Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
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précisément à 3h33,
in São Paulo, Brazil,
d'hiver à São Paulo, au Brésil,
sud-américain tout à fait typique,
that you see celebrating here
que vous voyez célébrer ici,
de marquer un but,
accomplished a magnificent deed.
Il a accompli un acte magnifique.
from mid-chest to the tip of his toes
de sensation du milieu de sa poitrine
that killed his brother
qui, six ans plus tôt, a tué son frère
that left Juliano in a wheelchair,
au point de perdre l'usage de ses jambes,
and on this day did something
et a accompli ce jour-là quelque chose
in the six years deemed impossible.
vu il y a six ans aurait cru impossible.
World Soccer Cup here
de soccer au Brésil, en 2014,
needed to kick a ball.
lui permettant de botter un ballon.
He's a para-athlete right now.
et est maintenant para-athlète.
I hope, in a couple years.
dans quelques années, je l'espère.
did not rob from Juliano
de Juliano ne lui a pas enlevé
for a stadium of about 75,000 people
ce jour-là dans un stade
watching on TV.
regardant leur télévision.
30 years of basic research
de 30 ans de recherche fondamentale;
that we have between our ears
que nous avons entre les oreilles,
that we have above our head
qui se trouve au-dessus de nos têtes,
de près de 100 milliards d'éléments
through electrical brainstorms,
par connexions électriques.
took 30 years to imagine in laboratories
a pris 30 ans à imaginer en laboratoire
15 years ago, proposed in a paper
avons proposé dans un article
that we called a brain-machine interface,
appelé une interface cerveau-machine,
un cerveau et un appareil
could just move these devices,
un humain puisse contrôler cet appareil,
from their own bodies,
avec leurs propres corps,
we actually needed professional help,
avions besoin de l'aide de professionnels,
a Scot and a Brazilian persevered,
nous avons persévéré,
in our respective countries,
été élevés dans nos pays respectifs.
suggesting that this was possible.
et redémontré que c'était possible.
is not rocket science,
n'est pas bien compliquée,
de la recherche sur le cerveau;
that a brain is producing
électriques produites par le cerveau
to the spinal cord,
à des senseurs pouvant lire
of these brain cells simultaneously,
voire des milliers de cellules de cerveau
that the brain is generating
générée par le cerveau
these signals into digital commands
les signaux en commandes digitales
or even a virtual device can understand
mécaniques, électroniques et virtuels.
what he, she or it wants to make move,
imaginer ce qu'il souhaite faire bouger,
aux commandes du cerveau.
with lots of different types of sensors,
sensibles à différents types de senseurs,
le voir dans un moment,
back to the brain to confirm
des messages au cerveau afin de confirmer
was being enacted, no matter where --
sans souci de la distance avec le sujet :
or across the planet.
comme de l'autre côté de la planète.
back to the brain,
le cerveau reçoit la rétroaction,
to make us move.
créer un mouvement.
that we published a few years ago,
rendue publique il y quelques années
sans faire bouger son corps,
of an avatar arm,
is the sound of the brain of this monkey
est le son du cerveau du singe
visually identical spheres
les différentes sphères visibles
a drop of orange juice that monkeys love,
jus d'orange, très apprécié des singes –,
select one of these objects
l'un de ces objets
touches one of the objects,
la main virtuelle touche l'un des objets,
to the brain of the animal
une impulsion électrique
of the surface of this object,
la surface de l'objet en question.
the correct object that he has to grab,
identifier l'objet qu'il doit saisir :
without moving a muscle.
le tout sans bouger un muscle.
brésilien par excellence :
and getting your orange juice.
sans bouger d'un poil.
that we had published 15 years ago.
ce que nous avions publié il y a 15 ans.
a human being that is paralyzed
paralysé pourrait être amené
interface to regain mobility.
cerveau-machine pour regagner sa mobilité.
transforms your life completely.
toute votre vie qui est transformée.
of the spinal cord,
totale de la moelle épinière,
cannot reach your muscles.
ne peuvent pas atteindre les muscles.
continue to be generated in your head.
sont toujours générées dans votre tête.
dream about moving every night.
et tétraplégiques rêvent qu'ils bougent.
to get that code out of it
la manière d'en extraire les connexions
de nouveau le mouvement.
let's create a new body.
qu'il nous fallait créer un nouveau corps;
créer une veste robotique.
kick that ball just by thinking,
le ballon, uniquement en y pensant.
the first brain-controlled robotic vest
robotique contrôlée par le cerveau
quadriplegic patients to move
ou des tétraplégiques de se déplacer
à nouveau un influx nerveux.
énoncée, 15 ans auparavant.
156 people from 25 countries
personnes originaires 25 pays,
of this beautiful Earth,
de cette merveilleuse Terre
dropped their patents,
leurs vies, leurs brevets
kids, school, jobs,
leurs enfants, leurs études, leur travail,
for 18 months to actually get this done.
18 mois afin de mener à bien ce projet.
was awarded the World Cup,
désigné pour accueillir la Coupe du monde.
wanted to do something meaningful
souhaitait faire quelque chose d'important
and perfected soccer
a réinventé et perfectionné le soccer.
sa rencontre avec les Allemands.
needs to talk about that.
neuroscientifique le soin d'en parler.
is to showcase
le Brésil, c'était se présenter
complètement différent;
and technology,
la science et la technologie
25 million people around the world
25 millions de gens à travers le monde,
because of a spinal cord injury.
épinière qui les empêche de bouger.
and to FIFA and proposed,
allés voir le gouvernement
of the 2014 World Cup
de la Coupe du monde
that allows him to kick the ball
par son cerveau pour botter le ballon
thought that we were completely nuts,
en pensant que nous étions fous,
« d'accord, essayons ».
from zero, from scratch.
pour tout faire, à partir de rien :
se sont rassemblées et,
in a routine of training
8 patients en routine d’entrainement
nous avions construit cela.
exoskeleton to be built
par le cerveau à être construit
Brazilian scientist ever,
de tous les scientifiques brésiliens,
created and flew himself
atteignit par la voie des airs
in Paris for a million people to see.
le premier dirigeable jamais construit.
before the Wright Brothers flew
que les frères Wright ne s'envolent
de la Caroline du Nord.
(Laughter)
(Rires)
this exoskeleton together,
construit cet exosquelette :
hydraulic machine
de 15 degrés de liberté de mouvement
par les signaux du cerveau
called electroencephalography
appelé électroencéphalographie,
to imagine the movements
d'imaginer des mouvements,
to the controls, the motors,
aux contrôles et aux moteurs
with an artificial skin
recouvert d'une peau artificielle,
one of my greatest friends, in Munich,
mes grands amis, Gordon Cheng.
and the foot touching the ground
mouvement des articulations
through a vest, a shirt.
par l'entremise d'une sorte de chemise,
composée d'éléments micro-vibrants
with micro-vibrating elements
and fools the patient's brain
une rétroaction qui le trompe
a machine that is carrying him,
le patient n'est pas porté par la machine,
and what you'll see here
Ce que vous voyez en ce moment
nos patients, Bruno, a marché de nouveau.
Bruno, actually walked.
because we are setting everything,
car nous faisions quelques ajustements.
cutting in front of the helmet
sur le devant du casque,
le mouvement qu'il doit exécuter :
the movement that needs to be performed,
Bruno va la confirmer et,
Bruno is going to certify it,
under the command of Bruno's brain.
conformément aux commandes de Bruno.
and now he starts walking.
maintenant il commence à marcher.
being able to move,
on the sand of Santos,
de nouveau marcher sur la plage de Santos,
before he had the accident.
l'habitude d'aller avant son accident.
de Bruno crée une nouvelle sensation.
a new sensation in Bruno's head.
I am running out of time already --
– je commence déjà à manquer de temps –,
when I get married,
vous emprunter ça lors de mon mariage,
be there by myself.
vraiment là par moi-même.
whenever he wants.
l'emprunter quand il le voudra.
during the World Cup, and couldn't,
pas pu montrer durant la Coupe du monde
FIFA cut its broadcast in half.
la FIFA scinde sa diffusion en deux.
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
est Juliano Pinto effectuant le botté
avant d'aller sur le terrain
devant tout le monde.
in front of the entire crowd,
just describe the operation.
allez voir témoignent des procédés.
indiquent que l'appareil est prêt.
indicate that the exo is ready to go.
and it can deliver feedback,
les pensées et renvoyer la rétroaction.
la décision de botter le ballon,
makes the decision to kick the ball,
de les lumières verte et jaune
two streams of green and yellow light
and going to the legs,
descendre jusqu'aux jambes :
that were taken by the exo
mentales que l'appareil capte
the ball is set, and he kicks.
Le ballon est placé, puis il le botte.
and looked at us on the pitch,
il nous a regardé sur le terrain,
deux minutes pour vous dire
des limites de votre imagination.
of your imagination.
par le cerveau est arrivée.
published this a year ago,
– nous l'avons publié il y a un an – :
to exchange mental messages
d'échanger des messages mentaux :
coming from the environment
observe quelque chose,
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
une torpille neuropsychologique
d'effectuer la tâche requise
the act that he needed to perform
the environment was sending as a message,
de son environnement,
du cerveau du premier animal
from the first animal's brain.
car je veux vous montrer la plus récente.
because I want to show you the latest.
is the first rat getting informed
le premier rat constate
on the left of the cage
apparaître à gauche de la cage
to basically get a reward.
de gauche pour recevoir sa récompense.
he is sending a mental message
il envoie un message mental
that didn't see any light,
qui n'a pas vu de lumière.
in 70 percent of the times
and get a reward
de gauche et reçoit sa récompense
the light in the retina.
to a little higher limit
cette expérience un peu plus loin
mentally in a brain net,
singes en inter-connectant leurs cerveaux.
leurs activités cérébrales
contrôler le bras virtuel vu plus tôt.
the virtual arm that I showed you before,
the two monkeys combine their brains,
les deux singes ont travaillé de concert
to get this virtual arm to move.
leurs cerveaux afin de déplacer le bras;
is controlling the y dimension.
when you get three monkeys in there
lorsqu'on ajoute un singe,
au premier de gérer x et y,
play the game together,
to get the famous Brazilian orange juice.
le célèbre jus d'orange brésilien.
of all these brains working
de leurs trois cerveaux travaillant
of a biological computer,
et la réalisation d'une objectif moteur.
and achieving a motor goal.
pour être des enfants,
and discover what is out there.
découvrir ce qui se cache derrières elles.
surf the Net just by thinking,
navigueront sur le web par la pensée,
to an autistic kid who cannot see,
à un enfant autiste et aveugle,
of a brain-to-brain bypass,
par l'entremise d'une connexion mentale,
that it all started on a winter afternoon
que tout a commencé un après-midi d'hiver
with an impossible kick.
sur un terrain de soccer au Brésil.
thank you for sticking to your time.
d'avoir respecté les limites de temps.
a couple more minutes,
quelques minutes de plus,
we want to develop, and, of course,
éléments que j'aimerais aborder;
cerveaux connectés pour y arriver.
brains to figure out where this is going.
is actually getting a signal
is reacting to that signal
and transmitting the neurological impulse.
et a transmis l'influx nerveux.
c'est un peu différent.
No, it's a little different.
de l'existence des autres.
of the other two monkeys.
une rétroaction en deux dimensions ,
to accomplish is 3D.
réaliser est en trois dimensions.
in three dimensions.
à travers trois dimensions.
the two dimensions on the video screen
que deux dimensions sur l'écran
to synchronize their brains,
synchronisent leurs cerveaux.
des singes devient moins efficace,
when one monkey starts slacking down,
enhance their performance
augmentent leurs performances
au premier de revenir.
qui s'effectue dynamiquement,
demeure généralement la même.
without telling the monkey
sans avertissement
has to control,
forgets about the old dimensions
oublie les anciennes dimensions
on the new dimensions.
that no Turing machine,
what a brain net will do.
ne peuvent prédire le résultat
as part of us.
avez-vous tenté l'expérience,
have you succeeded versus failed?
a-t-elle été couronnée de succès?
Oh, several times.
Des dizaines de fois.
unless I had done it a few times.
ne l'avais pas fait à plusieurs reprises.
en raison du manque de temps,
a European group
un groupe européen
man-to-man brain-to-brain connection.
connexion entre deux cerveaux humains.
big ideas start in a humble way --
– les grandes idées débutent humblement –,
of one subject
cérébrale d'un sujet
all non-invasive technology.
en utilisant une technologie non invasive.
like our rats, a visual message,
nos rats – un message visuel,
a magnetic pulse in the visual cortex,
magnétique dans le cortex visuel,
two different pulses.
différentes impulsions.
le sujet a vu quelque chose;
he saw something different.
quelque chose de différent.
d'indiquer verbalement
the first subject was sending
premier sujet lui avait envoyé
entre d'un continent à un autre.
Okay, that's where we are going.
Voilà où nous en sommes vraiment.
at the next conference.
de la prochaine conférence TED Talk.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
MN : Merci à vous.
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