TED2017
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: Que se passe-t-il dans le cerveau quand nous faisons attention ?
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L'attention, ce n'est pas seulement ce sur quoi nous nous concentrons ; c'est aussi ce que notre cerveau filtre et élimine. Par l'étude de ce qui se passe dans le cerveau quand on essaie de se concentrer, Mehdi Ordikhani-Seyedlar, neuroscientifique spécialisé dans l'informatique, espère rapprocher le cerveau des ordinateurs en construisant des modèles qui pourraient permettre le traitement du TDAH (Trouble du Déficit de l'Attention avec ou sans Hyperactivité) et aider les patients qui ont perdu leur capacité à communiquer. Apprenez-en plus sur cette science passionnante dans ce discours bref et fascinant.
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - Neuroscientist
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces. Full bio
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces. Full bio
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00:12
Paying close attention to something:
0
760
2480
Accorder une grande attention
à quelque chose :
à quelque chose :
00:15
Not that easy, is it?
1
3280
1240
pas si facile, hein ?
00:17
It's because our attention is pulled
in so many different directions at a time,
in so many different directions at a time,
2
5520
5016
C'est parce que notre attention
est tiraillée dans tellement de directions
est tiraillée dans tellement de directions
00:22
and it's in fact pretty impressive
if you can stay focused.
if you can stay focused.
3
10560
4080
qu'il est en fait assez impressionnant
de pouvoir rester concentré.
de pouvoir rester concentré.
00:28
Many people think that attention
is all about what we are focusing on,
is all about what we are focusing on,
4
16360
4056
Beaucoup pensent que l'attention concerne
seulement ce sur quoi on se concentre
seulement ce sur quoi on se concentre
00:32
but it's also about what information
our brain is trying to filter out.
our brain is trying to filter out.
5
20440
4800
mais c'est aussi tout de ce que le cerveau
essaie de filtrer et de rejeter.
essaie de filtrer et de rejeter.
00:38
There are two ways
you direct your attention.
you direct your attention.
6
26320
2720
Il y a deux façons de faire attention.
00:41
First, there's overt attention.
7
29600
1560
Il y a l'attention manifeste.
00:43
In overt attention,
you move your eyes towards something
you move your eyes towards something
8
31640
4136
Avec l'attention manifeste,
votre regard se tourne vers cette chose
votre regard se tourne vers cette chose
00:47
in order to pay attention to it.
9
35800
1560
à laquelle vous prêtez attention.
00:50
Then there's covert attention.
10
38360
1976
Et puis il y a l'attention dissimulée.
00:52
In covert attention,
you pay attention to something,
you pay attention to something,
11
40360
4016
Avec l'attention dissimulée,
vous prêtez attention à quelque chose
vous prêtez attention à quelque chose
00:56
but without moving your eyes.
12
44400
1560
sans bouger les yeux.
00:59
Think of driving for a second.
13
47040
1640
Pensez à la conduite en voiture.
01:02
Your overt attention,
your direction of the eyes,
your direction of the eyes,
14
50960
3016
Votre attention manifeste, vos yeux
01:06
are in front,
15
54000
1656
sont dirigés vers l'avant,
01:07
but that's your covert attention
16
55680
1776
mais c'est votre attention dissimulée
01:09
which is constantly scanning
the surrounding area,
the surrounding area,
17
57480
3080
qui passe son temps à scanner
votre environnement,
votre environnement,
01:13
where you don't actually look at them.
18
61600
1880
que vous ne regardez pas directement.
01:17
I'm a computational neuroscientist,
19
65519
1937
Je suis un neuroscientifique
spécialisé dans l'informatique
spécialisé dans l'informatique
01:19
and I work on cognitive
brain-machine interfaces,
brain-machine interfaces,
20
67480
3096
et les interfaces cerveau-machine,
01:22
or bringing together
the brain and the computer.
the brain and the computer.
21
70600
3040
ou la combinaison entre
cerveau et ordinateur.
cerveau et ordinateur.
01:26
I love brain patterns.
22
74720
1600
J'adore ce qu'il se passe dans le cerveau.
01:28
Brain patterns are important for us
23
76720
1696
L'activité cérébrale est importante
01:30
because based on them
we can build models for the computers,
we can build models for the computers,
24
78440
3496
parce que son étude permet de construire
des modèles pour les ordinateurs
des modèles pour les ordinateurs
01:33
and based on these models
25
81960
1416
et grâce à ces modèles,
01:35
computers can recognize
how well our brain functions.
how well our brain functions.
26
83400
4216
les ordinateurs peuvent déterminer
la qualité de nos fonctions cérébrales.
la qualité de nos fonctions cérébrales.
01:39
And if it doesn't function well,
27
87640
1600
Et si le cerveau fonctionne mal,
01:42
then these computers themselves
can be used as assistive devices
can be used as assistive devices
28
90080
3920
alors ces ordinateurs peuvent ensuite
servir d'outils auxiliaires
servir d'outils auxiliaires
01:46
for therapies.
29
94760
1200
dans les thérapies.
01:48
But that also means something,
30
96480
1640
Mais cela veut aussi dire
01:51
because choosing the wrong patterns
31
99360
2496
que choisir les mauvais schémas
de fonctionnement
de fonctionnement
01:53
will give us the wrong models
32
101880
1896
nous donnera des modèles erronés
01:55
and therefore the wrong therapies.
33
103800
1656
et donc de mauvaises thérapies.
01:57
Right?
34
105480
1200
Vous voyez ?
01:59
In case of attention,
35
107640
1656
Dans le cas de l'attention,
02:01
the fact that we can
36
109320
1280
le fait que nous puissions
02:03
shift our attention not only by our eyes
37
111800
3496
reporter notre attention, non seulement
par le mouvement des yeux
par le mouvement des yeux
02:07
but also by thinking --
38
115320
1320
mais aussi par la pensée,
02:09
that makes covert attention
an interesting model for computers.
an interesting model for computers.
39
117440
4080
fait de notre attention dissimulée
un modèle intéressant
pour les ordinateurs.
pour les ordinateurs.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwave patterns
what are the brainwave patterns
40
122280
3456
Je voulais donc savoir quels schémas
forment les ondes cérébrales
forment les ondes cérébrales
02:17
when you look overtly
or when you look covertly.
or when you look covertly.
41
125760
3680
selon que notre attention
est manifeste ou dissimulée.
est manifeste ou dissimulée.
02:22
I set up an experiment for that.
42
130440
1760
J'ai élaboré un test scientifique.
02:24
In this experiment
there are two flickering squares,
there are two flickering squares,
43
132960
2736
Dans cette expérience, nous avons
deux carrés clignotants
deux carrés clignotants
02:27
one of them flickering
at a slower rate than the other one.
at a slower rate than the other one.
44
135720
3360
dont l'un clignote
à une vitesse inférieure.
à une vitesse inférieure.
02:32
Depending on which of these flickers
you are paying attention to,
you are paying attention to,
45
140600
3816
Selon le carré auquel
vous prêtez attention,
vous prêtez attention,
02:36
certain parts of your brain
will start resonating in the same rate
will start resonating in the same rate
46
144440
3960
certaines parties de votre cerveau vont
se mettre à résonner au même rythme
se mettre à résonner au même rythme
02:41
as that flickering rate.
47
149200
1440
que le rythme du clignotement.
02:44
So by analyzing your brain signals,
48
152000
2936
Par l'analyse des signaux cérébraux,
02:46
we can track where exactly
you are watching
you are watching
49
154960
3040
nous pouvons déterminer précisément
ce que vous regardez
ce que vous regardez
02:50
or you are paying attention to.
50
158760
1560
ou ce à quoi vous prêtez attention.
02:55
So to see what happens in your brain
when you pay overt attention,
when you pay overt attention,
51
163000
4216
Pour voir ce qu'il se passe
dans le cerveau
dans le cerveau
durant l'attention manifeste,
02:59
I asked people to look directly
in one of the squares
in one of the squares
52
167240
3256
j'ai demandé aux volontaires de regarder
directement l'un des carrés
directement l'un des carrés
03:02
and pay attention to it.
53
170520
1280
et d'y prêter attention.
03:04
In this case, not surprisingly,
we saw that these flickering squares
we saw that these flickering squares
54
172760
5296
Dans ce cas, sans surprise, nous avons
constaté que ces carrés clignotants
constaté que ces carrés clignotants
03:10
appeared in their brain signals
55
178080
1936
apparaissaient dans les signaux cérébraux
03:12
which was coming
from the back of their head,
from the back of their head,
56
180040
2360
qui venaient de l'arrière de la tête,
03:15
which is responsible for the processing
of your visual information.
of your visual information.
57
183560
3400
la partie en charge du traitement
de l'information visuelle.
de l'information visuelle.
03:20
But I was really interested
58
188280
2336
Mais ce qui m'intéressait vraiment,
03:22
to see what happens in your brain
when you pay covert attention.
when you pay covert attention.
59
190640
3160
c'est ce qu'il se passe dans le cerveau
durant l'attention dissimulée.
durant l'attention dissimulée.
03:26
So this time I asked people
to look in the middle of the screen
to look in the middle of the screen
60
194480
3896
Cette fois j'ai demandé aux volontaires
de regarder le milieu de l'écran
de regarder le milieu de l'écran
03:30
and without moving their eyes,
61
198400
1880
et, sans bouger les yeux,
03:33
to pay attention
to either of these squares.
to either of these squares.
62
201120
2720
de prêter attention
à l'un ou l'autre des carrés.
à l'un ou l'autre des carrés.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
En faisant ça,
03:38
we saw that both of these flickering rates
appeared in their brain signals,
appeared in their brain signals,
64
206760
3936
nous avons vu que les deux rythmes
de clignotement existaient dans le cerveau
de clignotement existaient dans le cerveau
03:42
but interestingly,
65
210720
1200
mais ce qui était intéressant,
03:44
only one of them,
which was paid attention to,
which was paid attention to,
66
212640
3536
c'est qu'un seul, celui auquel
on faisait attention,
on faisait attention,
03:48
had stronger signals,
67
216200
1656
avait des signaux plus forts.
03:49
so there was something in the brain
68
217880
2256
Il y avait donc quelque chose
dans le cerveau
dans le cerveau
03:52
which was handling this information
69
220160
2536
qui traitait cette information
03:54
so that thing in the brain was basically
the activation of the frontal area.
the activation of the frontal area.
70
222720
6200
et c'était l'activation
de la partie frontale.
de la partie frontale.
04:02
The front part of your brain
is responsible
is responsible
71
230440
2976
La partie frontale du cerveau se charge
04:05
for higher cognitive functions as a human.
72
233440
2880
des fonctions cognitives supérieures.
04:09
The frontal part,
it seems that it works as a filter
it seems that it works as a filter
73
237160
4440
Il semblerait que la partie frontale
fasse office de filtre
fasse office de filtre
04:14
trying to let information come in
only from the right flicker
only from the right flicker
74
242640
4376
qui tente de laisser passer seulement
l'information provenant du clignotement
l'information provenant du clignotement
04:19
that you are paying attention to
75
247040
1640
auquel on prête attention,
04:21
and trying to inhibit the information
coming from the ignored one.
coming from the ignored one.
76
249400
3960
en essayant de réfréner l'information
qui vient de l'autre carré.
qui vient de l'autre carré.
04:27
The filtering ability of the brain
is indeed a key for attention,
is indeed a key for attention,
77
255400
5296
Cette faculté de filtrage du cerveau
est primordiale pour l'attention
est primordiale pour l'attention
04:32
which is missing in some people,
78
260720
2776
et elle manque à certaines personnes,
04:35
for example in people with ADHD.
79
263520
2480
par exemple celles atteintes de TDAH.
04:38
So a person with ADHD
cannot inhibit these distractors,
cannot inhibit these distractors,
80
266640
5016
Une personne atteinte de TDAH
ne peut pas réfréner ces distractions
ne peut pas réfréner ces distractions
04:43
and that's why they can't focus
for a long time on a single task.
for a long time on a single task.
81
271680
4760
et ne peut donc pas se concentrer
longuement sur une seule tâche.
longuement sur une seule tâche.
04:49
But what if this person
82
277600
1536
Et si cette personne
04:51
could play a specific computer game
83
279160
3536
pouvait jouer à un jeu particulier
sur ordinateur
sur ordinateur
04:54
with his brain connected to the computer,
84
282720
2880
avec son cerveau connecté à l'ordinateur
04:58
and then train his own brain
85
286440
2120
et exerçait son cerveau
05:01
to inhibit these distractors?
86
289360
2440
à réfréner ces distractions ?
05:05
Well, ADHD is just one example.
87
293680
2480
Le TDAH n'est qu'un exemple
parmi d'autres.
parmi d'autres.
05:09
We can use these cognitive
brain-machine interfaces
brain-machine interfaces
88
297200
3256
On peut utiliser ces interfaces
cerveau-machine
cerveau-machine
05:12
for many other cognitive fields.
89
300480
2200
dans de nombreux autres champs cognitifs.
05:15
It was just a few years ago
90
303760
1776
Il y a quelques années seulement,
05:17
that my grandfather had a stroke,
and he lost complete ability to speak.
and he lost complete ability to speak.
91
305560
5720
mon grand-père a eu un AVC
et a complètement perdu
l'usage de la parole.
l'usage de la parole.
05:24
He could understand everybody,
but there was no way to respond,
but there was no way to respond,
92
312640
3336
Il comprenait tout le monde
mais il ne pouvait pas répondre,
mais il ne pouvait pas répondre,
05:28
even not writing
because he was illiterate.
because he was illiterate.
93
316000
2480
ni même écrire
parce qu'il était analphabète.
parce qu'il était analphabète.
05:32
So he passed away in silence.
94
320000
2520
Il s'est donc éteint en silence.
05:36
I remember thinking at that time:
95
324800
2336
Je me souviens avoir pensé :
05:39
What if we could have a computer
96
327160
3896
« Et si nous avions un ordinateur
05:43
which could speak for him?
97
331080
1360
qui pouvait parler pour lui ? »
05:45
Now, after years that I am in this field,
98
333840
2216
Après toutes ces années de recherche,
05:48
I can see that this might be possible.
99
336080
2320
je vois maintenant
que c'est une possibilité.
que c'est une possibilité.
05:52
Imagine if we can find brainwave patterns
100
340240
2856
Imaginez qu'on détermine quels schémas
forment les ondes cérébrales
forment les ondes cérébrales
05:55
when people think
about images or even letters,
about images or even letters,
101
343120
3440
quand les gens pensent à des images
ou même à des lettres,
ou même à des lettres,
05:59
like the letter A generates
a different brainwave pattern
a different brainwave pattern
102
347720
2936
la lettre A produisant un schéma différent
06:02
than the letter B, and so on.
103
350680
1720
de la lettre B, etc.
06:04
Could a computer one day
communicate for people who can't speak?
communicate for people who can't speak?
104
352960
3680
Un ordinateur pourrait-il communiquer
un jour pour ceux qui ne le peuvent pas ?
un jour pour ceux qui ne le peuvent pas ?
06:09
What if a computer
105
357640
1440
Et si un ordinateur
06:11
can help us understand
the thoughts of a person in a coma?
the thoughts of a person in a coma?
106
359960
4560
nous aidait à comprendre ce que pense
une personne dans le coma ?
une personne dans le coma ?
06:17
We are not there yet,
107
365840
1616
Nous n'y sommes pas encore,
06:19
but pay close attention.
108
367480
2736
mais faites bien attention.
06:22
We will be there soon.
109
370240
1696
Nous y serons bientôt.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Merci.
06:25
(Applause)
111
373480
5632
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Mehdi Ordikhani-Seyedlar - NeuroscientistMehdi Ordikhani-Seyedlar is a computational neuroscientist, researching brain signals and their usage in brain-machine interfaces.
Why you should listen
Mehdi Ordikhani-Seyedlar is a research scientist interested in brain-wave patterns generated by neural activities in the brain. Since embarking on his research on neuroscience, Ordikhani-Seyedlar has been working on different brain functions such as learning, memory, pain and, more recently, visual attention in humans. He also conducted a part of his research on monkeys when he was in Dr. Miguel Nicolelis' lab at Duke University. His findings help implement more accurate brain-machine interfaces to treat people who are suffering from attention deficiency.
After receiving his Ph.D in Biomedical Engineering, Ordikhani-Seyedlar was offered a postdoctoral position by Duke University to develop algorithms to process large-scale neuronal activity and brain-machine interfaces. However, due to political complications in the United States, Ordikhani-Seyedlar -- an Iranian citizen -- changed his plan to continue his brain research outside the US for some time.
As a passionate neuroscientist and neuroengineer, Ordikhani-Seyedlar's aim is to improve brain pattern detectability in computers. This enhances the ability of brain-machine interfaces substantially to better target the defected brain function which in turn enhances the sustainability of treatment effect.
Mehdi Ordikhani-Seyedlar | Speaker | TED.com