TED2017
Mehdi Ordikhani-Seyedlar: What happens in your brain when you pay attention?
Меґді Ордіхані-Сеєдлар: Що відбувається в мозку, коли ми концентруємося?
Filmed:
Readability: 3.9
3,083,456 views
Увага - це не лише процес фокусування на чомусь, це також процес відбору інформації нашим мозком. Досліджуючи структуру мозку в процесі зосередження уваги, комп’ютерний нейробіолог Меґді Ордіхані-Сеєдлар сподівається одного дня поєднати мозок та комп’ютер, й далі створити моделі для лікування синдрому дефіциту уваги та гіперактивності, а також допомогти людям, які втратили здатність спілкуватися. Послухайте більше про цю захопливу науку в короткій та захопливій доповіді.
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
Сфокусуватися на чомусь.
00:15
Not that easy, is it?
1
3280
1240
Не так вже й легко, правда?
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
Все тому, що наша увага одночасно
направлена на різні об'єкти,
направлена на різні об'єкти,
00:22
and it's in fact pretty impressive
if you can stay focused.
if you can stay focused.
3
10560
4080
тому здатність фокусуватися
насправді вражає.
насправді вражає.
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
Чимало людей думають, що увага -
це зосередження на предметі,
це зосередження на предметі,
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
однак це також процес відбору
інформації нашим мозком.
інформації нашим мозком.
00:38
There are two ways
you direct your attention.
you direct your attention.
6
26320
2720
Існує два способи
фокусування уваги.
фокусування уваги.
00:41
First, there's overt attention.
7
29600
1560
Перший - зовнішня увага:
00:43
In overt attention,
you move your eyes towards something
you move your eyes towards something
8
31640
4136
коли ви скеровуєте
свій погляд на об'єкт
свій погляд на об'єкт
00:47
in order to pay attention to it.
9
35800
1560
і концентруєте на ньому увагу.
00:50
Then there's covert attention.
10
38360
1976
Та ще є внутрішня увага:
00:52
In covert attention,
you pay attention to something,
you pay attention to something,
11
40360
4016
коли ви зосереджуєтеся на чомусь,
00:56
but without moving your eyes.
12
44400
1560
але не повертаєте очей.
00:59
Think of driving for a second.
13
47040
1640
Уявіть на мить, що ви за кермом.
01:02
Your overt attention,
your direction of the eyes,
your direction of the eyes,
14
50960
3016
Ваша зовнішня увага та ваш погляд
01:06
are in front,
15
54000
1656
спрямовані вперед,
01:07
but that's your covert attention
16
55680
1776
однак ваша внутрішня увага
01:09
which is constantly scanning
the surrounding area,
the surrounding area,
17
57480
3080
постійно слідкує за тим,
що відбувається навколо,
що відбувається навколо,
01:13
where you don't actually look at them.
18
61600
1880
не відводячи погляду вбік.
01:17
I'm a computational neuroscientist,
19
65519
1937
Я - комп'ютерний нейробіолог
01:19
and I work on cognitive
brain-machine interfaces,
brain-machine interfaces,
20
67480
3096
і працюю над когнітивною взаємодією
мозку та комп'ютера,
мозку та комп'ютера,
01:22
or bringing together
the brain and the computer.
the brain and the computer.
21
70600
3040
тобто поєдную мозок і комп'ютер.
01:26
I love brain patterns.
22
74720
1600
Мені подобається досліджувати
структуру мозку.
структуру мозку.
01:28
Brain patterns are important for us
23
76720
1696
Структура мозку для
нас важлива,
нас важлива,
01:30
because based on them
we can build models for the computers,
we can build models for the computers,
24
78440
3496
адже на її основі ми можемо
побудувати моделі для комп'ютерів,
побудувати моделі для комп'ютерів,
01:33
and based on these models
25
81960
1416
а вже на базі цих моделей
01:35
computers can recognize
how well our brain functions.
how well our brain functions.
26
83400
4216
комп'ютери можуть відслідковувати
функціонування нашого мозку.
функціонування нашого мозку.
01:39
And if it doesn't function well,
27
87640
1600
І якщо мозок не в порядку,
01:42
then these computers themselves
can be used as assistive devices
can be used as assistive devices
28
90080
3920
ці комп'ютери можуть
слугувати допоміжними
слугувати допоміжними
01:46
for therapies.
29
94760
1200
лікувальними засобами.
01:48
But that also means something,
30
96480
1640
Це важливо ще й тому,
01:51
because choosing the wrong patterns
31
99360
2496
що вибір неправильних структур
01:53
will give us the wrong models
32
101880
1896
породжує неправильні моделі, а згодом
01:55
and therefore the wrong therapies.
33
103800
1656
неправильне лікування.
01:57
Right?
34
105480
1200
Згодні?
01:59
In case of attention,
35
107640
1656
У випадку з увагою,
02:01
the fact that we can
36
109320
1280
той факт, що ми можемо
02:03
shift our attention not only by our eyes
37
111800
3496
перемикати свою увагу не лише очима,
02:07
but also by thinking --
38
115320
1320
але й думками,
02:09
that makes covert attention
an interesting model for computers.
an interesting model for computers.
39
117440
4080
робить внутрішню увагу
цікавою моделлю для комп'ютерів.
цікавою моделлю для комп'ютерів.
02:14
So I wanted to know
what are the brainwave patterns
what are the brainwave patterns
40
122280
3456
Тож мені стало цікаво,
якою є структура мозкових хвиль
якою є структура мозкових хвиль
02:17
when you look overtly
or when you look covertly.
or when you look covertly.
41
125760
3680
в процесі активації зовнішньої
та внутрішньої уваги.
та внутрішньої уваги.
02:22
I set up an experiment for that.
42
130440
1760
І я провів експеримент.
02:24
In this experiment
there are two flickering squares,
there are two flickering squares,
43
132960
2736
В експерименті використовуються
два квадрати, які мерехтять.
два квадрати, які мерехтять.
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 з них мигає
з нижчою частотою, ніж інший.
з нижчою частотою, ніж інший.
02:32
Depending on which of these flickers
you are paying attention to,
you are paying attention to,
45
140600
3816
Залежно від того, на якому з квадратів
зосереджена увага,
зосереджена увага,
02:36
certain parts of your brain
will start resonating in the same rate
will start resonating in the same rate
46
144440
3960
певні ділянки вашого мозку
починають резонувати з тією ж частотою,
починають резонувати з тією ж частотою,
02:41
as that flickering rate.
47
149200
1440
що й цей квадрат.
02:44
So by analyzing your brain signals,
48
152000
2936
Таким чином,
аналізуючи сигнали мозку,
аналізуючи сигнали мозку,
02:46
we can track where exactly
you are watching
you are watching
49
154960
3040
ми можемо прослідкувати, куди
саме ви дивитеся,
саме ви дивитеся,
02:50
or you are paying attention to.
50
158760
1560
чи на чому зосереджуєте свою увагу.
02:55
So to see what happens in your brain
when you pay overt attention,
when you pay overt attention,
51
163000
4216
Щоб побачити, що відбувається в мозку,
коли ви використовуєте зовнішню увагу,
коли ви використовуєте зовнішню увагу,
02:59
I asked people to look directly
in one of the squares
in one of the squares
52
167240
3256
я просив учасників дивитися прямо
на один із квадратів
на один із квадратів
03:02
and pay attention to it.
53
170520
1280
та концентруватися на ньому.
03:04
In this case, not surprisingly,
we saw that these flickering squares
we saw that these flickering squares
54
172760
5296
Не дивно, що в цьому випадку ми
бачили, як мерехтіння квадратів
бачили, як мерехтіння квадратів
03:10
appeared in their brain signals
55
178080
1936
відображалися в сигналах мозку
03:12
which was coming
from the back of their head,
from the back of their head,
56
180040
2360
із задньої частини голови,
03:15
which is responsible for the processing
of your visual information.
of your visual information.
57
183560
3400
яка відповідає за обробку
візуальної інформації.
візуальної інформації.
03:20
But I was really interested
58
188280
2336
Але ще цікавіше було спостерігати
03:22
to see what happens in your brain
when you pay covert attention.
when you pay covert attention.
59
190640
3160
за мозком, коли учасники
використовували внутрішню увагу.
використовували внутрішню увагу.
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
Цього разу я просив учасників
дивитися на середину екрану
дивитися на середину екрану
03:30
and without moving their eyes,
61
198400
1880
і, не відводячи очей,
03:33
to pay attention
to either of these squares.
to either of these squares.
62
201120
2720
фокусуватися на одному
з цих квадратів.
з цих квадратів.
03:37
When we did that,
63
205120
1616
Коли ми це зробили,
03:38
we saw that both of these flickering rates
appeared in their brain signals,
appeared in their brain signals,
64
206760
3936
то побачили, що частота обох квадратів
відобразилася в сигналах їхнього мозку.
відобразилася в сигналах їхнього мозку.
03:42
but interestingly,
65
210720
1200
Але цікаво,
03:44
only one of them,
which was paid attention to,
which was paid attention to,
66
212640
3536
що лише квадрат, на який
звертали увагу,
звертали увагу,
03:48
had stronger signals,
67
216200
1656
мав сильніші сигнали.
03:49
so there was something in the brain
68
217880
2256
Тобто щось в структурі мозку
03:52
which was handling this information
69
220160
2536
обробляло цю інформацію таким чином,
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
що активувалася
фронтальна ділянка голови.
фронтальна ділянка голови.
04:02
The front part of your brain
is responsible
is responsible
71
230440
2976
Передня частина мозку відповідає
04:05
for higher cognitive functions as a human.
72
233440
2880
за вищі когнітивні функції,
притаманні лише людині.
притаманні лише людині.
04:09
The frontal part,
it seems that it works as a filter
it seems that it works as a filter
73
237160
4440
Фронтальна ділянка працює,
наче фільтр,
наче фільтр,
04:14
trying to let information come in
only from the right flicker
only from the right flicker
74
242640
4376
який впускає інформацію лише від квадрата,
04:19
that you are paying attention to
75
247040
1640
на який скерована увага,
04:21
and trying to inhibit the information
coming from the ignored one.
coming from the ignored one.
76
249400
3960
і намагається блокувати інформацію,
що надходить від іншого квадрата.
що надходить від іншого квадрата.
04:27
The filtering ability of the brain
is indeed a key for attention,
is indeed a key for attention,
77
255400
5296
Здатність мозку фільтрувати інформацію
є ключем до процесу концентрування,
є ключем до процесу концентрування,
04:32
which is missing in some people,
78
260720
2776
що відсутній в мозку деяких людей,
04:35
for example in people with ADHD.
79
263520
2480
наприклад, із синдромом дефіциту
уваги та гіперактивністю (СДУГ).
уваги та гіперактивністю (СДУГ).
04:38
So a person with ADHD
cannot inhibit these distractors,
cannot inhibit these distractors,
80
266640
5016
Отож, людина із СДУГ не може
блокувати ці відволікаючі фактори
блокувати ці відволікаючі фактори
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
і тому не може довго фокусуватися
на одному завданні.
на одному завданні.
04:49
But what if this person
82
277600
1536
Та що, коли б ця людина
04:51
could play a specific computer game
83
279160
3536
могла грати
в особливу комп'ютерну гру
в особливу комп'ютерну гру
04:54
with his brain connected to the computer,
84
282720
2880
зі своїм мозком,
під'єднаним до комп'ютера,
під'єднаним до комп'ютера,
04:58
and then train his own brain
85
286440
2120
і в такий спосіб тренувати свій мозок
05:01
to inhibit these distractors?
86
289360
2440
блокувати ці фактори?
05:05
Well, ADHD is just one example.
87
293680
2480
Синдром дефіциту уваги
лише один із прикладів.
лише один із прикладів.
05:09
We can use these cognitive
brain-machine interfaces
brain-machine interfaces
88
297200
3256
Ми можемо використати цю когнітивну
взаємодію мозку та комп'ютера
взаємодію мозку та комп'ютера
05:12
for many other cognitive fields.
89
300480
2200
для багатьох інших когнітивних сфер.
05:15
It was just a few years ago
90
303760
1776
Кілька років тому
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
мій дідусь пережив інсульт і
повністю втратив здатність розмовляти.
повністю втратив здатність розмовляти.
05:24
He could understand everybody,
but there was no way to respond,
but there was no way to respond,
92
312640
3336
Він усе розумів, але не міг відповісти,
05:28
even not writing
because he was illiterate.
because he was illiterate.
93
316000
2480
навіть письмово, оскільки
був неписьменним.
був неписьменним.
05:32
So he passed away in silence.
94
320000
2520
Він пішов з життя у тиші.
05:36
I remember thinking at that time:
95
324800
2336
Я пам'ятаю, як я запитував себе,
05:39
What if we could have a computer
96
327160
3896
а що, коли б ми мали комп'ютер,
05:43
which could speak for him?
97
331080
1360
який міг би говорити за нього?
05:45
Now, after years that I am in this field,
98
333840
2216
Зараз, після стількох років у цій галузі,
05:48
I can see that this might be possible.
99
336080
2320
я знаю, що це може стати можливим.
05:52
Imagine if we can find brainwave patterns
100
340240
2856
Уявіть, що ми зможемо,
якщо зрозуміємо моделі хвиль мозку,
якщо зрозуміємо моделі хвиль мозку,
05:55
when people think
about images or even letters,
about images or even letters,
101
343120
3440
що відповідають за процеси
обробки зображень чи навіть літер,
обробки зображень чи навіть літер,
05:59
like the letter A generates
a different brainwave pattern
a different brainwave pattern
102
347720
2936
адже літера А генерує
іншу модель хвилі мозку,
іншу модель хвилі мозку,
06:02
than the letter B, and so on.
103
350680
1720
ніж літера Б, і так далі.
06:04
Could a computer one day
communicate for people who can't speak?
communicate for people who can't speak?
104
352960
3680
Чи зможе колись комп'ютер спілкуватися
за людей, які не можуть розмовляти?
за людей, які не можуть розмовляти?
06:09
What if a computer
105
357640
1440
Чи зможе комп'ютер
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
допомогти нам зрозуміти думки
людини в стані коми?
людини в стані коми?
06:17
We are not there yet,
107
365840
1616
Ми ще не так близько до цього,
06:19
but pay close attention.
108
367480
2736
але ретельно на цьому
фокусуємося.
фокусуємося.
06:22
We will be there soon.
109
370240
1696
І скоро ми цього досягнемо.
06:23
Thank you.
110
371960
1496
Дякую.
06:25
(Applause)
111
373480
5632
(Оплески)
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