
play the game together,
hrát tu hru společně,
to get the famous Brazilian orange juice.
abyste dostali pomerančový džus,
of all these brains working
které dávají všechny mozky dohromady,
of a biological computer,
biologického počítače:
and achieving a motor goal.
za dosažením motorického cíle.
abychom byli dětmi.
and discover what is out there.
a objevili, co je za nimi.
surf the Net just by thinking,
jen pomocí myšlenek,
to an autistic kid who cannot see,
svůj zrak autistickému nevidomému dítěti,
of a brain-to-brain bypass,
díky přemostění mezi dvěma mozky,
that it all started on a winter afternoon
že to začalo jednoho zimního odpoledne
with an impossible kick.
jedním neskutečným výkopem.
thank you for sticking to your time.
že jste dodržel časový limit.
a couple more minutes,
we want to develop, and, of course,
brains to figure out where this is going.
abychom vymysleli, kam spějeme.
is actually getting a signal
is reacting to that signal
and transmitting the neurological impulse.
a přenáší nerovoý impuls.
No, it's a little different.
Ne, je to trochu jinak.
of the other two monkeys.
těch druhých dvou.
ve dvou rozměrech,
to accomplish is 3D.
in three dimensions.
ve třech rozměrech.
the two dimensions on the video screen
dvě dimenze na obrazovce,
to synchronize their brains,
synchronizovaly své mozky.
when one monkey starts slacking down,
začne polevovat,
enhance their performance
without telling the monkey
has to control,
forgets about the old dimensions
zapomene na staré dimenze
on the new dimensions.
na ty nové.
that no Turing machine,
že žádný Turingův stroj,
what a brain net will do.
co udělá mozková síť.
as part of us.
jako součást nás samých.
pohltila nás.
have you succeeded versus failed?
kolikrát ne?
Oh, several times.
Několikrát.
unless I had done it a few times.
kdybych si to párkrát nevyzkoušel.
a European group
jedna evropská skupina
man-to-man brain-to-brain connection.
člověk-člověk, mozek-mozek.
big ideas start in a humble way --
velké věci vždycky začínají skromně –
of one subject
jednoho subjektu
all non-invasive technology.
všechno neinvazivně.
like our rats, a visual message,
jako potkani, vizuální informaci,
a magnetic pulse in the visual cortex,
magnetickou vibraci ve vizuální kůře.
two different pulses.
byly dvě různé.
he saw something different.
the first subject was sending
Okay, that's where we are going.
Tak už vím, kam směřujeme.
at the next conference.
hned na příštím TEDu.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
MN: Děkuju Bruno. Děkuju.
ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - NeuroscientistMiguel 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.
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com