12. lipnja 2014. godine, točno u 3:33
tijekom smirujućeg zimskog popodneva u Sao Paulu, Brazil,
tipično zimsko južnoameričko poslijepodne,
ovaj klinac, ovaj mladi čovjek, kojeg vidite da ovdje slavi
kao da je zabio gol,
Juliano Pinto, star 29 godina, postigao je izvanredno djelo.
Unatoč paralizi,
i tome što nema nikakvog osjeta od sredine prsa do vrha nožnog palca
što je posljedica prometne nesreće od prije šest godina koja mu je ubila brata
te prouzročila potpunu povredu kralježnice koja je prikovala Juliana za kolica,
Juliano je uspio prohodati, i na današnji dan je učinio nešto
Što su više-manje svi koji su ga vidjeli tijekom šest godina smatrali nemogućim.
Juliano Pinto uputio je početni udarac
Brazilskog svjetskog nogometnog prvenstva 2014 ovdje
samo misleći.
On nije mogao micati svoje tijelo,
ali je mogao zamisliti pokrete potrebne da udari loptu.
On je bio sportaš prije povrede. Sada je para-olimpijac.
Nastupit će na paraolimpijskim igrama, nadam se, za nekoliko godina.
Ali što povreda kralježnice nije uspjela uzeti Julianu
jest njegovu sposobnost da sanja.
I bome je sanjao to poslijepodne, za stadion od 75,000 ljudi
i publiku od skoro milijardu koji su gledali TV.
A taj je udarac okrunio, u osnovi, 30 godina temeljnog istraživanja
proučavanja kako mozak,
kako taj nevjerojatan svemir koji postoji među našim ušima
koji je jedino usporediv sa svemirom iznad naših glava
jer ima oko 100 milijardi elemenata
koji pričaju jedni s drugima putem električnih oluja,
ono što je Juliano postigao trebalo je 30 godina zamišljati u labosu
te 15 godina planirati.
Kada smo John Chapin i ja, prije 15 godina predložili rad
da ćemo izgraditi nešto što smo zvali sučelje mozak-stroj
što bi značilo povezivanje mozga s uređajima
kako bi životinje i ljudi mogli pomicati te uređaje
bez obzira koliko su daleko od njihovih vlastitih tijela,
jednostavno zamišljajući što žele činiti,
naši kolege su nam rekli da mi zapravo trebamo profesionalnu,
psihijatrijsku pomoć.
I unatoč tome, Škot i Brazilac su opstali,
jer smo tako odgojani, u našim zemljama,
i za 12,15 godina,
napravili smo demonstraciju za demonstracijom sugerirajući da je to bilo moguće.
a sučelje mozak-stroj nije znanstvena fantastika,
to je jednostavno istraživanje o mozgu.
Nije ništa doli upotrebljavanje senzora
kako bi se čitali električni impulsi koje mozak proizvodi
kako bi generirao motorne komande
koje trebaju biti prenesene u kralježnicu,
stoga smo projicirali senozore koji mogu čitati
stotine i sada tisuće tih mozgovnih stanica simultano,
i estrahirati iz tih električnih signala
motoričko planiranje koje mozak stvara
kako bismo se zapravo pomicali u prostoru.
I čineći to, mi pretvaramo te signale u naše digitalne komande
koje bilo kakav mehanički, elektronički, ili čak i virutalni uređaj može razumjeti
kako bi subjekt mogao zamisliti koji pokret se želi napraviti,
I uređaj se pokorava komandi mozga.
Detektirajući te uređaje s mnogo različitih tipova senzora,
kao što ćete vidjeti za koji trenutak,
mi smo zapravo poslali poruke nazad mozgu da potvrdi
da ta dobrovoljna motorička volja biva donesena, bez obzira gdje -
pored subjekta, u blizini ili na drugom kraju planete.
i ta je poruka dala povratnu informaciju nazad mozgu,
mozak je shvatio svoj cilj: da nas pomakne.
Stoga je ovo samo jedan eksperiment koji smo objavili prije nekoliko godina,
gdje je majmun, bez pomicanja svog tijela,
naučio kontrolirati pokrete ruke avatara,
virtualne ruke koja ne postoji.
Ono što sad čujete je zvuk mozga ovog majmuna
dok otkriva tri različite vizualno identične sfere
u virtualnom prostoru.
i kako bi dobio nagradu, kapljicu narančina soka koju majmun voli,
ova životinja mora opaziti, izabrati jedan od ovih objekata
dodirom
ne gledanjem, već dodirom
jer svaki put kad virtualna ruka dodirne neki od objekata
električni se impuls vraća u mozak životinje
opisujući finu teksturu površine tog objekta
stoga životinja može prosuditi koji je to objekt koji mora zgrabiti
i ako to napravi, dobije nagradu bez pomicanja mišića.
Savršen brazilski ručak:
bez pomicanja mišića dobiješ sok od naranče.
I dok smo promatrali kako se to odvija,
zapravo smo se sjetili i predložili ideju koju smo objavili prije 15 godina.
Ponovili smo rad.
Izvukli smo ga iz ladica,
i dali smo prijedlog da možda možemo čovjeku koji je paraliziran
omogućiti da koristi mozak-stroj sučelje kako bi se povratila mobilnost
Ideja je bila da ako ste imali nesreću --
a to se može dogoditi bilo kome od nas.
Dopustite mi reći – to se naglo dogodi.
Milisekunda sraza.
Automobilska nesreća koja vam u potpunosti promijeni život.
Ako ostanete s kompletnom povredom kralježnice,
ne možete se pomicati jer vaši moždani impulsi ne mogu doseći vaše mišiće.
Ipak, vaši moždani impulsi i dalje se stvaraju u vašoj glavi.
Paraplegičari, kvadriplegičari sanjaju svaki dan da se ponovno pomaknu.
Oni to imaju u glavi.
Problem je kako doći do tog koda
i učiniti ga opet pokretom.
Ono što mi predlažemo jest, da se napravi novo tijelo.
Napravimo robotsko odijelo.
I upravo je zbog tog odjela Juliano uspio udariti loptu zamišljajući da to čini,
jer je nosio prvo odijelo koje je kontrolirano od strane mozga
koje mogu koristiti praplegičari, i kvadriplegirači kako bi se pomicali,
i ponovno dobili povratnu informaicju.
To je bila originalna ideja, prije 15 godina.
A ono što ću vam sad pokazati jest kako je 156 ljudi iz 25 zemalja
sa svih 5 kontinenata ove predivne Zemlje
stavilo po strani svoje živote, patente,
pse, žene, djecu, školu, posao,
i okupili se kako bi došli u Brazil na 18 mjeseci kako bi se ovo rješilo.
Jer nakon par godina što je Brazil odabran za domaćina svjetskog prvenstva,
čuli smo da brazilska vlada želi učiniti nešto značajno
na ceremoniji otvorenja.
u zemlji koja je ponovno izumila i usavršila nogomet
Dok nismo sreli Nijemce, naravno.
(Smijeh)
Al' to je druga tema,
i drugi neuroznanstvenici trebaju razgovarati o tome.
Ali ono što je Brazil htio učiniti jest pokazati
totalno drugačiju zemlju,
zemlju koja cijeni znanosti i tehnologiju,
i može darivati milijune, 25 milijuna ljudi diljem svijeta
koji se više ne mogu micati jer imaju ozlijedu kralježnice.
Pa, otišli smo do brazilske vlade i FIFA nam je predložila,
da prvi udarac na prvenstvu 2014.
bude od brazilskog paraplegičara
koji koristi egzoskeleton kontroliran od strane mozga koji mu omogućava da udari loptu
I osjeti kontakt s loptom.
Pogledali su nas, misleći da smo potpuno poludjeli,
I rekli „U redu, hajmo pokušati.“
Imali smo 18 mjeseci da sve napravimo. Od nule. Od početka.
Nismo imali niti egzoskeleton, niti pacijenata,
ništa nije bilo gotovo.
Ovi ljudi su se okupili
i u roku od 18 mjeseci, dobili smo 8 pacijenata u rutinskim treninzima
i zapravo sagradili od ničega – ovo,
što zovemo Bra-Santos Dumont 1.
Prvi egzoskeleton kontroliran od strane mozge ikad napravljen
nazvali smo ga po najslavnijem brazilskom znanstveniku svih vremena,
Albertu Santosu Dumontu,
Koji je 19.10.1901. napravio a zatim se njime odvezao
u prvom kontroliranom zrakoplovu u Parizu, pred milijunima ljudi
Oprostite, moji američki prijatelji,
ja živim u Sjevernoj Karolini,
ali prošlo je dvije godine prije nego su braća Wright doletjela
na obalu Sjeverne Karoline.
(Pljesak)
Kontrola leta je brazilska. (Smijeh)
Stoga smo otišli zajedno s tim ljudima
i zapravo sklopili egzoskeleton.
15 stupnjeva slobode, hidraulični stroj
koji može biti kontroliran od strane moždanih signala
zabilježeno neinvanzivnom tehnologijom zvanom elektroencefalografija.
koja u biti dozvoljava pacijentu da zamisli pokrete
i pošalje komande kontroli i motoru,
da ih obavi.
Egzoskeleton je bio prekriven umjetnom kožom
koju je napravio Gordon Cheng, jedan od mojih najboljih prijatelja, u Munchenu,
kako bi se osjetili podražaji zlgobova koji se kreću i nogu koje dodiruju pod
te se vrate nazad pacijentu kroz odijelo, majicu.
To je pametna majica s mikro-vibrirajućim elementima
koja zapravo donosi povratnu informaciju i vara mozak pacijenta
stvarajući osjećaj da nije stroj taj koji ga nosi,
već on sam hoda ponovno.
Uspjeli smo u tome, i ovdje možete vidjeti
po prvi put jedan od naših pacijenata, Bruno, zapravo je hodao.
Treba mu nekoliko sekundi jer pripremamo sve
i vidjet ćete plavo svjetlo kako se urezuje u prednji dio kacige
jer će Bruno zamisliti pokrete koji se trebaju obaviti,
računalo će ih analizirati, Bruno će ih potvrditi,
i kada su potvrđeni,
uređaj će krenuti s pokretima upravljanim Bruninim mozgom.
Sve je dobro prošlo, i on sada može početi hodati.
Nakon što se devet godina nije uspio niti pokrenuti,
ponovno samostalno hoda.
I više od toga –-
(Pljesak) --
više od samog hoda,
on osjeća tlo,
i ako se brzina egzoa poveća,
govori nam da opet hoda na pijesku Santosa,
plaže gdje je običavao ići prije nesreće.
Zato mozak stvara novi osjećaj u Bruninoj glavi.
On hoda, i na kraju toga -- već mi ističe vrijeme --
kaže „Znate, ljudi,
moram ovo čudo posuditi od vas kad se budem ženio
jer sam htio došetati do svećenika
i zapravo vidjeti mladu, biti tamo sam.
Naravno da će ga dobiti kad god zaželi.
i to je ono što smo željeli pokazati tijekom svjetskog prvenstva, a nismo mogli
jer je iz nekog misterioznog razloga, FIFA odrezala dio prijenosa.
Ono što ćete sad na brzinu vidjeti je Juliano Pinto u svom egzo-udarcu
par minuta prije nego smo otišli na teren
i napravili pravu stvar pred cijelom publikom,
i svjetla koja ćete vidjeti samo opisuju operaciju.
U biti, plavo pulsirajuće svjetlo ukazuje na to da je egzo spreman.
Može primati misli i uzvratiti povratnu informaciju,
i kada je Juliano odlučio udariti loptu,
vidjet ćete dva slijeda zelenog i žutog svjetla
kako izlaze iz kacige i idu prema nogama
predstavljajući mentalne naredbe koje je napravio egzo
kako bi se one zaista dogodile.
I u svega 13 sekundi,
Juliano je zapravo uspio.
Možete vidjeti naredbe.
Priprema se, lopta se namješta, i on udara.
A najnevjerojatnije od svega je,
10 sekundi nakon što je to napravio, i pogledao nas na terenu,
rekao nam je, slaveći, kao što ste vidjeli,
„Osjetio sam loptu.“
A to je neprocjenjivo.
(Pljesak)
I gdje ćemo odavdje?
Imam dvije minute da vam kažem
da to ide do granica vaše mašte.
Tehnologija pokretana mozgom je pred nama.
Ovo je posljednje: to smo objavili tek prije godinu dana
prvo mozak-mozak sučelje
koji omogućava dvjema životinjama da razmjene mentalne poruke
tako da jedna životinja koja vidi nešto što dolazi iz okoliša
može poslati mentalni „sms“ torpedo, neurofiziološki torpedo,
drugoj životinji,
a druga će životinja reagirati na način na koji treba reagirati
bez da ikad sazna što je okoliš poslao kao poruku,
jer je poruka došla od mozga prve životinje.
Evo prvi demo.
Bit ću veoma brz jer vam želim pokazati najnovije.
Ali ono što vidite ovdje jest prvi štakor biva informiran
svjetlom koje će se pojaviti na lijevoj strani kaveza
da mora pritisnuti lijevi kavez kako bi u biti dobio nagradu.
On ide tamo i napravi to.
U isto vrijeme šalje mentalnu poruku
drugom štakoru koji nije vidio nikavo svjetlo,
i drugi štakor, u 70 posto slučajeva
će također pritisnuti lijevu polugu i dobiti nagradu
bez da je ikad iskusio svjetlo na mrežnici.
Prenijeli smo ovo na malo veću skalu
uzevši majmune da surađuju mentalno u moždanoj mreži,
u biti da doniraju svoju moždanu aktivnost
i kombiniraju je s pokretom vritualne ruke koju sam pokazao ranije,
i ono što ovdje vidite je prvi put dva majmuna kombiniraju svoje mozgove,
savršeno sinkronizirajući njihove mozgove kako bi se ova virtualna ruka pomakla.
Jedan majmun kontrolira x dimenziju,
a drugi majmun kontrolira y dimenziju.
Ali postaje malo zanimljivije kad dodate još jednog majmuna ovdje
pa zatražite da jedan upravlja x i y,
drugi s y i z,
a treći s x i z,
i napravite da se igraju svi zajedno
pokrećući 3D ruku u metu kako bi se dobio slavni brazilski sok od naranče.
I zapravo uspijevaju.
Crna točka je prosjek svog moždanog rada
paralelno, u realnom vremenu.
To je definicija biološkog računala,
koji je u interakciji s moždanom aktivnošću I ispunjava motoričke ciljeve.
Gdje ovo sve vodi?
Nemamo pojma.
Mi smo samo znanstvenici.
(Smijeh)
Mi smo plaćeni da budemo djeca,
da zapravo idemo do ruba i otkrivamo što je tamo.
Ali jednu stvar znam:
jednog dana, za nekoliko desetljeća,
kad naši unuci budu surfali netom samo zamišljajući
ili majka bude donirala svoj vid autističnom djetetu koje ne može vidjeti,
ili netko progovori zbog premosnice s mozga na mozak
neki od vas će se sjetiti da je sve počelo jednog zimskog popodneva
na brazilskom nogometnom terenu s nemogućim udarcem.
Hvala.
(Pljesak)
Hvala
Bruno Giussani: Miguel, hvala što si se držao zadanog vremena.
Zapravo bih ti bio dao još par minuta
jer postoji još par pojedinosti koje smo htjeli razviti, i, naravno
izgleda da trebamo spojene mozgove kako bismo skužili gdje ovo vodi.
Stoga hajmo spojiti sve skupa.
Ako sam dobro razumio,
jedan od majmuna zapravo dobiva signal
a drugi majmun reagira na taj signal
samo zato jer ga je prvi majmun primio i prenio neurološki impuls.
Miguel Nicolelis: Ne, malo je drugačije.
Majmun nije svjestan postojanja ostala dva majmuna.
Oni dobivaju povratnu informaciju u 2D-u,
ali zatadak koji trebaju obaviti je u 3D-u.
Moraju pomicati ruku u tri dimenzije.
Ali svaki majmun dobiva samo video ekran s dvije dimenzije
koje on kontrolira.
I kako bi se to napravilo,
trebamo najmanje dva majmuna koji bi sinkronizirali svoje mozgove,
ali idealno je troje.
Ono što smo saznali jest da kad jedan majmun krene usporavati,
druga dvojica poboljašaju učinkovitost
kako bi „povratili“ trećega
stoga se ovo dinamički prilagođava,
dok globalni sinkronicitet ostaje isti.
E sad, ako prebaciš bez da kažeš majmunima
dimenziju koju svaki mozak treba kontrolirati,
kao što ovaj kontrolira x i y,
a trebao bi kontrolirati x i z.
mozak životinje instantno zaboravlja stare dimenzije
i počne se koncentrirati na nove dimenzije.
Stoga moram reći da nijedan Turingov stroj,
nijedno računalo predvidjeti što će moždana mreža učiniti.
Stoga ćemo apsorbirati tehnologiju kao da je dio nas.
Tehnologija nikad neće apsorbirati nas.
Jednostavno je nemoguće.
BG: Koliko puta ste testirali ovo?
I koliko puta ste uspjeli, napsram koliko puta niste uspjeli?
MN: Na desetke puta.
S tri majmuna? Nekoliko puta.
Ne bih bio u stanju pričati o tome ovdje bez da sam to napravio već nekoliko puta.
Zbog stiske s vremenom, zaboravio sam spomenuti,
da je prije samo tri tjedna, europska grupa
demonstrirala prvu mozak-mozak vezu između dva čovjeka.
BG: I kako to radi?
MN: Postoji jedna sitnica -- velike ideje kreću vrlo skromno --
ali zapravo moždana aktivnost jednog subjekta
prebačena je na drugi subjekt a sve neinvanzivnom tehnologijom.
Stoga je prvi subjekt dobio poruku, kao naši štakori, vizualnu poruku,
i prenio je drugom subjektu.
Drugi je subjekt primio magnetski impuls u vidnom korteksu
ili drugačiji impuls, dva drugačija impulsa.
U jednom impulsu subjekt je nešto vidio.
A u drugom je vidio nešto drugo.
I bio je sposoban verbalno naznačiti
kakva je poruka koju je prvi subjekt poslao
kroz Internet diljem kontinenata.
Moderator: Wow. Okej, tamo idemo.
To je sljedeći TED govor na sljedećoj konferenciji.
Miguel Nicolelis, hvala ti. MN: Hvala tebi, Bruno. Hvala.