TED2018
Mary Lou Jepsen: How we can use light to see deep inside our bodies and brains
Мэри Лу Джепсен: Как можно использовать свет для изучения нашего организма и мозга
Filmed:
Readability: 4.2
781,086 views
В серии познавательных видео изобретатель Мэри Лу Джепсен показывает, как можно использовать красный свет для исследования и стимулирования нашего организма и мозга. Подходя к краю оптической физики, Джепсен раскрывает новые технологии, использующие свет и звук для распознавания опухолей, измерения нейронной активности, способные заменить аппараты МРТ более дешёвыми, эффективными, миниатюрными устройствами.
Mary Lou Jepsen - Inventor, entrepreneur, optical physicist
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things. Full bio
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
People don't realize
0
722
1887
Люди не осознают,
00:14
that red light and benign
near-infrared light
near-infrared light
1
2633
4159
что красный и слабый
ближний инфракрасный свет
ближний инфракрасный свет
00:18
go right through your hand,
just like this.
just like this.
2
6816
3357
могут проходить сквозь руку,
как это видно здесь.
как это видно здесь.
00:23
This fact could enable better,
faster and cheaper health care.
faster and cheaper health care.
3
11157
5186
Этот факт можно было бы использовать
для более быстрого и дешёвого
оказания медицинской помощи.
оказания медицинской помощи.
00:28
Our translucence is key here.
4
16696
2905
Основную роль при этом
играет прозрачность тканей.
играет прозрачность тканей.
00:32
I'm going to show you how we use
this key and a couple of other keys
this key and a couple of other keys
5
20093
3862
Я покажу вам, как мы используем
этот и другие факторы,
этот и другие факторы,
00:35
to see deep inside our bodies and brains.
6
23979
2733
чтобы заглядывать поглубже
в тело и мозг человека.
в тело и мозг человека.
00:40
OK, so first up ...
7
28043
1515
Сначала...
00:42
You see this laser pointer
and the spot it makes on my hand?
and the spot it makes on my hand?
8
30868
3431
Видите эту лазерную указку
и пятно на моей руке?
и пятно на моей руке?
00:47
The light goes right through my hand --
9
35624
1886
Луч проходит сквозь мою руку —
00:49
if we could bring
the lights down, please --
the lights down, please --
10
37534
2067
ослабьте, пожалуйста, немного свет, —
00:51
as I've already shown.
11
39625
1181
как я уже показывала.
00:52
But you can no longer see that laser spot.
12
40830
2754
Но вы больше не видите лазерное пятно.
Вы видите мою руку светящейся.
00:55
You see my hand glow.
13
43608
1460
00:58
That's because the light
spreads out, it scatters.
spreads out, it scatters.
14
46013
3690
Всё потому, что луч света рассеивается.
01:02
I need you to understand
what scattering is,
what scattering is,
15
50226
3208
Вам нужно понять,
что такое рассеяние света,
что такое рассеяние света,
01:05
so I can show you how we get rid of it
16
53458
2802
чтобы я показала вам,
как от него избавляться,
как от него избавляться,
01:08
and see deep inside our bodies and brains.
17
56284
2436
чтобы заглядывать поглубже
в тело и мозг человека.
в тело и мозг человека.
01:12
So, I've got a piece of chicken back here.
18
60419
2491
У меня здесь есть кусочек курицы.
01:15
(Laughter)
19
63683
1386
(Смех)
01:17
It's raw.
20
65093
1150
Он сырой.
01:20
Putting on some gloves.
21
68085
1618
Надеваю перчатки.
01:21
It's got the same
optical properties as human flesh.
optical properties as human flesh.
22
69727
4543
Мясо курицы и тело человека обладают
одинаковыми оптическими свойствами.
одинаковыми оптическими свойствами.
01:29
So, here's the chicken ...
putting it on the light.
putting it on the light.
23
77204
4531
Итак, вот кусочек курицы...
кладём его на свет.
кладём его на свет.
01:34
Can you see, the light goes right through?
24
82744
2156
Видите, свет проходит сквозь него?
01:38
I also implanted a tumor in that chicken.
25
86731
2733
Я также имплантировала опухоль
в этот кусок курицы.
в этот кусок курицы.
01:42
Can you see it?
26
90215
1180
Видите?
01:43
Audience: Yes.
27
91419
1328
(Голоса из зала) Да.
01:44
Mary Lou Jepsen: So this means,
using red light and infrared light,
using red light and infrared light,
28
92771
4672
Мэри Лу Джепсен: Это значит, что,
используя красный и инфракрасный свет,
используя красный и инфракрасный свет,
01:49
we can see tumors in human flesh.
29
97467
2457
мы можем видеть опухоли у людей.
01:53
But there's a catch.
30
101117
1333
Но тут есть проблема.
01:55
When I throw another
piece of chicken on it,
piece of chicken on it,
31
103534
2294
Когда я сверху кладу другой кусок курицы,
01:59
the light still goes through,
32
107137
1787
свет также проходит,
02:02
but you can no longer see the tumor.
33
110050
2400
но мы больше не видим опухоль.
02:05
That's because the light scatters.
34
113188
2619
Это происходит из-за рассеяния света.
02:08
So we have to do something
about the scatter
about the scatter
35
116633
2284
Мы должны как-то решить эту проблему,
02:10
so we can see the tumor.
36
118941
1600
чтобы видеть опухоль.
02:14
We have to de-scatter the light.
37
122055
2133
Нужно сфокусировать свет.
02:17
So ...
38
125245
1150
Итак...
02:19
A technology I spent
the early part of my career on
the early part of my career on
39
127785
2848
Технология, над которой я работала
в начале своей карьеры,
в начале своей карьеры,
позволяет фокусировать свет.
02:22
enables de-scattering.
40
130657
1468
02:24
It's called holography.
41
132720
1533
Она называется голографией.
02:26
And it won the Nobel Prize
in physics in the 70s,
in physics in the 70s,
42
134728
2936
За неё была получена
Нобелевская премия по физике в 70-х,
Нобелевская премия по физике в 70-х,
02:29
because of the fantastic things
it enables you to do with light.
it enables you to do with light.
43
137688
4032
так как этот метод
позволяет творить чудеса со светом.
позволяет творить чудеса со светом.
02:34
This is a hologram.
44
142879
1267
Это голограмма.
02:36
It captures all of the light,
all of the rays, all of the photons
all of the rays, all of the photons
45
144934
4571
Она содержит полную информацию
о свете, лучах, фотонах
о свете, лучах, фотонах
02:41
at all of the positions
and all of the angles, simultaneously.
and all of the angles, simultaneously.
46
149529
4510
и одновременно об их положениях и углах.
02:47
It's amazing.
47
155173
1150
Это восхитительно.
02:48
To see what we can do with holography ...
48
156831
2631
Чтобы понять, как голография
может применяться...
может применяться...
02:53
You see these marbles?
49
161022
1476
Видите эти шарики?
02:54
Look at these marbles
bouncing off of the barriers,
bouncing off of the barriers,
50
162522
2709
Они отскакивают от препятствий
02:57
as an analogy to light
being scattered by our bodies.
being scattered by our bodies.
51
165688
3730
так же, как и свет
при прохождении через наше тело.
при прохождении через наше тело.
03:02
As the marbles get to the bottom
of the scattering maze,
of the scattering maze,
52
170323
4016
К моменту, когда шарики
достигают низа лабиринта,
достигают низа лабиринта,
03:06
they're chaotic, they're scattering
and bouncing everywhere.
and bouncing everywhere.
53
174363
4067
они рассеиваются и оказываются
в произвольных местах.
в произвольных местах.
03:11
If we record a hologram
at the bottom inside of the screen,
at the bottom inside of the screen,
54
179046
4206
Если записать голограмму внизу экрана,
03:15
we can record the position and angle
of each marble exiting the maze.
of each marble exiting the maze.
55
183276
6539
можно записать положение и угол
каждого шарика, выходящего из лабиринта.
каждого шарика, выходящего из лабиринта.
03:22
And then we can bring in
marbles from below
marbles from below
56
190339
2514
Затем можно запустить шарики снизу,
03:26
and have the hologram direct each marble
to exactly the right position and angle,
to exactly the right position and angle,
57
194061
6148
направляя каждый из них
с помощью голограммы
с помощью голограммы
в исходную позицию и под тем же углом,
03:32
such as they emerge in a line
at the top of the scatter matrix.
at the top of the scatter matrix.
58
200233
5262
какие у них были наверху
перед рассеиванием.
перед рассеиванием.
03:39
We're going to do that with this.
59
207162
1916
Сделаем это с помощью
вот этого устройства.
вот этого устройства.
03:41
This is optically similar to human brain.
60
209732
4282
Это устройство имеет те же
оптические свойства,
оптические свойства,
что и человеческий мозг.
03:46
I'm going to switch to green light now,
61
214787
2690
Я переключусь на зелёный свет,
потому что он ярче для ваших глаз,
чем красный или инфракрасный,
чем красный или инфракрасный,
03:49
because green light is brighter
to your eyes than red or infrared,
to your eyes than red or infrared,
62
217501
3758
03:53
and I really need you to see this.
63
221283
1960
и нужно, чтобы вы увидели это.
03:55
So we're going to put a hologram
in front of this brain
in front of this brain
64
223665
4825
Мы расположим голограмму
впереди этого мозга
впереди этого мозга
04:00
and make a stream of light come out of it.
65
228514
2666
и пустим поток света так,
чтобы он выходил из него.
чтобы он выходил из него.
04:04
Seems impossible but it isn't.
66
232831
2929
Кажется невозможным, но это не так.
04:07
This is the setup you're going to see.
67
235784
2206
Вот установка, которую вы увидите.
04:10
Green light.
68
238014
1150
Зелёный свет.
04:12
Hologram here, green light going in,
69
240514
2865
Голограмма здесь, зелёный свет включён,
04:15
that's our brain.
70
243403
1150
это наш мозг.
04:18
And a stream of light comes out of it.
71
246458
4391
Поток света выходит из него.
04:22
We just made a brain lase
of densely scattering tissue.
of densely scattering tissue.
72
250873
4730
Мы только что сделали мозг-лазер
из сильно рассеивающей ткани.
из сильно рассеивающей ткани.
04:27
Seems impossible,
no one's done this before,
no one's done this before,
73
255627
3270
Кажется невероятным,
раньше никто такого не делал,
раньше никто такого не делал,
04:30
you're the first public audience
to ever see this.
to ever see this.
74
258921
2740
вы первая аудитория, которая это видит.
04:33
(Applause)
75
261685
4786
(Аплодисменты)
04:38
What this means is
that we can focus deep into tissue.
that we can focus deep into tissue.
76
266495
3667
Это значит, что мы можем
фокусировать лучи
фокусировать лучи
в тканях на большой глубине.
Принципиальный момент — это то,
что наши тела пропускают свет.
что наши тела пропускают свет.
04:42
Our translucency is the first key.
77
270805
3010
04:45
Holography enabling de-scattering
is the second key
is the second key
78
273839
4031
Другой важный момент — голография,
позволяющая фокусировать свет.
позволяющая фокусировать свет.
04:49
to enable us to see deep inside
of our bodies and brains.
of our bodies and brains.
79
277894
3867
Это позволяет заглядывать глубже
в тело и мозг человека.
в тело и мозг человека.
04:54
You're probably thinking,
80
282981
1667
Вы, возможно, думаете:
04:57
"Sounds good, but what about
skull and bones?
skull and bones?
81
285118
3009
«Звучит отлично,
но как насчёт черепа и костей?
но как насчёт черепа и костей?
05:00
How are you going to see through the brain
without seeing through bone?"
without seeing through bone?"
82
288151
4070
Как можно увидеть мозг внутри,
не видя сквозь кость?»
не видя сквозь кость?»
05:04
Well, this is real human skull.
83
292245
2288
Это настоящий человеческий череп.
05:07
We ordered it at skullsunlimited.com.
84
295188
3135
Мы заказали его на skullsunlimited.com.
05:10
(Laughter)
85
298347
1746
(Смех)
05:12
No kidding.
86
300117
1238
Я не шучу.
05:13
But we treat this skull with great respect
at our lab and here at TED.
at our lab and here at TED.
87
301379
4724
Мы обращаемся с ним очень бережно
в нашей лаборатории и здесь на TED.
в нашей лаборатории и здесь на TED.
05:18
And as you can see,
88
306127
1596
Как вы видите,
05:20
the red light goes right through it.
89
308770
1990
красный свет проходит сквозь него.
05:23
Goes through our bones.
90
311912
1535
Проходит сквозь наши кости.
05:25
So we can go through skull
and bones and flesh with just red light.
and bones and flesh with just red light.
91
313471
5018
Таким образом, красный свет проходит
через череп, кости и тело.
через череп, кости и тело.
Гамма-лучи и рентгеновские лучи
тоже проходят через них,
тоже проходят через них,
05:31
Gamma rays and X-rays do that, too,
but they cause tumors.
but they cause tumors.
92
319268
3729
но они вызывают опухоли.
05:35
Red light is all around us.
93
323637
3076
Красный свет имеется повсюду вокруг нас.
05:39
So, using that, I'm going
to come back here
to come back here
94
327137
2904
Пользуясь этим, я вернусь сюда
05:42
and show you something more useful
than making a brain lase.
than making a brain lase.
95
330065
3403
и покажу вам нечто
более полезное, чем мозг-лазер.
более полезное, чем мозг-лазер.
05:46
We challenged ourselves to see how fine
we could focus through brain tissue.
we could focus through brain tissue.
96
334229
3954
Мы постарались понять,
насколько хорошо мы можем
фокусировать свет в мозговой ткани.
фокусировать свет в мозговой ткани.
05:50
Focusing through this brain,
97
338967
2102
Мы настолько точно фокусировали луч,
проходящий через этот мозг,
проходящий через этот мозг,
05:53
it was such a fine focus,
we put a bare camera die in front of it.
we put a bare camera die in front of it.
98
341093
4574
что мы установили перед ним
крошечную камеру.
крошечную камеру.
05:58
And the bare camera die ...
99
346288
1800
Эта камера ...
06:03
Could you turn down the spotlight?
100
351454
1627
Можете выключить прожектор?
06:05
OK, there it is.
101
353105
1150
Хорошо, вот так.
06:07
Do you see that?
102
355117
1159
Вы видите?
06:08
Each pixel is two-thousandths
of a millimeter wide.
of a millimeter wide.
103
356300
4276
Ширина каждого пикселя составляет
две тысячные миллиметра.
две тысячные миллиметра.
06:13
Two microns.
104
361673
1404
Два микрона.
Полная ширина
на уровне половинной амплитуды
на уровне половинной амплитуды
06:15
That means that spot focus --
full width half max --
full width half max --
105
363101
3389
для этого сфокусированного пятна
06:18
is six to eight microns.
106
366514
1790
составляет от шести до восьми микронов.
06:21
To give you an idea of what that means:
107
369006
2648
Чтобы вы могли представить себе,
что это такое:
что это такое:
06:24
that's the diameter of the smallest neuron
in the human brain.
in the human brain.
108
372442
4002
это диаметр самого маленького нейрона
в человеческом мозге.
в человеческом мозге.
06:29
So that means we can focus
through skull and brain to a neuron.
through skull and brain to a neuron.
109
377300
4450
Это значит, что мы можем направить луч
через череп и мозг до нейрона.
через череп и мозг до нейрона.
06:34
No one has seen this before,
we're doing this for the first time here.
we're doing this for the first time here.
110
382104
3634
Никто не видел ничего подобного раньше,
мы показываем это впервые.
мы показываем это впервые.
06:38
It's not impossible.
111
386207
1589
Это не невозможно.
06:39
(Applause)
112
387820
1942
(Аплодисменты)
У нас это получилось с нашей системой,
так что мы совершили прорыв.
так что мы совершили прорыв.
06:41
We made it work with our system,
so we've made a breakthrough.
so we've made a breakthrough.
113
389786
2982
06:44
(Laughter)
114
392792
1801
(Смех)
06:46
Just to give an idea -- like,
that's not just 50 marbles.
that's not just 50 marbles.
115
394617
2952
Чтобы дать представление —
это не просто 50 шариков.
это не просто 50 шариков.
06:49
That's billions, trillion of photons,
116
397593
2897
Это миллиарды, триллионы фотонов,
06:52
all falling in line as directed
by the hologram,
by the hologram,
117
400514
3396
все падают вдоль линии,
по которой их направляет голограмма,
по которой их направляет голограмма,
06:55
to ricochet through
densely scattering brain,
densely scattering brain,
118
403934
5071
чтобы срикошетить сквозь мозг,
который сильно рассеивает свет,
который сильно рассеивает свет,
07:01
and emerge as a focus.
119
409029
2937
и выходят сфокусированными.
07:03
It's pretty cool.
120
411990
2008
Это замечательно.
07:06
We're excited about it.
121
414022
1277
Мы просто в восторге.
07:07
This is an MRI machine.
122
415728
2032
Это аппарат МРТ.
Стоит пару миллионов долларов,
занимает комнату,
занимает комнату,
07:09
It's a few million dollars,
it fills a room,
it fills a room,
123
417784
2162
07:11
many people have probably been in one.
124
419970
2186
многие уже наверняка
были в таком аппарате.
были в таком аппарате.
07:14
I've spent a lot of time in one.
125
422180
1540
Я провела в нём много времени.
07:15
It has a focus of about a millimeter --
126
423744
2397
Он имеет фокус размером с миллиметр —
07:18
kind of chunky, compared to
what I just showed you.
what I just showed you.
127
426165
2833
великоватый по сравнению
с показанным мною.
с показанным мною.
07:21
A system based on our technology
could enable dramatically lower cost,
could enable dramatically lower cost,
128
429022
5658
Установка, основанная на нашей технологии,
может заметно снизить стоимость,
может заметно снизить стоимость,
07:26
higher resolution
129
434704
1815
обладает более высоким разрешением
07:28
and smaller medical imaging.
130
436543
2493
и лучшей медицинской визуализацией.
07:31
So that's what we've started to do.
131
439680
1869
Вот что мы начали делать.
07:34
My team and I have built a rig, a lab rig
132
442180
4228
Наша группа построила
лабораторную установку,
лабораторную установку,
07:38
to scan out tissue.
133
446432
1856
сканирующую ткани.
07:40
And here it is in action.
134
448797
1666
Вот она в действии.
07:42
We wanted to see how good we could do.
135
450932
2142
Мы хотели посмотреть, что у нас получится.
07:46
We've built this over the last year.
136
454535
2061
Мы построили её за прошедший год.
07:49
And the result is,
137
457626
1525
В результате
07:51
we're able to find tumors
138
459814
4337
мы можем находить опухоли
07:56
in this sample --
139
464175
1170
в этом образце —
07:57
70 millimeters deep,
the light going in here,
the light going in here,
140
465369
3141
на глубине 70 миллиметров,
свет проходит здесь,
свет проходит здесь,
08:00
half a millimeter resolution,
141
468534
2214
разрешение полмиллиметра.
08:02
and that's the tumor it found.
142
470772
2288
Вот найденная нами опухоль.
08:05
You're probably looking at this,
143
473526
2461
Вы, возможно, смотрите
на всё это и думаете:
на всё это и думаете:
08:08
like, "Sounds good,
but that's kind of a big system.
but that's kind of a big system.
144
476011
4991
«Звучит неплохо, но это
довольно большое устройство.
довольно большое устройство.
08:13
It's smaller than
a honking-big MRI machine,
a honking-big MRI machine,
145
481026
4551
Оно меньше большого гудящего аппарата МРТ,
08:17
monster MRI machine,
146
485601
1350
аппарата-монстра,
08:18
but can you do something
to shrink it down?"
to shrink it down?"
147
486975
2165
но разве нельзя это как-то уменьшить?»
08:22
And the answer is:
148
490038
1784
Отвечаю:
08:23
of course.
149
491846
1170
конечно же.
08:25
We can replace each
big element in that system
big element in that system
150
493040
3620
Мы можем заменить каждый большой
элемент в этом устройстве
элемент в этом устройстве
08:28
with a smaller component --
151
496684
1595
маленькими компонентами —
08:30
a little integrated circuit,
152
498303
1897
небольшой микросхемой,
08:32
a display chip the size
of a child's fingernail.
of a child's fingernail.
153
500224
4139
чипом дисплея размером с ноготь ребёнка.
08:37
A bit about my background:
154
505451
1555
Немножко обо мне:
08:39
I've spent the last two decades
inventing, prototype-developing
inventing, prototype-developing
155
507030
6235
последние 20 лет я занималась
созданием и разработкой прототипов
созданием и разработкой прототипов
08:45
and then shipping billions of dollars
of consumer electronics --
of consumer electronics --
156
513289
4959
и затем транспортировкой потребительской
электроники на миллиарды долларов —
электроники на миллиарды долларов —
08:50
with full custom chips --
157
518272
2305
со специальными чипами —
08:52
on the hairy edge of optical physics.
158
520601
2736
это очень близко к оптической физике.
08:55
So my team and I built the big lab rig
159
523919
4682
Наша группа построила
большую лабораторную установку
большую лабораторную установку
09:00
to perfect our architecture
and test the corner cases
and test the corner cases
160
528625
4742
для усовершенствования архитектуры,
её тестирования
при экстремальных значениях
при экстремальных значениях
09:05
and really fine-tune our chip designs,
161
533849
2191
и точной настройки наших чипов,
09:08
before spending the millions of dollars
to fabricate each chip.
to fabricate each chip.
162
536064
3649
перед тем как тратить миллионы долларов
на разработку каждого чипа.
на разработку каждого чипа.
09:12
Our new chip inventions
slim down the system, speed it up
slim down the system, speed it up
163
540318
4672
Наши новые разработки чипов позволяют
уменьшить размеры установки и ускорить её,
уменьшить размеры установки и ускорить её,
09:17
and enable rapid scanning
and de-scattering of light
and de-scattering of light
164
545014
4083
дают возможность быстрого сканирования
и фокусирования света
и фокусирования света
09:21
to see deep into our bodies.
165
549121
1867
для исследования нашего организма.
09:23
This is the third key to enable
better, faster and cheaper health care.
better, faster and cheaper health care.
166
551498
5525
Это третий ключ к лучшей, быстрой
и дешёвой медицине.
и дешёвой медицине.
09:33
This is a mock-up of something
that can replace the functionality
that can replace the functionality
167
561577
6705
Вот макет в натуральную величину того,
что может заменить по функциональности
что может заменить по функциональности
09:40
of a multimillion-dollar MRI machine
168
568306
2970
МРТ за несколько миллионов долларов,
09:43
into a consumer electronics price point,
169
571300
2690
тем, что по карману потребителю,
что можно носить в виде повязки
что можно носить в виде повязки
09:46
that you could wear as a bandage,
line a ski hat, put inside a pillow.
line a ski hat, put inside a pillow.
170
574014
5333
или в лыжной шапке,
или положить в подушку.
или положить в подушку.
09:51
That's what we're building.
171
579882
1672
Вот что мы создаём.
09:53
(Applause)
172
581578
1169
(Аплодисменты)
09:54
Oh, thanks!
173
582771
1279
О, спасибо!
09:56
(Applause)
174
584074
2975
(Аплодисменты)
09:59
So you're probably thinking,
175
587073
2139
Вы наверняка думаете:
10:01
"I get the light going through our bodies.
176
589236
2833
«Я понимаю, как свет проходит через тело.
10:04
I even get the holography
de-scattering the light.
de-scattering the light.
177
592911
2934
Даже как голограмма собирает лучи света.
10:08
But how do we use these new
chip inventions, exactly,
chip inventions, exactly,
178
596656
2867
Но как именно мы применяем эти чипы
10:11
to do the scanning?"
179
599547
1255
для сканирования?»
10:13
Well, we have a sound approach.
180
601903
2066
Можно использовать звук.
10:16
No, literally -- we use sound.
181
604411
1866
Нет, серьёзно — мы используем звук.
10:18
Here, these three discs represent
the integrated circuits
the integrated circuits
182
606949
4100
Эти три диска представляют
собой интегральные схемы,
собой интегральные схемы,
10:23
that we've designed,
183
611073
1465
которые мы спроектировали.
10:24
that massively reduce the size
of our current bulky system.
of our current bulky system.
184
612562
4847
Они значительно уменьшают
размеры громоздкого устройства.
размеры громоздкого устройства.
10:30
One of the spots, one of the chips,
emits a sonic ping,
emits a sonic ping,
185
618157
3420
Одна из точек, один из чипов
выделяет звуковой сигнал,
выделяет звуковой сигнал,
10:34
and it focuses down,
186
622369
1654
он фокусируется,
10:36
and then we turn red light on.
187
624696
2081
и затем мы включаем красный свет.
10:39
And the red light that goes
through that sonic spot
through that sonic spot
188
627347
3396
Красный свет, проходящий
через эту звуковую точку,
через эту звуковую точку,
10:42
changes color slightly,
189
630767
2360
немножко изменяет цвет.
10:45
much like the pitch
of the police car siren changes
of the police car siren changes
190
633680
3005
Это похоже на изменение высоты
звука полицейской сирены,
звука полицейской сирены,
10:48
as it speeds past you.
191
636709
1467
когда она проносится около вас.
10:52
So.
192
640042
1241
Итак.
10:53
There's this other thing about holography
I haven't told you yet,
I haven't told you yet,
193
641307
3301
Я вам не рассказала
ещё об одной вещи о голограммах,
ещё об одной вещи о голограммах,
10:56
that you need to know.
194
644632
1309
о которой вам нужно знать.
10:58
Only two beams of exactly the same color
can make a hologram.
can make a hologram.
195
646427
4769
Только два луча
абсолютно одинакового цвета
абсолютно одинакового цвета
могут создать голограмму.
11:03
So, that's the orange light
that's coming off of the sonic spot,
that's coming off of the sonic spot,
196
651800
5356
Вот оранжевый свет, выходящий
из звуковой точки,
из звуковой точки,
11:09
that's changed color slightly,
197
657180
2183
который слегка поменял цвет.
11:11
and we create a glowing disc
of orange light
of orange light
198
659387
3649
Мы создаём светящийся диск
оранжевого света
оранжевого света
11:15
underneath a neighboring chip
199
663060
1619
под соседним чипом,
11:17
and then record a hologram
on the camera chip.
on the camera chip.
200
665212
3627
а затем записываем голограмму
на чипе камеры.
на чипе камеры.
11:21
Like so.
201
669362
1215
Вот так.
11:22
From that hologram, we can extract
information just about that sonic spot,
information just about that sonic spot,
202
670601
5333
Из голограммы мы можем почерпнуть
информацию об этой точке,
информацию об этой точке,
11:27
because we filter out
all of the red light.
all of the red light.
203
675958
2934
так как мы отфильтровываем
весь красный свет.
весь красный свет.
11:32
Then, we can optionally
focus the light back down into the brain
focus the light back down into the brain
204
680037
3927
Затем можно снова сфокусировать
свет обратно в мозг,
свет обратно в мозг,
11:35
to stimulate a neuron
or part of the brain.
or part of the brain.
205
683988
3183
стимулируя нейрон или часть мозга.
11:39
And then we move on
to shift the sonic focus to another spot.
to shift the sonic focus to another spot.
206
687195
5104
Далее мы перемещаем
звуковой фокус на другую точку.
звуковой фокус на другую точку.
11:44
And that way, spot by spot,
we scan out the brain.
we scan out the brain.
207
692323
3960
Так, поточечно, мы сканируем мозг.
11:49
Our chips decode holograms
208
697309
2643
Наши чипы расшифровывают голограммы,
11:51
a bit like Rosalind Franklin decoded
this iconic image of X-ray diffraction
this iconic image of X-ray diffraction
209
699976
5764
как Розалинд Франклин расшифровывала
изображение дифракции рентгеновских лучей
изображение дифракции рентгеновских лучей
11:57
to reveal the structure of DNA
for the first time.
for the first time.
210
705764
3111
и выявила структуру ДНК в первый раз.
12:01
We're doing that electronically
with our chips,
with our chips,
211
709379
3192
Мы делаем это электронно с помощью чипов,
12:04
recording the image
and decoding the information,
and decoding the information,
212
712595
3737
записывающих изображение
и расшифровывающих информацию
и расшифровывающих информацию
12:08
in a millionth of a second.
213
716356
1828
за одну миллионную секунды.
12:10
We scan fast.
214
718612
1675
Мы сканируем быстро.
12:13
Our system may be extraordinary
at finding blood.
at finding blood.
215
721625
3333
Наша технология замечательна
при обнаружении крови,
при обнаружении крови,
12:17
And that's because blood absorbs
red light and infrared light.
red light and infrared light.
216
725534
3881
потому что кровь абсорбирует
красный и инфракрасный свет.
красный и инфракрасный свет.
12:21
Blood is red.
217
729439
1563
Кровь красная.
12:23
Here's a beaker of blood.
218
731995
1388
Вот колба с кровью.
12:25
I'm going to show you.
219
733407
1467
Сейчас я вам покажу.
12:27
And here's our laser,
going right through it.
going right through it.
220
735704
3067
А вот лазер, проходящий сквозь неё.
12:31
It really is a laser,
you can see it on the -- there it is.
you can see it on the -- there it is.
221
739180
2929
Это действительно лазер — вот, смотрите.
12:34
In comparison to my pound of flesh,
222
742133
3941
В сравнении с моделью тела,
12:38
where you can see
the light goes everywhere.
the light goes everywhere.
223
746098
2428
где вы видите, что свет проходит везде.
12:41
So let's see that again, blood.
224
749415
2067
А теперь снова кровь.
12:44
This is really key: blood absorbs light,
225
752303
2703
Очередной ключевой момент:
кровь абсорбирует свет,
кровь абсорбирует свет,
12:47
flesh scatters light.
226
755989
2206
тело рассеивает его.
12:51
This is significant,
227
759133
1388
Это важно,
12:52
because every tumor bigger
than a cubic millimeter or two
than a cubic millimeter or two
228
760545
3865
так как у каждой опухоли больше одного
или двух кубических миллиметров
или двух кубических миллиметров
12:56
has five times the amount of blood
as normal flesh.
as normal flesh.
229
764434
3779
содержится в пять раз больше крови.
13:01
So with our system, you can imagine
detecting cancers early,
detecting cancers early,
230
769069
4622
Так с нашим прибором можем
определить рак на ранних стадиях,
определить рак на ранних стадиях,
13:05
when intervention is easy,
231
773715
2140
когда ещё можно вмешаться,
13:07
or tracking the size of your tumor
as it grows or shrinks.
as it grows or shrinks.
232
775879
3933
или следить за размером опухоли,
когда она растёт или уменьшается.
когда она растёт или уменьшается.
13:12
Our system also should be extraordinary
at finding out where blood isn't,
at finding out where blood isn't,
233
780338
5136
Кроме того, наше устройство
может очень эффективно
определять место, где нет крови,
определять место, где нет крови,
13:17
like a clogged artery,
234
785498
1722
например закупоренную артерию,
13:19
or the color change in blood
235
787244
2001
или определить изменение цвета крови,
13:21
as it carries oxygen
versus not carrying oxygen,
versus not carrying oxygen,
236
789269
3588
идёт ли транспорт кислорода или нет,
13:24
which is a way to measure neural activity.
237
792881
2800
что является способом измерения
нейронной активности.
нейронной активности.
13:28
There's a saying that "sunlight"
is the best disinfectant.
is the best disinfectant.
238
796872
4634
Говорят, что солнечный свет —
лучший дезинфектор.
лучший дезинфектор.
13:33
It's literally true.
239
801530
1512
Это действительно так.
13:35
Researchers are killing pneumonia in lungs
by shining light deep inside of lungs.
by shining light deep inside of lungs.
240
803563
6162
Учёные убивают пневмонию в лёгких,
освещая их изнутри.
освещая их изнутри.
13:41
Our system could enable this
noninvasively.
noninvasively.
241
809749
3254
Наш аппарат может
проделывать это неинвазивно.
проделывать это неинвазивно.
13:45
Let me give you three more examples
of what this technology can do.
of what this technology can do.
242
813932
4279
Сейчас я приведу три примера
о возможностях этой технологии.
о возможностях этой технологии.
13:50
One: stroke.
243
818592
1389
Первый: инсульт.
13:52
There's two major kinds of stroke:
244
820601
2267
Существует два вида инсульта:
13:54
the one caused by clogs
245
822892
2152
один вызывается закупориванием,
13:57
and another caused by rupture.
246
825068
1961
а другой — разрывом.
13:59
If you can determine the type of stroke
within an hour or two,
within an hour or two,
247
827053
4098
Если вы сможете
определить тип за час или два,
определить тип за час или два,
14:03
you can give medication to massively
reduce the damage to the brain.
reduce the damage to the brain.
248
831175
4708
вы сможете дать такое лекарство,
которое уменьшит риск повреждения мозга.
которое уменьшит риск повреждения мозга.
14:08
Get the drug wrong,
249
836358
1452
Дадите неправильное лекарство,
14:10
and the patient dies.
250
838675
1341
пациент умрёт.
14:12
Today, that means access to an MRI scanner
within an hour or two of a stroke.
within an hour or two of a stroke.
251
840752
4728
Сегодня это значит доступ к МРТ в течение
одного или двух часов после инсульта.
одного или двух часов после инсульта.
14:18
Tomorrow, with compact, portable,
inexpensive imaging,
inexpensive imaging,
252
846306
4271
Завтра с помощью компактного,
портативного и недорогого сканера
портативного и недорогого сканера
14:22
every ambulance and every clinic
can decode the type of stroke
can decode the type of stroke
253
850601
3830
каждая скорая и каждая клиника
сможет определить тип инсульта
сможет определить тип инсульта
14:26
and get the right therapy on time.
254
854455
2283
и назначить нужное лечение вовремя.
14:30
(Applause)
255
858396
4021
(Аплодисменты)
14:34
Thanks.
256
862441
1150
Спасибо.
14:36
Two:
257
864155
1150
Второй:
14:38
two-thirds of humanity
lacks access to medical imaging.
lacks access to medical imaging.
258
866085
4596
у двух третей людей нет доступа
к медицинскому сканированию.
к медицинскому сканированию.
14:43
Compact, portable, inexpensive
medical imaging can save countless lives.
medical imaging can save countless lives.
259
871394
5024
Компактный, портативный, недорогой сканер
сможет спасти многие жизни.
сможет спасти многие жизни.
14:49
And three:
260
877347
1555
И третий:
14:50
brain-computer communication.
261
878926
2062
обмен информацией
между мозгом и компьютером.
между мозгом и компьютером.
14:53
I've shown here onstage our system
focusing through skull and brain
focusing through skull and brain
262
881529
4348
Я уже показывала здесь на сцене
просвечивание через кости черепа и мозг
просвечивание через кости черепа и мозг
14:57
to the diameter of the smallest neuron.
263
885901
2730
с фокусированием до диаметра
самого маленького нейрона.
самого маленького нейрона.
15:01
Using light and sound,
you can activate or inhibit neurons,
you can activate or inhibit neurons,
264
889187
4287
Используя свет и звук, можно активировать
или ингибировать нейроны
или ингибировать нейроны
15:05
and simultaneously,
we can match spec by spec
we can match spec by spec
265
893498
3492
и одновременно соответствовать
15:09
the resolution of an fMRI scanner,
266
897014
2706
разрешению фМРТ сканера,
15:11
which measures oxygen use in the brain.
267
899744
2508
измеряющего кислород,
используемый мозгом.
используемый мозгом.
15:14
We do that by looking
at the color change in the blood,
at the color change in the blood,
268
902276
3341
Для этого мы наблюдаем
за изменением цвета крови
за изменением цвета крови
15:17
rather than using a two-ton magnet.
269
905641
2333
вместо использования двухтонного магнита.
15:21
So you can imagine
that with fMRI scanners today,
that with fMRI scanners today,
270
909541
6152
Вы можете представить себе,
что сегодня с помощью фМРТ
что сегодня с помощью фМРТ
15:28
we can decode the imagined words,
images and dreams of those being scanned.
images and dreams of those being scanned.
271
916617
4557
мы можем расшифровывать
воображаемые слова, изображения и сны.
воображаемые слова, изображения и сны.
15:33
We're working on a system
that puts all three of these capabilities
that puts all three of these capabilities
272
921665
3317
Мы работаем над технологией,
объединяющей эти три возможности
объединяющей эти три возможности
15:37
into the same system --
273
925006
1547
в одном устройстве —
15:38
neural read and write
with light and sound,
with light and sound,
274
926577
3214
чтение и запись нейронов
с помощью света и звука,
с помощью света и звука,
15:41
while simultaneously
mapping oxygen use in the brain --
mapping oxygen use in the brain --
275
929815
4127
с одновременным сканированием того,
как мозг использует кислород, —
как мозг использует кислород, —
15:45
all together in a noninvasive portable
276
933966
2587
всё это в неинвазивном,
портативном приборе,
портативном приборе,
15:48
that can enable
brain-computer communication,
brain-computer communication,
277
936577
2786
дающем возможность взаимодействовать
мозгу с компьютером,
мозгу с компьютером,
15:51
no implants, no surgery,
no optional brain surgery required.
no optional brain surgery required.
278
939387
4326
без имплантов, без каких-либо
дополнительных операций на мозг.
дополнительных операций на мозг.
15:56
This can do enormous good
279
944061
2080
Это огромная помощь
15:58
for the two billion people
that suffer globally with brain disease.
that suffer globally with brain disease.
280
946165
4533
для двух миллиардов человек
с болезнями мозга по всему миру.
с болезнями мозга по всему миру.
16:04
(Applause)
281
952020
5135
(Аплодисменты)
Меня спрашивают, насколько глубоко
мы можем проникать.
мы можем проникать.
16:09
People ask me how deep we can go.
282
957179
1890
16:11
And the answer is:
the whole body's in reach.
the whole body's in reach.
283
959093
2929
Отвечаю: доступно всё тело.
16:14
But here's another way to look at it.
284
962046
2036
Но на это можно взглянуть и по-другому.
16:20
(Laughter)
285
968800
1404
(Смех)
16:22
My whole head just lit up,
you want to see it again?
you want to see it again?
286
970228
2612
Моя голова засветилась,
хотите увидеть снова?
хотите увидеть снова?
16:24
Audience: Yes!
287
972864
1230
(Голоса из зала) Да!
16:26
(Laughter)
288
974118
1417
(Смех)
16:28
MLJ: This looks scary, but it's not.
289
976442
2221
МЛД: Страшновато, но нет.
16:31
What's truly scary
is not knowing about our bodies,
is not knowing about our bodies,
290
979046
2983
Что по-настоящему страшно —
это не знать наш организм,
это не знать наш организм,
16:34
our brains and our diseases
291
982053
1992
наш мозг и наши болезни настолько,
16:36
so we can effectively treat them.
292
984069
1945
чтобы мы могли их вылечивать.
16:38
This technology can help.
293
986038
1658
Технология может помочь.
16:39
Thank you.
294
987720
1151
Спасибо.
16:40
(Applause)
295
988895
5454
(Аплодисменты)
16:46
Thank you.
296
994373
1151
Спасибо.
16:47
(Applause)
297
995548
1150
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Mary Lou Jepsen - Inventor, entrepreneur, optical physicistMary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things.
Why you should listen
Mary Lou Jepsen is one of the world’s foremost engineers and scientists in optics, imaging and display -- inventing at the hairy, crazy edge of what physics allows, aiming to do what seems impossible and leading teams to achieve these in volume in partnership with the world’s largest manufacturers, in Asia. She has more than 200 patents published or issued.
Jepsen is the founder and CEO of Openwater, which aims to use new optics to see inside our bodies. Previously a top technical exec at Google, Facebook, Oculus and Intel, her startups include One Laptop Per Child, where she was CTO and chief architect on the $100 laptop. She studied at Brown, MIT and Rhode Island School of Design, and she was a professor at both MITs -- the one in Cambridge, Mass., and the Royal Melbourne Institute of Tech in Australia.
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com