Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it
Miguel Nicolelis: Kommunikation mellan hjärnor är här. Så gjorde vi
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
in São Paulo, Brazil,
i São Paulo, Brazil,
eftermiddag på vintern,
that you see celebrating here
som du ser fira här
accomplished a magnificent deed.
en magnifik bedrift.
from mid-chest to the tip of his toes
från bröstet ner till tåspetsarna
that killed his brother
för sex år sen, som dödade hans bror
that left Juliano in a wheelchair,
och gjorde Juliano rullstolsbunden,
and on this day did something
och gjorde något den här dagen
in the six years deemed impossible.
under de sex åren trodde var omöjligt.
World Soccer Cup here
needed to kick a ball.
som behövdes för att sparka en boll.
He's a para-athlete right now.
Han är en handikappidrottare nu.
i de Paralympiska spelen om några år.
I hope, in a couple years.
did not rob from Juliano
inte kunde ta ifrån Juliano
for a stadium of about 75,000 people
med ungefär 75 000 människor
watching on TV.
som såg det på TV.
30 years of basic research
30 år av grundforskning
that we have between our ears
som vi har mellan öronen fungerar,
that we have above our head
som vi har ovanför huvudet,
through electrical brainstorms,
genom elektriska urladdningar.
took 30 years to imagine in laboratories
tog 30 år att tänka ut i laboratorier
15 years ago, proposed in a paper
skrev en vetenskaplig artikel och föreslog
that we called a brain-machine interface,
ett hjärna-maskin-gränssnitt,
koppla hjärnan till maskiner
could just move these devices,
kunde röra på dessa maskiner,
deras kroppar de var,
from their own bodies,
vad de ville göra,
we actually needed professional help,
professionell hjälp,
a Scot and a Brazilian persevered,
och en brasilianare som höll ut,
in our respective countries,
i våra respektive länder,
suggesting that this was possible.
som visade att det här var möjligt.
är inte raketforskning,
is not rocket science,
that a brain is producing
som hjärnan producerar
to the spinal cord,
of these brain cells simultaneously,
av dessa hjärnceller samtidigt,
that the brain is generating
som hjärnan skapar
att röra oss i vår omgivning.
konverterade vi dessa signaler
these signals into digital commands
eller virtuell maskin kan förstå
or even a virtual device can understand
vad han, hon eller den vill röra på,
what he, she or it wants to make move,
with lots of different types of sensors,
med olika typer av sensorer,
back to the brain to confirm
tillbaka till hjärnan för att bekräfta
was being enacted, no matter where --
eller på andra sidan jorden.
or across the planet.
back to the brain,
gav återkoppling tillbaka till hjärnan
to make us move.
att få oss att röra oss.
som vi publicerade för ett par år sen,
that we published a few years ago,
of an avatar arm,
hur en avatars arm rörde sig,
is the sound of the brain of this monkey
från den här apans hjärna
visually identical spheres
visuellt identiska sfärer
a drop of orange juice that monkeys love,
en droppe apelsinjuice som apor älskar,
select one of these objects
och välja ett av objekten
touches one of the objects,
rör något av föremålen
to the brain of the animal
tillbaka till djurets hjärna
of the surface of this object,
på ytan av föremålet,
the correct object that he has to grab,
som är det rätta att plocka upp,
without moving a muscle.
utan att ens röra en muskel.
och ändå få din apelsinjuice.
and getting your orange juice.
that we had published 15 years ago.
som vi hade publicerat för 15 år sen.
a human being that is paralyzed
kunde få en förlamad människa
interface to regain mobility.
för att få tillbaka sin rörlighet.
transforms your life completely.
of the spinal cord,
cannot reach your muscles.
från hjärnan når inte musklerna.
continue to be generated in your head.
att produceras i hjärnan.
dream about moving every night.
drömmer om att de rör sig varje natt.
to get that code out of it
få ut signalerna från huvudet
let's create a new body.
kick that ball just by thinking,
kunde sparka bollen bara genom att tänka,
the first brain-controlled robotic vest
den första hjärnkontrollerade robotvästen
som är helt eller delvis förlamade
quadriplegic patients to move
hur 156 människor från 25 länder
156 people from 25 countries
of this beautiful Earth,
dropped their patents,
släppte sina patent,
kids, school, jobs,
barn, skolor, jobb,
i 18 månader för att få det här gjort.
for 18 months to actually get this done.
was awarded the World Cup,
blev utsedda att arrangera VM
wanted to do something meaningful
ville göra något meningsfullt
and perfected soccer
och utvecklade den till perfektion
får berätta om det.
needs to talk about that.
is to showcase
and technology,
vetenskap och teknik,
25 million people around the world
25 miljoner människor runtom i världen
på grund av ryggmärgsskador.
because of a spinal cord injury.
and to FIFA and proposed,
att avsparken för VM 2014 skulle göras
of the 2014 World Cup
that allows him to kick the ball
som låter honom sparka bollen
thought that we were completely nuts,
och trodde att vi var helt galna,
from zero, from scratch.
att göra allt från första början.
vi hade inga patienter,
åtta patienter i ett träningsprogram
in a routine of training
exoskeleton to be built
exoskelettet som byggdes
Brazilian scientist ever,
brasilianske forskaren någonsin,
flög det första luftskeppet
created and flew himself
in Paris for a million people to see.
och sågs av en miljon människor.
before the Wright Brothers flew
bröderna Wright flög
(Laughter)
this exoskeleton together,
exoskelettet tillsammans,
hydraulic machine
called electroencephalography
som kallas elektroencefalografi,
to imagine the movements
to the controls, the motors,
till kontrollerna, motorerna
with an artificial skin
med en konstgjord hud
one of my greatest friends, in Munich,
en av mina bästa vänner, i München,
and the foot touching the ground
och hur foten rörde marken
through a vest, a shirt.
genom en väst, eller en slags skjorta.
with micro-vibrating elements
som vibrerar på mikronivå
and fools the patient's brain
och lurar patientens hjärna
a machine that is carrying him,
att det inte är maskinen som bär honom
and what you'll see here
är första gången en av våra patienter,
Bruno, actually walked.
because we are setting everything,
för vi sätter igång allting,
cutting in front of the helmet
framtill på hjälmen
som behöver göras,
the movement that needs to be performed,
Bruno is going to certify it,
Bruno kommer att godkänna den,
under the command of Bruno's brain.
som den blivit tillsagd av Brunos hjärna.
and now he starts walking.
och nu börjar han gå.
being able to move,
on the sand of Santos,
before he had the accident.
innan han råkade ut för olyckan.
a new sensation in Bruno's head.
en ny känsla i Brunos huvud.
I am running out of time already --
jag börjar få slut på tid redan -
av er när jag ska gifta mig,
when I get married,
be there by myself.
och faktiskt göra det själv.
whenever he wants.
during the World Cup, and couldn't,
men som vi inte kunde,
FIFA cut its broadcast in half.
bröt sin sändning i halvtid.
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
är Juliano Pinto i exot som sparkar till,
in front of the entire crowd,
inför hela publiken,
just describe the operation.
visar bara hur det hela går till.
betyder det att exot är redo att köra.
indicate that the exo is ready to go.
and it can deliver feedback,
och det kan skicka feedback,
makes the decision to kick the ball,
att sparka till bollen
two streams of green and yellow light
av grönt och gult ljus
and going to the legs,
och går ner till benen,
that were taken by the exo
som exot har tagit emot,
the ball is set, and he kicks.
and looked at us on the pitch,
och tittade på oss på planen,
bortom din fantasis gränser.
of your imagination.
Vi publicerade det för ett år sen,
published this a year ago,
to exchange mental messages
skicka mentala meddelanden
coming from the environment
i sin omgivning
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
en neurofysiologisk torped,
the act that he needed to perform
den handling som det behöver utföra
the environment was sending as a message,
vilket slags meddelande han fått utifrån
from the first animal's brain.
från det första djurets hjärna.
because I want to show you the latest.
för jag vill visa er det senaste.
is the first rat getting informed
är att den första råttan får information
on the left of the cage
till vänster i buren
to basically get a reward.
för att få en belöning.
he is sending a mental message
ett mentalt meddelande
that didn't see any light,
som inte såg någon lampa,
in 70 percent of the times
kommer i 70 procent av fallen
and get a reward
och få en belöning
the light in the retina.
ha upplevt ljuset på näthinnan.
to a little higher limit
mentally in a brain net,
i ett hjärnnätverk,
the virtual arm that I showed you before,
den virtuella arm som jag visade förut,
the two monkeys combine their brains,
som de två aporna kombinerar sina hjärnor,
to get this virtual arm to move.
för att förflytta den virtuella armen.
is controlling the y dimension.
kontrollerar y-dimensionen.
when you get three monkeys in there
när man sätter tre apor där inne
play the game together,
att spela spelet tillsammans,
to get the famous Brazilian orange juice.
för att få den brasilianska apelsinjuicen.
of all these brains working
är kombinationen av dessa hjärnor
of a biological computer,
and achieving a motor goal.
och uppnår ett motoriskt mål.
och upptäcka vad som finns där ute.
and discover what is out there.
surf the Net just by thinking,
bara genom att tänka,
to an autistic kid who cannot see,
till ett autistiskt barn som inte kan se,
en hjärna-till-hjärna-koppling,
of a brain-to-brain bypass,
that it all started on a winter afternoon
att det hela började en vintereftermiddag
with an impossible kick.
med en omöjlig spark.
thank you for sticking to your time.
tack för att du höll tiden.
några fler minuter,
a couple more minutes,
vi skulle vilja utveckla
we want to develop, and, of course,
sammankopplade hjärnor
brains to figure out where this is going.
is actually getting a signal
is reacting to that signal
reagerar på den signalen
and transmitting the neurological impulse.
och skickar vidare nervimpulsen.
No, it's a little different.
att det finns två andra apor.
of the other two monkeys.
to accomplish is 3D.
in three dimensions.
the two dimensions on the video screen
som den apan kontrollerar.
för att synkronisera deras hjärnor,
to synchronize their brains,
att när en apa börjar tappa fokus
when one monkey starts slacking down,
enhance their performance
förblir densamma.
without telling the monkey
som varje hjärna ska kontrollera,
has to control,
kontrollerar x och y,
forgets about the old dimensions
de gamla dimensionerna
on the new dimensions.
på de nya dimensionerna.
that no Turing machine,
att det inte finns någon Turing-maskin,
what a brain net will do.
vad ett hjärnnätverk kommer att göra.
som en del av oss själva.
as part of us.
har du testat det här?
have you succeeded versus failed?
har du lyckats och misslyckats?
Oh, several times.
om jag inte hade gjort det flera gånger.
unless I had done it a few times.
eftersom jag hade ont om tid
a European group
var det en europeisk grupp
man-to-man brain-to-brain connection.
hjärna-till-hjärna-koppling på människor.
big ideas start in a humble way --
stora idéer börjar ofta blygsamt -
of one subject
med hjälp av icke-invasiv teknik.
all non-invasive technology.
like our rats, a visual message,
fick ett meddelande,
till den andra testpersonen.
a magnetic pulse in the visual cortex,
en magnetisk puls i sin syncortex,
two different pulses.
såg testpersonen någonting.
he saw something different.
såg han något annat.
the first subject was sending
den första personen hade skickat
Okay, that's where we are going.
at the next conference.
vid nästa konferens.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
MN: Tack Bruno.
ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - NeuroscientistMiguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface.
Why you should listen
At the Nicolelis Laboratory at Duke University, Miguel Nicolelis is best known for pioneering studies in neuronal population coding, Brain Machine Interfaces (BMI) and neuroprosthetics in human patients and non-human primates.His lab's work was seen, famously though a bit too briefly, when a brain-controlled exoskeleton from his lab helped Juliano Pinto, a paraplegic man, kick the first ball at the 2014 World Cup.
But his lab is thinking even bigger. They've developed an integrative approach to studying neurological disorders, including Parkinsons disease and epilepsy. The approach, they hope, will allow the integration of molecular, cellular, systems and behavioral data in the same animal, producing a more complete understanding of the nature of the neurophysiological alterations associated with these disorders. He's the author of the books Beyond Boundaries and The Relativistic Brain.
Miguel was honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com