ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - Neuroscientist
Miguel 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.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com
TEDMED 2012

Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really.

ミゲル・ニコレリス: 念じるだけで ロボットを操作した猿

Filmed:
1,315,130 views

体を一切動かさずに念じるだけで機械を操作できるでしょうか？ ミゲル・ミコレリスは、アメリカにいる賢い猿が念じるだけでコンピュータ上のアバター（分身）を操作したり、日本にいるロボットを操作できたりという驚くべき実験について語りました。 この研究は 四肢麻痺の患者にもおそらく私たち全員にとっても大変意味のあるものです。 （TED MED 2012 ）
- Neuroscientist
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種類 of neuroscience神経科学 that I do and my colleagues同僚 do
0
330
2851
神経科学者のしていることは
00:19
is almostほぼ like the weatherman天気予報.
1
3181
2166
気象予報士のようなものです
00:21
We are always chasing追う storms嵐.
2
5347
3516
いつも嵐を追いかけています
00:24
We want to see and measure測定 storms嵐 -- brainstormsブレインストーム, that is.
3
8863
4883
私達の観測する嵐は
脳の嵐 つまり脳内の電気活動です
00:29
And we all talk about brainstormsブレインストーム in our daily毎日 lives人生,
4
13746
2768
脳の嵐は とても身近なものですが
00:32
but we rarelyまれに see or listen to one.
5
16514
3450
通常 見たり聞いたりはできません
00:35
So I always like to start開始 these talks交渉
6
19964
1634
ですので 説明を始める前に
00:37
by actually実際に introducing導入 you to one of them.
7
21598
2982
まず実際のものを
お見せする事にしています
00:40
Actually実際に, the first time we recorded記録された more than one neuronニューロン --
8
24580
3427
これは我々が始めて
複数の神経細胞の活動を記録したものです
00:43
a hundred百 brain脳 cells細胞 simultaneously同時に --
9
28007
2223
100の脳細胞を同時にです
00:46
we could measure測定 the electrical電気 sparks火花
10
30230
2469
一匹の動物の脳にある100個の細胞の
00:48
of a hundred百 cells細胞 in the same同じ animal動物,
11
32699
2680
電気活動の測定に成功し
00:51
this is the first image画像 we got,
12
35379
1802
これが始めて得たイメージです
00:53
the first 10 seconds秒 of this recording録音.
13
37181
2315
その 最初の10秒です
00:55
So we got a little snippetスニペット of a thought,
14
39496
3351
思考の断片をつかまえ 可視化することができたのです
00:58
and we could see it in frontフロント of us.
15
42847
2905
思考の断片をつかまえ 可視化することができたのです
01:01
I always tell the students学生の
16
45752
1012
私は学生たちにこう言います
01:02
that we could alsoまた、 call neuroscientists神経科学者 some sortソート of astronomer天文学者,
17
46764
4106
神経科学者は 天文学者のようでもある
01:06
because we are dealing対処する with a systemシステム
18
50870
1626
なぜなら私たちは
01:08
that is only comparable匹敵します in terms条項 of number数 of cells細胞
19
52496
2917
宇宙にある銀河の数に
匹敵するくらいの数の
01:11
to the number数 of galaxies銀河 that we have in the universe宇宙.
20
55413
2936
細胞からなるシステムを扱っているからです
01:14
And here we are, out of billions何十億 of neuronsニューロン,
21
58349
3030
その膨大な数の神経細胞のうち
記録できたのは
01:17
just recording録音, 10 years年 ago前, a hundred百.
22
61379
2818
10年前は たったの100個でしたが
01:20
We are doing a thousand千 now.
23
64197
1583
現在は1000個も記録できます
01:21
And we hope希望 to understandわかる something fundamental基本的な about our human人間 nature自然.
24
65780
5400
これを基に人間性の基礎となるものを
解き明かそうとしています
01:27
Because, if you don't know yetまだ,
25
71180
1932
ご存知かもしれませんが
01:29
everything that we use to define定義する what human人間 nature自然 is comes来る from these storms嵐,
26
73112
5250
人が人たるを決める全ては この嵐から生まれています
01:34
comes来る from these storms嵐 that rollロール over the hills丘 and valleys谷 of our brains頭脳
27
78362
4651
嵐は 脳の中の丘や 谷を乗り越え
01:38
and define定義する our memories思い出, our beliefs信念,
28
83013
3885
私たちの記憶や信念や
01:42
our feelings感情, our plans予定 for the future未来.
29
86898
2700
感情や未来への予測を決めています
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
我々のする全ての事 --
01:47
everything that everyすべて human人間 has ever done完了, do or will do,
31
91996
5067
過去や未来における人類の全ての営みには
01:52
requires要求する the toil労苦 of populations人口 of neuronsニューロン producing生産する these kinds種類 of storms嵐.
32
97063
5434
神経細胞群が作る この嵐が必要なのです
01:58
And the sound音 of a brainstormブレインストーム, if you've never heard聞いた one,
33
102497
2483
脳の嵐の音は
02:00
is somewhat幾分 like this.
34
104980
3349
実はこのようなものです
02:04
You can put it louder大声で if you can.
35
108329
3146
できたら音量を上げてください
02:07
My son息子 callsコール this "making作る popcornポップコーン while listening聞いている to a badly-tunedひどく調整された A.M. station駅."
36
111475
6403
息子は「雑音だらけのラジオを聞きながら
ポップコーンを作ってるみたい」と言いました
02:13
This is a brain脳.
37
117878
1485
これが脳です
02:15
This is what happens起こる when you routeルート these electrical電気 storms嵐 to a loudspeakerラウドスピーカー
38
119363
3434
これは脳の電気的な嵐を音声化したものです
02:18
and you listen to a hundred百 brain脳 cells細胞 firing発砲,
39
122797
2866
100個の細胞が興奮する様子です
02:21
your brain脳 will sound音 like this -- my brain脳, any brain脳.
40
125663
4622
あなた脳も 私の脳も
皆 同じように聞こえます
02:26
And what we want to do as neuroscientists神経科学者 in this time
41
130285
3762
いま 私たち神経科学者は
02:29
is to actually実際に listen to these symphonies交響曲, these brain脳 symphonies交響曲,
42
134047
5350
この 脳が奏でるシンフォニーを聴き
02:35
and try to extractエキス from them the messagesメッセージ they carryキャリー.
43
139397
3400
含まれたメッセージを読み取ろうとしています
02:38
In particular特に, about 12 years年 ago前
44
142797
2851
具体的に言うと およそ12年前
02:41
we created作成した a preparation準備 that we named名前 brain-machine脳機械 interfacesインタフェース.
45
145648
3048
ブレイン・マシン・インターフェース
と名付けた装置を作りました
02:44
And you have a schemeスキーム here that describes説明する how it works作品.
46
148696
2702
これが その仕組みです
02:47
The ideaアイディア is, let's have some sensorsセンサ that listen to these storms嵐, this electrical電気 firing発砲,
47
151398
5566
動物の脳にセンサーをつけて
02:52
and see if you can, in the same同じ time that it takes
48
156964
3082
脳から足や手に伝えられる嵐を
02:55
for this storm嵐 to leave離れる the brain脳 and reachリーチ the legs足 or the arms武器 of an animal動物 --
49
160046
4969
信号が脳から手足に届く時間
03:00
about halfハーフ a second二番 --
50
165015
2864
およそ0.5秒のうちに読み取ります
03:03
let's see if we can read読む these signalsシグナル,
51
167879
2351
そして信号に埋め込まれた 運動の指令を読み取り
03:06
extractエキス the motorモーター messagesメッセージ that are embedded埋め込み in it,
52
170230
3400
そして信号に埋め込まれた 運動の指令を読み取り
03:09
translate翻訳する it into digitalデジタル commandsコマンド
53
173630
2272
デジタル信号に変換して 人工装置に送ります
03:11
and send送信する it to an artificial人工的な deviceデバイス
54
175902
1886
デジタル信号に変換して 人工装置に送り
03:13
that will reproduce再現する the voluntary自発的 motorモーター wheelホイール of that brain脳 in realリアル time.
55
177788
5893
その装置が脳の随意運動の働きを
リアルタイムに再現するという実験です
03:19
And see if we can measure測定 how well we can translate翻訳する that messageメッセージ
56
183681
3848
そして 実際の体の動きと比較すれば
03:23
when we compare比較する to the way the body体 does that.
57
187529
3518
命令の読み取りの精度を調べられます
03:26
And if we can actually実際に provide提供する feedbackフィードバック,
58
191047
2866
さらに フィードバックも行います
03:29
sensory感覚 signalsシグナル that go back from this roboticロボット, mechanical機械的, computational計算上の actuatorアクチュエータ
59
193913
5734
脳の操作する
この機械的なロボットである
03:35
that is now under下 the controlコントロール of the brain脳,
60
199647
2251
コンピュータによる作動装置から
03:37
back to the brain脳,
61
201898
1311
感覚的な信号が戻ってきた場合
03:39
how the brain脳 dealsお得 with that,
62
203209
2121
脳はどのように処理するのでしょうか
03:41
of receiving受信 messagesメッセージ from an artificial人工的な pieceピース of machinery機械.
63
205330
4901
脳はどのように処理するのでしょうか
03:46
And that's exactly正確に what we did 10 years年 ago前.
64
210231
2321
これがまさに私たちが10年前にしたことです
03:48
We started開始した with a superstarスーパースター monkeyモンキー calledと呼ばれる Auroraオーロラ
65
212552
2961
実験は 後にこの分野のスーパースターとなる
03:51
that becameなりました one of the superstarsスーパースター of this fieldフィールド.
66
215513
2468
サルの「オーロラ」を使って
実験を始めました
03:53
And Auroraオーロラ liked好き to play遊びます videoビデオ gamesゲーム.
67
217981
2299
オーロラはビデオゲームが大好きです
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
このように
03:57
she likes好きな人 to use a joystickジョイスティック, like any one of us, any of our kids子供たち, to play遊びます this gameゲーム.
69
221653
4944
オーロラも 私たちと同じで
ジョイスティックを使ってゲームするのが好きです
04:02
And as a good primate霊長類, she even tries試行する to cheatカンニング before she gets取得 the right answer回答.
70
226597
4671
賢い霊長類の常として
ズルをするようにすらなりました
04:07
So even before a targetターゲット appears登場する that she's supposed想定される to crossクロス
71
231268
4283
標的が現れる前に ジョイスティックを操り
04:11
with the cursorカーソル that she's controlling制御する with this joystickジョイスティック,
72
235551
2850
標的が現れそうな場所にカーソルを動かすのです
04:14
Auroraオーロラ is trying試す to find the targetターゲット, no matter問題 where it is.
73
238401
3951
どこにあろうが 見つけようとします
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
なぜかというと
04:19
because everyすべて time she crosses十字架 that targetターゲット with the little cursorカーソル,
75
243821
3314
カーソルが標的を横切るたびに
04:23
she gets取得 a dropドロップ of Brazilianブラジル人 orangeオレンジ juiceジュース.
76
247135
2950
ブラジル産のオレンジジュースが
もらえるからです
04:25
And I can tell you, any monkeyモンキー will do anything for you
77
250085
2950
オレンジジュースさえあれば
04:28
if you get a little dropドロップ of Brazilianブラジル人 orangeオレンジ juiceジュース.
78
253035
3100
猿はなんでもするでしょう
04:32
Actually実際に any primate霊長類 will do that.
79
256135
2731
霊長類なら みんなそうです
04:34
Think about that.
80
258866
1334
ですよね
04:36
Well, while Auroraオーロラ was playing遊ぶ this gameゲーム, as you saw,
81
260200
3400
さて このようにオーロラが
ゲームをしている間
04:39
and doing a thousand千 trials試行 a day
82
263600
2435
一日に1000回もトライして
04:41
and getting取得 97 percentパーセント correct正しい and 350 millilitersミリリットル of orangeオレンジ juiceジュース,
83
266035
3883
97％の成功率と350mlの
オレンジジュースを得ている間
04:45
we are recording録音 the brainstormsブレインストーム that are produced生産された in her head頭
84
269918
3399
私たちはオーロラが作る 脳の嵐を記録し
04:49
and sending送信 them to a roboticロボット arm腕
85
273317
1647
ロボットアームに送りました
04:50
that was learning学習 to reproduce再現する the movements動き that Auroraオーロラ was making作る.
86
274964
3871
オーロラの動きを再現するために
学習させたのです
04:54
Because the ideaアイディア was to actually実際に turn順番 on this brain-machine脳機械 interfaceインタフェース
87
278835
3783
このブレイン・マシン・インターフェースを使って
04:58
and have Auroraオーロラ play遊びます the gameゲーム just by thinking考え,
88
282618
4700
オーロラが体を使わずに 念じるだけで
05:03
withoutなし interference干渉 of her body体.
89
287318
2617
ゲームができるようにしたかったのです
05:05
Her brainstormsブレインストーム would controlコントロール an arm腕
90
289935
2916
脳の嵐でロボットアームを操り
05:08
that would move動く the cursorカーソル and crossクロス the targetターゲット.
91
292851
2709
カーソルで標的を狙うことも出来るでしょう
05:11
And to our shockショック, that's exactly正確に what Auroraオーロラ did.
92
295560
3191
オーロラが実際これを
やってのけたのには驚きました
05:14
She playedプレーした the gameゲーム withoutなし moving動く her body体.
93
298751
4200
体を動かさずにゲームをしたのです
05:18
So everyすべて trajectory軌道 that you see of the cursorカーソル now,
94
302951
2237
このカーソルの動きは
05:21
this is the exact正確 first moment瞬間 she got that.
95
305188
3212
オーロラが初めて操作に成功した
05:24
That's the exact正確 first moment瞬間
96
308400
1784
まさにその時のものです
05:26
a brain脳 intention意図 was liberated解放された from the physical物理的 domainsドメイン of a body体 of a primate霊長類
97
310184
6767
脳の意図は肉体から解放され
05:32
and could act行為 outside外側, in that outside外側 world世界,
98
316951
3700
人工の機械を操作して
外界で行動を起こせるようになりました
05:36
just by controlling制御する an artificial人工的な deviceデバイス.
99
320651
2966
人工の機械を操作して
外界で行動を起こせるようになりました
05:39
And Auroraオーロラ kept保管 playing遊ぶ the gameゲーム, kept保管 finding所見 the little targetターゲット
100
323617
4917
その後もオーロラはゲームを続け
05:44
and getting取得 the orangeオレンジ juiceジュース that she wanted to get, that she craved欲しがる for.
101
328534
3917
大好きなオレンジジュースを獲得し続けました
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquired獲得しました a new新しい arm腕.
102
332451
6701
新しい腕を使ってです
05:55
The roboticロボット arm腕 that you see moving動く here 30 days日々 later後で,
103
339152
2963
最初にお見せしたビデオから30日後
05:58
after the first videoビデオ that I showed示した to you,
104
342115
2686
ロボットアームは完全に オーロラの脳の支配下に置かれ
06:00
is under下 the controlコントロール of Aurora'sオーロラ brain脳
105
344801
2650
ロボットアームは完全に オーロラの脳の支配下に置かれ
06:03
and is moving動く the cursorカーソル to get to the targetターゲット.
106
347451
3168
カーソルを標的に向かって動かしています
06:06
And Auroraオーロラ now knows知っている that she can play遊びます the gameゲーム with this roboticロボット arm腕,
107
350619
3899
しかもオーロラは ロボットアームで
ゲームが出来る事を理解しており
06:10
but she has not lost失われた the ability能力 to use her biological生物学的 arms武器 to do what she pleases喜ぶ.
108
354518
5716
自分の腕は今まで通り使って
好きな事ができます
06:16
She can scratchスクラッチ her back, she can scratchスクラッチ one of us, she can play遊びます another別の gameゲーム.
109
360234
4067
背中や 私たちをひっかくことも
別のゲームをすることもできます
06:20
By all purposes目的 and means手段,
110
364301
1600
つまりオーロラの脳は
06:21
Aurora'sオーロラ brain脳 has incorporated組み込まれた that artificial人工的な deviceデバイス
111
365901
4116
人工的な機械を 自身の体の延長として
06:25
as an extension拡張 of her body体.
112
370017
2750
統合させたのです
06:28
The modelモデル of the self自己 that Auroraオーロラ had in her mindマインド
113
372767
3533
オーロラにとっての自己は
06:32
has been expanded拡張された to get one more arm腕.
114
376300
4084
新たな腕にまで拡大したのです
06:36
Well, we did that 10 years年 ago前.
115
380384
2350
これは10年前のことです
06:38
Just fast速い forward前進 10 years年.
116
382734
2833
去年 私たちは
06:41
Just last year年 we realized実現した that you don't even need to have a roboticロボット deviceデバイス.
117
385567
4983
ロボットさえ必要ないことに気づきました
06:46
You can just buildビルドする a computational計算上の body体, an avatarアバター, a monkeyモンキー avatarアバター.
118
390550
5484
コンピューター上の分身
サルのアバターを作れば良いのです
06:51
And you can actually実際に use it for our monkeysサル to eitherどちらか interact相互作用する with them,
119
396034
4250
サルをアバターとやりとりさせたり
06:56
or you can train列車 them to assume想定する in a virtualバーチャル world世界
120
400284
4439
仮想世界のアバターが自分だと認識させ
07:00
the first-person最初の人 perspective視点 of that avatarアバター
121
404723
3044
仮想世界のアバターが自分だと認識させ
07:03
and use her brain脳 activityアクティビティ to controlコントロール the movements動き of the avatar'sアバター arms武器 or legs足.
122
407767
5651
念じるだけで アバターの手足が
動かせるよう訓練することもできます
07:09
And what we did basically基本的に was to train列車 the animals動物
123
413418
2766
いま 私たちは動物に対し
07:12
to learn学ぶ how to controlコントロール these avatarsアバター
124
416184
3050
アバターを操作して
07:15
and explore探検する objectsオブジェクト that appear現れる in the virtualバーチャル world世界.
125
419234
3899
仮想世界の物体を調べる訓練を行っています
07:19
And these objectsオブジェクト are visually視覚的に identical同一,
126
423133
2301
これらの物体は見た目は同じですが
07:21
but when the avatarアバター crosses十字架 the surface表面 of these objectsオブジェクト,
127
425434
3883
アバターがその表面を横切ると
07:25
they send送信する an electrical電気 messageメッセージ that is proportional比例する to the microtactile微小触覚 textureテクスチャ of the objectオブジェクト
128
429317
6400
その物体の触感に応じた電気信号が
07:31
that goes行く back directly直接 to the monkey'sサル brain脳,
129
435717
4016
サルの脳に直接送られ
07:35
informing通知する the brain脳 what it is the avatarアバター is touching触れる.
130
439733
5052
アバターが何を触っているかを知らせます
07:40
And in just four4つの weeks週, the brain脳 learns学ぶ to processプロセス this new新しい sensation感覚
131
444785
4765
たった４週間で 脳はこの新たな感覚を学習し
07:45
and acquires獲得する a new新しい sensory感覚 pathway経路 -- like a new新しい senseセンス.
132
449550
6434
新たな感覚神経路 -- ある種の
新たな感覚を獲得したのです
07:51
And you truly真に liberate解放する the brain脳 now
133
455984
2416
脳は全く自由になりました
07:54
because you are allowing許す the brain脳 to send送信する motorモーター commandsコマンド to move動く this avatarアバター.
134
458400
4384
なぜなら 運動の指令をアバターに送ることができますし
07:58
And the feedbackフィードバック that comes来る from the avatarアバター is beingであること processed処理された directly直接 by the brain脳
135
462784
5000
そしてアバターからくるフィードバックは
皮膚を介さなくとも
08:03
withoutなし the interference干渉 of the skin肌.
136
467784
2433
脳に直接 入ってきます
08:06
So what you see here is this is the design設計 of the task仕事.
137
470217
2534
これが実験の仕組みをまとめたものです
08:08
You're going to see an animal動物 basically基本的に touching触れる these three三 targetsターゲット.
138
472751
4250
動物は３つの標的を触ります
08:12
And he has to select選択する one because only one carries運ぶ the reward褒賞,
139
477001
4349
正しいものを選んだときだけ
08:17
the orangeオレンジ juiceジュース that they want to get.
140
481350
1867
ご褒美のオレンジジュースがもらえます
08:19
And he has to select選択する it by touchタッチ usingを使用して a virtualバーチャル arm腕, an arm腕 that doesn't exist存在する.
141
483217
5633
ただし 実際には存在しない
仮想の手を使わなければなりません
08:24
And that's exactly正確に what they do.
142
488850
2000
実際の映像です
08:26
This is a completeコンプリート liberation解放 of the brain脳
143
490850
3435
脳は完全に自由になり
08:30
from the physical物理的 constraints制約 of the body体 and the motorモーター in a perceptual知覚的 task仕事.
144
494285
4282
体や動作の限界から解き放たれています
08:34
The animal動物 is controlling制御する the avatarアバター to touchタッチ the targetsターゲット.
145
498567
4167
この動物は アバターを使って標的を触り
08:38
And he's sensingセンシング the textureテクスチャ by receiving受信 an electrical電気 messageメッセージ directly直接 in the brain脳.
146
502734
5651
脳に直接 電気的な信号を受けて
触感を得ています
08:44
And the brain脳 is deciding決定する what is the textureテクスチャ associated関連する with the reward褒賞.
147
508385
3883
そして脳は どの触感がご褒美に関係しているのか
決めているのです
08:48
The legends伝説 that you see in the movie映画 don't appear現れる for the monkeyモンキー.
148
512268
3832
動画上のキャプションは
サルの実験では表示されません
08:52
And by the way, they don't read読む English英語 anywayとにかく,
149
516100
2484
英語なんてどうせ読めませんし
08:54
so they are here just for you to know that the correct正しい targetターゲット is shiftingシフト positionポジション.
150
518584
5216
ここでは正しい標的の位置が
変わっていますが
08:59
And yetまだ, they can find them by tactile触覚 discrimination差別,
151
523800
3934
触感で区別して
09:03
and they can press押す it and select選択する it.
152
527734
3217
正しいものを 選んでいるわけです
09:06
So when we look at the brains頭脳 of these animals動物,
153
530951
2682
この動物の脳で
何が起こっているか見てみると
09:09
on the top上 panelパネル you see the alignmentアライメント of 125 cells細胞
154
533633
3667
上の図は125の神経細胞に注目して
09:13
showing表示 what happens起こる with the brain脳 activityアクティビティ, the electrical電気 storms嵐,
155
537300
4201
動物がジョイスティックを使うときの脳細胞の活動―
09:17
of this sampleサンプル of neuronsニューロン in the brain脳
156
541501
2067
電気的な嵐がどうなるかを見たものです
09:19
when the animal動物 is usingを使用して a joystickジョイスティック.
157
543568
2116
電気的な嵐がどうなるかを見たものです
09:21
And that's a picture画像 that everyすべて neurophysiologist神経生理学者 knows知っている.
158
545684
2600
神経生理学者なら これを見てわかりますが
09:24
The basic基本的な alignmentアライメント showsショー that these cells細胞 are codingコーディング for all possible可能 directions行き方.
159
548284
5183
これらの細胞は全ての方向に対してシグナルを出しています
09:29
The bottom下 picture画像 is what happens起こる when the body体 stops停止 moving動く
160
553467
5683
下の図は 動物が体を動かす代わりに
09:35
and the animal動物 starts開始する controlling制御する eitherどちらか a roboticロボット deviceデバイス or a computational計算上の avatarアバター.
161
559150
6134
ロボットやコンピューター上のアバターを
操作している時のものです
09:41
As fast速い as we can resetリセット our computersコンピュータ,
162
565284
3066
コンピューターを再起動したとたん
09:44
the brain脳 activityアクティビティ shiftsシフト to start開始 representing代理人 this new新しい toolツール,
163
568350
5818
この新たな装置に対応して 脳の活動は変化します
09:50
as if this too was a part部 of that primate's霊長類 body体.
164
574168
5250
まるで自分の一部であるかのようにです
09:55
The brain脳 is assimilating同化する that too, as fast速い as we can measure測定.
165
579418
4715
脳は 瞬時に操作するものを同化したのです
10:00
So that suggests提案する to us that our senseセンス of self自己
166
584133
3618
このことは 私たちの自己という概念は
10:03
does not end終わり at the last layer層 of the epithelium上皮 of our bodies体,
167
587751
4150
体の一番外側である皮膚で終わるのではなく
10:07
but it ends終わり at the last layer層 of electrons電子 of the toolsツール that we're commanding指揮 with our brains頭脳.
168
591901
5718
脳によって操作できる道具まで続いているようです
10:13
Our violinsバイオリン, our cars車, our bicycles自転車, our soccerサッカー ballsボール, our clothing衣類 --
169
597619
4764
バイオリン 車 自転車 サッカーボールや 衣服―
10:18
they all become〜になる assimilated同化した by this voracious貪欲な, amazing素晴らしい, dynamic動的 systemシステム calledと呼ばれる the brain脳.
170
602383
6851
それら全ては脳という 貪欲で素晴らしい
変化に富むシステムにより統合化されるのです
10:25
How far遠い can we take it?
171
609234
1699
これから先何ができるでしょう？
10:26
Well, in an experiment実験 that we ran走った a few少数 years年 ago前, we took取った this to the limit限界.
172
610933
4218
その限界を探るために 数年前に行った
実験をご紹介しましょう
10:31
We had an animal動物 runningランニング on a treadmillトレッドミル
173
615151
2482
アメリカ東海岸のデューク大学において
10:33
at Duke公爵 University大学 on the East東 Coast海岸 of the Unitedユナイテッド States州,
174
617633
2267
動物を トレッドミル上で走らせ
10:35
producing生産する the brainstormsブレインストーム necessary必要 to move動く.
175
619900
2700
動作に必要な脳の嵐を測定し
10:38
And we had a roboticロボット deviceデバイス, a humanoidヒューマノイド robotロボット,
176
622600
4091
そして京都のATR研究所にある
10:42
in Kyoto京都, Japan日本 at ATRATR Laboratories研究所
177
626691
2394
脳による操作を目指して作られた
ヒューマノイド・ロボットに送りました
10:44
that was dreaming夢 its entire全体 life to be controlled制御された by a brain脳,
178
629085
6094
脳による操作を目指して作られた
ヒューマノイド・ロボットに送りました
10:51
a human人間 brain脳, or a primate霊長類 brain脳.
179
635179
3273
人間や霊長類の脳に操作されるのを
夢見るロボットです
10:54
What happens起こる here is that the brain脳 activityアクティビティ that generated生成された the movements動き in the monkeyモンキー
180
638452
4598
サルの動作を制御する信号が
10:58
was transmitted送信された to Japan日本 and made製 this robotロボット walk歩く
181
643050
3467
日本に送られて ロボットを歩かせました
11:02
while footage映像 of this walking歩く was sent送られた back to Duke公爵,
182
646517
4067
さらにロボットの映像は
デューク大学の猿のもとに送られ
11:06
so that the monkeyモンキー could see the legs足 of this robotロボット walking歩く in frontフロント of her.
183
650584
5233
猿はロボットが歩く様子を
目の前で見ることができました
11:11
So she could be rewarded報酬を与えられた, not by what her body体 was doing
184
655817
4067
ご褒美が欲しいならば
猿は自分の体を動かすのではなく
11:15
but for everyすべて correct正しい stepステップ of the robotロボット on the other side側 of the planet惑星
185
659884
4961
脳の活動を使って 地球の反対側にいるロボットに
正確な歩みをさせなければなりません
11:20
controlled制御された by her brain脳 activityアクティビティ.
186
664845
2609
脳の活動を使って 地球の反対側にいるロボットに
正確な歩みをさせなければなりません
11:23
Funny面白い thing, that round円形 trip旅行 around the globeグローブ took取った 20 millisecondsミリ秒 lessもっと少なく
187
667454
7118
面白いことに 通信が地球上を往復するほうが
11:30
than it takes for that brainstormブレインストーム to leave離れる its head頭, the head頭 of the monkeyモンキー,
188
674572
4150
脳からの命令がサル自身の筋肉に届くのより
11:34
and reachリーチ its own自分の muscle筋.
189
678722
3870
20ミリ秒早いのです
11:38
The monkeyモンキー was moving動く a robotロボット that was six6 times回 biggerより大きい, across横断する the planet惑星.
190
682592
6030
このサルは 地球の裏側にある
自分より６倍も大きいロボットを動かしました
11:44
This is one of the experiments実験 in whichどの that robotロボット was ableできる to walk歩く autonomously自律的に.
191
688622
6400
ロボットが自分で歩けるという
実験のひとつです
11:50
This is CBCB1 fulfilling充足する its dream夢 in Japan日本
192
695022
5267
これが夢の叶った
日本のCB1というロボットです
11:56
under下 the controlコントロール of the brain脳 activityアクティビティ of a primate霊長類.
193
700289
3700
霊長類の脳に
コントロールされているところです
11:59
So where are we taking取る all this?
194
703989
1989
さて 私たちは将来的に
12:01
What are we going to do with all this research研究,
195
705978
2343
耳と耳の間の小宇宙である
12:04
besidesその他 studying勉強する the propertiesプロパティ of this dynamic動的 universe宇宙 that we have betweenの間に our ears耳?
196
708321
5668
脳の研究から
何を得られるのでしょうか
12:09
Well the ideaアイディア is to take all this knowledge知識 and technology技術
197
713989
4833
例えば これらの知識や技術を総動員することで
12:14
and try to restoreリストア one of the most最も severe厳しい neurological神経学 problems問題 that we have in the world世界.
198
718822
5484
もっとも重度な神経系の障害のひとつを
克服できるかもしれません
12:20
Millions何百万 of people have lost失われた the ability能力 to translate翻訳する these brainstormsブレインストーム
199
724306
4583
脳の活動を動作に移す能力を
失ってしまった人が たくさんいます
12:24
into actionアクション, into movement移動.
200
728889
2116
脳の活動を動作に移す能力を
失ってしまった人が たくさんいます
12:26
Althoughしかし、 their彼らの brains頭脳 continue持続する to produce作物 those storms嵐 and codeコード for movements動き,
201
731005
5234
脳がきちんと 運動の指令を出しているにも関わらず
12:32
they cannotできない crossクロス a barrierバリア that was created作成した by a lesion病変 on the spinal脊髄 cordコード.
202
736239
5167
せき髄の損傷した箇所を伝わらないのです
12:37
So our ideaアイディア is to create作成する a bypassバイパス,
203
741406
2450
バイパスはできないでしょうか
12:39
is to use these brain-machine脳機械 interfacesインタフェース to read読む these signalsシグナル,
204
743856
4032
ブレイン・マシン・インターフェースを使って
脳信号を読み取り
12:43
larger-scale大規模 brainstormsブレインストーム that contain含む the desire慾望 to move動く again,
205
747888
4050
動かしたいという意思を持つ
もっと大きなスケールの信号を読み
12:47
bypassバイパス the lesion病変 usingを使用して computational計算上の microengineeringマイクロエンジニアリング
206
751938
3969
コンピュータを利用した マイクロ技術を使って
バイパスを作り
12:51
and send送信する it to a new新しい body体, a whole全体 body体 calledと呼ばれる an exoskeleton外骨格,
207
755907
7114
患者にとって新たな体となる
「外骨格」ロボットスーツに届けるのです
12:58
a whole全体 roboticロボット suitスーツ that will become〜になる the new新しい body体 of these patients患者.
208
763021
5567
患者にとって新たな体となる
「外骨格」ロボットスーツに届けるのです
13:04
And you can see an image画像 produced生産された by this consortiumコンソーシアム.
209
768588
4126
これは「ウオーク・アゲイン・プロジェクト」
（もう一度歩こう・プロジェクト）という
13:08
This is a nonprofit非営利団体 consortiumコンソーシアム calledと呼ばれる the Walk歩く Again Projectプロジェクト
210
772714
4059
非営利コンソーシアムの提携図です
13:12
that is puttingパッティング together一緒に scientists科学者 from Europeヨーロッパ,
211
776773
2783
ヨーロッパ アメリカ
13:15
from here in the Unitedユナイテッド States州, and in Brazilブラジル
212
779556
1865
そしてブラジルの研究者たちを集め
13:17
together一緒に to work to actually実際に get this new新しい body体 built建てられた --
213
781421
4517
共同で この新しい体を開発しています
13:21
a body体 that we believe, throughを通して the same同じ plasticプラスチック mechanismsメカニズム
214
785938
3334
おそらくは機能に柔軟性のあるものになるでしょうが―
13:25
that allow許す Auroraオーロラ and other monkeysサル to use these toolsツール throughを通して a brain-machine脳機械 interfaceインタフェース
215
789272
5802
ブレイン・マシン・インターフェースで
オーロラや他のサルが道具を使うのに
操作したようなものになります
13:30
and that allows許す us to incorporate組み込む the toolsツール that we produce作物 and use in our daily毎日 life.
216
795074
5630
これを使って日常使う道具等も
組み合わせられます
13:36
This same同じ mechanism機構, we hope希望, will allow許す these patients患者,
217
800704
3684
そして私たちが望むのは この仕組みによって
13:40
not only to imagine想像する again the movements動き that they want to make
218
804388
3768
患者さんたちが 新しい体に
思った動きをさせられるようになるだけでなく
13:44
and translate翻訳する them into movements動き of this new新しい body体,
219
808156
3207
患者さんたちが 新しい体に
思った動きをさせられるようになるだけでなく
13:47
but for this body体 to be assimilated同化した as the new新しい body体 that the brain脳 controlsコントロール.
220
811363
6758
患者さんの体の一部として
統合されることです
13:54
So I was told about 10 years年 ago前
221
818121
3851
およそ10年前
13:57
that this would never happen起こる, that this was close閉じる to impossible不可能.
222
821972
5066
私のこの考えは 実現不可能だと言われました
14:02
And I can only tell you that as a scientist科学者,
223
827038
2451
でも ひとりの科学者として言います
14:05
I grew成長しました up in southern南方の Brazilブラジル in the mid-'中期の60s
224
829489
2986
私は1960年代半ば
ブラジル南部で育ちましたが
14:08
watching見ている a few少数 crazy狂った guys telling伝える [us] that they would go to the Moon月.
225
832475
5048
当時「月に行く」なんて
とてつもない考えを聞いて
14:13
And I was five五 years年 old古い,
226
837523
1461
5歳だった私は
14:14
and I never understood理解された why NASANASA didn't hire雇う Captainキャプテン Kirkカーク and Spockスポック to do the jobジョブ;
227
838984
4240
NASA が カーク船長やスポックをに
頼めば良いのにと思ったものです
14:19
after all, they were very proficient熟練 --
228
843224
2432
彼らならやれると思ったんです--
14:21
but just seeing見る that as a kidキッド
229
845656
3450
ともかく このような時代に育ち
14:25
made製 me believe, as my grandmother祖母 used to tell me,
230
849106
2985
私の祖母のよく言ったことを
信じるようになりました
14:27
that "impossible不可能 is just the possible可能
231
852091
1845
「不可能なんてないのよ―
14:29
that someone誰か has not put in enough十分な effort努力 to make it come true真実."
232
853936
3904
ただ努力が足りないだけよ」
14:33
So they told me that it's impossible不可能 to make someone誰か walk歩く.
233
857840
3799
たとえ周囲が「歩かせるなんて無理だ」と言ったとしても
14:37
I think I'm going to followフォローする my grandmother'sおばあちゃん advice助言.
234
861639
3251
私は 祖母の言葉に従うでしょう
14:40
Thank you.
235
864890
1450
ありがとうございました
14:42
(Applause拍手)
236
866340
8029
（拍手）
Translated by Mamoru Ichikawa
Reviewed by Yuka Rieser

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ABOUT THE SPEAKER
Miguel Nicolelis - Neuroscientist
Miguel 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.

More profile about the speaker
Miguel Nicolelis | Speaker | TED.com
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