TED2017
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: Cosa succede nel cervello quando si presta attenzione?
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L'attenzione non riguarda solo quello su cui ci concentriamo, ma anche quello che il cervello filtra. Studiando gli schemi del cervello mentre le persone si concentrano, il neuroscienziato Mehdi Ordikhani-Seyedlar spera di avvicinare il cervello e il computer, costruendo modelli che possono essere usati per curare l'ADHD e aiutare coloro che hanno perso l'abilità di comunicare. Scoprite di più su questa scienza ascoltando questa breve e affascinante presentazione.
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
Concentrarsi su qualcosa:
00:15
Not that easy, is it?
1
3280
1240
non è così facile, vero?
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
È perché la nostra attenzione si volge
verso tante direzioni nello stesso tempo,
verso tante direzioni nello stesso tempo,
00:22
and it's in fact pretty impressive
if you can stay focused.
if you can stay focused.
3
10560
4080
e, in realtà, riuscire a concentrarsi
non è cosa da poco.
non è cosa da poco.
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
Molti pensano che l'attenzione riguardi
solo quello su cui ci stiamo concentrando,
solo quello su cui ci stiamo concentrando,
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
ma riguarda anche il tipo di informazioni
che il nostro cervello cerca di filtrare.
che il nostro cervello cerca di filtrare.
00:38
There are two ways
you direct your attention.
you direct your attention.
6
26320
2720
Ci sono due modi
di rivolgere l'attenzione.
di rivolgere l'attenzione.
00:41
First, there's overt attention.
7
29600
1560
Il primo è l'attenzione esplicita.
00:43
In overt attention,
you move your eyes towards something
you move your eyes towards something
8
31640
4136
Nell'attenzione esplicita
muoviamo gli occhi verso qualcosa
muoviamo gli occhi verso qualcosa
00:47
in order to pay attention to it.
9
35800
1560
per prestarvi attenzione.
00:50
Then there's covert attention.
10
38360
1976
Poi c'è l'attenzione implicita.
00:52
In covert attention,
you pay attention to something,
you pay attention to something,
11
40360
4016
Nel caso dell'attenzione implicita
si presta attenzione a qualcosa
si presta attenzione a qualcosa
00:56
but without moving your eyes.
12
44400
1560
ma senza muovere gli occhi.
00:59
Think of driving for a second.
13
47040
1640
Pensate per un attimo alla guida.
01:02
Your overt attention,
your direction of the eyes,
your direction of the eyes,
14
50960
3016
La vostra attenzione esplicita,
la direzione degli occhi,
la direzione degli occhi,
01:06
are in front,
15
54000
1656
è rivolta in avanti,
01:07
but that's your covert attention
16
55680
1776
ma è l'attenzione implicita
01:09
which is constantly scanning
the surrounding area,
the surrounding area,
17
57480
3080
che esamina costantemente
l'area intorno a voi,
l'area intorno a voi,
01:13
where you don't actually look at them.
18
61600
1880
dove in realtà non state guardando.
01:17
I'm a computational neuroscientist,
19
65519
1937
Sono un neuroscienziato computazionale
01:19
and I work on cognitive
brain-machine interfaces,
brain-machine interfaces,
20
67480
3096
e lavoro sulle interfacce neurali,
01:22
or bringing together
the brain and the computer.
the brain and the computer.
21
70600
3040
vale a dire sul mettere insieme
il cervello e il computer.
il cervello e il computer.
01:26
I love brain patterns.
22
74720
1600
Adoro gli schemi cerebrali.
Gli schemi cerebrali
sono importanti per noi,
sono importanti per noi,
01:28
Brain patterns are important for us
23
76720
1696
01:30
because based on them
we can build models for the computers,
we can build models for the computers,
24
78440
3496
perché, su di loro, possiamo costruire
modelli per i computer
modelli per i computer
01:33
and based on these models
25
81960
1416
e basandosi su questi modelli,
01:35
computers can recognize
how well our brain functions.
how well our brain functions.
26
83400
4216
i computer possono riconoscere
se il cervello funziona bene.
se il cervello funziona bene.
01:39
And if it doesn't function well,
27
87640
1600
E se non funziona bene,
01:42
then these computers themselves
can be used as assistive devices
can be used as assistive devices
28
90080
3920
allora questi computer possono essere
usati come dispositivi di assistenza
usati come dispositivi di assistenza
01:46
for therapies.
29
94760
1200
nelle terapie.
01:48
But that also means something,
30
96480
1640
Ma questo ha anche un significato,
01:51
because choosing the wrong patterns
31
99360
2496
perché scegliere lo schema sbagliato
01:53
will give us the wrong models
32
101880
1896
ci darà dei modelli sbagliati
01:55
and therefore the wrong therapies.
33
103800
1656
e quindi delle terapie sbagliate.
01:57
Right?
34
105480
1200
Giusto?
01:59
In case of attention,
35
107640
1656
Nel caso dell'attenzione,
02:01
the fact that we can
36
109320
1280
il fatto che possiamo
02:03
shift our attention not only by our eyes
37
111800
3496
spostare l'attenzione
non solo con gli occhi,
non solo con gli occhi,
02:07
but also by thinking --
38
115320
1320
ma anche con il pensiero,
02:09
that makes covert attention
an interesting model for computers.
an interesting model for computers.
39
117440
4080
rende l'attenzione implicita
un modello interessante per i computer.
un modello interessante per i computer.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwave patterns
what are the brainwave patterns
40
122280
3456
Volevo sapere quale fosse
l'andamento delle onde cerebrali
l'andamento delle onde cerebrali
02:17
when you look overtly
or when you look covertly.
or when you look covertly.
41
125760
3680
quando si fa attenzione
in modo esplicito o implicito.
in modo esplicito o implicito.
02:22
I set up an experiment for that.
42
130440
1760
Ho fatto un esperimento a riguardo.
02:24
In this experiment
there are two flickering squares,
there are two flickering squares,
43
132960
2736
In questo esperimento
ci sono due quadrati lampeggianti,
ci sono due quadrati lampeggianti,
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
uno di questi lampeggia
più lentamente dell'altro.
più lentamente dell'altro.
02:32
Depending on which of these flickers
you are paying attention to,
you are paying attention to,
45
140600
3816
A seconda del lampeggio
a cui state prestando attenzione,
a cui state prestando attenzione,
02:36
certain parts of your brain
will start resonating in the same rate
will start resonating in the same rate
46
144440
3960
alcune parti del cervello cominceranno
a vibrare alla stessa velocità
a vibrare alla stessa velocità
02:41
as that flickering rate.
47
149200
1440
del lampeggio.
02:44
So by analyzing your brain signals,
48
152000
2936
Quindi, analizzando i segnali cerebrali,
02:46
we can track where exactly
you are watching
you are watching
49
154960
3040
possiamo monitorare esattamente
dove state guardando
dove state guardando
02:50
or you are paying attention to.
50
158760
1560
o a cosa prestate attenzione.
02:55
So to see what happens in your brain
when you pay overt attention,
when you pay overt attention,
51
163000
4216
Per vedere cosa succede nel cervello
quando usate l'attenzione esplicita,
quando usate l'attenzione esplicita,
02:59
I asked people to look directly
in one of the squares
in one of the squares
52
167240
3256
ho chiesto alle persone di guardare
direttamente in uno dei quadrati
direttamente in uno dei quadrati
03:02
and pay attention to it.
53
170520
1280
e di concentrarsi su di esso.
03:04
In this case, not surprisingly,
we saw that these flickering squares
we saw that these flickering squares
54
172760
5296
In questo caso, come ci aspettavamo,
abbiamo visto che i quadrati lampeggianti
abbiamo visto che i quadrati lampeggianti
apparivano nei corrispondenti
segnali celebrali
segnali celebrali
03:10
appeared in their brain signals
55
178080
1936
03:12
which was coming
from the back of their head,
from the back of their head,
56
180040
2360
che venivano dalla parte posteriore
della testa,
della testa,
03:15
which is responsible for the processing
of your visual information.
of your visual information.
57
183560
3400
che si occupa di processare
le informazioni visive.
le informazioni visive.
03:20
But I was really interested
58
188280
2336
Ma ciò che mi interessava davvero
03:22
to see what happens in your brain
when you pay covert attention.
when you pay covert attention.
59
190640
3160
era vedere cosa succede nel cervello
quando si usa l'attenzione implicita.
quando si usa l'attenzione implicita.
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
Così ho chiesto di guardare
al centro dello schermo
al centro dello schermo
03:30
and without moving their eyes,
61
198400
1880
e, senza muovere gli occhi,
03:33
to pay attention
to either of these squares.
to either of these squares.
62
201120
2720
di prestare attenzione a uno dei quadrati.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
Quando abbiamo fatto questo
03:38
we saw that both of these flickering rates
appeared in their brain signals,
appeared in their brain signals,
64
206760
3936
abbiamo visto che entrambe le velocità
apparivano nei segnali cerebrali,
apparivano nei segnali cerebrali,
03:42
but interestingly,
65
210720
1200
ma, curiosamente,
03:44
only one of them,
which was paid attention to,
which was paid attention to,
66
212640
3536
solo uno di loro, quello a
cui si faceva attenzione,
cui si faceva attenzione,
03:48
had stronger signals,
67
216200
1656
aveva dei segnali più forti,
03:49
so there was something in the brain
68
217880
2256
così c'era qualcosa nel cervello
03:52
which was handling this information
69
220160
2536
che elaborava l'informazione,
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
così quella cosa nel cervello
era l'attivazione del lobo frontale.
era l'attivazione del lobo frontale.
04:02
The front part of your brain
is responsible
is responsible
71
230440
2976
Questa parte del cervello è responsabile
04:05
for higher cognitive functions as a human.
72
233440
2880
delle funzioni cognitive
più avanzate degli umani.
più avanzate degli umani.
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 lobo frontale sembra funzionare
come un filtro
come un filtro
04:14
trying to let information come in
only from the right flicker
only from the right flicker
74
242640
4376
che cerca di fare entrare informazioni
solo dal lampeggio giusto
solo dal lampeggio giusto
04:19
that you are paying attention to
75
247040
1640
al quale state facendo attenzione
04:21
and trying to inhibit the information
coming from the ignored one.
coming from the ignored one.
76
249400
3960
e cerca di inibire le informazioni
che vengono da quello che viene ignorato.
che vengono da quello che viene ignorato.
L'abilità di filtraggio del cervello
è fondamentale per l'attenzione,
è fondamentale per l'attenzione,
04:27
The filtering ability of the brain
is indeed a key for attention,
is indeed a key for attention,
77
255400
5296
04:32
which is missing in some people,
78
260720
2776
ed è assente in alcune persone,
04:35
for example in people with ADHD.
79
263520
2480
per esempio in chi soffre
di disturbi dell'attenzione o ADHD.
di disturbi dell'attenzione o ADHD.
04:38
So a person with ADHD
cannot inhibit these distractors,
cannot inhibit these distractors,
80
266640
5016
Una persona che soffre di ADHD
non può bloccare queste distrazioni
non può bloccare queste distrazioni
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
e per questo non riesce a concentrarsi
a lungo su un solo compito.
a lungo su un solo compito.
04:49
But what if this person
82
277600
1536
E se questa persona
04:51
could play a specific computer game
83
279160
3536
potesse giocare a uno specifico videogame
04:54
with his brain connected to the computer,
84
282720
2880
con il proprio cervello
collegato al computer
collegato al computer
04:58
and then train his own brain
85
286440
2120
e potesse poi allenare il proprio cervello
05:01
to inhibit these distractors?
86
289360
2440
a escludere queste distrazioni?
05:05
Well, ADHD is just one example.
87
293680
2480
Beh, l'ADHD è solo un esempio.
05:09
We can use these cognitive
brain-machine interfaces
brain-machine interfaces
88
297200
3256
Possiamo usare queste interfacce neurali
05:12
for many other cognitive fields.
89
300480
2200
in molti altri settori cognitivi.
05:15
It was just a few years ago
90
303760
1776
Solo pochi anni fa,
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
mio nonno ebbe un ictus e perse del tutto
la capacità di parlare.
la capacità di parlare.
05:24
He could understand everybody,
but there was no way to respond,
but there was no way to respond,
92
312640
3336
Poteva capire tutti,
ma non c'era modo di rispondere
ma non c'era modo di rispondere
05:28
even not writing
because he was illiterate.
because he was illiterate.
93
316000
2480
e nemmeno di scrivere,
perché era analfabeta.
perché era analfabeta.
05:32
So he passed away in silence.
94
320000
2520
Così se ne è andato in silenzio.
05:36
I remember thinking at that time:
95
324800
2336
Mi ricordo che pensai:
05:39
What if we could have a computer
96
327160
3896
"E se potessimo avere un computer
05:43
which could speak for him?
97
331080
1360
che possa parlare per lui?"
05:45
Now, after years that I am in this field,
98
333840
2216
Adesso, dopo anni in questo settore,
05:48
I can see that this might be possible.
99
336080
2320
posso vedere che questo
potrebbe essere possibile.
potrebbe essere possibile.
05:52
Imagine if we can find brainwave patterns
100
340240
2856
Immaginate se potessimo trovare
schemi cerebrali
schemi cerebrali
05:55
when people think
about images or even letters,
about images or even letters,
101
343120
3440
quando le persone pensano
a immagini o perfino a lettere,
a immagini o perfino a lettere,
05:59
like the letter A generates
a different brainwave pattern
a different brainwave pattern
102
347720
2936
ad esempio, la lettera A genera
onde cerebrali diverse
onde cerebrali diverse
06:02
than the letter B, and so on.
103
350680
1720
dalla lettera B e così via.
06:04
Could a computer one day
communicate for people who can't speak?
communicate for people who can't speak?
104
352960
3680
In futuro potrà il computer comunicare
per le persone che non possono farlo?
per le persone che non possono farlo?
06:09
What if a computer
105
357640
1440
E se un computer
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
potesse aiutarci a capire i pensieri
di una persona in coma?
di una persona in coma?
Non siamo ancora a questo punto,
06:17
We are not there yet,
107
365840
1616
06:19
but pay close attention.
108
367480
2736
ma fate attenzione.
06:22
We will be there soon.
109
370240
1696
Ci arriveremo presto.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Grazie.
06:25
(Applause)
111
373480
5632
(Applausi)
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