TEDMED 2012
Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really.
Miguel Nicolelis: Beždžionė, kuri mintimis valdo robotą. Taip, iš tikrųjų.
Filmed:
Readability: 4.1
1,315,130 views
Ar įmanoma valdyti prietaisus tiesiog mintimis - be jokių kūno judesių? Miguel Nicolelis pasakoja apie nuostabų eksperimentą, kuriame gudri beždžionė JAV išmokoma avatarą valdyti mintimis. O tuomet ir robotą Japonijoje, vien tik mintimis. Tyrimas gali labai pagelbėti paralyžiuotiems žmonėms ir galbūt mums visiems. (Nufilmuota 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
Neuromokslai, kuriais aš ir mano kolegos užsiimame,
00:19
is almost like the weatherman.
1
3181
2166
yra panašūs į meteorologiją.
00:21
We are always chasing storms.
2
5347
3516
Mes visad vaikomės audrų.
00:24
We want to see and measure storms -- brainstorms, that is.
3
8863
4883
Norime pamatyti ir išmatuoti audras - tai yra, audras smegenyse.
00:29
And we all talk about brainstorms in our daily lives,
4
13746
2768
Visi kalbame apie smegenų audras kasdieniame gyvenime,
00:32
but we rarely see or listen to one.
5
16514
3450
bet retai kada pastebime ar klausomės vienos iš jų.
00:35
So I always like to start these talks
6
19964
1634
Taigi, mano mėgstamiausias būdas pradėti kalbą
00:37
by actually introducing you to one of them.
7
21598
2982
yra supažindinant su viena iš jų.
00:40
Actually, the first time we recorded more than one neuron --
8
24580
3427
Iš tiesų, kai pirmąkart užregistravome daugiau nei vieną neuroną -
00:43
a hundred brain cells simultaneously --
9
28007
2223
šimtą smegenų ląstelių vienu metu -
00:46
we could measure the electrical sparks
10
30230
2469
mes galėjome išmatuoti šimto ląstelių
00:48
of a hundred cells in the same animal,
11
32699
2680
elektros kibirkštis viename gyvūne.
00:51
this is the first image we got,
12
35379
1802
Štai pirmoji mūsų gauta nuotrauka,
00:53
the first 10 seconds of this recording.
13
37181
2315
pirmosios 10 to įrašo sekundžių.
00:55
So we got a little snippet of a thought,
14
39496
3351
Taip užfiksavome mažą minties fragmentą
00:58
and we could see it in front of us.
15
42847
2905
ir galėjome į jį pažvelgti.
01:01
I always tell the students
16
45752
1012
Visada sakau studentams,
01:02
that we could also call neuroscientists some sort of astronomer,
17
46764
4106
kad neuromokslininkai yra kaip astronomai,
01:06
because we are dealing with a system
18
50870
1626
nes mes susiduriame su sistemomis,
01:08
that is only comparable in terms of number of cells
19
52496
2917
kurių ląstelių kiekis gali būti palyginimas tik
01:11
to the number of galaxies that we have in the universe.
20
55413
2936
su galaktikų skaičiumi visatoje.
01:14
And here we are, out of billions of neurons,
21
58349
3030
Ir štai, mes, iš milijardų neuronų,
01:17
just recording, 10 years ago, a hundred.
22
61379
2818
prieš 10 metų užregistruodavome tik šimtą.
01:20
We are doing a thousand now.
23
64197
1583
Šiandien mokame užregistruoti tūkstantį.
01:21
And we hope to understand something fundamental about our human nature.
24
65780
5400
Mes tikimės suprasti šį tą esminio apie žmogišką prigimtį.
01:27
Because, if you don't know yet,
25
71180
1932
Nes jeigu dar nežinote,
01:29
everything that we use to define what human nature is comes from these storms,
26
73112
5250
viskas, ką mes vadiname žmogiškąja prigimtimi, yra nulemta neuronų audrų.
01:34
comes from these storms that roll over the hills and valleys of our brains
27
78362
4651
Neuronų, kurie cirkuliuoja mūsų smegenų kalneliais ir slėniais,
01:38
and define our memories, our beliefs,
28
83013
3885
taip apibrėždami mūsų prisiminimus, mūsų įsitikinimus,
01:42
our feelings, our plans for the future.
29
86898
2700
mūsų jausmus, mūsų ateities planus.
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
Viskas, ką darome,
01:47
everything that every human has ever done, do or will do,
31
91996
5067
viskas, ką kiekvienas žmogus kada nors yra padaręs, daro ar dar padarys,
01:52
requires the toil of populations of neurons producing these kinds of storms.
32
97063
5434
yra nulemta neuronų populiacijų, sukuriančių šias audras.
01:58
And the sound of a brainstorm, if you've never heard one,
33
102497
2483
O smegenų audros garsas, jeigu tokio dar nesat girdėję,
02:00
is somewhat like this.
34
104980
3349
yra kažkas panašaus į šitai.
02:04
You can put it louder if you can.
35
108329
3146
Pagarsinkite, jei įmanoma.
02:07
My son calls this "making popcorn while listening to a badly-tuned A.M. station."
36
111475
6403
Mano sūnus tai vadina "kukurūzų spraginimas klausantis gergždžiančio radijo. "
02:13
This is a brain.
37
117878
1485
Tai yra smegenys.
02:15
This is what happens when you route these electrical storms to a loudspeaker
38
119363
3434
Štai kas nutinka, kai nukreipi šias elektrines audras į garsiakalbį
02:18
and you listen to a hundred brain cells firing,
39
122797
2866
ir klausaisi šimtų aktyvuojamų smegenų ląstelių.
02:21
your brain will sound like this -- my brain, any brain.
40
125663
4622
Jūsų smegenys skambėtų štai taip - mano smegenys irgi, bet kurios smegenys.
02:26
And what we want to do as neuroscientists in this time
41
130285
3762
Ir mes, neuromokslininkai, šiuo metu norime
02:29
is to actually listen to these symphonies, these brain symphonies,
42
134047
5350
klausytis šių simfonijų, smegenų simfonijų,
02:35
and try to extract from them the messages they carry.
43
139397
3400
ir bandyti iššifruoti, kokias žinutes jos perduoda.
02:38
In particular, about 12 years ago
44
142797
2851
Ir tam tikslui, prieš maždaug 12 metų
02:41
we created a preparation that we named brain-machine interfaces.
45
145648
3048
mes sukūrėme aparatą, kurį pavadinome smegenys-mašina sąsajos.
02:44
And you have a scheme here that describes how it works.
46
148696
2702
Čia matote schemą, kuri vaizduoja, kaip jos veikia.
02:47
The idea is, let's have some sensors that listen to these storms, this electrical firing,
47
151398
5566
Idėja tokia. Panaudokime daviklius, kurie fiksuoja šias audras, šią elektrinę veiklą,
02:52
and see if you can, in the same time that it takes
48
156964
3082
pabandykite pastebėti, kaip ši
02:55
for this storm to leave the brain and reach the legs or the arms of an animal --
49
160046
4969
audra palieka gyvūno smegenis ir eina jo kojų ar rankų link
03:00
about half a second --
50
165015
2864
- apie pusė sekundės -
03:03
let's see if we can read these signals,
51
167879
2351
galbūt galėsime užfiksuoti šiuos signalus ir
03:06
extract the motor messages that are embedded in it,
52
170230
3400
suprasti judesio informaciją, kuri slypi juose.
03:09
translate it into digital commands
53
173630
2272
Tada paverstume ją į skaitmenines komandas
03:11
and send it to an artificial device
54
175902
1886
ir nusiųstume dirbtiniam mechanizmui,
03:13
that will reproduce the voluntary motor wheel of that brain in real time.
55
177788
5893
kuris realiu laiku atkartotų smegenų kuriamus motorinius judesius.
03:19
And see if we can measure how well we can translate that message
56
183681
3848
Ir pamatyti, kaip tiksliai mes galime suprasti siunčiamą informaciją
03:23
when we compare to the way the body does that.
57
187529
3518
lygindami su tikraisiais gyvūno kūno judesiais.
03:26
And if we can actually provide feedback,
58
191047
2866
Ir jeigu mes galėtume sukurti atgalinį ryšį per
03:29
sensory signals that go back from this robotic, mechanical, computational actuator
59
193913
5734
jutiklinius signalus, kurie iš roboto rankos, mechaninės, kompiuterinės pavaros,
03:35
that is now under the control of the brain,
60
199647
2251
kuri jau yra kontroliuojama smegenų,
03:37
back to the brain,
61
201898
1311
eitų atgal į smegenis,
03:39
how the brain deals with that,
62
203209
2121
kaip smegenys reaguotų
03:41
of receiving messages from an artificial piece of machinery.
63
205330
4901
į šituos iš dirbtinės galūnės gaunamus signalus.
03:46
And that's exactly what we did 10 years ago.
64
210231
2321
Būtent tai mes ir pabandėme prieš 10 metų.
03:48
We started with a superstar monkey called Aurora
65
212552
2961
Viską pradėjome kartu su super žvaigžde beždžionėle Aurora,
03:51
that became one of the superstars of this field.
66
215513
2468
kuri tapo viena iš super žvaigždžių šioje srityje.
03:53
And Aurora liked to play video games.
67
217981
2299
Aurora mėgo žaisti vaizdo žaidimus.
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
Kaip matote,
03:57
she likes to use a joystick, like any one of us, any of our kids, to play this game.
69
221653
4944
ji mėgsta naudotis vairalazde, kaip ir bet kuris iš mūsų ar mūsų vaikų žaistų šitą žaidimą.
04:02
And as a good primate, she even tries to cheat before she gets the right answer.
70
226597
4671
Ir kaip geras primatas, ji netgi bando gudrauti prieš randant teisingą atsakymą.
04:07
So even before a target appears that she's supposed to cross
71
231268
4283
Taigi, netgi prieš pasirodant taikiniui, kurį ji turi pažymėti žymekliu,
04:11
with the cursor that she's controlling with this joystick,
72
235551
2850
kurį ji valdo vairalazde,
04:14
Aurora is trying to find the target, no matter where it is.
73
238401
3951
Aurora bando surasti taikinį nesvarbu, kur jis yra.
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
Ir ji taip elgiasi,
04:19
because every time she crosses that target with the little cursor,
75
243821
3314
nes kiekvieną kartą, kai ji pažymi taikinį su žymekliu,
04:23
she gets a drop of Brazilian orange juice.
76
247135
2950
ji gauna lašą braziliškų apelsinų sulčių.
04:25
And I can tell you, any monkey will do anything for you
77
250085
2950
Galiu jus užtikrinti, bet kuri beždžionė padarytų viską
04:28
if you get a little drop of Brazilian orange juice.
78
253035
3100
už lašelį braziliškų apelsinų sulčių.
04:32
Actually any primate will do that.
79
256135
2731
Iš tiesų, bet kuris primatas taip darytų.
04:34
Think about that.
80
258866
1334
Pagalvokite apie tai.
04:36
Well, while Aurora was playing this game, as you saw,
81
260200
3400
Na, o kol Aurora žaidė šį žaidimą, kaip matėte,
04:39
and doing a thousand trials a day
82
263600
2435
atlikdavo tūkstantį bandymų per dieną
04:41
and getting 97 percent correct and 350 milliliters of orange juice,
83
266035
3883
ir pataikydavo 97 procentus kartų, taip gaudama 350 mililitrų apelsinų sulčių,
04:45
we are recording the brainstorms that are produced in her head
84
269918
3399
mes matuodavome jos smegenų aktyvumą
04:49
and sending them to a robotic arm
85
273317
1647
ir siųsdavome impulsus roboto rankai,
04:50
that was learning to reproduce the movements that Aurora was making.
86
274964
3871
kuri mokėsi atkartoti Auroros judesius.
04:54
Because the idea was to actually turn on this brain-machine interface
87
278835
3783
Kadangi esminė idėja ir buvo sukurti sąsają smegenys-mašina
04:58
and have Aurora play the game just by thinking,
88
282618
4700
ir padaryti taip, kad Aurora sugebėtų žaisti tik galvodama,
05:03
without interference of her body.
89
287318
2617
nenaudodama savo pačios kūno.
05:05
Her brainstorms would control an arm
90
289935
2916
Jos smegenys kontroliuotų roboto ranką,
05:08
that would move the cursor and cross the target.
91
292851
2709
kuri valdytų kursorių ir pažymėtų taikinį.
05:11
And to our shock, that's exactly what Aurora did.
92
295560
3191
Mūsų nuostabai, Aurora tai ir padarė.
05:14
She played the game without moving her body.
93
298751
4200
Ji žaidė žaidimą nejudindama savo pačios kūno.
05:18
So every trajectory that you see of the cursor now,
94
302951
2237
Taigi, visas kursoriaus judėjimas, kurį dabar matote,
05:21
this is the exact first moment she got that.
95
305188
3212
yra būtent pirmasis kartas, kai ji sugebėjo tai padaryti.
05:24
That's the exact first moment
96
308400
1784
Pirmasis kartas,
05:26
a brain intention was liberated from the physical domains of a body of a primate
97
310184
6767
kai ketinimai smegenyse buvo atskirti nuo fizinio primato kūno
05:32
and could act outside, in that outside world,
98
316951
3700
ir veikė be jo,
05:36
just by controlling an artificial device.
99
320651
2966
kontroliuodami dirbtinį prietaisą.
05:39
And Aurora kept playing the game, kept finding the little target
100
323617
4917
Ir Aurora tęsė šį žaidimą, vis rasdama mažą taikinį
05:44
and getting the orange juice that she wanted to get, that she craved for.
101
328534
3917
ir vis gavo apelsinų sulčių, dėl kurių ji ir stengėsi.
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquired a new arm.
102
332451
6701
Iš tiesų, ji darė visa tai, nes tuo metu jau buvo įgijusi naują ranką.
05:55
The robotic arm that you see moving here 30 days later,
103
339152
2963
Roboto ranka, kurią matote judančią po 30 dienų
05:58
after the first video that I showed to you,
104
342115
2686
nuo pirmojo bandymo,
06:00
is under the control of Aurora's brain
105
344801
2650
yra valdoma Auroros smegenų
06:03
and is moving the cursor to get to the target.
106
347451
3168
ir kursoriumi gaudo taikinį.
06:06
And Aurora now knows that she can play the game with this robotic arm,
107
350619
3899
Ir Aurora žino, kad ji gali žaisti žaidimą su roboto ranka,
06:10
but she has not lost the ability to use her biological arms to do what she pleases.
108
354518
5716
vis gi ji neprarado gebėjimo naudotis savo biologinėmis rankomis.
06:16
She can scratch her back, she can scratch one of us, she can play another game.
109
360234
4067
Ji gali pasikasyti nugarą, pakasyti vieną iš mūsų, žaisti kitą žaidimą.
06:20
By all purposes and means,
110
364301
1600
Auroros smegenys įvaldė dirbtinę ranką
06:21
Aurora's brain has incorporated that artificial device
111
365901
4116
visoms funkcijoms,
06:25
as an extension of her body.
112
370017
2750
kaip jos pačios kūno dalį.
06:28
The model of the self that Aurora had in her mind
113
372767
3533
Auroros turima savęs tapatybė
06:32
has been expanded to get one more arm.
114
376300
4084
pasipildė dar viena ranka.
06:36
Well, we did that 10 years ago.
115
380384
2350
Na, mes tai padarėme jau prieš 10 metų.
06:38
Just fast forward 10 years.
116
382734
2833
Prasukime tuos 10 metų.
06:41
Just last year we realized that you don't even need to have a robotic device.
117
385567
4983
Tik praeitais metais mes suvokėme, kad roboto ranka ar kitas prietaisas visai nereikalingas.
06:46
You can just build a computational body, an avatar, a monkey avatar.
118
390550
5484
Mes galėtume tiesiog sukurti kompiuterinį kūną, avatarą, beždžionės avatarą - dirbtinį kūną.
06:51
And you can actually use it for our monkeys to either interact with them,
119
396034
4250
Tuomet avataras gali bendrauti su beždžionėmis,
06:56
or you can train them to assume in a virtual world
120
400284
4439
arba galima išmokyti beždžiones suvokti virtualų pasaulį
07:00
the first-person perspective of that avatar
121
404723
3044
avataro akimis.
07:03
and use her brain activity to control the movements of the avatar's arms or legs.
122
407767
5651
Mes galime susieti jos smegenų aktyvumą su avataro rankomis ir kojomis.
07:09
And what we did basically was to train the animals
123
413418
2766
Iš esmės, mes galime išmokyti gyvūnus
07:12
to learn how to control these avatars
124
416184
3050
valdyti avatarus
07:15
and explore objects that appear in the virtual world.
125
419234
3899
ir tyrinėti objektus, kurie egzistuoja virtualiame pasaulyje.
07:19
And these objects are visually identical,
126
423133
2301
Šie virtualūs objektai yra išoriškai vienodi,
07:21
but when the avatar crosses the surface of these objects,
127
425434
3883
bet kai avataras užlipa ant objektų paviršiaus,
07:25
they send an electrical message that is proportional to the microtactile texture of the object
128
429317
6400
jie siunčia elektrinius signalus, kurie atitinka objekto tekstūrą.
07:31
that goes back directly to the monkey's brain,
129
435717
4016
Šie signalai nukeliauja į beždžionės smegenis
07:35
informing the brain what it is the avatar is touching.
130
439733
5052
ir informuoja jas apie tai, ką avataras palietė.
07:40
And in just four weeks, the brain learns to process this new sensation
131
444785
4765
Vos per 4 savaites smegenys išmoksta suprasti šį naują jutimą
07:45
and acquires a new sensory pathway -- like a new sense.
132
449550
6434
ir susiformuoja juslinis kelias - kaip naujas pojūtis.
07:51
And you truly liberate the brain now
133
455984
2416
Šioje stadijoje smegenys iš tiesų išlaisvinamos,
07:54
because you are allowing the brain to send motor commands to move this avatar.
134
458400
4384
nes jos geba siųsti avatarui judesių komandas.
07:58
And the feedback that comes from the avatar is being processed directly by the brain
135
462784
5000
Ir atgalinis ryšys, kuris atkeliauja iš avataro, yra tiesiogiai apdorojamas smegenų
08:03
without the interference of the skin.
136
467784
2433
be jokio odos įsikišimo.
08:06
So what you see here is this is the design of the task.
137
470217
2534
Taigi, tai ką čia matote yra užduotis.
08:08
You're going to see an animal basically touching these three targets.
138
472751
4250
Matysite gyvūną paprasčiausiai liečiantį tris taikinius.
08:12
And he has to select one because only one carries the reward,
139
477001
4349
Gyvūnas turi pasirinkti vieną jų, kuris garantuoja atlygį -
08:17
the orange juice that they want to get.
140
481350
1867
apelsinų sultis, kurių jis taip nori.
08:19
And he has to select it by touch using a virtual arm, an arm that doesn't exist.
141
483217
5633
Pasirinkimas įmanomas tik virtualia ranka. Ranka, kuri neegzistuoja.
08:24
And that's exactly what they do.
142
488850
2000
Būtent tai jie ir daro.
08:26
This is a complete liberation of the brain
143
490850
3435
Tai yra visiškas smegenų išlaisvinimas
08:30
from the physical constraints of the body and the motor in a perceptual task.
144
494285
4282
nuo fizinių kūno apribojimų ir judesių suvokimo.
08:34
The animal is controlling the avatar to touch the targets.
145
498567
4167
Gyvūnas valdo avatarą tam, kad paliestų taikinius.
08:38
And he's sensing the texture by receiving an electrical message directly in the brain.
146
502734
5651
Jis jaučia tekstūrą gaudamas elektrinius signalus tiesiai į smegenis.
08:44
And the brain is deciding what is the texture associated with the reward.
147
508385
3883
O smegenys nusprendžia, kuri tekstūra garantuoja atlygį.
08:48
The legends that you see in the movie don't appear for the monkey.
148
512268
3832
Beždžionės nemato legendos, kurią jūs matote vaizdo klipe.
08:52
And by the way, they don't read English anyway,
149
516100
2484
Tiesą pasakius, jos vistiek nesupranta angliškai,
08:54
so they are here just for you to know that the correct target is shifting position.
150
518584
5216
taigi legenda tik jums, kad matytumėte kaip juda teisingas taikinys.
08:59
And yet, they can find them by tactile discrimination,
151
523800
3934
Beždžionės jį randa pagal lytėjimo skirtumus
09:03
and they can press it and select it.
152
527734
3217
ir tada jį pažymi paspausdamos.
09:06
So when we look at the brains of these animals,
153
530951
2682
Taigi, kai stebime šių gyvūnų smegenis,
09:09
on the top panel you see the alignment of 125 cells
154
533633
3667
viršuje matome 125 ląstelių išsidėstymą,
09:13
showing what happens with the brain activity, the electrical storms,
155
537300
4201
rodantį, kaip keičiasi smegenų aktyvumas, elektrinės audros,
09:17
of this sample of neurons in the brain
156
541501
2067
šiame neuronų bandinyje,
09:19
when the animal is using a joystick.
157
543568
2116
kai gyvūnas naudojasi vairalazde.
09:21
And that's a picture that every neurophysiologist knows.
158
545684
2600
Kiekvienas neurofiziologas žino šį vaizdą.
09:24
The basic alignment shows that these cells are coding for all possible directions.
159
548284
5183
Pagrindinis išsidėstymas rodo, kad šios ląstelės užkoduoja visas įmanomas trajektorijas.
09:29
The bottom picture is what happens when the body stops moving
160
553467
5683
Apatinis vaizdas rodo, kas vyksta, kai kūnas nustoja judėti
09:35
and the animal starts controlling either a robotic device or a computational avatar.
161
559150
6134
ir gyvūnas valdo roboto ranką arba avatarą.
09:41
As fast as we can reset our computers,
162
565284
3066
Tokiu greičiu, kaip mes galime perkrauti savo kompiuterius,
09:44
the brain activity shifts to start representing this new tool,
163
568350
5818
smegenų aktyvumas pasikeičia ir jau atvaizduoja šį naują įrankį taip,
09:50
as if this too was a part of that primate's body.
164
574168
5250
tarsi jis būtų gyvūno kūno dalis.
09:55
The brain is assimilating that too, as fast as we can measure.
165
579418
4715
Smegenys susitvarko su tuo taip greitai, kaip tik mes galime išmatuoti.
10:00
So that suggests to us that our sense of self
166
584133
3618
Visa tai reiškia, kad mūsų savęs suvokimas
10:03
does not end at the last layer of the epithelium of our bodies,
167
587751
4150
nepasibaigia su paskutiniu mūsų kūno odos sluoksniu.
10:07
but it ends at the last layer of electrons of the tools that we're commanding with our brains.
168
591901
5718
Jis pasibaigia ties paskutiniais elektronais, kuriuos siunčia mūsų smegenų valdomi įrankiai.
10:13
Our violins, our cars, our bicycles, our soccer balls, our clothing --
169
597619
4764
Mūsų violončelės, mūsų automobiliai, mūsų dviračiai, mūsų futbolo kamuoliai, mūsų drabužiai -
10:18
they all become assimilated by this voracious, amazing, dynamic system called the brain.
170
602383
6851
visi jie tampa suvokiami šios nepasotinamos, nuostabios, dinamiškos sistemos, vadinamos smegenimis.
10:25
How far can we take it?
171
609234
1699
Kaip toli mes galime su tuo nueiti?
10:26
Well, in an experiment that we ran a few years ago, we took this to the limit.
172
610933
4218
Eksperimente, kurį darėme prieš kelerius metus, mes tai išbandėme iki ribų.
10:31
We had an animal running on a treadmill
173
615151
2482
Tai vyko Duke universitete, JAV rytų pakrantėje.
10:33
at Duke University on the East Coast of the United States,
174
617633
2267
Leidome gyvūnui bėgti bėgimo takeliu
10:35
producing the brainstorms necessary to move.
175
619900
2700
aktyvuojant smegenis tiek, kiek reikalinga judesiui.
10:38
And we had a robotic device, a humanoid robot,
176
622600
4091
Taip pat turėjome robotą, humanoidą
10:42
in Kyoto, Japan at ATR Laboratories
177
626691
2394
Kyoto mieste, Japonijoje, ATR laboratorijoje.
10:44
that was dreaming its entire life to be controlled by a brain,
178
629085
6094
Robotą, kuris visą savo gyvenimą svajojo būti kontroliuojamas smegenų,
10:51
a human brain, or a primate brain.
179
635179
3273
žmogaus arba primato smegenų.
10:54
What happens here is that the brain activity that generated the movements in the monkey
180
638452
4598
Ką mes padarėme, tai smegenų aktyvumą, kuris sukeldavo beždžionės kūno judesius,
10:58
was transmitted to Japan and made this robot walk
181
643050
3467
siuntėme į Japoniją ir privertėme robotą eiti.
11:02
while footage of this walking was sent back to Duke,
182
646517
4067
O ėjimo vaizdo įrašas buvo transliuojamas atgal į Duke tam,
11:06
so that the monkey could see the legs of this robot walking in front of her.
183
650584
5233
kad beždžionė galėtų matyti roboto kojas einančias tiesiai prieš jos akis.
11:11
So she could be rewarded, not by what her body was doing
184
655817
4067
Taip ji gaudavo atlygį ne tik už tai, ką darė jos kūnas,
11:15
but for every correct step of the robot on the other side of the planet
185
659884
4961
bet ir už kiekvieną teisingą roboto žingsnį kitoje planetos pusėje.
11:20
controlled by her brain activity.
186
664845
2609
Žingsnį, kurį kontroliuoja jos smegenų veikla.
11:23
Funny thing, that round trip around the globe took 20 milliseconds less
187
667454
7118
Juokinga tai, kad informacijos kelionė aplink pasaulį užtrunka 20 milisekundžių trumpiau
11:30
than it takes for that brainstorm to leave its head, the head of the monkey,
188
674572
4150
nei užtrunka signalui palikti beždžionės smegenis
11:34
and reach its own muscle.
189
678722
3870
ir pasiekti jos pačios raumenis.
11:38
The monkey was moving a robot that was six times bigger, across the planet.
190
682592
6030
Beždžionė valdė 6 kartus už save didesnį robotą, kuris buvo kitoje planetos pusėje.
11:44
This is one of the experiments in which that robot was able to walk autonomously.
191
688622
6400
Štai vienas iš eksperimentų, kuriame robotas ėjo savarankiškai.
11:50
This is CB1 fulfilling its dream in Japan
192
695022
5267
Tai CB1 įgyvendinantis savo svajonę Japonijoje,
11:56
under the control of the brain activity of a primate.
193
700289
3700
kontroliuojamas primato smegenų veiklos.
11:59
So where are we taking all this?
194
703989
1989
Taigi, kur mus tai veda?
12:01
What are we going to do with all this research,
195
705978
2343
Ką mes žadame daryti su visu šiuo tyrimu,
12:04
besides studying the properties of this dynamic universe that we have between our ears?
196
708321
5668
šalia šios dinamiškos visatos, kuri yra tarp mūsų ausų, savybių tyrimo?
12:09
Well the idea is to take all this knowledge and technology
197
713989
4833
Na, turime idėją pasinaudoti visomis šiomis žiniomis ir technologijomis
12:14
and try to restore one of the most severe neurological problems that we have in the world.
198
718822
5484
ir pabandyti išspręsti vieną sudėtingiausių neurologinių problemų, kuri egzistuoja mūsų pasaulyje.
12:20
Millions of people have lost the ability to translate these brainstorms
199
724306
4583
Milijonai žmonių yra praradę galimybę
12:24
into action, into movement.
200
728889
2116
paversti savo smegenų veiklą į judesius.
12:26
Although their brains continue to produce those storms and code for movements,
201
731005
5234
Nors jų smegenys ir toliau rodo aktyvumą bei koduoja judesius,
12:32
they cannot cross a barrier that was created by a lesion on the spinal cord.
202
736239
5167
jie niekaip negali įveikti barjero, kuris atsirado pažeidus stuburo smegenis.
12:37
So our idea is to create a bypass,
203
741406
2450
Taigi, mes turime idėją sukurti aplinkkelį.
12:39
is to use these brain-machine interfaces to read these signals,
204
743856
4032
Norime panaudoti smegenys-mašina sąsajas signalų nuskaitymui,
12:43
larger-scale brainstorms that contain the desire to move again,
205
747888
4050
didesnės apimties signalus, kuriuose slypi troškimas vėl judėti.
12:47
bypass the lesion using computational microengineering
206
751938
3969
pasinaudodami kompiuterine mikroinžinerija norėtume apeiti stuburo smegenų sužeidimą
12:51
and send it to a new body, a whole body called an exoskeleton,
207
755907
7114
ir pasiųsti signalus naujam kūnui, vadinamajam egzo skeletui -
12:58
a whole robotic suit that will become the new body of these patients.
208
763021
5567
roboto kostiumui, kuris taptų tarsi nauju šių pacientų kūnu.
13:04
And you can see an image produced by this consortium.
209
768588
4126
Čia matote iliustraciją, sukurtą susivienijimo.
13:08
This is a nonprofit consortium called the Walk Again Project
210
772714
4059
Šis nepelno siekiantis susivienijimas yra pasivadinęs Judėk vėl projektu,
13:12
that is putting together scientists from Europe,
211
776773
2783
kuris suvienijo mokslininkus iš Europos,
13:15
from here in the United States, and in Brazil
212
779556
1865
iš JAV ir Brazilijos.
13:17
together to work to actually get this new body built --
213
781421
4517
Jie dirba kartu, kad sukurtų šį naują kūną -
13:21
a body that we believe, through the same plastic mechanisms
214
785938
3334
kūną, kuris, mes tikime, tokiais pačiais būdais,
13:25
that allow Aurora and other monkeys to use these tools through a brain-machine interface
215
789272
5802
kurie leidžia Aurorai ir kitoms beždžionėms naudotis įrankiais per sąsają smegenys-mašina.
13:30
and that allows us to incorporate the tools that we produce and use in our daily life.
216
795074
5630
ir suteikia mums galimybę valdyti įrankius, kuriuos esame įpratę naudoti kasdieniniame gyvenime.
13:36
This same mechanism, we hope, will allow these patients,
217
800704
3684
Mes tikimės, kad šis mechanizmas padės šiems pacientams
13:40
not only to imagine again the movements that they want to make
218
804388
3768
ne tik įsivaizduoti judesius, kuriuos jie nori atlikti
13:44
and translate them into movements of this new body,
219
808156
3207
ir paversti juos naujojo kūno judesiais,
13:47
but for this body to be assimilated as the new body that the brain controls.
220
811363
6758
bet ir priversti smegenis suvokti naująjį kūną kaip kažką, ką tiesiogiai valdo smegenys.
13:54
So I was told about 10 years ago
221
818121
3851
Prieš 10 metų man sakė,
13:57
that this would never happen, that this was close to impossible.
222
821972
5066
kad šitai niekada neįvyks, kad tai beveik neįmanoma.
14:02
And I can only tell you that as a scientist,
223
827038
2451
Kaip mokslininkas, aš galiu pasakyti viena.
14:05
I grew up in southern Brazil in the mid-'60s
224
829489
2986
Aš užaugau pietų Brazilijoje šeštąjame dešimtmetyje,
14:08
watching a few crazy guys telling [us] that they would go to the Moon.
225
832475
5048
stebėdamas keletą pakvaišusių vyrukų, sakančių, kad jie nukeliaus į mėnulį.
14:13
And I was five years old,
226
837523
1461
Tuomet buvau penkerių
14:14
and I never understood why NASA didn't hire Captain Kirk and Spock to do the job;
227
838984
4240
ir niekada nesupratau, kodėl NASA nepasamdė kapitono Kirk ir Spock, kad jie atliktų šį darbą;
14:19
after all, they were very proficient --
228
843224
2432
šiaip ar taip jie juk buvo įgudę --
14:21
but just seeing that as a kid
229
845656
3450
Bet matydamas tai dar vaikystėje,
14:25
made me believe, as my grandmother used to tell me,
230
849106
2985
aš įtikėjau, kad kaip močiutė sakydavo:
14:27
that "impossible is just the possible
231
852091
1845
"neįmanoma yra įmanoma,
14:29
that someone has not put in enough effort to make it come true."
232
853936
3904
kai kas nors pasistengia tai įgyvendinti."
14:33
So they told me that it's impossible to make someone walk.
233
857840
3799
Taigi, man sakė, kad neįmanoma suteikti kam nors galimybės vaikščioti.
14:37
I think I'm going to follow my grandmother's advice.
234
861639
3251
Manau, aš verčiau pasinaudosiu močiutės patarimu.
14:40
Thank you.
235
864890
1450
Ačiū už dėmesį.
14:42
(Applause)
236
866340
8029
(Plojimai)
Translated by Šarūnas Stasevičius
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