ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com
TED2018

Mary Lou Jepsen: How we can use light to see deep inside our bodies and brains

瑪麗·婁·吉普森: 如何利用光來觀察我們的身體與腦部。

Filmed:
781,086 views

透過一系列顛覆大腦的展示,發明家瑪麗·婁·吉普森向我們展示如何利用紅光來觀察並刺激我們的身體與大腦。吉普森帶我們看尖端的光子醫學新科技,揭密利用光與聲音來追蹤腫瘤與量測神經元的活動。這個較便宜、更有效率的穿戴式系統有可能取代核磁共振儀器。
- 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

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00:12
People don't realize實現
0
722
1887
人們不了解
00:14
that red light and benign良性
near-infrared近紅外線 light
1
2633
4159
這個紅光和這個溫和的近紅外光
00:18
go right through通過 your hand,
just like this.
2
6816
3357
可以穿透你的手,就像這樣。
00:23
This fact事實 could enable啟用 better,
faster更快 and cheaper便宜 health健康 care關心.
3
11157
5186
這個原理可以實現更好、
更快、更便宜的醫療照顧。
00:28
Our translucence半透明 is key here.
4
16696
2905
我們的半透性是關鍵。
00:32
I'm going to show顯示 you how we use
this key and a couple一對 of other keys按鍵
5
20093
3862
我即將要向各位展示
如何利用這個以及其他的關鍵
00:35
to see deep inside our bodies身體 and brains大腦.
6
23979
2733
來看透我們身體與大腦的深層。
00:40
OK, so first up ...
7
28043
1515
好,首先...
00:42
You see this laser激光 pointer指針
and the spot it makes品牌 on my hand?
8
30868
3431
各位看到這支雷射筆
與我手上這個光點嗎?
00:47
The light goes right through通過 my hand --
9
35624
1886
這道光穿透了我的手——
00:49
if we could bring帶來
the lights燈火 down, please --
10
37534
2067
請把現場燈光轉弱——
正如我已經展示的。
00:51
as I've already已經 shown顯示.
11
39625
1181
00:52
But you can no longer see that laser激光 spot.
12
40830
2754
但各位已經看不到那個雷射點了,
00:55
You see my hand glow輝光.
13
43608
1460
只看到我手上的光暈,
00:58
That's because the light
spreads利差 out, it scatters散射.
14
46013
3690
那是因為光線分開、分散了,
01:02
I need you to understand理解
what scattering散射 is,
15
50226
3208
我需要各位先了解
甚麼是光的分散現象,
01:05
so I can show顯示 you how we get rid擺脫 of it
16
53458
2802
這樣才能讓各位明白如何移除它,
01:08
and see deep inside our bodies身體 and brains大腦.
17
56284
2436
並看到我們身體與大腦的深層內部。
01:12
So, I've got a piece of chicken back here.
18
60419
2491
後面這裡有一塊雞肉。
01:15
(Laughter笑聲)
19
63683
1386
(笑聲)
01:17
It's raw生的.
20
65093
1150
它是生的。
01:20
Putting on some gloves手套.
21
68085
1618
我戴上手套。
01:21
It's got the same相同
optical光纖 properties性能 as human人的 flesh.
22
69727
4543
雞肉與人肉有相同的光學特性。
01:29
So, here's這裡的 the chicken ...
putting it on the light.
23
77204
4531
這是雞肉...把它放到光上面。
01:34
Can you see, the light goes right through通過?
24
82744
2156
各位有看到這道光穿越過雞肉了嗎?
01:38
I also implanted植入 a tumor in that chicken.
25
86731
2733
我在雞肉裡植入了一塊腫瘤。
01:42
Can you see it?
26
90215
1180
你們有看到嗎?
01:43
Audience聽眾: Yes.
27
91419
1328
觀眾:有。
01:44
Mary瑪麗 Lou Jepsen傑普森: So this means手段,
using運用 red light and infrared紅外線 light,
28
92771
4672
講者:這意味著
利用紅光和紅外線光,
01:49
we can see tumors腫瘤 in human人的 flesh.
29
97467
2457
我們可以看到人身上的腫瘤。
01:53
But there's a catch抓住.
30
101117
1333
但有一個問題。
01:55
When I throw another另一個
piece of chicken on it,
31
103534
2294
如果我再放上另一塊雞肉,
01:59
the light still goes through通過,
32
107137
1787
光仍然可以穿越,
02:02
but you can no longer see the tumor.
33
110050
2400
但你看不到腫瘤了。
02:05
That's because the light scatters散射.
34
113188
2619
那是因為光被分散掉了。
02:08
So we have to do something
about the scatter分散
35
116633
2284
所以我們要想辦法克服光分散的問題,
02:10
so we can see the tumor.
36
118941
1600
這樣我們才能看到腫瘤。
02:14
We have to de-scatter去散射 the light.
37
122055
2133
我們要把光反分散。
02:17
So ...
38
125245
1150
所以....
02:19
A technology技術 I spent花費
the early part部分 of my career事業 on
39
127785
2848
我在職涯的早期階段
落實反散射的技術成為器具。
02:22
enables使 de-scattering去散射.
40
130657
1468
02:24
It's called holography全息.
41
132720
1533
它叫全息攝影術,
02:26
And it won韓元 the Nobel諾貝爾 Prize
in physics物理 in the 70s,
42
134728
2936
在 70 年代獲得物理諾貝爾獎,
02:29
because of the fantastic奇妙 things
it enables使 you to do with light.
43
137688
4032
因為這個神奇的技術,
可以幫你處理光的問題。
02:34
This is a hologram全息照相.
44
142879
1267
這個就是全息影像。
02:36
It captures捕獲 all of the light,
all of the rays陽光, all of the photons光子
45
144934
4571
它能捕捉到所有光、雷射、
所有光子的入射位置與角度,
02:41
at all of the positions位置
and all of the angles, simultaneously同時.
46
149529
4510
在同一時間內全部捕捉到。
02:47
It's amazing驚人.
47
155173
1150
很神奇。
02:48
To see what we can do with holography全息 ...
48
156831
2631
為了理解這個全息圖裝置
可以做些甚麼,
02:53
You see these marbles彈子?
49
161022
1476
各位看到這些彈珠嗎?
02:54
Look at these marbles彈子
bouncing蹦蹦 off of the barriers障礙,
50
162522
2709
注意看這些
正在障礙物上彈跳著的彈珠,
02:57
as an analogy比喻 to light
being存在 scattered疏散 by our bodies身體.
51
165688
3730
這就像是光在我們體內散射的現象。
03:02
As the marbles彈子 get to the bottom底部
of the scattering散射 maze迷宮,
52
170323
4016
當這些彈珠在這迷宮似的
彈珠檯上往下掉時,
03:06
they're chaotic混亂的, they're scattering散射
and bouncing蹦蹦 everywhere到處.
53
174363
4067
它們會到處亂跑、散開、彈跳。
03:11
If we record記錄 a hologram全息照相
at the bottom底部 inside of the screen屏幕,
54
179046
4206
如果我們在螢幕底部
記錄它們的全息路徑,
03:15
we can record記錄 the position位置 and angle角度
of each marble大理石 exiting退出 the maze迷宮.
55
183276
6539
就能記錄到所有彈珠穿越迷宮時
各自的位置與角度。
03:22
And then we can bring帶來 in
marbles彈子 from below下面
56
190339
2514
然後我們可以把彈珠從下面帶上來,
03:26
and have the hologram全息照相 direct直接 each marble大理石
to exactly究竟 the right position位置 and angle角度,
57
194061
6148
透過全息圖裝置,導引每顆彈珠
以正確的位置與角度回彈,
03:32
such這樣 as they emerge出現 in a line
at the top最佳 of the scatter分散 matrix矩陣.
58
200233
5262
使它們回到一開始排隊
從散射矩陣掉下來的地方。
03:39
We're going to do that with this.
59
207162
1916
我們要用這個來做。
03:41
This is optically光學 similar類似 to human人的 brain.
60
209732
4282
這個東西的光學特性
跟我們人類的大腦很像。
03:46
I'm going to switch開關 to green綠色 light now,
61
214787
2690
我現在要換到綠光,
03:49
because green綠色 light is brighter光明
to your eyes眼睛 than red or infrared紅外線,
62
217501
3758
因為綠光對人類的肉眼而言,
比紅光或紅外線來得更明亮,
03:53
and I really need you to see this.
63
221283
1960
我真的需要各位看清楚這個。
03:55
So we're going to put a hologram全息照相
in front面前 of this brain
64
223665
4825
我們要在這個類似人腦的物體上,
放上一個全息影像裝置
04:00
and make a stream of light come out of it.
65
228514
2666
然後從它後面打光。
04:04
Seems似乎 impossible不可能 but it isn't.
66
232831
2929
看起不可思議,但真的可以。
04:07
This is the setup建立 you're going to see.
67
235784
2206
這是你們將要看到的設置:
04:10
Green綠色 light.
68
238014
1150
綠光,
04:12
Hologram全息照相 here, green綠色 light going in,
69
240514
2865
全息影像裝置放這裡,綠光打進去,
04:15
that's our brain.
70
243403
1150
這是我們的大腦,
04:18
And a stream of light comes out of it.
71
246458
4391
然後一股綠光從裡面出來了。
04:22
We just made製作 a brain laselase
of densely密地 scattering散射 tissue組織.
72
250873
4730
我們剛做了
高密度散射組織的大腦雷射。
04:27
Seems似乎 impossible不可能,
no one's那些 doneDONE this before,
73
255627
3270
看起來很不可思議,
之前沒有人這樣做,
04:30
you're the first public上市 audience聽眾
to ever see this.
74
258921
2740
各位是我第一次公開展示的觀眾。
04:33
(Applause掌聲)
75
261685
4786
(笑聲)
04:38
What this means手段 is
that we can focus焦點 deep into tissue組織.
76
266495
3667
也就是說,我們可以看到
組織的深層內部。
04:42
Our translucency半透明 is the first key.
77
270805
3010
我們的半透明性是第一個關鍵。
04:45
Holography全息 enabling啟用 de-scattering去散射
is the second第二 key
78
273839
4031
全息攝影裝置有
反散射的作用是第二關鍵,
04:49
to enable啟用 us to see deep inside
of our bodies身體 and brains大腦.
79
277894
3867
如此我們就可以看到身體
與大腦的深層內部。
04:54
You're probably大概 thinking思維,
80
282981
1667
各位可能在想,
04:57
"Sounds聲音 good, but what about
skull頭骨 and bones骨頭?
81
285118
3009
「聽起來不錯,但頭顱和骨頭呢?
05:00
How are you going to see through通過 the brain
without seeing眼看 through通過 bone?"
82
288151
4070
不看穿骨頭,怎麼能看穿大腦呢?」
05:04
Well, this is real真實 human人的 skull頭骨.
83
292245
2288
是的,這是真實的人頭骨。
05:07
We ordered有序 it at skullsunlimitedskullsunlimited.comCOM.
84
295188
3135
在 skullsunlimited.com 網站買的。
05:10
(Laughter笑聲)
85
298347
1746
(笑聲)
05:12
No kidding開玩笑.
86
300117
1238
沒開玩笑。
05:13
But we treat對待 this skull頭骨 with great respect尊重
at our lab實驗室 and here at TEDTED.
87
301379
4724
我們很尊重這頭骨,
不管是在實驗室或 TED 演講現場。
05:18
And as you can see,
88
306127
1596
就如各位所看到的,
05:20
the red light goes right through通過 it.
89
308770
1990
紅光透過去了。
05:23
Goes through通過 our bones骨頭.
90
311912
1535
穿透了我們的骨頭。
05:25
So we can go through通過 skull頭骨
and bones骨頭 and flesh with just red light.
91
313471
5018
所以只要用紅光就可以
穿透我們的頭骨、骨頭、肉體。
05:31
Gamma伽瑪 rays陽光 and X-raysX射線 do that, too,
but they cause原因 tumors腫瘤.
92
319268
3729
伽馬射線和 X 光也可以,
但會造成腫瘤。
05:35
Red light is all around us.
93
323637
3076
我們的生活周遭都是紅外線。
05:39
So, using運用 that, I'm going
to come back here
94
327137
2904
用那個裝置,我回來這裡向各位展示
05:42
and show顯示 you something more useful有用
than making製造 a brain laselase.
95
330065
3403
比大腦雷射更有用的東西。
05:46
We challenged挑戰 ourselves我們自己 to see how fine
we could focus焦點 through通過 brain tissue組織.
96
334229
3954
我們挑戰自己
到底能把腦組織看到多細微。
05:50
Focusing調焦 through通過 this brain,
97
338967
2102
要聚焦看大腦,
05:53
it was such這樣 a fine focus焦點,
we put a bare camera相機 die in front面前 of it.
98
341093
4574
它的聚焦是如此細微,
我們在它前面放了一粒相機裸晶,
05:58
And the bare camera相機 die ...
99
346288
1800
而這粒相機裸晶...
可以把現場燈光調暗一點嗎?
06:03
Could you turn down the spotlight聚光燈?
100
351454
1627
06:05
OK, there it is.
101
353105
1150
好,看到它了。
06:07
Do you see that?
102
355117
1159
你們看到了嗎?
06:08
Each pixel像素 is two-thousandths雙千分之
of a millimeter毫米 wide.
103
356300
4276
每個像素的寬度為千分之二毫米,
06:13
Two microns微米.
104
361673
1404
也就是二微米大小。
06:15
That means手段 that spot focus焦點 --
full充分 width寬度 half max最大 --
105
363101
3389
意思是,那一點的焦距,
半寬波長(FWHM)
06:18
is six to eight microns微米.
106
366514
1790
是六到八微米。
06:21
To give you an idea理念 of what that means手段:
107
369006
2648
為了讓各位更容易了解,
06:24
that's the diameter直徑 of the smallest最少 neuron神經元
in the human人的 brain.
108
372442
4002
這大小相當於人類大腦裡
最小神經元的直徑。
06:29
So that means手段 we can focus焦點
through通過 skull頭骨 and brain to a neuron神經元.
109
377300
4450
意思是,我們能穿透頭骨和大腦
直接聚焦神經元。
06:34
No one has seen看到 this before,
we're doing this for the first time here.
110
382104
3634
之前都沒有人看過,
我們是第一次在此展示。
06:38
It's not impossible不可能.
111
386207
1589
這是辦得到的。
06:39
(Applause掌聲)
112
387820
1942
(掌聲)
06:41
We made製作 it work with our system系統,
so we've我們已經 made製作 a breakthrough突破.
113
389786
2982
用我們的系統辦到的,
是重大的突破。
06:44
(Laughter笑聲)
114
392792
1801
(笑聲)
06:46
Just to give an idea理念 -- like,
that's not just 50 marbles彈子.
115
394617
2952
只是為了讓你知道——
這可不是僅僅 50 顆彈珠而已,
06:49
That's billions數十億, trillion of photons光子,
116
397593
2897
而是有上億、上兆的光子
06:52
all falling落下 in line as directed針對
by the hologram全息照相,
117
400514
3396
全都依照全息裝置的指揮排好了,
06:55
to ricochet跳彈 through通過
densely密地 scattering散射 brain,
118
403934
5071
彈跳似地閃過密密麻麻的大腦組織,
07:01
and emerge出現 as a focus焦點.
119
409029
2937
最後通通聚焦到一個點。
07:03
It's pretty漂亮 cool.
120
411990
2008
很厲害。
07:06
We're excited興奮 about it.
121
414022
1277
我們很興奮。
07:07
This is an MRIMRI machine.
122
415728
2032
這是核磁共振儀。
07:09
It's a few少數 million百萬 dollars美元,
it fills填充 a room房間,
123
417784
2162
這一台要好幾百萬美金,
占用一個房間,
07:11
many許多 people have probably大概 been in one.
124
419970
2186
很多人可能用過。
07:14
I've spent花費 a lot of time in one.
125
422180
1540
我在一台裡面待了很久。
07:15
It has a focus焦點 of about a millimeter毫米 --
126
423744
2397
它的影像清晰度大約一毫米,
07:18
kind of chunky矮胖, compared相比 to
what I just showed顯示 you.
127
426165
2833
比起我剛展示給各位看的算大。
07:21
A system系統 based基於 on our technology技術
could enable啟用 dramatically顯著 lower降低 cost成本,
128
429022
5658
用我們技術做的系統
成本會大大降低,
07:26
higher更高 resolution解析度
129
434704
1815
解析度增高,
07:28
and smaller medical imaging成像.
130
436543
2493
和較小的醫學成像。
07:31
So that's what we've我們已經 started開始 to do.
131
439680
1869
這是我們已經開始進行的事。
07:34
My team球隊 and I have built內置 a rig操縱, a lab實驗室 rig操縱
132
442180
4228
我的團隊和我建了個實驗機台
07:38
to scan掃描 out tissue組織.
133
446432
1856
來掃描細胞組織。
07:40
And here it is in action行動.
134
448797
1666
上面是它正在運作的樣子。
07:42
We wanted to see how good we could do.
135
450932
2142
我們想知道能做到多好。
07:46
We've我們已經 built內置 this over the last year.
136
454535
2061
我們去年建造這個。
07:49
And the result結果 is,
137
457626
1525
成果就是,
07:51
we're able能夠 to find tumors腫瘤
138
459814
4337
我們找得到腫瘤,
07:56
in this sample樣品 --
139
464175
1170
在這個七公分厚的樣本裡找得到,
07:57
70 millimeters毫米 deep,
the light going in here,
140
465369
3141
光線從這裡進去,
08:00
half a millimeter毫米 resolution解析度,
141
468534
2214
0.5 毫米的解析度,
08:02
and that's the tumor it found發現.
142
470772
2288
那是它找到的腫瘤。
08:05
You're probably大概 looking at this,
143
473526
2461
各位可能在想,
08:08
like, "Sounds聲音 good,
but that's kind of a big system系統.
144
476011
4991
「這系統看起來是不錯,
但還是有點大。
08:13
It's smaller than
a honking-big喇叭-大 MRIMRI machine,
145
481026
4551
是比超巨大的核磁共振儀、
08:17
monster怪物 MRIMRI machine,
146
485601
1350
核磁共振大怪物小。
08:18
but can you do something
to shrink收縮 it down?"
147
486975
2165
但你能把它縮得更小嗎? 」
08:22
And the answer回答 is:
148
490038
1784
答案是:
08:23
of course課程.
149
491846
1170
當然沒問題。
08:25
We can replace更換 each
big element元件 in that system系統
150
493040
3620
我們可以把這個系統裡的每個大零件
08:28
with a smaller component零件 --
151
496684
1595
用小零件取代——
08:30
a little integrated集成 circuit電路,
152
498303
1897
小型的積體電路,
08:32
a display顯示 chip芯片 the size尺寸
of a child's孩子的 fingernail指甲.
153
500224
4139
像小朋友指甲一樣大小的顯示晶片。
08:37
A bit about my background背景:
154
505451
1555
聊一下我的背景:
08:39
I've spent花費 the last two decades幾十年
inventing發明了, prototype-developing原型開發
155
507030
6235
在過去的二十年裡
我一直在發明、開發原型,
08:45
and then shipping運輸 billions數十億 of dollars美元
of consumer消費者 electronics電子產品 --
156
513289
4959
運出了數十億美元的
消費性電子產品,
08:50
with full充分 custom習慣 chips芯片 --
157
518272
2305
有著客製的晶片
08:52
on the hairy毛茸茸 edge邊緣 of optical光纖 physics物理.
158
520601
2736
在尖端的光學物理領域裡。
08:55
So my team球隊 and I built內置 the big lab實驗室 rig操縱
159
523919
4682
我的團隊和我建了
這個大型實驗機台,
09:00
to perfect完善 our architecture建築
and test測試 the corner cases
160
528625
4742
來完善我們的作品,
並在極端條件下做測試,
09:05
and really fine-tune微調 our chip芯片 designs設計,
161
533849
2191
在花好幾百萬大量製造生產前,
09:08
before spending開支 the millions百萬 of dollars美元
to fabricate製造 each chip芯片.
162
536064
3649
小心翼翼地微調我們的晶片設計。
09:12
Our new chip芯片 inventions發明
slim down the system系統, speed速度 it up
163
540318
4672
我們發明的新晶片
把系統瘦身了、速度變快了,
09:17
and enable啟用 rapid快速 scanning掃描
and de-scattering去散射 of light
164
545014
4083
可以快速掃描及反散射光線,
09:21
to see deep into our bodies身體.
165
549121
1867
好深入檢視我們身體的內部。
09:23
This is the third第三 key to enable啟用
better, faster更快 and cheaper便宜 health健康 care關心.
166
551498
5525
這是實現更好、更快、更便宜
醫療照顧的第三關鍵。
09:33
This is a mock-up小樣 of something
that can replace更換 the functionality功能
167
561577
6705
這個實體模型可以取代好幾百萬
09:40
of a multimillion-dollar百萬美元 MRIMRI machine
168
568306
2970
核磁共振儀的功能性,
09:43
into a consumer消費者 electronics電子產品 price價錢 point,
169
571300
2690
且價位可以達到
消費性電子產品的等級,
09:46
that you could wear穿 as a bandage繃帶,
line a ski滑雪 hat帽子, put inside a pillow枕頭.
170
574014
5333
讓你可以像綁繃帶、戴雪帽,
或放在枕頭裡。
那是我們正在建造的產品。
09:51
That's what we're building建造.
171
579882
1672
09:53
(Applause掌聲)
172
581578
1169
(掌聲)
09:54
Oh, thanks謝謝!
173
582771
1279
喔,謝謝!
09:56
(Applause掌聲)
174
584074
2975
(掌聲)
09:59
So you're probably大概 thinking思維,
175
587073
2139
你可能會想
10:01
"I get the light going through通過 our bodies身體.
176
589236
2833
「我把光打進了身體 ,
10:04
I even get the holography全息
de-scattering去散射 the light.
177
592911
2934
甚至有了全像攝影裝置
來反分散光源 。
10:08
But how do we use these new
chip芯片 inventions發明, exactly究竟,
178
596656
2867
但我們到底是如何
使用這個新的晶片產品
10:11
to do the scanning掃描?"
179
599547
1255
來進行掃描的?」
10:13
Well, we have a sound聲音 approach途徑.
180
601903
2066
我們用聲音,
10:16
No, literally按照字面 -- we use sound聲音.
181
604411
1866
沒錯,我們用聲音。
10:18
Here, these three discs光盤 represent代表
the integrated集成 circuits電路
182
606949
4100
此處這三個碟子代表
我們設計的積體電路,
10:23
that we've我們已經 designed設計,
183
611073
1465
10:24
that massively大規模 reduce減少 the size尺寸
of our current當前 bulky笨重 system系統.
184
612562
4847
會大規模縮小目前的大型系統。
10:30
One of the spots斑點, one of the chips芯片,
emits發射 a sonic ping,
185
618157
3420
其中一點,一個晶片,會發出聲音,
10:34
and it focuses重點 down,
186
622369
1654
聲音會集中往下傳遞,
10:36
and then we turn red light on.
187
624696
2081
然後我們把紅燈打開。
10:39
And the red light that goes
through通過 that sonic spot
188
627347
3396
紅光經過那個聲音點
10:42
changes變化 color顏色 slightly,
189
630767
2360
會稍微改變顏色,
10:45
much like the pitch瀝青
of the police警察 car汽車 siren警笛 changes變化
190
633680
3005
有點像是警笛快速經過你身邊時
10:48
as it speeds速度 past過去 you.
191
636709
1467
所產生的聲音變化現象。
10:52
So.
192
640042
1241
所以,
10:53
There's this other thing about holography全息
I haven't沒有 told you yet然而,
193
641307
3301
這就是我還沒告訴各位
全息攝影術的另一件事,
10:56
that you need to know.
194
644632
1309
這個你需要知道。
10:58
Only two beams of exactly究竟 the same相同 color顏色
can make a hologram全息照相.
195
646427
4769
只有顏色完全相同的兩條光束
才能產生全息影像。
11:03
So, that's the orange橙子 light
that's coming未來 off of the sonic spot,
196
651800
5356
所以,從聲音點出來的橘色光,
11:09
that's changed color顏色 slightly,
197
657180
2183
顏色稍微變了,
我們在相鄰晶片的下方
11:11
and we create創建 a glowing泛著 disc圓盤
of orange橙子 light
198
659387
3649
建了個泛著橘光的碟子,
11:15
underneath a neighboring鄰接 chip芯片
199
663060
1619
11:17
and then record記錄 a hologram全息照相
on the camera相機 chip芯片.
200
665212
3627
然後相機晶片會記錄全息影像。
11:21
Like so.
201
669362
1215
就像這樣。
11:22
From that hologram全息照相, we can extract提取
information信息 just about that sonic spot,
202
670601
5333
我們可以從全息影像中
抽取與那個聲音點有關的訊息,
11:27
because we filter過濾 out
all of the red light.
203
675958
2934
因為我們把所有的紅色光濾掉了。
11:32
Then, we can optionally可選
focus焦點 the light back down into the brain
204
680037
3927
然後,我們可以選擇
將光線聚焦到大腦中,
11:35
to stimulate刺激 a neuron神經元
or part部分 of the brain.
205
683988
3183
以刺激部分的神經元或大腦。
11:39
And then we move移動 on
to shift轉移 the sonic focus焦點 to another另一個 spot.
206
687195
5104
接下來轉移聲音焦點到另一個位置。
11:44
And that way, spot by spot,
we scan掃描 out the brain.
207
692323
3960
用這樣的方式一點一點地掃瞄大腦。
11:49
Our chips芯片 decode解碼 holograms全息圖
208
697309
2643
我們的晶片可以解讀全息影像,
11:51
a bit like Rosalind羅莎琳德 Franklin富蘭克林 decoded解碼
this iconic標誌性的 image圖片 of X-rayX-射線 diffraction衍射
209
699976
5764
這有點像是羅莎琳·富蘭克林
透過解碼 X 光繞射現象
11:57
to reveal揭示 the structure結構體 of DNA脫氧核糖核酸
for the first time.
210
705764
3111
第一次解構出 DNA 的結構時那樣。
12:01
We're doing that electronically電子
with our chips芯片,
211
709379
3192
用我們的晶片,以電子的方式
12:04
recording記錄 the image圖片
and decoding解碼 the information信息,
212
712595
3737
記錄圖像並解讀資訊,
僅僅用了百萬分之一秒。
12:08
in a millionth百萬分之一 of a second第二.
213
716356
1828
12:10
We scan掃描 fast快速.
214
718612
1675
我們的掃描速度很快。
12:13
Our system系統 may可能 be extraordinary非凡
at finding發現 blood血液.
215
721625
3333
我們的系統在尋找血液時
可能非比尋常,
12:17
And that's because blood血液 absorbs吸收
red light and infrared紅外線 light.
216
725534
3881
因為血會吸收紅光及紅外線光。
12:21
Blood血液 is red.
217
729439
1563
血是紅色的。
12:23
Here's這裡的 a beaker燒杯 of blood血液.
218
731995
1388
這燒杯裡有血液。
12:25
I'm going to show顯示 you.
219
733407
1467
我秀給你看。
12:27
And here's這裡的 our laser激光,
going right through通過 it.
220
735704
3067
這是我們的雷射射過去。
12:31
It really is a laser激光,
you can see it on the -- there it is.
221
739180
2929
這真的是雷射,你看,射進去了。
12:34
In comparison對照 to my pound of flesh,
222
742133
3941
跟這肉相比,
12:38
where you can see
the light goes everywhere到處.
223
746098
2428
光散射到各處。
12:41
So let's see that again, blood血液.
224
749415
2067
我們再看一遍,血。
12:44
This is really key: blood血液 absorbs吸收 light,
225
752303
2703
這就是關鍵:血會吸光,
12:47
flesh scatters散射 light.
226
755989
2206
肉會把光散射掉。
12:51
This is significant重大,
227
759133
1388
這很重要,
12:52
because every一切 tumor bigger
than a cubic立方體 millimeter毫米 or two
228
760545
3865
因為每個大於一、二立方毫米的腫瘤
12:56
has five times the amount of blood血液
as normal正常 flesh.
229
764434
3779
圍繞在它周圍的血液
是正常肉體的五倍。
13:01
So with our system系統, you can imagine想像
detecting檢測 cancers癌症 early,
230
769069
4622
所以可以想像用我們的系統
早期發現癌細胞,
13:05
when intervention介入 is easy簡單,
231
773715
2140
早期偵測容易治療,
13:07
or tracking追踪 the size尺寸 of your tumor
as it grows成長 or shrinks收縮.
232
775879
3933
或追蹤腫瘤的變大或縮小。
13:12
Our system系統 also should be extraordinary非凡
at finding發現 out where blood血液 isn't,
233
780338
5136
我們的系統尋找缺血流的部位
表現也應該不錯,
13:17
like a clogged堵塞 artery動脈,
234
785498
1722
像是動脈阻塞方面的偵測,
13:19
or the color顏色 change更改 in blood血液
235
787244
2001
或者血液中顏色的變化,
13:21
as it carries攜帶 oxygen
versus not carrying攜帶 oxygen,
236
789269
3588
像是血液是否攜帶氧氣,
13:24
which哪一個 is a way to measure測量 neural神經 activity活動.
237
792881
2800
這是測量神經元活動的方法。
13:28
There's a saying that "sunlight陽光"
is the best最好 disinfectant消毒劑.
238
796872
4634
有人說「太陽光」是最好的消毒劑。
13:33
It's literally按照字面 true真正.
239
801530
1512
真的是這樣。
13:35
Researchers研究人員 are killing謀殺 pneumonia肺炎 in lungs
by shining閃亮的 light deep inside of lungs.
240
803563
6162
研究人員發現,透過照射太陽光
可以殺死肺深處的癌細胞。
13:41
Our system系統 could enable啟用 this
noninvasively無創.
241
809749
3254
我們的系統能以非侵入式的方式
來達成這樣的效果。
13:45
Let me give you three more examples例子
of what this technology技術 can do.
242
813932
4279
我再多舉三個例子來說明
這項科技可以為我們做些什麼。
13:50
One: stroke行程.
243
818592
1389
第一:中風。
13:52
There's two major重大的 kinds of stroke行程:
244
820601
2267
中風的原因主要有兩個:
13:54
the one caused造成 by clogs木底鞋
245
822892
2152
一個是腦血管堵塞,
13:57
and another另一個 caused造成 by rupture破裂.
246
825068
1961
另一個是腦血管破裂。
13:59
If you can determine確定 the type類型 of stroke行程
within an hour小時 or two,
247
827053
4098
如果你能在一到兩個小時內
判定是哪一種類型的中風,
14:03
you can give medication藥物治療 to massively大規模
reduce減少 the damage損傷 to the brain.
248
831175
4708
就可以服用正確的藥物,
大大地減少腦部受損的危險。
14:08
Get the drug藥物 wrong錯誤,
249
836358
1452
吃錯藥,
14:10
and the patient患者 dies.
250
838675
1341
病人就會完蛋。
14:12
Today今天, that means手段 access訪問 to an MRIMRI scanner掃描器
within an hour小時 or two of a stroke行程.
251
840752
4728
意思是現今中風後的一至二小時內
得要用核磁共振儀進行掃描。
14:18
Tomorrow明天, with compact緊湊, portable手提,
inexpensive便宜 imaging成像,
252
846306
4271
未來,有了這個小巧、可攜帶,
又不貴的影像成型技術,
14:22
every一切 ambulance救護車 and every一切 clinic診所
can decode解碼 the type類型 of stroke行程
253
850601
3830
每一台救護車及每家醫院
都能及時判斷中風的種類,
14:26
and get the right therapy治療 on time.
254
854455
2283
並採取正確的醫治方式。
14:30
(Applause掌聲)
255
858396
4021
(掌聲)
14:34
Thanks謝謝.
256
862441
1150
謝謝。
14:36
Two:
257
864155
1150
第二:
14:38
two-thirds三分之二 of humanity人性
lacks缺乏 access訪問 to medical imaging成像.
258
866085
4596
這世上還有三分之二的人
無法取得醫學顯影的醫療服務。
14:43
Compact緊湊, portable手提, inexpensive便宜
medical imaging成像 can save保存 countless無數 lives生活.
259
871394
5024
這小巧、可攜帶又不貴的
醫學影像成型技術能拯救無數性命。
14:49
And three:
260
877347
1555
第三:
14:50
brain-computer腦機 communication通訊.
261
878926
2062
人腦與電腦的溝通。
14:53
I've shown顯示 here onstage在舞台上 our system系統
focusing調焦 through通過 skull頭骨 and brain
262
881529
4348
我在台上已向各位展示
我們的系統可以穿透頭骨
14:57
to the diameter直徑 of the smallest最少 neuron神經元.
263
885901
2730
精準地觀測到最小的神經元。
15:01
Using運用 light and sound聲音,
you can activate啟用 or inhibit抑制 neurons神經元,
264
889187
4287
你可以利用光及聲音
來刺激或抑制神經元的活動;
15:05
and simultaneously同時,
we can match比賽 spec規範 by spec規範
265
893498
3492
同時,我們的規格不輸給
15:09
the resolution解析度 of an fMRI功能磁共振成像 scanner掃描器,
266
897014
2706
功能磁共振成像掃描儀,
15:11
which哪一個 measures措施 oxygen use in the brain.
267
899744
2508
可以用來測量腦部的氧氣消耗量。
15:14
We do that by looking
at the color顏色 change更改 in the blood血液,
268
902276
3341
我們藉由觀察血液的顏色變化,
15:17
rather than using運用 a two-ton兩噸重 magnet磁鐵.
269
905641
2333
不用一台兩噸重的磁鐵儀器。
15:21
So you can imagine想像
that with fMRI功能磁共振成像 scanners掃描儀 today今天,
270
909541
6152
現今用共振成像掃描儀,
15:28
we can decode解碼 the imagined想像 words,
images圖片 and dreams of those being存在 scanned掃描.
271
916617
4557
想像我們的技術能解碼
掃描到的文字、圖片、夢境。
15:33
We're working加工 on a system系統
that puts看跌期權 all three of these capabilities功能
272
921665
3317
我們正在把這三個功能
結合在同一個系統裡,
15:37
into the same相同 system系統 --
273
925006
1547
15:38
neural神經 read and write
with light and sound聲音,
274
926577
3214
利用光與聲音來讀寫神經元,
15:41
while simultaneously同時
mapping製圖 oxygen use in the brain --
275
929815
4127
同時掃描腦中的含氧量,
15:45
all together一起 in a noninvasive無創 portable手提
276
933966
2587
全部集合在非侵入性的可攜裝置裡,
15:48
that can enable啟用
brain-computer腦機 communication通訊,
277
936577
2786
可促成人腦與電腦的溝通,
15:51
no implants植入物, no surgery手術,
no optional可選的 brain surgery手術 required需要.
278
939387
4326
不需植入、不需手術,
不用考慮腦部開刀這選項。
15:56
This can do enormous巨大 good
279
944061
2080
這可以為全球兩百萬個深受
15:58
for the two billion十億 people
that suffer遭受 globally全球 with brain disease疾病.
280
946165
4533
腦部疾病的人帶來很多益處。
16:04
(Applause掌聲)
281
952020
5135
(掌聲)
16:09
People ask me how deep we can go.
282
957179
1890
人們問我能看到多深。
16:11
And the answer回答 is:
the whole整個 body's身體的 in reach達到.
283
959093
2929
答案是:全身。
16:14
But here's這裡的 another另一個 way to look at it.
284
962046
2036
這裡有另一個看待的方式。
16:20
(Laughter笑聲)
285
968800
1404
(笑聲)
16:22
My whole整個 head just lit發光的 up,
you want to see it again?
286
970228
2612
剛剛我整顆頭亮了,
想要再看一遍嗎?
16:24
Audience聽眾: Yes!
287
972864
1230
觀眾:要!
16:26
(Laughter笑聲)
288
974118
1417
(笑聲)
16:28
MLJMLJ: This looks容貌 scary害怕, but it's not.
289
976442
2221
MLJ:這看起來很可怕
但並不可怕。
16:31
What's truly scary害怕
is not knowing會心 about our bodies身體,
290
979046
2983
真正可怕的是不懂我們的身體、
16:34
our brains大腦 and our diseases疾病
291
982053
1992
我們的腦、我們的疾病,
16:36
so we can effectively有效 treat對待 them.
292
984069
1945
以致未能有效地治療。
16:38
This technology技術 can help.
293
986038
1658
這項科技可以幫助我們。
16:39
Thank you.
294
987720
1151
謝謝各位。
16:40
(Applause掌聲)
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988895
5454
(掌聲)
16:46
Thank you.
296
994373
1151
謝謝。
16:47
(Applause掌聲)
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995548
1150
(掌聲)
Translated by Yi-Fan Yu
Reviewed by Helen Chang

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ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com

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