Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it
Miguel Nicolelis: Chegou a comunicação cérebro-cérebro. Como o fizemos.
Miguel Nicolelis explores the limits of the brain-machine interface. Full bio
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precisamente às 3:33
in São Paulo, Brazil,
em São Paulo, no Brasil,
na América do Sul,
that you see celebrating here
que vocês veem aqui a festejar
accomplished a magnificent deed.
conseguiu um feito magnífico.
from mid-chest to the tip of his toes
desde meio do peito
that killed his brother
de carro, há seis anos,
e lhe causou uma lesão espinal total,
that left Juliano in a wheelchair,
and on this day did something
provavelmente,
in the six years deemed impossible.
consideravam impossível.
World Soccer Cup here
needed to kick a ball.
necessários para chutar a bola.
He's a para-athlete right now.
agora é para-atleta.
I hope, in a couple years.
espero, dentro de uns anos.
did not rob from Juliano
não roubou a Juliano
for a stadium of about 75,000 people
num estádio com 75 mil pessoas
watching on TV.
mil milhões de pessoas a ver pela TV.
30 years of basic research
30 anos de pesquisa fundamental
that we have between our ears
que temos entre as orelhas,
that we have above our head
que temos por cima da nossa cabeça
100 mil milhões de elementos,
through electrical brainstorms,
através de ligações elétricas.
took 30 years to imagine in laboratories
para imaginar e uns 15 anos a planear.
15 years ago, proposed in a paper
há 15 anos , escrevemos um artigo
that we called a brain-machine interface,
a que chamámos "interface" cérebro-máquina,
could just move these devices,
pudessem mover esses dispositivos,
from their own bodies,
estivessem do seu corpo,
we actually needed professional help,
que precisávamos de ajuda psiquiátrica.
a Scot and a Brazilian persevered,
e um brasileiro perseveraram,
in our respective countries,
nos nossos respetivos países.
atrás de demonstrações,
suggesting that this was possible.
is not rocket science,
não é uma ciência aeroespacial,
that a brain is producing
que o cérebro produz
to the spinal cord,
à espinal medula.
of these brain cells simultaneously,
de neurónios simultaneamente
that the brain is generating
que o cérebro está a gerar
these signals into digital commands
em comandos digitais
or even a virtual device can understand
eletrónico ou virtual pode entender.
o movimento que quer fazer,
what he, she or it wants to make move,
ao comando do cérebro.
com vários tipos diferentes de sensores,
with lots of different types of sensors,
back to the brain to confirm
a confirmar
foi despoletada, não importa onde,
was being enacted, no matter where --
or across the planet.
ou no outro lado do planeta.
back to the brain,
dá "feedback" ao cérebro,
to make us move.
fazer-nos mover.
that we published a few years ago,
que publicámos há uns anos,
of an avatar arm,
de um braço avatar,
is the sound of the brain of this monkey
do cérebro deste macaco
visualmente idênticas
visually identical spheres
a drop of orange juice that monkeys love,
de sumo de laranja que os macacos adoram,
select one of these objects
e selecionar um destes objetos
touches one of the objects,
toca num 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 é o objeto que tem que agarrar.
without moving a muscle.
sem precisar de mover um músculo.
sem precisar de mover um músculo.
and getting your orange juice.
that we had published 15 years ago.
que publicáramos há 15 anos.
a human being that is paralyzed
com que um ser humano paralisado
interface to regain mobility.
para voltar a ter mobilidade.
num milissegundo duma colisão,
transforms your life completely.
transforma totalmente a nossa vida.
of the spinal cord,
da espinal medula,
cannot reach your muscles.
os pensamentos não chegam aos músculos.
continue to be generated in your head.
a gerar-se na nossa cabeça.
dream about moving every night.
com movimentos todas as noites.
to get that code out of it
essa informação
let's create a new body.
kick that ball just by thinking,
aquela bola só com o pensamento,
traje robótico controlado pelo cérebro
the first brain-controlled robotic vest
quadriplegic patients to move
ou tetraplégicos para se moverem
um sinal de resposta.
156 people from 25 countries
como 156 pessoas de 25 países,
of this beautiful Earth,
deste belo planeta,
dropped their patents,
kids, school, jobs,
os filhos, as escolas, o trabalho,
for 18 months to actually get this done.
durante 18 meses para fazer isto.
was awarded the World Cup,
ter sido escolhido para a Taça Mundial,
wanted to do something meaningful
queria fazer uma coisa significativa
and perfected soccer
e aperfeiçoou o futebol,
needs to talk about that.
que tem que falar disso.
is to showcase
um país completamente diferente,
and technology,
a ciência e a tecnologia,
25 million people around the world
a 25 milhões de pessoas em todo o mundo,
because of a spinal cord injury.
por causa duma lesão na medula.
and to FIFA and proposed,
e com a FIFA e propusemos:
of the 2014 World Cup
da Taça Mundial de 2014
that allows him to kick the ball
pelo cérebro que lhe permita chutar a bola
thought that we were completely nuts,
que éramos completamente malucos
from zero, from scratch.
a partir do zero, do nada.
não tínhamos pacientes,
in a routine of training
num programa de treino
exoskeleton to be built
controlado pelo cérebro,
Brazilian scientist ever,
cientista brasileiro,
created and flew himself
construiu e pilotou
nos céus de Paris,
in Paris for a million people to see.
before the Wright Brothers flew
de os irmãos Wright voarem
(Laughter)
this exoskeleton together,
hydraulic machine
15 graus de liberdade,
called electroencephalography
chamada eletroencefalografia
to imagine the movements
imagine os movimentos
to the controls, the motors,
para os controlos, os motores,
with an artificial skin
com uma pele artificial
one of my greatest friends, in Munich,
um dos meus grandes amigos,
and the foot touching the ground
a moverem-se e dos pés a tocarem no chão,
through a vest, a shirt.
através duma camisa.
with micro-vibrating elements
com elementos microvibratórios
and fools the patient's brain
e engana o cérebro do doente,
a machine that is carrying him,
que está a transportá-lo,
and what you'll see here
Bruno, actually walked.
um dos nossos doentes, caminhou.
because we are setting everything,
porque estamos a configurar tudo.
cutting in front of the helmet
na frente do capacete
the movement that needs to be performed,
o movimento que precisa de fazer,
Bruno is going to certify it,
e Bruno vai verificá-lo.
under the command of Bruno's brain.
sob comando do cérebro de Bruno.
and now he starts walking.
e agora ele começa a andar.
being able to move,
on the sand of Santos,
na areia de Santos,
before he had the accident.
antes de sofrer o acidente.
a new sensation in Bruno's head.
uma nova sensação na cabeça de Bruno.
I am running out of time already --
— eu estou a ficar sem tempo —
quando me casar,
when I get married,
be there by myself.
e chegar lá por mim mesmo".
whenever he wants.
sempre que quiser.
during the World Cup, and couldn't,
durante a Taça Mundial, mas não pudemos.
FIFA cut its broadcast in half.
a FIFA reduziu a transmissão para metade.
is Juliano Pinto in the exo doing the kick
é Juliano Pinto no exosqueleto
de ir para o campo
in front of the entire crowd,
em frente da multidão.
just describe the operation.
descrevem a operação.
indicate that the exo is ready to go.
indicam que o exosqueleto está pronto.
and it can deliver feedback,
pode fornecer sinais de resposta.
makes the decision to kick the ball,
de chutar a bola,
two streams of green and yellow light
and going to the legs,
that were taken by the exo
que o exosqueleto recebeu
Juliano conseguiu-o.
the ball is set, and he kicks.
a bola é colocada, e ele chuta.
10 segundos depois,
and looked at us on the pitch,
of your imagination.
os limites da imaginação.
através do pensamento.
published this a year ago,
to exchange mental messages
troquem mensagens mentais.
coming from the environment
no seu meio ambiente
a torpedo, a neurophysiological torpedo,
um torpedo neurofisiológico,
the act that he needed to perform
que lhe pedem para fazer
the environment was sending as a message,
que o meio ambiente enviou
from the first animal's brain.
do primeiro animal.
because I want to show you the latest.
quero mostrar-vos as últimas novidades.
is the first rat getting informed
a ser informado,
na gaiola da esquerda,
on the left of the cage
to basically get a reward.
da esquerda, para obter uma recompensa.
he is sending a mental message
uma mensagem mental
that didn't see any light,
que não viu nenhuma luz.
in 70 percent of the times
and get a reward
e obter a recompensa
the light in the retina.
to a little higher limit
um pouco maior
mentally in a brain net,
mentalmente numa rede de cérebros,
the virtual arm that I showed you before,
o braço virtual que já mostrei.
the two monkeys combine their brains,
combinam os seus cérebros,
to get this virtual arm to move.
para mover o braço virtual.
is controlling the y dimension.
when you get three monkeys in there
quando há três macacos.
play the game together,
to get the famous Brazilian orange juice.
sumo de laranja brasileiro.
of all these brains working
de toda a atividade cerebral
of a biological computer,
and achieving a motor goal.
e atinge um objetivo motor.
and discover what is out there.
e descobrir o que está lá fora.
surf the Net just by thinking,
na Internet apenas pelo pensamento,
to an autistic kid who cannot see,
a uma criança autista que não vê,
of a brain-to-brain bypass,
uma ponte cérebro-cérebro,
that it all started on a winter afternoon
que tudo começou numa tarde de inverno
with an impossible kick.
com um pontapé impossível.
thank you for sticking to your time.
por manter-se dentro do tempo.
a couple more minutes,
we want to develop, and, of course,
que gostaria de desenvolver.
brains to figure out where this is going.
para perceber,
is actually getting a signal
is reacting to that signal
and transmitting the neurological impulse.
e transmite o impulso?
No, it's a little different.
Não é bem assim.
of the other two monkeys.
dos outros dois macacos.
to accomplish is 3D.
de cumprir é a 3D.
in three dimensions.
em três dimensões.
the two dimensions on the video screen
as duas dimensões no ecrã do vídeo
sincronizem os seus cérebros,
to synchronize their brains,
when one monkey starts slacking down,
quando um macaco começa a abrandar,
enhance their performance
melhoram o seu desempenho
permanece o mesmo.
— sem dizer aos macacos —
without telling the monkey
has to control,
tem que controlar,
forgets about the old dimensions
imediatamente, as dimensões anteriores
nas novas dimensões.
on the new dimensions.
that no Turing machine,
é que nenhuma máquina de Turing,
what a brain net will do.
o que uma rede de cérebros consegue fazer.
as part of us.
have you succeeded versus failed?
Oh, several times.
unless I had done it a few times.
se não o tivesse feito algumas vezes.
a European group
um grupo europeu
man-to-man brain-to-brain connection.
homem-a-homem, cérebro-a-cérebro.
big ideas start in a humble way --
de forma modesta.
of one subject
de um sujeito
all non-invasive technology.
tudo por tecnologia não invasiva.
like our rats, a visual message,
como os nossos ratos, uma mensagem visual
a magnetic pulse in the visual cortex,
magnético no córtex visual,
two different pulses.
dois impulsos diferentes.
o sujeito viu uma coisa.
he saw something different.
ele viu uma coisa diferente.
the first subject was sending
primeiro sujeito estava a enviar
Okay, that's where we are going.
at the next conference.
na próxima conferência.
MN: Thank you, Bruno. Thank you.
- 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