Miguel Nicolelis: Opice, která svými myšlenkami ovládá robota. Ne, vážně.
-
0:00 - 0:03Druh neurovědy, jímž se já a mí kolegové zabýváme,
-
0:03 - 0:05se velmi podobá meteorologům.
-
0:05 - 0:09Stále honíme bouře.
-
0:09 - 0:14Snažíme se zahlédnout a měřit bouře -- tedy mozkové bouře.
-
0:14 - 0:17A všichni běžně v životě hovoříme o mozkových bouřích,
-
0:17 - 0:20ale jen zřídkakdy nějakou vidíme či slyšíme.
-
0:20 - 0:22Proto tyto přednášky pokaždé rád začínám
-
0:22 - 0:25představením jedné z nich.
-
0:25 - 0:28Vlastně poprvé, co jsme zaznamenali více než jeden neuron
-
0:28 - 0:30-- celou stovku mozkových buněk zároveň --
-
0:30 - 0:33jsme byli schopni změřit elektrické jiskření
-
0:33 - 0:35sta buněk v témže zvířeti,
-
0:35 - 0:37tohle je první obrázek, který jsme získali,
-
0:37 - 0:39prvních 10 sekund této nahrávky.
-
0:39 - 0:43Takže máme malý kousek myšlenky
-
0:43 - 0:46a máme ji takto viditelně před sebou.
-
0:46 - 0:47Pokaždé studentům říkám,
-
0:47 - 0:51že neurovědci by se dali také nazvat takovými trochu astronomy,
-
0:51 - 0:52poněvadž se zde setkáváme se systémem,
-
0:52 - 0:55který je, co se týče počtu buněk, srovnatelný
-
0:55 - 0:58s počtem galaxií, které jsou v našem vesmíru.
-
0:58 - 1:01A tady před námi jsme z miliard neuronů
-
1:01 - 1:04před 10 lety zaznamenávali jen stovku.
-
1:04 - 1:06V dnešní době je to tisíc.
-
1:06 - 1:11Snažíme se tím porozumět něčemu velice základnímu ohledně podstaty člověka.
-
1:11 - 1:13Protože, jestli to ještě nevíte,
-
1:13 - 1:18všechno, co používáme k definování toho, co je podstatou člověka, vychází z těchto bouří,
-
1:18 - 1:23z těchto bouří, které se převalují přes vrcholky a prohlubně našich mozků
-
1:23 - 1:27a definují naše vzpomínky, naše domněnky,
-
1:27 - 1:30naše pocity, naše plány do budoucna.
-
1:30 - 1:32Vše, co kdy děláme,
-
1:32 - 1:37vše, co každý člověk kdy dokázal nebo dokáže,
-
1:37 - 1:42vyžaduje úsilí populací neuronů produkujících takovéto různé bouře.
-
1:42 - 1:45A zvuk mozkové bouře, jestli jste ještě nikdy žádnou neslyšeli,
-
1:45 - 1:48zní asi takhle.
-
1:48 - 1:51Mohli bychom tomu přidat zvuk, kdyby se to dalo.
-
1:51 - 1:58Můj syn tomu říká "dělání popcornu během poslechu špatně naladěné AM stanice".
-
1:58 - 1:59Tohle je mozek.
-
1:59 - 2:03Tohle se stane, když tyto bouře navedete do reproduktoru
-
2:03 - 2:06a posloucháte aktivitu sta mozkových buněk,
-
2:06 - 2:10váš mozek bude znít takto -- můj mozek, jakýkoli mozek.
-
2:10 - 2:14A dnes se jako neurovědci vlastně snažíme
-
2:14 - 2:19naslouchat těmto symfoniím, těmto mozkovým symfoniím,
-
2:19 - 2:23a pokusit se z nich získat zprávy, které přenášejí.
-
2:23 - 2:26Konkrétně před 12 lety
-
2:26 - 2:29jsme vytvořili zařízení, které jsme nazvali mozkovo-přístrojové rozhraní.
-
2:29 - 2:31A zde je nákres popisující, jak funguje.
-
2:31 - 2:37Tedy asi tak, že máme určité snímače, které detekují tyto bouře, tyto elektrické signály,
-
2:37 - 2:40a zkoušíme, zda můžeme za stejnou dobu, jakou to této bouři
-
2:40 - 2:45trvá vyrazit z mozku a dorazit až do nohou či paží zvířete --
-
2:45 - 2:48asi tak půl sekundy --
-
2:48 - 2:50zjišťujeme, zda jsme schopni tyto signály přečíst,
-
2:50 - 2:54získat zprávy o pohybu, které jsou v nich obsaženy,
-
2:54 - 2:56převést je v digitální příkazy
-
2:56 - 2:58a poslat je do umělého zařízení,
-
2:58 - 3:04které by reprodukovalo volní pohybový aparát tohoto mozku v reálném čase.
-
3:04 - 3:08Chceme zjistit, zda můžeme měřit, jak dobře jsme schopni tuto zprávu zakódovat
-
3:08 - 3:11v porovnání se způsobem, kterým to dělá tělo.
-
3:11 - 3:14Dokonce jsme schopni poskytnout zpětnou vazbu,
-
3:14 - 3:20smyslové signály, které se vracejí z tohoto robotického, mechanického, počítačového nástroje,
-
3:20 - 3:22který je nyní pod kontrolou mozku,
-
3:22 - 3:23zpět do mozku,
-
3:23 - 3:25jak se s tím mozek vypořádá,
-
3:25 - 3:30získávaje zprávy z umělého kusu přístroje.
-
3:30 - 3:33A přesně to se nám podařilo před 10 lety.
-
3:33 - 3:36Začali jsme se slavnou opicí jménem Aurora,
-
3:36 - 3:38která se stala jednou z hvězd tohoto oboru.
-
3:38 - 3:40A Aurora ráda hrála videohry.
-
3:40 - 3:42A jak zde můžete vidět,
-
3:42 - 3:47ráda používá joystick jako kdokoli z nás, jakékoli z našich dětí, ke hraní této hry.
-
3:47 - 3:51A jako správný primát dokonce zkouší i podvádět ještě předtím, než odpoví správně.
-
3:51 - 3:56Takže ještě předtím, než se terč, který má překřížit, zobrazí,
-
3:56 - 3:58kurzorem kontrolovaným tímto joystickem
-
3:58 - 4:02se Aurora snaží tento terč najít, ať už je kdekoli.
-
4:02 - 4:04A když to takto dělá,
-
4:04 - 4:07jelikož pokaždé, když přejede kurzorem přes tento terč,
-
4:07 - 4:10dostane kapku brazilského pomerančového džusu.
-
4:10 - 4:13A to vám můžu říct, že jakákoli opice pro vás udělá cokoli,
-
4:13 - 4:16když dostane malou kapku brazilského pomerančového džusu.
-
4:16 - 4:19Vlastně jakýkoli primát.
-
4:19 - 4:20Popřemýšlejte o tom.
-
4:20 - 4:24No a zatímco Aurora hrála tuto hru, jak jste viděli,
-
4:24 - 4:26během několika tisíců pokusů za den,
-
4:26 - 4:30s 97 procentní úspěšností a 350 mililitry pomerančového džusu,
-
4:30 - 4:33my mezitím zaznamenáváme mozkové bouře produkované v její hlavě
-
4:33 - 4:35a posíláme je do robotické paže,
-
4:35 - 4:39která se učila reprodukovat pohyby, které dělala Aurora.
-
4:39 - 4:43Protože hlavní myšlenkou bylo vlastně uvést do pochodu toto mozkovo-přístrojové rozhraní tak,
-
4:43 - 4:47aby nakonec Aurora hrála hru silou pouhé myšlenky,
-
4:47 - 4:50bez pomoci jejího vlastního těla.
-
4:50 - 4:53Její mozkové bouře by tak kontrolovaly ruku,
-
4:53 - 4:56která by pohybovala kurzorem a překřižovala terč.
-
4:56 - 4:59A k našemu překvapení, přesně to Aurora dělala.
-
4:59 - 5:03Hrála hru bez pohnutí vlastního těla.
-
5:03 - 5:05Takže každá dráha kurzoru, kterou nyní vidíte,
-
5:05 - 5:08je přesně tím prvním momentem, kdy se jí to podařilo.
-
5:08 - 5:10To je přesně ten první moment,
-
5:10 - 5:17kdy byl úmysl mozku oproštěn od fyzické domény těla primáta,
-
5:17 - 5:21a byl schopen působit vně, v tom vnějším světě
-
5:21 - 5:24pouze pomocí ovládání umělého zařízení.
-
5:24 - 5:29A Aurora nadále hrála hru, nadále hledala malý terč
-
5:29 - 5:32a dostávala pomerančový džus, který dostávat chtěla, po kterém toužila.
-
5:32 - 5:39No, a to všechno díky tomu, že tehdy dostala novou paži.
-
5:39 - 5:42Robotická paže, kterou vidíte pohybovat se 30 dní poté,
-
5:42 - 5:45co jsme natočili ono první video, jež jsem vám ukázal,
-
5:45 - 5:47je pod kontrolou Aurořina mozku
-
5:47 - 5:51a pohybuje kurzorem tak, aby se dostal k terči.
-
5:51 - 5:55A Aurora teď už ví, že dokáže tuto hru hrát pomocí této robotické paže,
-
5:55 - 6:00ovšem stále neztratila schopnost stále používat své biologické paže k čemukoli, co se jí zamane.
-
6:00 - 6:04Může se poškrábat na zádech, může poškrábat jednoho z nás, může hrát další hru.
-
6:04 - 6:06V každém praktickém smyslu slova
-
6:06 - 6:10Aurořin mozek začlenil toto umělé zařízení
-
6:10 - 6:13jako rozšíření jejího těla.
-
6:13 - 6:16Představa sebe sama, kterou má Aurora ve své mysli,
-
6:16 - 6:20byla rozšířena o jednu další paži.
-
6:20 - 6:23No, to se nám podařilo před 10 lety.
-
6:23 - 6:26Teď se přesuňme o 10 let dopředu.
-
6:26 - 6:31Právě loni jsme si uvědomili, že ani nepotřebujeme robotické zařízení.
-
6:31 - 6:36Můžeme mít jen počítačové tělo, avatar, opičí avatar.
-
6:36 - 6:40A ten můžete vlastně použít pro interakci s našimi opicemi,
-
6:40 - 6:45nebo je můžete vytrénovat, aby začaly uvažovat ve virtuálním světě,
-
6:45 - 6:48z pohledu první osoby tohoto avatara,
-
6:48 - 6:53a používaly svůj mozek ke kontrole pohybů avatarových paží a nohou.
-
6:53 - 6:56V zásadě jsme zvířata vytrénovali,
-
6:56 - 6:59aby se naučila ovládat tyto avatary
-
6:59 - 7:03a zkoumala objekty, které se objeví ve virtuálním světě.
-
7:03 - 7:05A tyto všechny objekty vypadají totožně,
-
7:05 - 7:09ale když avatar přejede po jejich povrchu,
-
7:09 - 7:16pošlou elektrickou zprávu, která je úměrná miniaturní povrchové struktuře tohoto objektu,
-
7:16 - 7:20která jde zpátky do mozku opice
-
7:20 - 7:25zpravujíc mozek o tom, čeho se avatar dotýká.
-
7:25 - 7:30A za pouhé čtyři týdny se mozek naučí zpracovat tyto nové podněty
-
7:30 - 7:36a získá tak novou smyslovou dráhu -- jakoby nový, šestý smysl.
-
7:36 - 7:38A nyní konečně mozek osvobozujeme,
-
7:38 - 7:43protože mu dovolujeme rozesílat pohybové příkazy k rozhýbání tohoto avatara.
-
7:43 - 7:48A zpětná vazba, která se vrací z avatara, je zpracována přímo mozkem
-
7:48 - 7:50bez zapojení kůže.
-
7:50 - 7:53Takže to, co zde vidíte, je plán tohoto úkonu.
-
7:53 - 7:57Uvidíte v zásadě zvíře dotýkající se těchto tří terčů.
-
7:57 - 8:01A ono musí vybrat jeden z nich, protože jen ten znamená odměnu,
-
8:01 - 8:03pomerančový džus, který chtějí získat.
-
8:03 - 8:09Musejí jej vybrat dotykem virtuální paže, paže, která neexistuje.
-
8:09 - 8:11A přesně to dělají.
-
8:11 - 8:14Toto je naprosté osvobození mozku
-
8:14 - 8:19od fyzických omezení těla a pohybového aparátu při vjemové činnosti.
-
8:19 - 8:23Zvíře kontroluje avatara k dotyku objektů.
-
8:23 - 8:28A cítí povrchovou strukturu skrze přijímání elektrických signálů přímo do mozku.
-
8:28 - 8:32A mozek se rozhoduje, který druh povrchu odpovídá odměně.
-
8:32 - 8:36Popisky, které vidíte na videu, se opici nezobrazují.
-
8:36 - 8:39A kromě toho, ony stejně anglicky číst neumějí,
-
8:39 - 8:44takže jsou zde pouze proto, abyste věděli, že správný terč mění svou pozici.
-
8:44 - 8:48I přesto jsou schopny jej najít skrze hmatové rozdíly,
-
8:48 - 8:51a tak jej mohou stiskem vybrat.
-
8:51 - 8:54Takže když se podíváme na mozky těchto zvířat,
-
8:54 - 8:57na horním panelu vidíte seřazených 125 buněk
-
8:57 - 9:02zobrazujících, co se stane s mozkovou aktivitou, mozkovými bouřemi,
-
9:02 - 9:04tohoto vzorku neuronů v mozku,
-
9:04 - 9:06když zvíře používá joystick.
-
9:06 - 9:08A toto je obrázek, který zná každý neurofyziolog.
-
9:08 - 9:13Základní rozřazení zobrazuje, že tyto buňky odpovídají za všechny možné směry.
-
9:13 - 9:19Spodní obrázek ukazuje, co se stane, když se tělo přestane hýbat
-
9:19 - 9:25a zvířata začnou ovládat buď robotické zařízení, nebo počítačového avatara.
-
9:25 - 9:28Okamžitě po přenastavení našich počítačů
-
9:28 - 9:34se mozková aktivita změní v reprezentaci tohoto nového nástroje,
-
9:34 - 9:39jakoby byl také součástí těla primáta.
-
9:39 - 9:44Mozek jej začlení tak rychle, jak jen dokážeme měřit.
-
9:44 - 9:48To naznačuje, že naše vnímání sebe sama
-
9:48 - 9:52nekončí poslední vrstvou kožního epitelu našich těl,
-
9:52 - 9:58nýbrž končí poslední vrstvou elektronů v nástrojích, které ovládáme našimi mozky.
-
9:58 - 10:02Naše housle, naše auta, naše kola, naše fotbalové míče, naše oblečení --
-
10:02 - 10:09to všechno se začlení tímto nenasytným, úžasným, dynamickým systémem zvaným mozek.
-
10:09 - 10:11Jak daleko s tím můžeme zajít?
-
10:11 - 10:15No, v experimentu, který probíhal před pár lety, jsme došli až na hranici.
-
10:15 - 10:18Měli jsme zvíře, které běhalo na pásu
-
10:18 - 10:20v Duke University na východním pobřeží Spojených států,
-
10:20 - 10:23vytvářeje mozkové bouře potřebné k pohybu.
-
10:23 - 10:27A měli jsme robotické zařízení, robotického humanoida,
-
10:27 - 10:29v japonském Kyotu, v laboratořích ATR,
-
10:29 - 10:35který celý svůj život snil o tom být ovládán mozkem,
-
10:35 - 10:38lidským mozkem, mozkem primáta.
-
10:38 - 10:43Jde zde o to, že mozková aktivita produkovaná pohyby opice
-
10:43 - 10:47byla posílána do Japonska, kde přiměla tohoto robota kráčet,
-
10:47 - 10:51zatímco záznam tohoto kráčení byl zasílán zpět to Duke,
-
10:51 - 10:56takže opice viděla nohy tohoto robota při pohybu přímo před sebou.
-
10:56 - 11:00Takto byla odměňována ne tím, co dělalo její tělo,
-
11:00 - 11:05nýbrž každým správným krokem robota na druhé straně zeměkoule
-
11:05 - 11:07ovládaným její mozkovou aktivitou.
-
11:07 - 11:15Je zajímavé, že tato zpáteční cesta okolo světa trvala o 20 milisekund méně,
-
11:15 - 11:19než by této mozkové bouři trvalo opustit její hlavu, hlavu této opice,
-
11:19 - 11:23a dorazit do jejího vlastního svalu.
-
11:23 - 11:29Opice pohybovala robotem, který byl šestkrát větší, na druhé straně planety.
-
11:29 - 11:35Toto byl jeden z experimentů, v němž byl robot schopen samovolně kráčet.
-
11:35 - 11:40Toto je CB1 plnící si svůj sen v Japonsku
-
11:40 - 11:44ovládán mozkovou aktivitou primáta.
-
11:44 - 11:46Takže kam nás tohle všechno přivádí?
-
11:46 - 11:48Co uděláme s veškerým tímto výzkumem,
-
11:48 - 11:54kromě studia vlastností tohoto dynamického vesmíru, který máme mezi ušima?
-
11:54 - 11:59Naším záměrem je vzít veškeré tyto znalosti a technologie
-
11:59 - 12:04a vyzkoušet napravit jedno z nejhorších neurologických postižení, která ve světě máme.
-
12:04 - 12:09Miliony lidí ztratily schopnost převést tyto mozkové bouře
-
12:09 - 12:11do akce, do pohybu.
-
12:11 - 12:16Přestože jejich mozky i nadále produkují tyto bouře představující pohyby,
-
12:16 - 12:21tyto nemohou překročit bariéru vytvořenou přerušením páteře.
-
12:21 - 12:24Takže naším záměrem je vytvořit spojku
-
12:24 - 12:28s použitím těchto mozkovo-přístrojových rozhraní, které by četly tyto signály,
-
12:28 - 12:32mozkové bouře většího rozsahu, které obsahují touhu znovu se hýbat,
-
12:32 - 12:36spojit přerušení pomocí počítačového mikroinženýrství
-
12:36 - 12:43a poslat je do nového těla, celého těla zvaného exoskeleton,
-
12:43 - 12:49celý robotický oblek, který by se stal novým tělem pro pacienty.
-
12:49 - 12:53A zde můžete zhlédnout obrázek vytvořený tímto sdružením.
-
12:53 - 12:57Toto je neziskové sdružení zvané Walk Again Project [Projekt kráčej znovu]
-
12:57 - 13:00který sdružuje vědce z Evropy
-
13:00 - 13:01a odsud, ze Spojených států a Brazílie,
-
13:01 - 13:06aby spolupracovali na vytvoření tohoto nového těla --
-
13:06 - 13:09těla se stejnými umělými mechanismy,
-
13:09 - 13:15které Auroře a jiným opicím dovolují používat tyto nástroje skrze mozkovo-přístrojové prostředí
-
13:15 - 13:21a které nám dovoluje začlenit tyto nástroje, jež vytváříme a používáme každý den.
-
13:21 - 13:24Doufáme, že tentýž mechanismus těmto pacientům dovolí
-
13:24 - 13:28nejen znovu si představit pohyby, které chtějí provést
-
13:28 - 13:31a převést je do pohybů tohoto nového těla,
-
13:31 - 13:38ale také aby toto tělo bylo začleněno jako nové tělo ovládané mozkem.
-
13:38 - 13:42Tedy před 10 lety mi bylo řečeno,
-
13:42 - 13:47že se tohle nikdy nestane, že je to skoro nemožné.
-
13:47 - 13:49A jako vědec vám mohu říci jediné,
-
13:49 - 13:52vyrůstal jsem v jižní Brazílii v polovině 60. let
-
13:52 - 13:58a sledoval jsem, jak nám pár šílenců tvrdilo, že půjdou na Měsíc.
-
13:58 - 13:59Bylo mi pět let
-
13:59 - 14:03a nikdy jsem nechápal, proč k tomu NASA nenajala kapitána Kirka a Spocka;
-
14:03 - 14:06konec konců, byli v tom velmi zdatní --
-
14:06 - 14:09ale jen vidět to jako dítě
-
14:09 - 14:12mě přimělo věřit, jako mi má babička říkávala,
-
14:12 - 14:14že "nemožné je jen možné,
-
14:14 - 14:18v jehož realizaci někdo nevložil dost úsilí".
-
14:18 - 14:22Takže mi bylo řečeno, že je nemožné přimět někoho kráčet.
-
14:22 - 14:25A já si myslím, že dám raději na radu svojí babičky.
-
14:25 - 14:26Děkuji vám.
-
14:26 - 14:34(Potlesk)
- Title:
- Miguel Nicolelis: Opice, která svými myšlenkami ovládá robota. Ne, vážně.
- Speaker:
- Miguel Nicolelis
- Description:
-
Můžeme používat náš mozek k přímému ovládání přístrojů -- bez potřeby těla jako prostředníka? Miguel Nicolelis nás provádí úžasným experimentem, v němž se chytrá opice v USA naučí ovládat opičího avatara a následně robota v Japonsku, čistě skrze své myšlenky. Tento výzkum znamená mnoho pro postižené ochrnutím -- a možná i pro nás pro všechny.
(Natočeno na TEDMED 2012.) - Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:55
Marek Svoboda commented on Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Jan Kadlec approved Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Jan Kadlec commented on Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Jan Kadlec edited Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Ján Špánik accepted Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Marek Svoboda edited Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Marek Svoboda edited Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | ||
Marek Svoboda edited Czech subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. |