TEDMED 2012
Miguel Nicolelis: A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really.
มิเกล นิโคเลลิส (Miguel Nicolelis): เจ้าลิงผู้ควบคุมหุ่นยนต์...จริงๆนะ!
Filmed:
Readability: 4.1
1,315,130 views
เราจะสามารถใช้สมองของเราควบคุมเครื่องจักรโดยตรง โดยไม่ต้องใช้ร่างกายได้ไหม? มิเกล นิโคเลลิส พูดถึงการทดลองอันน่าทึ่งที่ทำให้เจ้าลิงในสหรัฐสามารถเรียนรู้ที่จะควบคุมตัวอวตารของลิง และมันยังสามารถควบคุมหุ่นยนต์ที่อยู่อีกซีกโลกในญี่ปุ่นด้วยพลังความคิดของมัน งานวิจัยนี้มีความหมายยิ่งใหญ่ต่อกลุ่มคนที่เป็นอัมพฤกษ์ อัมพาต และมนุษยชาติทุกคน
(Filmed at 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
รูปแบบของประสาทวิทยาศาสตร์ที่ผมและเพื่อนร่วมงานทำงานอยู่
00:19
is almost like the weatherman.
1
3181
2166
คล้ายกับนักพยากรณ์อากาศ
00:21
We are always chasing storms.
2
5347
3516
เราจะเฝ้าติดตามพายุเสมอ
00:24
We want to see and measure storms -- brainstorms, that is.
3
8863
4883
เราต้องการจะเห็นและตรวจวัดพายุ พูดอีกอย่างคือพายุในสมอง
00:29
And we all talk about brainstorms in our daily lives,
4
13746
2768
พวกเราทุกคนพูดถึงการระดมสมองในชีวิตประวันของเรา
00:32
but we rarely see or listen to one.
5
16514
3450
แต่พวกเราไม่เคยเห็นหรือได้ยินสมองของเราเลย
00:35
So I always like to start these talks
6
19964
1634
ดังนั้น ผมจึงชอบที่จะเริ่มต้นการพูดของผม
00:37
by actually introducing you to one of them.
7
21598
2982
ด้วยการนำมันมาคุณให้รู้จัก
00:40
Actually, the first time we recorded more than one neuron --
8
24580
3427
จริงๆ แล้ว นี่คือครั้งแรกที่เราบันทึกเซลล์ประสาทมากกว่าหนึ่งเซลล์
00:43
a hundred brain cells simultaneously --
9
28007
2223
เราบันทึกถึงหนึ่งร้อยเซลล์สมองพร้อม ๆ กัน
00:46
we could measure the electrical sparks
10
30230
2469
เราสามารถวัดสัญญาณจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้า
00:48
of a hundred cells in the same animal,
11
32699
2680
ของร้อยเซลล์นี้จากสัตว์ตัวเดียว
00:51
this is the first image we got,
12
35379
1802
และนี่คือภาพแรกที่เราได้
00:53
the first 10 seconds of this recording.
13
37181
2315
ในช่วง 10 วินาทีแรกของการบันทึก
00:55
So we got a little snippet of a thought,
14
39496
3351
ซึ่งตอนนี้เราได้บันทึกเสี้ยวหนึ่งของความคิด
00:58
and we could see it in front of us.
15
42847
2905
ดังที่เราเห็นอยู่ตรงหน้าพวกเรานี้
01:01
I always tell the students
16
45752
1012
ผมบอกนักศึกษาเสมอว่า
01:02
that we could also call neuroscientists some sort of astronomer,
17
46764
4106
เราสามารถเรียกนักประสาทวิทยาว่าเป็นนักดาราศาสตร์ประเภทหนึ่งได้เหมือนกันนะ
01:06
because we are dealing with a system
18
50870
1626
เพราะว่าพวกเราทำงานกับระบบ
01:08
that is only comparable in terms of number of cells
19
52496
2917
ที่จำนวนเซลล์นั้นเทียบได้กับ
01:11
to the number of galaxies that we have in the universe.
20
55413
2936
จำนวนกาแล็กซีที่มีอยู่ในจักรวาลเลยทีเดียว
01:14
And here we are, out of billions of neurons,
21
58349
3030
และจากหลายพันล้านเซลล์ประสาท
01:17
just recording, 10 years ago, a hundred.
22
61379
2818
เราบันทึกได้เพียงแค่หนึ่งร้อยเซลล์ เมื่อ 10 ปีที่แล้ว
01:20
We are doing a thousand now.
23
64197
1583
ขณะนี้เรากำลังพยายามบันทึกเซลล์เป็นหลักพัน
01:21
And we hope to understand something fundamental about our human nature.
24
65780
5400
และเราหวังว่าจะเข้าใจบางอย่างในระดับพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของมนุษย์
01:27
Because, if you don't know yet,
25
71180
1932
เพราะว่า คุณอาจยังไม่รู้ว่า
01:29
everything that we use to define what human nature is comes from these storms,
26
73112
5250
ทุกสิ่งที่เราใช้นิยามธรรมชาติของมนุษย์ ล้วนมาจากพายุเหล่านี้
01:34
comes from these storms that roll over the hills and valleys of our brains
27
78362
4651
มาจากพายุเหล่านี้ซึ่งม้วนตัวผ่านขุนเขาและหุบเหวในสมองของเรา
01:38
and define our memories, our beliefs,
28
83013
3885
กำหนดความทรงจำของเรา ความเชื่อของเรา
01:42
our feelings, our plans for the future.
29
86898
2700
ความรู้สึกของเรา และแผนการของเราสำหรับอนาคต
01:45
Everything that we ever do,
30
89598
2398
ทุกสิ่งทุกอย่างที่เราเคยทำ
01:47
everything that every human has ever done, do or will do,
31
91996
5067
ทุกสิ่งทุกอย่างที่มนุษย์ทุกคนเคยทำ กำลังทำ และจะทำ
01:52
requires the toil of populations of neurons producing these kinds of storms.
32
97063
5434
จำเป็นจะต้องใช้เซลล์ประสาทจำนวนมากทำงานร่วมกันเพื่อสร้างพายุดังกล่าวขึ้นมา
01:58
And the sound of a brainstorm, if you've never heard one,
33
102497
2483
และเสียงของพายุสมอง ถ้าคุณไม่เคยได้ยินมาก่อน
02:00
is somewhat like this.
34
104980
3349
เป็นแบบนี้
02:04
You can put it louder if you can.
35
108329
3146
คุณช่วยเร่งระดับเสียงให้ดังขึ้นด้วยครับ
02:07
My son calls this "making popcorn while listening to a badly-tuned A.M. station."
36
111475
6403
ลูกชายผมบอกว่าเหมือน "กำลังอบป็อบคอร์นพร้อมๆกับฟังสถานีวิทยุ AM ที่จูนสัญญาณไม่ดี"
02:13
This is a brain.
37
117878
1485
นี่คือสมองของเรา
02:15
This is what happens when you route these electrical storms to a loudspeaker
38
119363
3434
นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณนำสัญญาณไฟฟ้าจากพายุสมองป้อนใส่ลำโพง
02:18
and you listen to a hundred brain cells firing,
39
122797
2866
และคุณลองฟังเสียงของเซลล์สมองร้อยเซลล์กำลังส่งสัญญาณ
02:21
your brain will sound like this -- my brain, any brain.
40
125663
4622
สมองของคุณจะมีเสียงเป็นแบบนี้ หรือไม่ว่าสมองของผม หรือสมองของใครๆ ก็ตาม
02:26
And what we want to do as neuroscientists in this time
41
130285
3762
และสิ่งที่เราต้องการทำในฐานะที่เป็นนักประสาทวิทยา ณ ขณะนี้
02:29
is to actually listen to these symphonies, these brain symphonies,
42
134047
5350
ก็คือการนั่งลงฟังเสียงซิมโฟนี่ ซิมโฟนี่ของสมองเหล่านี้
02:35
and try to extract from them the messages they carry.
43
139397
3400
และพยายามถอดรหัสข้อความที่ซ่อนอยู่ในเสียงนี้
02:38
In particular, about 12 years ago
44
142797
2851
เมื่อประมาณ 12 ปีที่แล้ว
02:41
we created a preparation that we named brain-machine interfaces.
45
145648
3048
เราได้สร้างสิ่งที่เราเรียกว่า ส่วนต่อเชื่อมระหว่างสมองและเครื่องจักร
02:44
And you have a scheme here that describes how it works.
46
148696
2702
และที่คุณเห็นอยู่นี้คือแผนผังแสดงการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าว
02:47
The idea is, let's have some sensors that listen to these storms, this electrical firing,
47
151398
5566
แนวคิดก็คือ เราใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าจากพายุเหล่านี้
02:52
and see if you can, in the same time that it takes
48
156964
3082
และลองดูว่า ในเวลาเดียวกันกับที่
02:55
for this storm to leave the brain and reach the legs or the arms of an animal --
49
160046
4969
พายุนี้เคลื่อนออกจากสมองไปสู่ขาหรือแขนของสัตว์ที่เราทดลอง
03:00
about half a second --
50
165015
2864
ซึ่งคือประมาณครึ่งวินาที
03:03
let's see if we can read these signals,
51
167879
2351
เราอยากรู้ว่าเราจะสามารถตรวจจับสัญญาณ
03:06
extract the motor messages that are embedded in it,
52
170230
3400
ถอดรหัสข้อความที่ซ่อนอยู่
03:09
translate it into digital commands
53
173630
2272
แปลงมันให้อยู่ในรูปคำสั่งแบบดิจิตอล
03:11
and send it to an artificial device
54
175902
1886
และส่งคำสั่งนี้ไปยังอุปกรณ์ที่เราสร้างขึ้น
03:13
that will reproduce the voluntary motor wheel of that brain in real time.
55
177788
5893
ซึ่งจะขับเคลื่อนมอเตอร์ตามคำสั่งที่ได้รับจากสมองแบบเรียลไทม์
03:19
And see if we can measure how well we can translate that message
56
183681
3848
และเราจะประเมินความสามารถในถอดรหัสของเรา
03:23
when we compare to the way the body does that.
57
187529
3518
เทียบกับการทำงานของร่างกาย
03:26
And if we can actually provide feedback,
58
191047
2866
และถ้าเราสามารถจะป้อนกลับ
03:29
sensory signals that go back from this robotic, mechanical, computational actuator
59
193913
5734
สัญญาณรับรู้ด้านการสัมผัสจากแขนกลนี้
03:35
that is now under the control of the brain,
60
199647
2251
ซึ่งตอนนี้ถูกควบคุมด้วยสมอง
03:37
back to the brain,
61
201898
1311
กลับไปยังสมอง
03:39
how the brain deals with that,
62
203209
2121
สมองจะมีปฏิกิริยาอย่างไร
03:41
of receiving messages from an artificial piece of machinery.
63
205330
4901
ต่อข้อความที่ได้รับจากแขนกล
03:46
And that's exactly what we did 10 years ago.
64
210231
2321
และนั่นคือสิ่งที่เราทำเมื่อ 10 ปีที่แล้ว
03:48
We started with a superstar monkey called Aurora
65
212552
2961
เราเริ่มทดลองกับลิงมีชื่อเสียงตัวหนึ่งชื่อว่า ออโรร่า
03:51
that became one of the superstars of this field.
66
215513
2468
ซึ่งทำให้มันมีชื่อเสียงโด่งดังในสาขานี้ในเวลาต่อมา
03:53
And Aurora liked to play video games.
67
217981
2299
ออโรร่าชอบเล่นวีดิโอเกมส์
03:56
As you can see here,
68
220280
1373
อย่างที่คุณเห็น
03:57
she likes to use a joystick, like any one of us, any of our kids, to play this game.
69
221653
4944
มันชอบใช้จอยสติ๊กเหมือนพวกเรา เหมือนพวกเด็กๆ เวลาเล่นเกมส์
04:02
And as a good primate, she even tries to cheat before she gets the right answer.
70
226597
4671
และสมกับที่เป็นไพรเมต มันพยายามโกงก่อนที่มันจะตอบได้ถูกต้อง
04:07
So even before a target appears that she's supposed to cross
71
231268
4283
สิ่งที่มันทำก็คือ ก่อนที่รูปเป้าหมายที่มันจะต้องแตะด้วยลูกศรซึ่ง
04:11
with the cursor that she's controlling with this joystick,
72
235551
2850
ควบคุมด้วยจอยสติ๊กจะปรากฏบนหน้าจอ
04:14
Aurora is trying to find the target, no matter where it is.
73
238401
3951
ออโรร่าพยายามจะค้นหาเป้าหมาย ไม่ว่ามันจะอยู่ที่ไหน
04:18
And if she's doing that,
74
242352
1469
ทำไมมันทำอย่างนั้น...
04:19
because every time she crosses that target with the little cursor,
75
243821
3314
เพราะว่าทุกครั้งที่มันแตะเป้าหมายด้วยลูกศรได้อย่างถูกต้อง
04:23
she gets a drop of Brazilian orange juice.
76
247135
2950
มันจะได้รับรางวัลเป็นน้ำส้มบราซิลหนึ่งหยด
04:25
And I can tell you, any monkey will do anything for you
77
250085
2950
ผมบอกคุณได้เลยครับว่า คุณจะให้ลิงตัวไหน ทำอะไรให้คุณก็ได้
04:28
if you get a little drop of Brazilian orange juice.
78
253035
3100
ถ้าคุณให้รางวัลมันด้วยน้ำส้มบราซิล
04:32
Actually any primate will do that.
79
256135
2731
จริง ๆ แล้ว มันใช้ได้กับไพรเมตทุกประเภทเลยนะ
04:34
Think about that.
80
258866
1334
ลองคิดดูครับ
04:36
Well, while Aurora was playing this game, as you saw,
81
260200
3400
ขณะที่ออโรร่ากำลังเล่นเกมส์นี้อยู่ อย่างที่คุณเห็น
04:39
and doing a thousand trials a day
82
263600
2435
มันพยายามเป็นพันๆ ครั้งต่อวัน
04:41
and getting 97 percent correct and 350 milliliters of orange juice,
83
266035
3883
และมันทำได้ถูกต้อง 97 เปอร์เซ็นต์และได้รับน้ำส้ม 350 มิลลิลิตร
04:45
we are recording the brainstorms that are produced in her head
84
269918
3399
เราบันทึกพายุสมองที่ถูกสร้างขึ้นในศีรษะของมัน
04:49
and sending them to a robotic arm
85
273317
1647
และส่งข้อมูลนี้ไปยังแขนกล
04:50
that was learning to reproduce the movements that Aurora was making.
86
274964
3871
ซึ่งพยายามเรียนรู้ที่จะเคลื่อนที่แบบที่ออโรร่าทำ
04:54
Because the idea was to actually turn on this brain-machine interface
87
278835
3783
เนื่องจากแนวคิดของเราคือเปิดส่วนต่อเชื่อม
ระหว่างสมอง-เครื่องจักรไว้
ระหว่างสมอง-เครื่องจักรไว้
04:58
and have Aurora play the game just by thinking,
88
282618
4700
และให้ออโรร่าเล่นเกมส์ในความคิดเท่านั้น
05:03
without interference of her body.
89
287318
2617
โดยไม่ให้มันใช้ร่างกาย
05:05
Her brainstorms would control an arm
90
289935
2916
พายุสมองของมันจะควบคุมแขนกล
05:08
that would move the cursor and cross the target.
91
292851
2709
ที่จะใช้เลื่อนลูกศรไปยังเป้าหมายและแตะเป้าหมาย
05:11
And to our shock, that's exactly what Aurora did.
92
295560
3191
และสิ่งที่ทำให้เราประหลาดใจมากก็คือ
ออโรร่าทำเหมือนกับที่เราสาธยายเมื่อกี้เป๊ะเลยครับ
ออโรร่าทำเหมือนกับที่เราสาธยายเมื่อกี้เป๊ะเลยครับ
05:14
She played the game without moving her body.
93
298751
4200
มันเล่นเกมส์โดยไม่เคลื่อนไหวร่างกาย
05:18
So every trajectory that you see of the cursor now,
94
302951
2237
ดังนั้น การเคลื่อนที่ของลูกศรที่คุณเห็นในขณะนี้
05:21
this is the exact first moment she got that.
95
305188
3212
คือสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงแรกๆ ที่มันเริ่มเรียนรู้
05:24
That's the exact first moment
96
308400
1784
นี่คือช่วงแรกที่มันเริ่มเรียนรู้
05:26
a brain intention was liberated from the physical domains of a body of a primate
97
310184
6767
ความต้องการในสมองถูกปลดปล่อยเป็นอิสระจากขอบเขตร่างกายของไพรเมต
05:32
and could act outside, in that outside world,
98
316951
3700
และสมองสามารถตอบสนองต่อสิ่งภายนอกได้
05:36
just by controlling an artificial device.
99
320651
2966
ด้วยการควบคุมแขนกล
05:39
And Aurora kept playing the game, kept finding the little target
100
323617
4917
ออโรร่าก็ยังคงเล่นเกมส์ต่อไป มันยังคงค้นหาเป้าหมายต่อไป
05:44
and getting the orange juice that she wanted to get, that she craved for.
101
328534
3917
และได้รับรางวัลเป็นน้ำส้มที่มันชื่นชอบต่อไป
05:48
Well, she did that because she, at that time, had acquired a new arm.
102
332451
6701
มันทำเช่นนั้น เพราะว่า ณ ขณะนั้นมันได้รับแขนอันใหม่
05:55
The robotic arm that you see moving here 30 days later,
103
339152
2963
ส่วนแขนกลที่คุณเห็นอยู่นี้ คือ 30 วันให้หลัง
05:58
after the first video that I showed to you,
104
342115
2686
จากวิดีโอแรกที่ผมได้เปิดให้ดู
06:00
is under the control of Aurora's brain
105
344801
2650
มันอยู่ภายใต้การควบคุมของสมองของออโรร่า
06:03
and is moving the cursor to get to the target.
106
347451
3168
และมันสามารถเลื่อนลูกศรไปที่เป้าหมาย
06:06
And Aurora now knows that she can play the game with this robotic arm,
107
350619
3899
และออโรร่ารู้แล้วว่ามันสามารถเล่นเกมส์ได้โดยใช้แขนกล
06:10
but she has not lost the ability to use her biological arms to do what she pleases.
108
354518
5716
แต่มันก็ไม่ได้สูญเสียความสามารถในการใช้แขนจริงของมันทำตามใจชอบ
06:16
She can scratch her back, she can scratch one of us, she can play another game.
109
360234
4067
มันสามารถเกาหลังของมัน เกาพวกเรา และเล่นเกมส์อื่นได้
06:20
By all purposes and means,
110
364301
1600
ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดๆ
06:21
Aurora's brain has incorporated that artificial device
111
365901
4116
สมองของออโรร่าสามารถรวมเอาแขนกลนี้
06:25
as an extension of her body.
112
370017
2750
เข้าไว้เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายของมันได้
06:28
The model of the self that Aurora had in her mind
113
372767
3533
ภาพตัวเองในสมองของออโรร่า ณ ขณะนี้
06:32
has been expanded to get one more arm.
114
376300
4084
ได้ถูกขยายออกให้มีแขนเพิ่มขึ้นมาอีก 1 อัน
06:36
Well, we did that 10 years ago.
115
380384
2350
นี่คือสิ่งที่เราได้ทำเมื่อ 10 ปีที่แล้ว
06:38
Just fast forward 10 years.
116
382734
2833
อีก 10 ปีต่อมา
06:41
Just last year we realized that you don't even need to have a robotic device.
117
385567
4983
เมื่อปีก่อน เราค้นพบว่าคุณไม่จำเป็นต้องใช้แขนกลแต่อย่างใด
06:46
You can just build a computational body, an avatar, a monkey avatar.
118
390550
5484
คุณสามารถสร้างร่างกายเสมือน ตัวอวตาร ตัวแทนของลิง
06:51
And you can actually use it for our monkeys to either interact with them,
119
396034
4250
และใช้มันโต้ตอบกับลิงของเรา
06:56
or you can train them to assume in a virtual world
120
400284
4439
หรือคุณสามารถฝึกลิงเพื่อให้
07:00
the first-person perspective of that avatar
121
404723
3044
มันคิดว่านั้นเป็นตัวแทนของมันในโลกเสมือน
07:03
and use her brain activity to control the movements of the avatar's arms or legs.
122
407767
5651
และใช้สมองของมันควบคุมการเคลื่อนที่ของแขนขาของอวตาร
07:09
And what we did basically was to train the animals
123
413418
2766
และสิ่งที่เราได้ทำนั้นแท้จริงแล้วก็คือการฝึกหัดสัตว์
07:12
to learn how to control these avatars
124
416184
3050
ให้เรียนรู้วิธีในการควบคุมตัวอวตาร
07:15
and explore objects that appear in the virtual world.
125
419234
3899
และสำรวจตรวจสอบวัตถุที่ปรากฏอยู่ในโลกเสมือน
07:19
And these objects are visually identical,
126
423133
2301
และวัตถุเหล่านี้มีรูปร่างเหมือนกัน
07:21
but when the avatar crosses the surface of these objects,
127
425434
3883
แต่เมื่ออวตารสัมผัสกับพื้นผิวของวัตถุเหล่านี้
07:25
they send an electrical message that is proportional to the microtactile texture of the object
128
429317
6400
วัตถุนั้นก็จะส่งสัญญาณไฟฟ้าที่บ่งบอกลักษณะพื้นผิวของวัตถุนั้น
07:31
that goes back directly to the monkey's brain,
129
435717
4016
กลับไปยังสมองของลิงโดยตรง
07:35
informing the brain what it is the avatar is touching.
130
439733
5052
เป็นการบอกสมองให้รู้ว่าอวตารกำลังสัมผัสอะไรอยู่
07:40
And in just four weeks, the brain learns to process this new sensation
131
444785
4765
และภายใน 4 สัปดาห์ สมองจะเรียนรู้การจัดการกับความรู้สึกใหม่นี้
07:45
and acquires a new sensory pathway -- like a new sense.
132
449550
6434
และผนวกเอาวิธีการรับรู้แบบใหม่นี้เข้าไว้ เหมือนเป็นประสาทสัมผัสอันใหม่
07:51
And you truly liberate the brain now
133
455984
2416
และเมื่อถึงจุดนี้ คุณก็ได้ให้อิสรภาพแก่สมองอย่างแท้จริง
07:54
because you are allowing the brain to send motor commands to move this avatar.
134
458400
4384
เพราะว่าคุณสามารถใช้สมองส่งคำสั่งไปควบคุมการเคลือนที่ของอวตารได้
07:58
And the feedback that comes from the avatar is being processed directly by the brain
135
462784
5000
และการตอบสนองที่ได้รับมาจากอวตารก็จะถูกประมวลผลในสมอง
08:03
without the interference of the skin.
136
467784
2433
โดยไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับผิวหนังแต่อย่างใด
08:06
So what you see here is this is the design of the task.
137
470217
2534
และสิ่งที่คุณเห็นอยู่นี้ คือ โครงร่างของภาระกิจของเรา
08:08
You're going to see an animal basically touching these three targets.
138
472751
4250
คุณจะเห็นสัตว์สัมผัสเป้าหมายสามอันนี้
08:12
And he has to select one because only one carries the reward,
139
477001
4349
และมันจะต้องเลือกอันใดอันหนึ่งเพราะมีแค่อันเดียวเท่านั้นที่มีรางวัล
08:17
the orange juice that they want to get.
140
481350
1867
น้ำส้มที่มันต้องการ
08:19
And he has to select it by touch using a virtual arm, an arm that doesn't exist.
141
483217
5633
และมันจะต้องเลือกโดยการสัมผัสด้วยแขนเสมือน
ซึ่งเป็นแขนที่ไม่มีอยู่จริงบนตัวมัน
ซึ่งเป็นแขนที่ไม่มีอยู่จริงบนตัวมัน
08:24
And that's exactly what they do.
142
488850
2000
และนั่นคือสิ่งที่พวกมันทำ
08:26
This is a complete liberation of the brain
143
490850
3435
นี่คือการปลดปล่อยสมองอย่างสมบูรณ์
08:30
from the physical constraints of the body and the motor in a perceptual task.
144
494285
4282
จากข้อจำกัดทางร่างกายและการเคลื่อนไหวในภาระกิจแบบนี้
08:34
The animal is controlling the avatar to touch the targets.
145
498567
4167
สัตว์สามารถควบคุมอวตารให้สัมผัสกับเป้าหมายได้
08:38
And he's sensing the texture by receiving an electrical message directly in the brain.
146
502734
5651
และมันยังสามารถรับรู้ลักษณะของผิวสัมผัสได้จากสัญญาณไฟฟ้าที่ถูกส่งกลับไปยังสมองโดยตรง
08:44
And the brain is deciding what is the texture associated with the reward.
147
508385
3883
และสมองสามารถแยกแยะได้ว่าผิวสัมผัสอันไหนที่มีรางวัลซ่อนอยู่
08:48
The legends that you see in the movie don't appear for the monkey.
148
512268
3832
คำอธิบายที่คุณเห็นในคลิปนี้ไม่ได้ถูกแสดงให้ลิงเห็น
08:52
And by the way, they don't read English anyway,
149
516100
2484
และถึงยังไง มันก็อ่านภาษาอังกฤษไม่ออกอยู่แล้ว
08:54
so they are here just for you to know that the correct target is shifting position.
150
518584
5216
คำอธิบายเหล่านี้ เราใส่เข้าไปเพื่อบอกให้คุณรู้ว่า
เป้าหมายที่ถูกต้องจะถูกเปลี่ยนไปเรื่อยๆ
เป้าหมายที่ถูกต้องจะถูกเปลี่ยนไปเรื่อยๆ
08:59
And yet, they can find them by tactile discrimination,
151
523800
3934
และลิงก็สามารถหามันเจอได้จากความรู้สึกที่แตกต่างขณะสัมผัส
09:03
and they can press it and select it.
152
527734
3217
และพวกมันก็สามารถกดลงไปและเลือก
09:06
So when we look at the brains of these animals,
153
530951
2682
เมื่อเรามองดูที่สมองของสัตว์เหล่านี้
09:09
on the top panel you see the alignment of 125 cells
154
533633
3667
คุณจะเห็นการเรียงตัวของเซลล์ 125 เซลล์ในภาพด้านบน
09:13
showing what happens with the brain activity, the electrical storms,
155
537300
4201
แสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นกับกิจกรรมของสมอง หรือพายุสมอง
09:17
of this sample of neurons in the brain
156
541501
2067
ของเซลล์ประสาทเหล่านี้ในสมอง
09:19
when the animal is using a joystick.
157
543568
2116
เมื่อสัตว์ใช้จอยสติ๊ก
09:21
And that's a picture that every neurophysiologist knows.
158
545684
2600
และนั่นเป็นภาพที่นักประสาทวิทยาทุกคนรู้
09:24
The basic alignment shows that these cells are coding for all possible directions.
159
548284
5183
การเรียงตัวแบบพื้นฐานแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้กำลังสร้างรหัส
สำหรับการเคลื่อนที่ทุกๆ ทิศทางที่เป็นไปได้
สำหรับการเคลื่อนที่ทุกๆ ทิศทางที่เป็นไปได้
09:29
The bottom picture is what happens when the body stops moving
160
553467
5683
ภาพด้านล่างคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายหยุดเคลื่อนที่
09:35
and the animal starts controlling either a robotic device or a computational avatar.
161
559150
6134
และสัตว์เริ่มควบคุมแขนกลหรืออวตารในคอมพิวเตอร์
09:41
As fast as we can reset our computers,
162
565284
3066
ด้วยความเร็วพอๆ กับการรีเซ็ตเครื่องคอมพิวเตอร์ของเรา
09:44
the brain activity shifts to start representing this new tool,
163
568350
5818
กิจกรรมของสมองย้ายมาเริ่มตอบสนองต่อเครื่องมือใหม่นี้
09:50
as if this too was a part of that primate's body.
164
574168
5250
ราวกับว่ามันคือส่วนหนึ่งของร่างกายของลิงตัวนั้น
09:55
The brain is assimilating that too, as fast as we can measure.
165
579418
4715
สมองก็มีพฤติกรรมแบบเดียวกัน
ด้วยความเร็วสูงสุดเท่าที่เราสามารถจะวัดได้
ด้วยความเร็วสูงสุดเท่าที่เราสามารถจะวัดได้
10:00
So that suggests to us that our sense of self
166
584133
3618
สิ่งที่เกิดขึ้น ชี้ให้เห็นว่าความรู้สึกของตัวตนเรา
10:03
does not end at the last layer of the epithelium of our bodies,
167
587751
4150
ไม่ได้สิ้นสุดลงที่เซลล์ผิวหนังชั้นนอกของร่างกายเราเท่านั้น
10:07
but it ends at the last layer of electrons of the tools that we're commanding with our brains.
168
591901
5718
แต่มันจบลงที่ปลายทางของอิเล็คตรอนในอุปกรณ์
ที่เราควบคุมได้ด้วยสมองของเรา
ที่เราควบคุมได้ด้วยสมองของเรา
10:13
Our violins, our cars, our bicycles, our soccer balls, our clothing --
169
597619
4764
ไวโอลินของเรา รถยนต์ของเรา จักรยานของเรา
ลูกฟุตบอลของเรา เสื้อผ้าของเรา
ลูกฟุตบอลของเรา เสื้อผ้าของเรา
10:18
they all become assimilated by this voracious, amazing, dynamic system called the brain.
170
602383
6851
สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดถูกรวมเข้ากับร่างกาย
ด้วยระบบอันทรงพลัง น่าทึ่งและปรับเปลี่ยนได้ที่เรียกว่าสมอง
ด้วยระบบอันทรงพลัง น่าทึ่งและปรับเปลี่ยนได้ที่เรียกว่าสมอง
10:25
How far can we take it?
171
609234
1699
แล้วเราจะขยายมันออกไปได้ไกลแค่ไหน?
10:26
Well, in an experiment that we ran a few years ago, we took this to the limit.
172
610933
4218
ในการทดลองเมื่อไม่กี่ปีมานี้ เราทำการทดลองแบบสุดโต่ง
10:31
We had an animal running on a treadmill
173
615151
2482
เราให้สัตว์วิ่งบนเครื่องลู่วิ่งออกกำลังกาย
10:33
at Duke University on the East Coast of the United States,
174
617633
2267
ที่มหาวิทยาลัยดุ๊ก ประเทศสหรัฐอเมริกา
10:35
producing the brainstorms necessary to move.
175
619900
2700
ให้มันสร้างพายุสมองที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่
10:38
And we had a robotic device, a humanoid robot,
176
622600
4091
และเรามีหุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์
10:42
in Kyoto, Japan at ATR Laboratories
177
626691
2394
อยู่ที่ห้องทดลอง ATR เมื่องเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น
10:44
that was dreaming its entire life to be controlled by a brain,
178
629085
6094
ที่ซึ่งไฝ่ฝันว่าสักวันหนึ่งมันจะถูกควบคุมด้วยสมอง
10:51
a human brain, or a primate brain.
179
635179
3273
สมองมนุษย์ หรือ สมองของไพรเมต
10:54
What happens here is that the brain activity that generated the movements in the monkey
180
638452
4598
สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือกิจกรรมสมองที่สร้างการเคลื่อนที่ในลิง
10:58
was transmitted to Japan and made this robot walk
181
643050
3467
ถูกส่งไปยังญี่ปุ่นและทำให้หุ่นยนต์ก้าวเดิน
11:02
while footage of this walking was sent back to Duke,
182
646517
4067
ขณะเดียวกันแต่ละก้าวของหุ่นยนต์นี้ก็ถูกส่งกลับไปยังมหาลัยดุ๊ก
11:06
so that the monkey could see the legs of this robot walking in front of her.
183
650584
5233
เพื่อให้เจ้าลิงเห็นขาของหุ่นยนต์ที่กำลังก้าวเดินอยู่ตรงหน้ามัน
11:11
So she could be rewarded, not by what her body was doing
184
655817
4067
เพื่อที่ว่าเจ้าลิงจะได้รับรางวัล
ไม่ใช่สำหรับสิ่งที่ร่างกายของมันกำลังทำ
ไม่ใช่สำหรับสิ่งที่ร่างกายของมันกำลังทำ
11:15
but for every correct step of the robot on the other side of the planet
185
659884
4961
แต่สำหรับทุกๆ ก้าวเดินที่ถูกต้องของหุ่นยนต์ที่อยู่อีกซีกโลกหนึ่ง
11:20
controlled by her brain activity.
186
664845
2609
ซึ่งถูกควบคุมโดยสมองของมัน
11:23
Funny thing, that round trip around the globe took 20 milliseconds less
187
667454
7118
ที่ตลกก็คือสัญญาณเดินทางไปกลับรอบโลกใช้เวลา 20 มิลลิวินาที
11:30
than it takes for that brainstorm to leave its head, the head of the monkey,
188
674572
4150
ซึ่งสั้นกว่าระยะเวลาที่พายุสมองเดินทางออกจากหัวของลิง
11:34
and reach its own muscle.
189
678722
3870
ไปยังกล้ามเนื้อของมันเอง
11:38
The monkey was moving a robot that was six times bigger, across the planet.
190
682592
6030
เจ้าลิงตัวนี้ได้ขับเคลื่อนหุ่นยนต์ที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวมันถึง 6 เท่า
จากคนละซีกโลก
จากคนละซีกโลก
11:44
This is one of the experiments in which that robot was able to walk autonomously.
191
688622
6400
นี่คือการทดลองอันหนึ่งที่หุ่นยนต์สามารถเดินได้เอง
11:50
This is CB1 fulfilling its dream in Japan
192
695022
5267
นี่คือฝันที่เป็นจริงของ CB1 ในญี่ปุ่น
11:56
under the control of the brain activity of a primate.
193
700289
3700
ภายใต้การควบคุมของสมองของไพรเมต
11:59
So where are we taking all this?
194
703989
1989
แล้ว...เราทำทั้งหมดนี้ไปเพื่ออะไร?
12:01
What are we going to do with all this research,
195
705978
2343
เราสามารถจะทำอะไรได้จากผลงานวิจัยทั้งหมดนี้
12:04
besides studying the properties of this dynamic universe that we have between our ears?
196
708321
5668
นอกจากความใคร่รู้เกี่ยวกับอาณาจักรอันทรงพลัง
ที่อยู่ระหว่างหูของเรา?
ที่อยู่ระหว่างหูของเรา?
12:09
Well the idea is to take all this knowledge and technology
197
713989
4833
ไอเดียก็คือเราต้องการนำความรู้และเทคโนโลยีที่ได้
12:14
and try to restore one of the most severe neurological problems that we have in the world.
198
718822
5484
มาใช้แก้ไขปัญหาทางประสาทวิทยาสำคัญอันหนึ่งที่โลกเผชิญอยู่
12:20
Millions of people have lost the ability to translate these brainstorms
199
724306
4583
ผู้คนหลายล้านได้สูญเสียความสามารถในการเปลี่ยนพายุสมอง
12:24
into action, into movement.
200
728889
2116
ให้เกิดเป็นการเคลื่อนไหวและการเคลื่อนที่
12:26
Although their brains continue to produce those storms and code for movements,
201
731005
5234
แม้ว่าสมองของพวกเขาจะยังสามารถสร้างพายุ
และรหัสสำหรับการเคลื่อนที่
และรหัสสำหรับการเคลื่อนที่
12:32
they cannot cross a barrier that was created by a lesion on the spinal cord.
202
736239
5167
แต่สัญญาณเหล่านั้นไม่สามารถวิ่งข้ามกำแพง
ที่เกิดขึ้นจากการบาดเจ็บของกระดูกสันหลัง
ที่เกิดขึ้นจากการบาดเจ็บของกระดูกสันหลัง
12:37
So our idea is to create a bypass,
203
741406
2450
ดังนั้น แนวคิดของเราก็คือการสร้างเส้นทางลัด
12:39
is to use these brain-machine interfaces to read these signals,
204
743856
4032
ด้วยการใช้ส่วนต่อเชื่อมสมอง-เครื่องจักรเพื่ออ่านสัญญาณ
12:43
larger-scale brainstorms that contain the desire to move again,
205
747888
4050
พายุสมองที่แสดงถึงความต้องการจะเคลื่อนที่อีกครั้ง
12:47
bypass the lesion using computational microengineering
206
751938
3969
วิ่งข้ามรอยแผลบาดเจ็บ โดยเทคนิคไมโครเอ็นจิเนียริ่ง
12:51
and send it to a new body, a whole body called an exoskeleton,
207
755907
7114
และส่งสัญญาณไปยังร่างกายใหม่ที่เรียกว่า
เอ็กโซสเกลเลตัน (exoskeleton)
เอ็กโซสเกลเลตัน (exoskeleton)
12:58
a whole robotic suit that will become the new body of these patients.
208
763021
5567
ซึ่งเป็นชุดหุ่นยนต์ที่จะทำหน้าที่เป็นร่างกายใหม่สำหรับคนไข้กลุ่มนี้
13:04
And you can see an image produced by this consortium.
209
768588
4126
และภาพที่คุณเห็นนี้เป็นผลงานขององค์กรหนึ่ง
13:08
This is a nonprofit consortium called the Walk Again Project
210
772714
4059
เป็นองค์กรไม่แสวงหากำไรที่ชื่อ
วอล์ค อะเกน โปรเจค (Walk Again Project)
วอล์ค อะเกน โปรเจค (Walk Again Project)
13:12
that is putting together scientists from Europe,
211
776773
2783
ซึ่งเป็นการรวมตัวของนักวิทยาศาสตร์จากยุโรป
13:15
from here in the United States, and in Brazil
212
779556
1865
อเมริกาและบราซิล
13:17
together to work to actually get this new body built --
213
781421
4517
ทำงานร่วมกันเพื่อพัฒนาร่างกายใหม่นี้ขึ้นมา
13:21
a body that we believe, through the same plastic mechanisms
214
785938
3334
ร่างกายที่เราเชื่อว่าด้วยกลไกเดียวกันกับ
13:25
that allow Aurora and other monkeys to use these tools through a brain-machine interface
215
789272
5802
ที่ทำให้ออโรร่าและเจ้าลิงตัวอื่นๆ สามารถใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ
ผ่านส่วนต่อเชื่อมสมอง-เครื่องจักรได้
ผ่านส่วนต่อเชื่อมสมอง-เครื่องจักรได้
13:30
and that allows us to incorporate the tools that we produce and use in our daily life.
216
795074
5630
กลไกที่ซึ่งทำให้เราสามารถใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ
ที่เราประดิษฐ์ขึ้นในชีวิตประจำวันของเราได้
ที่เราประดิษฐ์ขึ้นในชีวิตประจำวันของเราได้
13:36
This same mechanism, we hope, will allow these patients,
217
800704
3684
เราหวังว่า กลไกเดียวกันนี้จะช่วยให้คนไข้กลุ่มนี้
13:40
not only to imagine again the movements that they want to make
218
804388
3768
ไม่เพียงแต่จะสามารถจินตนาการการเคลื่อนที่ที่พวกเขาต้องการ
13:44
and translate them into movements of this new body,
219
808156
3207
เปลี่ยนมันเป็นการเคลื่อนที่ของร่างกายใหม่จริงๆ
13:47
but for this body to be assimilated as the new body that the brain controls.
220
811363
6758
แต่สมองจะสามารถผนวกเอาร่างกายใหม่นี้เข้ามา
อยู่ภายใต้การควบคุมได้เหมือนกับร่างกายเดิม
อยู่ภายใต้การควบคุมได้เหมือนกับร่างกายเดิม
13:54
So I was told about 10 years ago
221
818121
3851
เมื่อ 10 ปีที่แล้ว มีคนบอกผมว่า
13:57
that this would never happen, that this was close to impossible.
222
821972
5066
สิ่งที่ว่านี้จะไม่มีทางเกิดขึ้น มันไม่มีทางเป็นไปได้
14:02
And I can only tell you that as a scientist,
223
827038
2451
และในฐานะนักวิทยาศาสตร์ผมบอกคุณได้เลยว่า
14:05
I grew up in southern Brazil in the mid-'60s
224
829489
2986
ผมเติบโตขึ้นมาในพื้นที่ทางตอนใต้ของบราซิลในยุค 60
14:08
watching a few crazy guys telling [us] that they would go to the Moon.
225
832475
5048
ได้นั่งดูคนบ้ากลุ่มหนึ่งบอกพวกเราว่า
พวกเขาจะเดินทางไปดวงจันทร์
พวกเขาจะเดินทางไปดวงจันทร์
14:13
And I was five years old,
226
837523
1461
ตอนนั้นผมอายุ 5 ขวบ
14:14
and I never understood why NASA didn't hire Captain Kirk and Spock to do the job;
227
838984
4240
ผมไม่เข้าใจว่าทำไมนาซ่าไม่จ้างกัปตันเคิร์กกับสป๊อคมาทำงานนี้
14:19
after all, they were very proficient --
228
843224
2432
เพราะพวกเขาน่าจะถนัดมากๆ
14:21
but just seeing that as a kid
229
845656
3450
แต่เพราะว่าการได้เห็นสิ่งเหล่านั้นเมื่อยังเด็ก
14:25
made me believe, as my grandmother used to tell me,
230
849106
2985
ทำให้ผมเชื่อในสิ่งที่คุณย่าของผมบอกกับผม
14:27
that "impossible is just the possible
231
852091
1845
ว่า "สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ คือ สิ่งที่เป็นไปได้
14:29
that someone has not put in enough effort to make it come true."
232
853936
3904
ซึ่งคนบางคนไม่ได้ทุ่มเทความพยายามลงไปอย่างเพียงพอ
ที่จะทำให้มันเกิดขึ้น"
ที่จะทำให้มันเกิดขึ้น"
14:33
So they told me that it's impossible to make someone walk.
233
857840
3799
พวกเขาบอกผมว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้คนบางคน
กลับมาเดินอีกครั้ง
กลับมาเดินอีกครั้ง
14:37
I think I'm going to follow my grandmother's advice.
234
861639
3251
ผมกำลังจะทำตามคำแนะนำของคุณย่าของผม
14:40
Thank you.
235
864890
1450
ขอบคุณครับ
14:42
(Applause)
236
866340
8029
(เสียงปรบมือ)
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