TEDMED 2012
Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really.
Miguel Nicolelis: Opice, která svými myšlenkami ovládá robota. Ne, vážně.
Filmed:
Readability: 4.1
1,315,130 views
Můžeme používat náš mozek k přímému ovládání přístrojů -- bez potřeby těla jako prostředníka? Miguel Nicolelis nás provádí úžasným experimentem, v němž se chytrá opice v USA naučí ovládat opičího avatara a následně robota v Japonsku, čistě skrze své myšlenky. Tento výzkum znamená mnoho pro postižené ochrnutím -- a možná i pro nás pro všechny.
(Natočeno na TEDMED 2012.)
Miguel Nicolelis - Neuroscientist
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
The kind of neuroscience that I do and my colleagues do
0
330
2851
Druh neurovědy, jímž se já a mí kolegové zabýváme,
00:19
is almost like the weatherman.
1
3181
2166
se velmi podobá meteorologům.
00:21
We are always chasing storms.
2
5347
3516
Stále honíme bouře.
00:24
We want to see and measure storms -- brainstorms, that is.
3
8863
4883
Snažíme se zahlédnout a měřit bouře -- tedy mozkové bouře.
00:29
And we all talk about brainstorms in our daily lives,
4
13746
2768
A všichni běžně v životě hovoříme o mozkových bouřích,
00:32
but we rarely see or listen to one.
5
16514
3450
ale jen zřídkakdy nějakou vidíme či slyšíme.
00:35
So I always like to start these talks
6
19964
1634
Proto tyto přednášky pokaždé rád začínám
00:37
by actually introducing you to one of them.
7
21598
2982
představením jedné z nich.
00:40
Actually, the first time we recorded more than one neuron --
8
24580
3427
Vlastně poprvé, co jsme zaznamenali více než jeden neuron
00:43
a hundred brain cells simultaneously --
9
28007
2223
-- celou stovku mozkových buněk zároveň --
00:46
we could measure the electrical sparks
10
30230
2469
jsme byli schopni změřit elektrické jiskření
00:48
of a hundred cells in the same animal,
11
32699
2680
sta buněk v témže zvířeti,
00:51
this is the first image we got,
12
35379
1802
tohle je první obrázek, který jsme získali,
00:53
the first 10 seconds of this recording.
13
37181
2315
prvních 10 sekund této nahrávky.
00:55
So we got a little snippet of a thought,
14
39496
3351
Takže máme malý kousek myšlenky
00:58
and we could see it in front of us.
15
42847
2905
a máme ji takto viditelně před sebou.
01:01
I always tell the students
16
45752
1012
Pokaždé studentům říkám,
01:02
that we could also call neuroscientists some sort of astronomer,
17
46764
4106
že neurovědci by se dali také nazvat takovými trochu astronomy,
01:06
because we are dealing with a system
18
50870
1626
poněvadž se zde setkáváme se systémem,
01:08
that is only comparable in terms of number of cells
19
52496
2917
který je, co se týče počtu buněk, srovnatelný
01:11
to the number of galaxies that we have in the universe.
20
55413
2936
s počtem galaxií, které jsou v našem vesmíru.
01:14
And here we are, out of billions of neurons,
21
58349
3030
A tady před námi jsme z miliard neuronů
01:17
just recording, 10 years ago, a hundred.
22
61379
2818
před 10 lety zaznamenávali jen stovku.
01:20
We are doing a thousand now.
23
64197
1583
V dnešní době je to tisíc.
01:21
And we hope to understand something fundamental about our human nature.
24
65780
5400
Snažíme se tím porozumět něčemu velice základnímu ohledně podstaty člověka.
01:27
Because, if you don't know yet,
25
71180
1932
Protože, jestli to ještě nevíte,
01:29
everything that we use to define what human nature is comes from these storms,
26
73112
5250
všechno, co používáme k definování toho, co je podstatou člověka, vychází z těchto bouří,
01:34
comes from these storms that roll over the hills and valleys of our brains
27
78362
4651
z těchto bouří, které se převalují přes vrcholky a prohlubně našich mozků
01:38
and define our memories, our beliefs,
28
83013
3885
a definují naše vzpomínky, naše domněnky,
01:42
our feelings, our plans for the future.
29
86898
2700
naše pocity, naše plány do budoucna.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Vše, co kdy děláme,
01:47
everything that every human has ever done, do or will do,
31
91996
5067
vše, co každý člověk kdy dokázal nebo dokáže,
01:52
requires the toil of populations of neurons producing these kinds of storms.
32
97063
5434
vyžaduje úsilí populací neuronů produkujících takovéto různé bouře.
01:58
And the sound of a brainstorm, if you've never heard one,
33
102497
2483
A zvuk mozkové bouře, jestli jste ještě nikdy žádnou neslyšeli,
02:00
is somewhat like this.
34
104980
3349
zní asi takhle.
02:04
You can put it louder if you can.
35
108329
3146
Mohli bychom tomu přidat zvuk, kdyby se to dalo.
02:07
My son calls this "making popcorn while listening to a badly-tuned A.M. station."
36
111475
6403
Můj syn tomu říká "dělání popcornu během poslechu špatně naladěné AM stanice".
02:13
This is a brain.
37
117878
1485
Tohle je mozek.
02:15
This is what happens when you route these electrical storms to a loudspeaker
38
119363
3434
Tohle se stane, když tyto bouře navedete do reproduktoru
02:18
and you listen to a hundred brain cells firing,
39
122797
2866
a posloucháte aktivitu sta mozkových buněk,
02:21
your brain will sound like this -- my brain, any brain.
40
125663
4622
váš mozek bude znít takto -- můj mozek, jakýkoli mozek.
02:26
And what we want to do as neuroscientists in this time
41
130285
3762
A dnes se jako neurovědci vlastně snažíme
02:29
is to actually listen to these symphonies, these brain symphonies,
42
134047
5350
naslouchat těmto symfoniím, těmto mozkovým symfoniím,
02:35
and try to extract from them the messages they carry.
43
139397
3400
a pokusit se z nich získat zprávy, které přenášejí.
02:38
In particular, about 12 years ago
44
142797
2851
Konkrétně před 12 lety
02:41
we created a preparation that we named brain-machine interfaces.
45
145648
3048
jsme vytvořili zařízení, které jsme nazvali mozkovo-přístrojové rozhraní.
02:44
And you have a scheme here that describes how it works.
46
148696
2702
A zde je nákres popisující, jak funguje.
02:47
The idea is, let's have some sensors that listen to these storms, this electrical firing,
47
151398
5566
Tedy asi tak, že máme určité snímače, které detekují tyto bouře, tyto elektrické signály,
02:52
and see if you can, in the same time that it takes
48
156964
3082
a zkoušíme, zda můžeme za stejnou dobu, jakou to této bouři
02:55
for this storm to leave the brain and reach the legs or the arms of an animal --
49
160046
4969
trvá vyrazit z mozku a dorazit až do nohou či paží zvířete --
03:00
about half a second --
50
165015
2864
asi tak půl sekundy --
03:03
let's see if we can read these signals,
51
167879
2351
zjišťujeme, zda jsme schopni tyto signály přečíst,
03:06
extract the motor messages that are embedded in it,
52
170230
3400
získat zprávy o pohybu, které jsou v nich obsaženy,
03:09
translate it into digital commands
53
173630
2272
převést je v digitální příkazy
03:11
and send it to an artificial device
54
175902
1886
a poslat je do umělého zařízení,
03:13
that will reproduce the voluntary motor wheel of that brain in real time.
55
177788
5893
které by reprodukovalo volní pohybový aparát tohoto mozku v reálném čase.
03:19
And see if we can measure how well we can translate that message
56
183681
3848
Chceme zjistit, zda můžeme měřit, jak dobře jsme schopni tuto zprávu zakódovat
03:23
when we compare to the way the body does that.
57
187529
3518
v porovnání se způsobem, kterým to dělá tělo.
03:26
And if we can actually provide feedback,
58
191047
2866
Dokonce jsme schopni poskytnout zpětnou vazbu,
03:29
sensory signals that go back from this robotic, mechanical, computational actuator
59
193913
5734
smyslové signály, které se vracejí z tohoto robotického, mechanického, počítačového nástroje,
03:35
that is now under the control of the brain,
60
199647
2251
který je nyní pod kontrolou mozku,
03:37
back to the brain,
61
201898
1311
zpět do mozku,
03:39
how the brain deals with that,
62
203209
2121
jak se s tím mozek vypořádá,
03:41
of receiving messages from an artificial piece of machinery.
63
205330
4901
získávaje zprávy z umělého kusu přístroje.
03:46
And that's exactly what we did 10 years ago.
64
210231
2321
A přesně to se nám podařilo před 10 lety.
03:48
We started with a superstar monkey called Aurora
65
212552
2961
Začali jsme se slavnou opicí jménem Aurora,
03:51
that became one of the superstars of this field.
66
215513
2468
která se stala jednou z hvězd tohoto oboru.
03:53
And Aurora liked to play video games.
67
217981
2299
A Aurora ráda hrála videohry.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
A jak zde můžete vidět,
03:57
she likes to use a joystick, like any one of us, any of our kids, to play this game.
69
221653
4944
ráda používá joystick jako kdokoli z nás, jakékoli z našich dětí, ke hraní této hry.
04:02
And as a good primate, she even tries to cheat before she gets the right answer.
70
226597
4671
A jako správný primát dokonce zkouší i podvádět ještě předtím, než odpoví správně.
04:07
So even before a target appears that she's supposed to cross
71
231268
4283
Takže ještě předtím, než se terč, který má překřížit, zobrazí,
04:11
with the cursor that she's controlling with this joystick,
72
235551
2850
kurzorem kontrolovaným tímto joystickem
04:14
Aurora is trying to find the target, no matter where it is.
73
238401
3951
se Aurora snaží tento terč najít, ať už je kdekoli.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
A když to takto dělá,
04:19
because every time she crosses that target with the little cursor,
75
243821
3314
jelikož pokaždé, když přejede kurzorem přes tento terč,
04:23
she gets a drop of Brazilian orange juice.
76
247135
2950
dostane kapku brazilského pomerančového džusu.
04:25
And I can tell you, any monkey will do anything for you
77
250085
2950
A to vám můžu říct, že jakákoli opice pro vás udělá cokoli,
04:28
if you get a little drop of Brazilian orange juice.
78
253035
3100
když dostane malou kapku brazilského pomerančového džusu.
04:32
Actually any primate will do that.
79
256135
2731
Vlastně jakýkoli primát.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Popřemýšlejte o tom.
04:36
Well, while Aurora was playing this game, as you saw,
81
260200
3400
No a zatímco Aurora hrála tuto hru, jak jste viděli,
04:39
and doing a thousand trials a day
82
263600
2435
během několika tisíců pokusů za den,
04:41
and getting 97 percent correct and 350 milliliters of orange juice,
83
266035
3883
s 97 procentní úspěšností a 350 mililitry pomerančového džusu,
04:45
we are recording the brainstorms that are produced in her head
84
269918
3399
my mezitím zaznamenáváme mozkové bouře produkované v její hlavě
04:49
and sending them to a robotic arm
85
273317
1647
a posíláme je do robotické paže,
04:50
that was learning to reproduce the movements that Aurora was making.
86
274964
3871
která se učila reprodukovat pohyby, které dělala Aurora.
04:54
Because the idea was to actually turn on this brain-machine interface
87
278835
3783
Protože hlavní myšlenkou bylo vlastně uvést do pochodu toto mozkovo-přístrojové rozhraní tak,
04:58
and have Aurora play the game just by thinking,
88
282618
4700
aby nakonec Aurora hrála hru silou pouhé myšlenky,
05:03
without interference of her body.
89
287318
2617
bez pomoci jejího vlastního těla.
05:05
Her brainstorms would control an arm
90
289935
2916
Její mozkové bouře by tak kontrolovaly ruku,
05:08
that would move the cursor and cross the target.
91
292851
2709
která by pohybovala kurzorem a překřižovala terč.
05:11
And to our shock, that's exactly what Aurora did.
92
295560
3191
A k našemu překvapení, přesně to Aurora dělala.
05:14
She played the game without moving her body.
93
298751
4200
Hrála hru bez pohnutí vlastního těla.
05:18
So every trajectory that you see of the cursor now,
94
302951
2237
Takže každá dráha kurzoru, kterou nyní vidíte,
05:21
this is the exact first moment she got that.
95
305188
3212
je přesně tím prvním momentem, kdy se jí to podařilo.
05:24
That's the exact first moment
96
308400
1784
To je přesně ten první moment,
05:26
a brain intention was liberated from the physical domains of a body of a primate
97
310184
6767
kdy byl úmysl mozku oproštěn od fyzické domény těla primáta,
05:32
and could act outside, in that outside world,
98
316951
3700
a byl schopen působit vně, v tom vnějším světě
05:36
just by controlling an artificial device.
99
320651
2966
pouze pomocí ovládání umělého zařízení.
05:39
And Aurora kept playing the game, kept finding the little target
100
323617
4917
A Aurora nadále hrála hru, nadále hledala malý terč
05:44
and getting the orange juice that she wanted to get, that she craved for.
101
328534
3917
a dostávala pomerančový džus, který dostávat chtěla, po kterém toužila.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquired a new arm.
102
332451
6701
No, a to všechno díky tomu, že tehdy dostala novou paži.
05:55
The robotic arm that you see moving here 30 days later,
103
339152
2963
Robotická paže, kterou vidíte pohybovat se 30 dní poté,
05:58
after the first video that I showed to you,
104
342115
2686
co jsme natočili ono první video, jež jsem vám ukázal,
06:00
is under the control of Aurora's brain
105
344801
2650
je pod kontrolou Aurořina mozku
06:03
and is moving the cursor to get to the target.
106
347451
3168
a pohybuje kurzorem tak, aby se dostal k terči.
06:06
And Aurora now knows that she can play the game with this robotic arm,
107
350619
3899
A Aurora teď už ví, že dokáže tuto hru hrát pomocí této robotické paže,
06:10
but she has not lost the ability to use her biological arms to do what she pleases.
108
354518
5716
ovšem stále neztratila schopnost stále používat své biologické paže k čemukoli, co se jí zamane.
06:16
She can scratch her back, she can scratch one of us, she can play another game.
109
360234
4067
Může se poškrábat na zádech, může poškrábat jednoho z nás, může hrát další hru.
06:20
By all purposes and means,
110
364301
1600
V každém praktickém smyslu slova
06:21
Aurora's brain has incorporated that artificial device
111
365901
4116
Aurořin mozek začlenil toto umělé zařízení
06:25
as an extension of her body.
112
370017
2750
jako rozšíření jejího těla.
06:28
The model of the self that Aurora had in her mind
113
372767
3533
Představa sebe sama, kterou má Aurora ve své mysli,
06:32
has been expanded to get one more arm.
114
376300
4084
byla rozšířena o jednu další paži.
06:36
Well, we did that 10 years ago.
115
380384
2350
No, to se nám podařilo před 10 lety.
06:38
Just fast forward 10 years.
116
382734
2833
Teď se přesuňme o 10 let dopředu.
06:41
Just last year we realized that you don't even need to have a robotic device.
117
385567
4983
Právě loni jsme si uvědomili, že ani nepotřebujeme robotické zařízení.
06:46
You can just build a computational body, an avatar, a monkey avatar.
118
390550
5484
Můžeme mít jen počítačové tělo, avatar, opičí avatar.
06:51
And you can actually use it for our monkeys to either interact with them,
119
396034
4250
A ten můžete vlastně použít pro interakci s našimi opicemi,
06:56
or you can train them to assume in a virtual world
120
400284
4439
nebo je můžete vytrénovat, aby začaly uvažovat ve virtuálním světě,
07:00
the first-person perspective of that avatar
121
404723
3044
z pohledu první osoby tohoto avatara,
07:03
and use her brain activity to control the movements of the avatar's arms or legs.
122
407767
5651
a používaly svůj mozek ke kontrole pohybů avatarových paží a nohou.
07:09
And what we did basically was to train the animals
123
413418
2766
V zásadě jsme zvířata vytrénovali,
07:12
to learn how to control these avatars
124
416184
3050
aby se naučila ovládat tyto avatary
07:15
and explore objects that appear in the virtual world.
125
419234
3899
a zkoumala objekty, které se objeví ve virtuálním světě.
07:19
And these objects are visually identical,
126
423133
2301
A tyto všechny objekty vypadají totožně,
07:21
but when the avatar crosses the surface of these objects,
127
425434
3883
ale když avatar přejede po jejich povrchu,
07:25
they send an electrical message that is proportional to the microtactile texture of the object
128
429317
6400
pošlou elektrickou zprávu, která je úměrná miniaturní povrchové struktuře tohoto objektu,
07:31
that goes back directly to the monkey's brain,
129
435717
4016
která jde zpátky do mozku opice
07:35
informing the brain what it is the avatar is touching.
130
439733
5052
zpravujíc mozek o tom, čeho se avatar dotýká.
07:40
And in just four weeks, the brain learns to process this new sensation
131
444785
4765
A za pouhé čtyři týdny se mozek naučí zpracovat tyto nové podněty
07:45
and acquires a new sensory pathway -- like a new sense.
132
449550
6434
a získá tak novou smyslovou dráhu -- jakoby nový, šestý smysl.
07:51
And you truly liberate the brain now
133
455984
2416
A nyní konečně mozek osvobozujeme,
07:54
because you are allowing the brain to send motor commands to move this avatar.
134
458400
4384
protože mu dovolujeme rozesílat pohybové příkazy k rozhýbání tohoto avatara.
07:58
And the feedback that comes from the avatar is being processed directly by the brain
135
462784
5000
A zpětná vazba, která se vrací z avatara, je zpracována přímo mozkem
08:03
without the interference of the skin.
136
467784
2433
bez zapojení kůže.
08:06
So what you see here is this is the design of the task.
137
470217
2534
Takže to, co zde vidíte, je plán tohoto úkonu.
08:08
You're going to see an animal basically touching these three targets.
138
472751
4250
Uvidíte v zásadě zvíře dotýkající se těchto tří terčů.
08:12
And he has to select one because only one carries the reward,
139
477001
4349
A ono musí vybrat jeden z nich, protože jen ten znamená odměnu,
08:17
the orange juice that they want to get.
140
481350
1867
pomerančový džus, který chtějí získat.
08:19
And he has to select it by touch using a virtual arm, an arm that doesn't exist.
141
483217
5633
Musejí jej vybrat dotykem virtuální paže, paže, která neexistuje.
08:24
And that's exactly what they do.
142
488850
2000
A přesně to dělají.
08:26
This is a complete liberation of the brain
143
490850
3435
Toto je naprosté osvobození mozku
08:30
from the physical constraints of the body and the motor in a perceptual task.
144
494285
4282
od fyzických omezení těla a pohybového aparátu při vjemové činnosti.
08:34
The animal is controlling the avatar to touch the targets.
145
498567
4167
Zvíře kontroluje avatara k dotyku objektů.
08:38
And he's sensing the texture by receiving an electrical message directly in the brain.
146
502734
5651
A cítí povrchovou strukturu skrze přijímání elektrických signálů přímo do mozku.
08:44
And the brain is deciding what is the texture associated with the reward.
147
508385
3883
A mozek se rozhoduje, který druh povrchu odpovídá odměně.
08:48
The legends that you see in the movie don't appear for the monkey.
148
512268
3832
Popisky, které vidíte na videu, se opici nezobrazují.
08:52
And by the way, they don't read English anyway,
149
516100
2484
A kromě toho, ony stejně anglicky číst neumějí,
08:54
so they are here just for you to know that the correct target is shifting position.
150
518584
5216
takže jsou zde pouze proto, abyste věděli, že správný terč mění svou pozici.
08:59
And yet, they can find them by tactile discrimination,
151
523800
3934
I přesto jsou schopny jej najít skrze hmatové rozdíly,
09:03
and they can press it and select it.
152
527734
3217
a tak jej mohou stiskem vybrat.
09:06
So when we look at the brains of these animals,
153
530951
2682
Takže když se podíváme na mozky těchto zvířat,
09:09
on the top panel you see the alignment of 125 cells
154
533633
3667
na horním panelu vidíte seřazených 125 buněk
09:13
showing what happens with the brain activity, the electrical storms,
155
537300
4201
zobrazujících, co se stane s mozkovou aktivitou, mozkovými bouřemi,
09:17
of this sample of neurons in the brain
156
541501
2067
tohoto vzorku neuronů v mozku,
09:19
when the animal is using a joystick.
157
543568
2116
když zvíře používá joystick.
09:21
And that's a picture that every neurophysiologist knows.
158
545684
2600
A toto je obrázek, který zná každý neurofyziolog.
09:24
The basic alignment shows that these cells are coding for all possible directions.
159
548284
5183
Základní rozřazení zobrazuje, že tyto buňky odpovídají za všechny možné směry.
09:29
The bottom picture is what happens when the body stops moving
160
553467
5683
Spodní obrázek ukazuje, co se stane, když se tělo přestane hýbat
09:35
and the animal starts controlling either a robotic device or a computational avatar.
161
559150
6134
a zvířata začnou ovládat buď robotické zařízení, nebo počítačového avatara.
09:41
As fast as we can reset our computers,
162
565284
3066
Okamžitě po přenastavení našich počítačů
09:44
the brain activity shifts to start representing this new tool,
163
568350
5818
se mozková aktivita změní v reprezentaci tohoto nového nástroje,
09:50
as if this too was a part of that primate's body.
164
574168
5250
jakoby byl také součástí těla primáta.
09:55
The brain is assimilating that too, as fast as we can measure.
165
579418
4715
Mozek jej začlení tak rychle, jak jen dokážeme měřit.
10:00
So that suggests to us that our sense of self
166
584133
3618
To naznačuje, že naše vnímání sebe sama
10:03
does not end at the last layer of the epithelium of our bodies,
167
587751
4150
nekončí poslední vrstvou kožního epitelu našich těl,
10:07
but it ends at the last layer of electrons of the tools that we're commanding with our brains.
168
591901
5718
nýbrž končí poslední vrstvou elektronů v nástrojích, které ovládáme našimi mozky.
10:13
Our violins, our cars, our bicycles, our soccer balls, our clothing --
169
597619
4764
Naše housle, naše auta, naše kola, naše fotbalové míče, naše oblečení --
10:18
they all become assimilated by this voracious, amazing, dynamic system called the brain.
170
602383
6851
to všechno se začlení tímto nenasytným, úžasným, dynamickým systémem zvaným mozek.
10:25
How far can we take it?
171
609234
1699
Jak daleko s tím můžeme zajít?
10:26
Well, in an experiment that we ran a few years ago, we took this to the limit.
172
610933
4218
No, v experimentu, který probíhal před pár lety, jsme došli až na hranici.
10:31
We had an animal running on a treadmill
173
615151
2482
Měli jsme zvíře, které běhalo na pásu
10:33
at Duke University on the East Coast of the United States,
174
617633
2267
v Duke University na východním pobřeží Spojených států,
10:35
producing the brainstorms necessary to move.
175
619900
2700
vytvářeje mozkové bouře potřebné k pohybu.
10:38
And we had a robotic device, a humanoid robot,
176
622600
4091
A měli jsme robotické zařízení, robotického humanoida,
10:42
in Kyoto, Japan at ATR Laboratories
177
626691
2394
v japonském Kyotu, v laboratořích ATR,
10:44
that was dreaming its entire life to be controlled by a brain,
178
629085
6094
který celý svůj život snil o tom být ovládán mozkem,
10:51
a human brain, or a primate brain.
179
635179
3273
lidským mozkem, mozkem primáta.
10:54
What happens here is that the brain activity that generated the movements in the monkey
180
638452
4598
Jde zde o to, že mozková aktivita produkovaná pohyby opice
10:58
was transmitted to Japan and made this robot walk
181
643050
3467
byla posílána do Japonska, kde přiměla tohoto robota kráčet,
11:02
while footage of this walking was sent back to Duke,
182
646517
4067
zatímco záznam tohoto kráčení byl zasílán zpět to Duke,
11:06
so that the monkey could see the legs of this robot walking in front of her.
183
650584
5233
takže opice viděla nohy tohoto robota při pohybu přímo před sebou.
11:11
So she could be rewarded, not by what her body was doing
184
655817
4067
Takto byla odměňována ne tím, co dělalo její tělo,
11:15
but for every correct step of the robot on the other side of the planet
185
659884
4961
nýbrž každým správným krokem robota na druhé straně zeměkoule
11:20
controlled by her brain activity.
186
664845
2609
ovládaným její mozkovou aktivitou.
11:23
Funny thing, that round trip around the globe took 20 milliseconds less
187
667454
7118
Je zajímavé, že tato zpáteční cesta okolo světa trvala o 20 milisekund méně,
11:30
than it takes for that brainstorm to leave its head, the head of the monkey,
188
674572
4150
než by této mozkové bouři trvalo opustit její hlavu, hlavu této opice,
11:34
and reach its own muscle.
189
678722
3870
a dorazit do jejího vlastního svalu.
11:38
The monkey was moving a robot that was six times bigger, across the planet.
190
682592
6030
Opice pohybovala robotem, který byl šestkrát větší, na druhé straně planety.
11:44
This is one of the experiments in which that robot was able to walk autonomously.
191
688622
6400
Toto byl jeden z experimentů, v němž byl robot schopen samovolně kráčet.
11:50
This is CB1 fulfilling its dream in Japan
192
695022
5267
Toto je CB1 plnící si svůj sen v Japonsku
11:56
under the control of the brain activity of a primate.
193
700289
3700
ovládán mozkovou aktivitou primáta.
11:59
So where are we taking all this?
194
703989
1989
Takže kam nás tohle všechno přivádí?
12:01
What are we going to do with all this research,
195
705978
2343
Co uděláme s veškerým tímto výzkumem,
12:04
besides studying the properties of this dynamic universe that we have between our ears?
196
708321
5668
kromě studia vlastností tohoto dynamického vesmíru, který máme mezi ušima?
12:09
Well the idea is to take all this knowledge and technology
197
713989
4833
Naším záměrem je vzít veškeré tyto znalosti a technologie
12:14
and try to restore one of the most severe neurological problems that we have in the world.
198
718822
5484
a vyzkoušet napravit jedno z nejhorších neurologických postižení, která ve světě máme.
12:20
Millions of people have lost the ability to translate these brainstorms
199
724306
4583
Miliony lidí ztratily schopnost převést tyto mozkové bouře
12:24
into action, into movement.
200
728889
2116
do akce, do pohybu.
12:26
Although their brains continue to produce those storms and code for movements,
201
731005
5234
Přestože jejich mozky i nadále produkují tyto bouře představující pohyby,
12:32
they cannot cross a barrier that was created by a lesion on the spinal cord.
202
736239
5167
tyto nemohou překročit bariéru vytvořenou přerušením páteře.
12:37
So our idea is to create a bypass,
203
741406
2450
Takže naším záměrem je vytvořit spojku
12:39
is to use these brain-machine interfaces to read these signals,
204
743856
4032
s použitím těchto mozkovo-přístrojových rozhraní, které by četly tyto signály,
12:43
larger-scale brainstorms that contain the desire to move again,
205
747888
4050
mozkové bouře většího rozsahu, které obsahují touhu znovu se hýbat,
12:47
bypass the lesion using computational microengineering
206
751938
3969
spojit přerušení pomocí počítačového mikroinženýrství
12:51
and send it to a new body, a whole body called an exoskeleton,
207
755907
7114
a poslat je do nového těla, celého těla zvaného exoskeleton,
12:58
a whole robotic suit that will become the new body of these patients.
208
763021
5567
celý robotický oblek, který by se stal novým tělem pro pacienty.
13:04
And you can see an image produced by this consortium.
209
768588
4126
A zde můžete zhlédnout obrázek vytvořený tímto sdružením.
13:08
This is a nonprofit consortium called the Walk Again Project
210
772714
4059
Toto je neziskové sdružení zvané Walk Again Project [Projekt kráčej znovu]
13:12
that is putting together scientists from Europe,
211
776773
2783
který sdružuje vědce z Evropy
13:15
from here in the United States, and in Brazil
212
779556
1865
a odsud, ze Spojených států a Brazílie,
13:17
together to work to actually get this new body built --
213
781421
4517
aby spolupracovali na vytvoření tohoto nového těla --
13:21
a body that we believe, through the same plastic mechanisms
214
785938
3334
těla se stejnými umělými mechanismy,
13:25
that allow Aurora and other monkeys to use these tools through a brain-machine interface
215
789272
5802
které Auroře a jiným opicím dovolují používat tyto nástroje skrze mozkovo-přístrojové prostředí
13:30
and that allows us to incorporate the tools that we produce and use in our daily life.
216
795074
5630
a které nám dovoluje začlenit tyto nástroje, jež vytváříme a používáme každý den.
13:36
This same mechanism, we hope, will allow these patients,
217
800704
3684
Doufáme, že tentýž mechanismus těmto pacientům dovolí
13:40
not only to imagine again the movements that they want to make
218
804388
3768
nejen znovu si představit pohyby, které chtějí provést
13:44
and translate them into movements of this new body,
219
808156
3207
a převést je do pohybů tohoto nového těla,
13:47
but for this body to be assimilated as the new body that the brain controls.
220
811363
6758
ale také aby toto tělo bylo začleněno jako nové tělo ovládané mozkem.
13:54
So I was told about 10 years ago
221
818121
3851
Tedy před 10 lety mi bylo řečeno,
13:57
that this would never happen, that this was close to impossible.
222
821972
5066
že se tohle nikdy nestane, že je to skoro nemožné.
14:02
And I can only tell you that as a scientist,
223
827038
2451
A jako vědec vám mohu říci jediné,
14:05
I grew up in southern Brazil in the mid-'60s
224
829489
2986
vyrůstal jsem v jižní Brazílii v polovině 60. let
14:08
watching a few crazy guys telling [us] that they would go to the Moon.
225
832475
5048
a sledoval jsem, jak nám pár šílenců tvrdilo, že půjdou na Měsíc.
14:13
And I was five years old,
226
837523
1461
Bylo mi pět let
14:14
and I never understood why NASA didn't hire Captain Kirk and Spock to do the job;
227
838984
4240
a nikdy jsem nechápal, proč k tomu NASA nenajala kapitána Kirka a Spocka;
14:19
after all, they were very proficient --
228
843224
2432
konec konců, byli v tom velmi zdatní --
14:21
but just seeing that as a kid
229
845656
3450
ale jen vidět to jako dítě
14:25
made me believe, as my grandmother used to tell me,
230
849106
2985
mě přimělo věřit, jako mi má babička říkávala,
14:27
that "impossible is just the possible
231
852091
1845
že "nemožné je jen možné,
14:29
that someone has not put in enough effort to make it come true."
232
853936
3904
v jehož realizaci někdo nevložil dost úsilí".
14:33
So they told me that it's impossible to make someone walk.
233
857840
3799
Takže mi bylo řečeno, že je nemožné přimět někoho kráčet.
14:37
I think I'm going to follow my grandmother's advice.
234
861639
3251
A já si myslím, že dám raději na radu svojí babičky.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Děkuji vám.
14:42
(Applause)
236
866340
8029
(Potlesk)
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