TED2017
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?
Мехди Ордикхани-Сейедлар: Что происходит в вашем мозге, когда вы обращаете на что-то внимание?
Filmed:
Readability: 3.9
3,083,456 views
Внимание — это не только то, на чём мы концентрируемся, но это ещё то, что наш мозг отфильтровывает. Исследуя возникающие при попытке людей сконцентрироваться паттерны в головном мозге, Мехди Ордикхани-Сейедлар, занимающийся вычислительной нейробиологией, надеется соединить мозг и компьютер, чтобы построить модели, которые можно использовать для лечения СДВГ и для помощи тем, кто потерял способность общаться. Узнайте больше об этой потрясающей науке в этом кратком захватывающем выступлении.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Paying close attention to something:
0
760
2480
Удерживать на чём-то постоянное внимание —
00:15
Not that easy, is it?
1
3280
1240
это не так-то просто, не так ли?
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
Это потому что наше внимание тянут зараз
во множество разных направлений,
во множество разных направлений,
00:22
and it's in fact pretty impressive
if you can stay focused.
if you can stay focused.
3
10560
4080
и если вы можете сосредоточиться,
то это уже сильно впечатляет само по себе.
то это уже сильно впечатляет само по себе.
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
Многие думают, что внимание касается
только того, на чём мы концентрируемся,
только того, на чём мы концентрируемся,
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
однако оно касается и информации,
которую наш мозг пытается отфильтровать.
которую наш мозг пытается отфильтровать.
00:38
There are two ways
you direct your attention.
you direct your attention.
6
26320
2720
Есть два способа, которыми вы
направляете ваше внимание.
направляете ваше внимание.
00:41
First, there's overt attention.
7
29600
1560
Во-первых, явная ориентировка внимания.
00:43
In overt attention,
you move your eyes towards something
you move your eyes towards something
8
31640
4136
При явной ориентировке
вы переводите ваши глаза на что-то,
вы переводите ваши глаза на что-то,
00:47
in order to pay attention to it.
9
35800
1560
чтобы обратить на это внимание.
00:50
Then there's covert attention.
10
38360
1976
Затем есть скрытая ориентировка внимания.
00:52
In covert attention,
you pay attention to something,
you pay attention to something,
11
40360
4016
При скрытой ориентировке
вы обращаете на что-то внимание,
вы обращаете на что-то внимание,
00:56
but without moving your eyes.
12
44400
1560
но без движения глаз.
00:59
Think of driving for a second.
13
47040
1640
Подумайте на секунду о вождении.
01:02
Your overt attention,
your direction of the eyes,
your direction of the eyes,
14
50960
3016
Ваша явная ориентировка внимания,
направление вашего взгляда —
направление вашего взгляда —
01:06
are in front,
15
54000
1656
вперёд,
01:07
but that's your covert attention
16
55680
1776
но при этом скрытая ориентировка
01:09
which is constantly scanning
the surrounding area,
the surrounding area,
17
57480
3080
постоянно сканирует
окружающее вас пространство,
окружающее вас пространство,
01:13
where you don't actually look at them.
18
61600
1880
хотя на деле вы не смотрите вокруг.
01:17
I'm a computational neuroscientist,
19
65519
1937
Я занимаюсь вычислительной нейробиологией
01:19
and I work on cognitive
brain-machine interfaces,
brain-machine interfaces,
20
67480
3096
и работаю над когнитивными
нейрокомпьютерными интерфейсами,
нейрокомпьютерными интерфейсами,
01:22
or bringing together
the brain and the computer.
the brain and the computer.
21
70600
3040
то есть над проблемой
объединения мозга и компьютера.
объединения мозга и компьютера.
01:26
I love brain patterns.
22
74720
1600
Мне нравятся паттерны головного мозга.
01:28
Brain patterns are important for us
23
76720
1696
Мозговые паттерны важны для нас,
01:30
because based on them
we can build models for the computers,
we can build models for the computers,
24
78440
3496
потому что на их основе мы можем создавать
модели для компьютеров,
модели для компьютеров,
01:33
and based on these models
25
81960
1416
и на основе этих моделей
01:35
computers can recognize
how well our brain functions.
how well our brain functions.
26
83400
4216
компьютер может распознавать,
насколько правильно работает наш мозг.
насколько правильно работает наш мозг.
01:39
And if it doesn't function well,
27
87640
1600
И если он не работает правильно,
01:42
then these computers themselves
can be used as assistive devices
can be used as assistive devices
28
90080
3920
тогда эти компьютеры сами по себе можно
применять как вспомогательные устройства
применять как вспомогательные устройства
01:46
for therapies.
29
94760
1200
для лечения.
01:48
But that also means something,
30
96480
1640
А это значит очень многое,
01:51
because choosing the wrong patterns
31
99360
2496
потому что выбор неправильных паттернов
01:53
will give us the wrong models
32
101880
1896
даст нам неправильные модели,
01:55
and therefore the wrong therapies.
33
103800
1656
и это приведёт к неверному лечению.
01:57
Right?
34
105480
1200
Так ведь?
01:59
In case of attention,
35
107640
1656
Если говорить о внимании,
02:01
the fact that we can
36
109320
1280
тот факт, что мы можем
02:03
shift our attention not only by our eyes
37
111800
3496
переключать наше внимание
не только с помощью глаз,
не только с помощью глаз,
02:07
but also by thinking --
38
115320
1320
но ещё и с помощью мыслей,
02:09
that makes covert attention
an interesting model for computers.
an interesting model for computers.
39
117440
4080
делает скрытую ориентировку внимания
интересной моделью для компьютеров.
интересной моделью для компьютеров.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwave patterns
what are the brainwave patterns
40
122280
3456
Поэтому я и захотел узнать, какие паттерны
мозговых волн формируются,
мозговых волн формируются,
02:17
when you look overtly
or when you look covertly.
or when you look covertly.
41
125760
3680
когда вы смотрите с явной ориентировкой
или когда вы смотрите со скрытой.
или когда вы смотрите со скрытой.
02:22
I set up an experiment for that.
42
130440
1760
Для этого я провёл эксперимент.
02:24
In this experiment
there are two flickering squares,
there are two flickering squares,
43
132960
2736
В этом эксперименте было
два мерцающих квадрата,
два мерцающих квадрата,
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
один из них мерцал
с меньшей частотой, чем другой.
с меньшей частотой, чем другой.
02:32
Depending on which of these flickers
you are paying attention to,
you are paying attention to,
45
140600
3816
В зависимости от того, на мерцание
какого квадрата вы обращаете внимание,
какого квадрата вы обращаете внимание,
02:36
certain parts of your brain
will start resonating in the same rate
will start resonating in the same rate
46
144440
3960
определённые части вашего мозга
начнут резонировать с той же частотой,
начнут резонировать с той же частотой,
02:41
as that flickering rate.
47
149200
1440
что и частота этого мерцания.
02:44
So by analyzing your brain signals,
48
152000
2936
Итак, анализируя сигналы
вашего головного мозга,
вашего головного мозга,
02:46
we can track where exactly
you are watching
you are watching
49
154960
3040
мы можем отследить,
куда именно вы смотрите
куда именно вы смотрите
02:50
or you are paying attention to.
50
158760
1560
или на что вы обращаете внимание.
02:55
So to see what happens in your brain
when you pay overt attention,
when you pay overt attention,
51
163000
4216
И чтобы увидеть, что происходит в мозге,
когда смотрите с явной ориентировкой,
когда смотрите с явной ориентировкой,
02:59
I asked people to look directly
in one of the squares
in one of the squares
52
167240
3256
я попросил людей смотреть
непосредственно в один из квадратов
непосредственно в один из квадратов
03:02
and pay attention to it.
53
170520
1280
и обратить внимание на него.
03:04
In this case, not surprisingly,
we saw that these flickering squares
we saw that these flickering squares
54
172760
5296
В этом случае, что и неудивительно,
мы увидели, что эти мерцающие квадраты
мы увидели, что эти мерцающие квадраты
03:10
appeared in their brain signals
55
178080
1936
появились в их мозговых сигналах,
03:12
which was coming
from the back of their head,
from the back of their head,
56
180040
2360
которые шли от затылочной области головы,
03:15
which is responsible for the processing
of your visual information.
of your visual information.
57
183560
3400
отвечающей за обработку
вашей визуальной информации.
вашей визуальной информации.
03:20
But I was really interested
58
188280
2336
Но на самом деле мне было интересно
03:22
to see what happens in your brain
when you pay covert attention.
when you pay covert attention.
59
190640
3160
увидеть, что происходит в мозге, когда вы
используете скрытую ориентировку.
используете скрытую ориентировку.
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
Поэтому на этот раз я попросил людей
смотреть в центр экрана
смотреть в центр экрана
03:30
and without moving their eyes,
61
198400
1880
и, не двигая при этом глазами,
03:33
to pay attention
to either of these squares.
to either of these squares.
62
201120
2720
обратить внимание на любой из квадратов.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
Когда мы это проделали,
03:38
we saw that both of these flickering rates
appeared in their brain signals,
appeared in their brain signals,
64
206760
3936
мы увидели, что обе скорости мерцания
появились в мозговых сигналах,
появились в мозговых сигналах,
03:42
but interestingly,
65
210720
1200
но, что интересно,
03:44
only one of them,
which was paid attention to,
which was paid attention to,
66
212640
3536
только у одной из них — того квадрата,
на который обратили внимание, —
на который обратили внимание, —
03:48
had stronger signals,
67
216200
1656
были более сильные сигналы,
03:49
so there was something in the brain
68
217880
2256
то есть в мозге есть нечто,
03:52
which was handling this information
69
220160
2536
что обрабатывает эту информацию,
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
поэтому эта штука в мозге в основном
отвечает за активацию лобной доли.
отвечает за активацию лобной доли.
04:02
The front part of your brain
is responsible
is responsible
71
230440
2976
Лобная доля вашего мозга отвечает
04:05
for higher cognitive functions as a human.
72
233440
2880
за ваши высшие когнитивные
функции как человека.
функции как человека.
04:09
The frontal part,
it seems that it works as a filter
it seems that it works as a filter
73
237160
4440
Похоже, что лобная доля
работает как фильтр,
работает как фильтр,
04:14
trying to let information come in
only from the right flicker
only from the right flicker
74
242640
4376
пытающийся пропустить информацию
только о мерцании справа,
только о мерцании справа,
04:19
that you are paying attention to
75
247040
1640
на которое вы обращаете внимание,
04:21
and trying to inhibit the information
coming from the ignored one.
coming from the ignored one.
76
249400
3960
и пытающийся подавлять информацию, идущую
от мерцания, которое вы игнорируете.
от мерцания, которое вы игнорируете.
04:27
The filtering ability of the brain
is indeed a key for attention,
is indeed a key for attention,
77
255400
5296
Фильтрующая способность мозга несомненно
является ключом ко вниманию,
является ключом ко вниманию,
04:32
which is missing in some people,
78
260720
2776
которое утеряно у некоторых людей,
04:35
for example in people with ADHD.
79
263520
2480
например, у людей с СДВГ.
04:38
So a person with ADHD
cannot inhibit these distractors,
cannot inhibit these distractors,
80
266640
5016
Итак, человек с СДВГ не может подавлять
факторы, отвлекающие внимание,
факторы, отвлекающие внимание,
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
и поэтому эти люди и не могут долго
фокусироваться на одном задании.
фокусироваться на одном задании.
04:49
But what if this person
82
277600
1536
Но что, если такой человек
04:51
could play a specific computer game
83
279160
3536
сможет играть в определённую
компьютерную игру
компьютерную игру
04:54
with his brain connected to the computer,
84
282720
2880
со своим мозгом,
подключённым к компьютеру,
подключённым к компьютеру,
04:58
and then train his own brain
85
286440
2120
и потом научит свой мозг
05:01
to inhibit these distractors?
86
289360
2440
подавлять эти факторы,
отвлекающие внимание?
отвлекающие внимание?
05:05
Well, ADHD is just one example.
87
293680
2480
Ну, СДВГ — это только один пример.
05:09
We can use these cognitive
brain-machine interfaces
brain-machine interfaces
88
297200
3256
Мы можем использовать эти когнитивные
нейрокомпьютерные интерфейсы
нейрокомпьютерные интерфейсы
05:12
for many other cognitive fields.
89
300480
2200
во многих других когнитивных областях.
05:15
It was just a few years ago
90
303760
1776
Всего несколько лет назад
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
у моего дедушки был инсульт, и он
полностью потерял способность говорить.
полностью потерял способность говорить.
05:24
He could understand everybody,
but there was no way to respond,
but there was no way to respond,
92
312640
3336
Он мог всех понимать,
но у него не было способа ответить,
но у него не было способа ответить,
05:28
even not writing
because he was illiterate.
because he was illiterate.
93
316000
2480
даже через письмо,
потому что он был неграмотным.
потому что он был неграмотным.
05:32
So he passed away in silence.
94
320000
2520
Поэтому он умер в безмолвии.
05:36
I remember thinking at that time:
95
324800
2336
Я помню, что думал в то время:
05:39
What if we could have a computer
96
327160
3896
что, если бы у нас был компьютер,
05:43
which could speak for him?
97
331080
1360
который мог бы говорить за него?
05:45
Now, after years that I am in this field,
98
333840
2216
Теперь, спустя годы моей работы
в этой области,
в этой области,
05:48
I can see that this might be possible.
99
336080
2320
я понимаю, что такое возможно.
05:52
Imagine if we can find brainwave patterns
100
340240
2856
Представьте, если бы мы нашли
паттерны мозговых волн,
паттерны мозговых волн,
05:55
when people think
about images or even letters,
about images or even letters,
101
343120
3440
возникающие, когда люди думают
об изображениях или даже о буквах,
об изображениях или даже о буквах,
05:59
like the letter A generates
a different brainwave pattern
a different brainwave pattern
102
347720
2936
вроде того, что буква А порождает
иной паттерн мозговой волны,
иной паттерн мозговой волны,
06:02
than the letter B, and so on.
103
350680
1720
чем буква В, и так далее.
06:04
Could a computer one day
communicate for people who can't speak?
communicate for people who can't speak?
104
352960
3680
Сможет ли компьютер однажды говорить
за людей, которые этого не могут?
за людей, которые этого не могут?
06:09
What if a computer
105
357640
1440
Что, если компьютер
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
сможет помочь нам понять мысли
человека в коме?
человека в коме?
06:17
We are not there yet,
107
365840
1616
Мы ещё не достигли этого,
06:19
but pay close attention.
108
367480
2736
но будьте предельно внимательны.
06:22
We will be there soon.
109
370240
1696
Мы скоро этого достигнем.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Спасибо.
06:25
(Applause)
111
373480
5632
(Аплодисменты)
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