Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it
Miguel Nicolelis: A comunicação entre cérebros já chegou. Como conseguimos.
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
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exatamente às 15h 33min
in São Paulo, Brazil,
em São Paulo, Brasil,
na América do Sul,
that you see celebrating here
que vocês veem aqui, comemorando,
accomplished a magnificent deed.
realizou uma façanha maravilhosa.
from mid-chest to the tip of his toes
do meio do peito aos dedos dos pés,
that killed his brother
seis anos atrás, que matou seu irmão
that left Juliano in a wheelchair,
da medula espinhal,
em uma cadeira de rodas,
e naquele dia fez algo
and on this day did something
in the six years deemed impossible.
há seis anos julgavam ser impossível.
World Soccer Cup here
de 2014, aqui no Brasil
needed to kick a ball.
necessários para chutar uma bola.
He's a para-athlete right now.
Agora ele é um paratleta.
I hope, in a couple years.
espero, dentro de dois anos.
did not rob from Juliano
não roubou de Juliano
for a stadium of about 75,000 people
em um estádio com cerca de 75 mil pessoas
watching on TV.
de espectadores de TV.
30 years of basic research
30 anos de pesquisa básica
that we have between our ears
que temos entre as orelhas
that we have above our head
situado nas alturas
100 bilhões de elementos
por meio de descargas elétricas,
through electrical brainstorms,
took 30 years to imagine in laboratories
para ser imaginado em laboratórios
15 years ago, proposed in a paper
that we called a brain-machine interface,
interface cérebro-máquina
entre um cérebro e dispositivos
could just move these devices,
pudessem movimentar estes dispositivos,
from their own bodies,
o que eles desejariam fazer,
we actually needed professional help,
que precisávamos de ajuda profissional,
a Scot and a Brazilian persevered,
e um brasileiro perseveraram,
em nossos respectivos países,
in our respective countries,
suggesting that this was possible.
sugerindo que isto era possível.
não é nada excepcional,
is not rocket science,
that a brain is producing
que um cérebro produz
to the spinal cord,
medula espinhal abaixo,
sensores capazes de ler
of these brain cells simultaneously,
desses sinais cerebrais, simultaneamente,
that the brain is generating
these signals into digital commands
os sinais em comandos digitais
seja mecânico, seja eletrônico
or even a virtual device can understand
o que ele ou ela quer mover
what he, she or it wants to make move,
ao comando do cérebro.
with lots of different types of sensors,
muitos tipos diferentes de sensores,
de volta ao cérebro para confirmar
back to the brain to confirm
was being enacted, no matter where --
estava sendo executado, não importa onde:
or across the planet.
ou do outro lado do planeta.
back to the brain,
um feedback ao cérebro,
to make us move.
fazer-nos movimentar.
that we published a few years ago,
que nós publicamos há alguns anos,
of an avatar arm,
de um braço avatar,
is the sound of the brain of this monkey
é o som do cérebro deste macaco
visually identical spheres
visualmente idênticas
a drop of orange juice that monkeys love,
que os macacos adoram,
selecionar um dos objetos
select one of these objects
touches one of the objects,
toca um dos objetos,
to the brain of the animal
ao cérebro do animal
of the surface of this object,
da superfície do objeto,
the correct object that he has to grab,
qual o objeto correto que ele deve pegar,
without moving a muscle.
sem mover um músculo.
and getting your orange juice.
e ganhar o suco de laranja.
that we had published 15 years ago.
que publicamos há 15 anos.
a human being that is paralyzed
um ser humano que é paralítico
interface to regain mobility.
para readquirir mobilidade.
com qualquer um de nós.
transforms your life completely.
que transforma sua vida completamente.
of the spinal cord,
da medula espinhal,
porque as descargas elétricas
cannot reach your muscles.
continue to be generated in your head.
continuam a ser geradas pela mente.
sempre sonham que estão se movendo.
dream about moving every night.
to get that code out of it
let's create a new body.
vamos criar um novo corpo.
kick that ball just by thinking,
é que o Juliano pôde chutar aquela bola
porque trajava
the first brain-controlled robotic vest
controlada pelo cérebro
quadriplegic patients to move
paraplégicos e tetraplégicos
e recuperar o feedback.
156 people from 25 countries
156 pessoas de 25 países
of this beautiful Earth,
dropped their patents,
deixaram suas patentes,
kids, school, jobs,
filhos, escola, empregos,
por 18 meses para realmente realizar isto.
for 18 months to actually get this done.
ter sido escolhido
was awarded the World Cup,
soubemos que o governo brasileiro
wanted to do something meaningful
no país que reinventou
and perfected soccer
até enfrentarmos os alemães, claro.
needs to talk about that.
is to showcase
and technology,
e a tecnologia,
25 million people around the world
25 milhões de pessoas em todo o mundo
because of a spinal cord injury.
devido a uma lesão na medula espinhal.
and to FIFA and proposed,
e à FIFA e propusemos,
of the 2014 World Cup
da Copa do Mundo de 2014
that allows him to kick the ball
controlado pelo cérebro
thought that we were completely nuts,
como se fôssemos completamente loucos,
from zero, from scratch.
a partir do nada.
não tínhamos pacientes,
in a routine of training
em uma rotina de treinamento
construímos este cara,
exoskeleton to be built
controlado pelo cérebro
Brazilian scientist ever,
ao mais famoso cientista brasileiro,
created and flew himself
construiu e ele mesmo pilotou,
in Paris for a million people to see.
vista por milhões de pessoas,
before the Wright Brothers flew
do voo dos Irmãos Wright
(Risos)
(Laughter)
this exoskeleton together,
hydraulic machine
uma máquina hidráulica,
por sinais do cérebro
called electroencephalography
não invasiva,
to imagine the movements
imaginar seus movimentos
to the controls, the motors,
para os controles, os motores,
with an artificial skin
com uma pele artificial
one of my greatest friends, in Munich,
um dos meus melhores amigos, em Munique,
and the foot touching the ground
das articulações e do pé ao tocar o chão
through a vest, a shirt.
por meio da vestimenta, uma camisa.
with micro-vibrating elements
dotada de elementos microvibrantes
and fools the patient's brain
e enganam o cérebro do paciente
a machine that is carrying him,
não é a máquina que o carrega,
and what you'll see here
e o que veem aqui
Bruno, actually walked.
Bruno, andando pela primeira vez.
because we are setting everything,
porque estamos ajustando tudo,
cutting in front of the helmet
na frente do capacete
the movement that needs to be performed,
o movimento que deve ser executado,
Bruno is going to certify it,
Bruno vai autorizá-lo,
under the command of Bruno's brain.
sob o comando do cérebro do Bruno.
and now he starts walking.
e agora ele começa a andar.
being able to move,
sem ser capaz de se mover,
do exoesqueleto aumentar,
on the sand of Santos,
nas areias de Santos,
before he had the accident.
antes do acidente que sofreu.
a new sensation in Bruno's head.
uma nova sensação na mente do Bruno.
I am running out of time already --
Eu já estou esgotando meu tempo...
when I get married,
quando me casar,
be there by myself.
por meus próprios meios.”
whenever he wants.
a hora que ele quiser.
durante a Copa do Mundo e não conseguimos,
during the World Cup, and couldn't,
FIFA cut its broadcast in half.
a FIFA cortou sua transmissão na metade.
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
no exoesqueleto, dar o chute
in front of the entire crowd,
diante de toda a multidão,
just describe the operation.
descrevem a operação.
indicate that the exo is ready to go.
indicam que o exoesqueleto está pronto,
and it can deliver feedback,
e enviar feedback,
makes the decision to kick the ball,
de chutar a bola,
two streams of green and yellow light
de luz verde e amarela
and going to the legs,
e vão até às pernas,
that were taken by the exo
recebidos pelo exoesqueleto
the ball is set, and he kicks.
a bola é colocada e ele chuta.
and looked at us on the pitch,
olhou-nos do local de apresentação,
of your imagination.
da nossa imaginação.
published this a year ago,
a publicamos há um ano,
to exchange mental messages
troquem mensagens mentais
coming from the environment
vindo do meio ambiente
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
um torpedo neurofisiológico,
the act that he needed to perform
o ato que ele precisava realizar
the environment was sending as a message,
enviada pelo meio ambiente,
from the first animal's brain.
do cérebro do primeiro animal.
because I want to show you the latest.
pois desejo mostrar-lhes o mais recente.
is the first rat getting informed
o primeiro rato receber a informação
on the left of the cage
à esquerda da gaiola
to basically get a reward.
o lado esquerdo da gaiola
he is sending a mental message
ele manda uma mensagem mental
that didn't see any light,
que não viu qualquer luz,
in 70 percent of the times
and get a reward
e receber a recompensa
the light in the retina.
a luz na retina.
to a little higher limit
a um limite mais elevado
mentally in a brain net,
por meio de uma rede mental,
as atividades cerebrais
the virtual arm that I showed you before,
o braço virtual que lhes mostrei antes,
the two monkeys combine their brains,
que dois macacos combinam seus cérebros,
to get this virtual arm to move.
para conseguir mover o braço virtual.
is controlling the y dimension.
when you get three monkeys in there
quando três macacos são colocados ali
play the game together,
participem do jogo,
to get the famous Brazilian orange juice.
suco de laranja brasileiro.
of all these brains working
de todos esse trabalho mental
of a biological computer,
de um computador biológico,
and achieving a motor goal.
e atinge um alvo motor.
and discover what is out there.
e descobrir o que está ali.
surf the Net just by thinking,
a internet apenas com o pensamento,
to an autistic kid who cannot see,
a um filho autista que não pode enxergar,
of a brain-to-brain bypass,
um atalho cérebro-cérebro,
that it all started on a winter afternoon
que tudo começou numa tarde de inverno
with an impossible kick.
com um chute impossível.
thank you for sticking to your time.
obrigado por não ultrapassar o seu tempo.
a couple more minutes,
mais alguns minutos,
que eu gostaria de detalhar,
we want to develop, and, of course,
devem ser conectados
brains to figure out where this is going.
is actually getting a signal
is reacting to that signal
and transmitting the neurological impulse.
e transmite o impulso neurológico.
Não, é um pouco diferente.
No, it's a little different.
dos outros dois.
of the other two monkeys.
to accomplish is 3D.
in three dimensions.
em três dimensões.
the two dimensions on the video screen
as duas dimensões na tela do vídeo
que sincronizem seus cérebros,
to synchronize their brains,
começa a fazer corpo mole,
when one monkey starts slacking down,
enhance their performance
without telling the monkey
has to control,
deve controlar,
forgets about the old dimensions
esquece as dimensões antigas
on the new dimensions.
nas novas dimensões.
that no Turing machine,
uma máquina de Turing,
what a brain net will do.
o que uma rede cerebral fará.
as part of us.
como parte de nós.
have you succeeded versus failed?
Quantas vezes houve fracasso?
Oh, several times.
unless I had done it a few times.
algumas vezes.
a European group
um grupo europeu demonstrou
man-to-man brain-to-brain connection.
cérebro humano-cérebro humano.
big ideas start in a humble way --
começam de modo tímido...
de um indivíduo
of one subject
tudo por tecnologias não invasivas.
all non-invasive technology.
like our rats, a visual message,
como os ratos, uma mensagem visual,
a magnetic pulse in the visual cortex,
um pulso magnético em seu córtex visual,
two different pulses.
dois pulsos diferentes.
he saw something different.
the first subject was sending
o primeiro sujeito mandara
Okay, that's where we are going.
Certo, é para onde estamos indo.
na próxima conferência.
at the next conference.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
MN: Obrigado, Bruno. Obrigado.
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