12 Haziran 2014, tam olarak 3:33’te
Brezilya’nın Sao Paulo şehrinde ılık bir kış öğleninde
tipik bir Güney Amerika kış öğleni
gol atmışçasına kutlama yapan bu çocuk,
bu genç adam
29 yaşındaki Juliano Pinto harika bir iş başardı.
Felçli,
belinden ayak parmaklarına kadar herhangi bir şey hissetmiyor.
Bu 6 yıl önce meydana gelen ve kardeşinin de öldüğü trafik kazasında oluşan omurilik
lezyonu sonucu meydana geldi ve onu tekerlekli sandalyeye mahkum etti.
Bütün bunlara rağmen, Juliano bu tarihte kendini gösterdi ve
onu altı yıldır bu halde görenlerin imkansız olduğunu düşündükleri şeyi yaptı.
Juliano Pinto
Brezilya’daki 2014 Dünya Kupasının başlangıç vuruşunu
sadece düşünerek yaptı.
Vücüdunu hareket ettiremiyordu
fakat topa vurmak için gereken hareketleri düşünebiliyordu.
Yaralanmadan önce bir atletti. Şimdi ise yarı bir atlet.
Bir iki yıl içerisinde Paralimpik Oyunlara katılacağını umuyorum.
Omurilik zedelenmesi Juliano’dan
hayallerini alamadı.
Stadyumda bulunan yaklaşık 75.000 kişinin ve
bir milyara yakın TV izleyicisinin önünde gerçekleştirdiği bir hayal.
Bu vuruş, 30 yıldır devam eden,
kulaklarımızın arasında bulunan bu harika evrenin,
sadece üstümüzdeki evrenle kıyaslanabilecek,
birbirleri ile elektriksel beyin akımları vasıtasıyla iletişim kuran
100 milyara yakın öğeye sahip
beyinle ilgili araştırmaları taçlandırdı.
Juliano, laboratuarlarda tasarlanması 30 yılı ve
planlanması 15 yılı alan bir şeyi başardı.
John Chapin ve ben 15 yıl önce, beyin-makine arayüzü
diye isimlendirdiğimiz, beyni cihazlara bağlayan bir şey yapmayı
raporumuzda önermiştik.
Böylece hayvanlar ve insanlar, kendi vücütlarından
ne kadar uzakta olursa olsun, sadece yapmak istedikleri şeyi düşünerek
bu cihazları hareket ettirebilecekti.
Meslektaşlarımız psikiyatrik türden profesyonel yardıma
ihtiyacımızın olduğunu söyledi.
Buna rağmen bir İskoç ve bir Brezilyalı olarak azmettik.
Çünkü ülkelerimizde böyle yetiştirilmiştik.
12, 15 yıl boyunca
bunun mümkün olduğunu göstermek için deneme üstüne deneme yaptık.
Beyin-makine arayüzü roket bilimi değil
sadece beyin üstüne yapılan araştırmalardır.
Omuriliğe aktarılacak
motor komutları meydana getiren, beynin oluşturduğu
elektriksel akımları okuyan sensörleri
kullanmaktan başka bir şey değil.
Bunun için yüzlerce, binlerce beyin hücresini
aynı anda okuyabilen sensorleri projeledik
ve uzayda hareket etmemizi sağlayan
beynin oluşturduğu motor planlamaları
bu elektriksel sinyallerden aldık.
Bunu yaparak, bu sinyalleri, mekanik, elektronik ve hatta sanal cihazların
anlayabileceği dijital komutlara dönüştürdük.
Böylece denek hareket ettirmek istediği şeyi düşündüğünde
cihaz beynin bu komutuna uymaktadır.
Bu cihazları farklı tipte sensörlerle donatarak,
birazdan göreceğiniz üzere,
aslında mesajları beyne geri göndererek iradi motor arzusunun
harekete geçirildiğini nerede olursa olsun onaylar,
deneğin yanında, diğer odada ya da başka bir gezegende.
Bu mesaj beyine geri bildirim yapar,
beyin amacı anlar: bizi hareket ettir.
Bu birkaç yıl önce yayımladığmız deneylerden biri.
Bir maymun bedenini hareket ettirmeden
bir avatar kolu hareketlerini kontrol etmeyi öğrendi,
gerçekte var olmayan sanal bir kol.
Dinlemekte olduğunuz şey, görsel olarak aynı,
üç farklı sanal küreyi keşfeden maymunun
beyninin sesi.
Ödülü almak için, - maymunların sevdiği meyve suyu -
bu hayvanların nesneleri dokunarak, belirlemeleri ve
seçmeleri gerekmektedir.
Görmeden ama dokunarak
çünkü bu sanal el her seferinde bir nesneye dokunduğunda
elektriksel bir sinyal hayvanın beynine geri dönerek
nesnenin yüzeyindeki açık dokuyu tanımlar.
Böylece hayvan alması gereken doğru nesneyi değerlendirebilecek
ve bunu yaparsa hiçbir kasını hareket ettirmeden ödülü alacak.
Harika Brezilya yemeği:
Bir kasını oynatmadan meyve suyunu al.
Bunu gördüğümüzde
15 yıl önce önerdiğimiz ve yayımladığmız fikre geldik.
Bu raporumuzu tekrar yürürlüğe koyduk.
Onu çekmecelerimizden alıp
felçli bir insanın bu beyin-makine arayüzünü kullanması halinde
hareket kabiliyetini kazanacağını öngördük.
Fikir şuydu, eğer mağdursanız-
bu hepimizin başına gelebilir.
Bunun aniden olduğunu size söyleyeyim.
Milisaniyede meydana
gelen bir trafik kazası hayatınızı tamamen değiştiriyor.
Omuriliğiniz tamamen zedelendiyse
hareket edemezsiniz, çünkü beyden gelen akımlar kaslarına ulaşamaz.
Ancak beyin akımları kafanızda oluşmaya devam eder.
Belden aşağısı ya da el ve ayakları felçli olanlar her gece hareket etmeyi düşlerler.
Bu onların kafalarının içinde var.
Problem, bu kodu kafalarından alıp
hareketin tekrar oluşturulması.
Önerimiz, yeni bir beden yaratmak oldu.
Robotik bir yelek yapalım dedik.
Juliano’nun topa sadece düşünerek vurabilmesinin nedeni buydu.
Çünkü o beyin tarafından kontrol edilen belden aşağısı ya da kol ve bacakları
felçli olanların hareket etmek için kullanabileceği ve geri beslemeyi
sağlayacak ilk robotik yeleği giyiyordu.
Bu 15 yıl öncesinin orijinal fikriydi.
Size göstereceğim şey, güzel dünyamızın
5 kıtası, 25 ülkesinden 156 kişi
hayatlarını, hastalarını,
köpeklerini, eşlerini, çocuklarını, okullarını, işlerini bırakıp
bir araya toplanıp Brezilya’ya gelerek 18 aylık bir sürede bunu yaptılar.
Brezilya’nın dünya kupasına ev sahipliği yapacağına karar verildikten
birkaç yıl sonra, Brezilya hükümetinin açılış töreninde anlamlı bir şey
yapmak istediğini duyduk.
Futbolun yeniden keşfedildiği ve mükemmelleştirildiği bu ülkede.
Almanlarla karşılaşana kadar tabii.
(Kahkahalar)
Bu başka bir konu
ve üzerinde başka sinir bilimcilerin konuşması gerekir.
Brezilyanın yapmak istediği
vitrine, bilim ve teknolojiye değer veren
çok farklı bir ülke çıkarmak ve
omurilik zedelenmesi nedeniyle haraket edemeyen
Dünyanın her yerindeki 25 milyon insana bir hediye verebilmekti.
Brezilya hükümeti ve FIFA’ya bir öneri götürerek
2014 Dünya Kupası başlangıç vuruşunu
felçli bir Brezilyalı'nın,
beyin tarafından kontrol edilen, topa vurmasını ve topu hissetmesini sağlayan
bir dış iskelet giymiş olarak yapmasını talep ettik.
Baktılar, tamamen çıldırmış olduğumuzu düşündüler.
“Tamam, deneyelim.” dediler.
Bütün her şeyi sıfırdan yapmamız için önümüzde 18 ayımız vardı.
Dış iskeletimiz, deneğimiz yoktu,
henüz hiçbir şey yapmamıştık.
Bu insanlar bir araya geldi
ve 18 ay içinde, düzenli olarak eğitilen 8 deneğimiz oldu.
Biz bunu sıfırdan oluşturduk
ve ona Bra-Santos Dumont 1 ismini verdik.
Beyin tarafından kontrol edilen ilk dış iskelete
Brezilya’nın en ünlü bilim adamının adını verdik.
Alberto Santos Dumas.
19 Ekim 1901’de kendisinin yaptığı
ilk kontrol edilebilen uçakla Paris’te milyonlarca kişinin önünde uçtu.
Amerikalı arkadaşlarım kusura bakmasın.
North Carolina’da yaşıyorum.
Ancak bu Wright kardeşlerin North Carolina kıyılarında
uçmalarından tam iki yıl önceydi.
(Alkışlar)
Uçuş kontrol Brezilya menşeilidir. (Gülüşmeler)
Bu ekipmanları yanımıza alarak gittik
ve dış iskeleti bir araya getirdik
15 derecelik özgürlük,
elektroensefalografi diye adlandırılan müdahalesiz teknoloji
tarafından kaydedilen beyin sinyalleri ile kontrol edilebilen hidrolik makine,
bu hastanın haraketleri düşünmesini
ve bu komutları kontrole, motora gönderip
hareketin yapılmasını sağlıyor.
Bu dış iskeleti, Münih’teki çok yakın arkadaşım
Gordon Cheng tarafından icat edildi ve yapay bir deri ile kaplandı.
Hareketli eklemlerden ve ayağın yere temasından gelen hisleri
bir yelek vasıtasıyla tekrar deneğe iletilmesini sağladık.
Bu mikro titreşimlerle kaplı akıllı yelek
temel olarak geri bildirimler yapıp onu taşıyanın bir makine olmadığına,
yürüyenin kendisi olduğuna dair hisler yaratarak
deneğin beynini kandırmaktadır.
Bunun devam etmesini sağladık.
Burada deneğimiz Bruno’nun ilk kez yürüdüğünü göreceksiniz.
Birkaç saniye alacak çünkü her şeyi ayarlıyoruz,
başlığın önünde kesilen mavi bir ışık göreceksiniz
çünkü Bruno yapılması gereken hareketi düşünecek,
bilgisayar bunu analiz edecek, Bruno onaylayacak.
Onaydan sonra cihaz
Bruno’nun beyninden gelen komutlara göre hareket etmeye başlayacak.
O bunu başardı ve yürümeye başladı.
9 yıl hareketsizlikten sonra
kendi kendine yürüyebiliyor.
Dahası-
(Alkışlar)
yürümekten öte
zemini hissediyor.
Dış iskeletin hızı arttığında
bize Santos’un kumlarında, kazadan önce gittiği
sahilde yeniden yürüdüğünü söylüyor.
Beynin, Bruno’nun kafasında yeni bir his yaratmasının nedeni budur.
O yürüyor, ve yürüşün sonunda - sürem azalıyor-
“Bilyorsunuz millet
evlendiğim zaman bunu sizden ödünç almam gerekecek.
Çünkü papazın yanına kadar yürüyüp
gelini orda görmek ve oraya kendi kendime varmak istiyorum.” dedi
Elbette, ne zaman isterse onu alabilir.
Bu, dünya kupasında göstermek istediğimiz şeydi, ancak olmadı.
Çünkü, FIFA bazı gizemli nedenlerden ötürü canlı yayını yarıda kesti.
Hızlıca, göreceğiniz şey, sahaya inmeden birkaç dakika önce
Juliano Pinto dış iskeletli olarak topa vurdu
ve bunu bütün kalabalığın önünde tekrar yaptı.
Göreceğiniz ışıklar operasyonu tarif etmektedir.
Titreşen mavi ışıklar dış iskeletin gitmeye hazır olduğunu gösteriyor.
Düşünceleri alıp geri besleme verebiliyor
ve Juliano topa vurmak için karar verdiğinde
başlıktan gelip ayaklara giden yeşil ve sarı renkli
iki ışık huzmesi göreceksiniz.
Bunlar dış iskeletçe alınan ve bu hareketleri yaptıran
komutları göstermektedir.
13 saniye içerisinde
Juliano bunu yaptı.
Konutları görebilirsiniz.
Hazırlanıyor, top yerleştiriliyor ve vuruş.
En ilginç olanı
bunu yaptıktan 10 saniye sonra, sahada bize baktı,
gördüğünüz gibi kutlama yapıyor,
ve “Topu hissettim.” dedi.
Bu paha biçilemez bir şey.
(Alkışlar)
Peki, bu nereye kadar gidecek?
Size söylemem için iki dakikam kaldı.
Hayal gücünüzün limitlerini zorlayacak.
İşte, beyin tarafından çalıştırılan teknoloji.
Bu sonuncusu: Bunu sadece bir yıl önce yayımladık.
Beyinden beyine arayüz.
İki hayvana zihinsel mesajları karşılıklı alıp verme imkanı tanıyor.
Böylece dışarıdan gelen bir şeyi gören bir hayvan
diğerine zihinsel bir SMS, bir torpido,
zihinsel bir torpido gönderiyor.
İkinci hayvan ise, dışarıdan mesaj geldiğini bilmeden
gerekli olan hareketi yapıyor.
Çünkü mesaj ilk hayvanın beyninden geliyor.
Bu ilk demoydu.
Hızlı gideceğim çünkü size en sonuncusunu göstermek istiyorum.
Burada gördüğünüz, ilk fare kafesin
solunda yanacak olan ışıkla bilgilendiriliyor.
Ödül almak için kafesin soluna baskı yapması gerekiyor.
Oraya gidip bunu yapıyor.
Aynı anda, hiçbir ışık görmemiş olan ikinci fareye
zihinsel bir mesaj gönderiyor,
ve ikinci fare denemelerin %70’inde
retinasına hiçbir ışık gelmeden
soldaki manivelaya basıp ödülü alıyor.
Bunu biraz daha ileriye taşıyarak,
maymunları bir beyin ağında, zihinsel iş birliği, aslında
beyin aktivitelerini bağışlamalarını ve size daha önce gösterdiğim
sanal kolu hareket ettirmek için birleştirmelerini sağladık.
Burada, ilk kez iki maymunun, sanal kolu hareket ettirmek için beyinlerini
birleştirdiğini, beyinlerini mükemmel şekilde senkronize ettiğini görüyorsunuz.
Maymunlardan biri x eksenini,
diğeri ise y eksenini kontrol ediyor.
Fakat bunu üç maymunla denediğinizde iş biraz daha ilginç hale geliyor.
Maymunlardan birinin x ve y eksenini,
diğer maymunun y ve z eksenini,
üçüncü maymunun ise x ve z eksenini kontrol etmesini sağlayıp
meşhur Brezilya meyve suyunu almak için
oyunu birlikte oynamalarını, 3 boyutlu sanal kolu hedefe getirmelerini istedik.
Bunu yaptılar.
Siyah nokta, gerçek zamanlı bu paralel beyin
çalışmalarının ortalamasıdır.
Bu canlı bilgisayarın tanımı,
beyin aktivitelerinin etkileşimi ve motor bir amacın gerçekleştirilmesidir.
Bu nereye gidiyor?
Hiçbir fikrimiz yok.
Biz sadece bilim adamıyız.
(Kahkahalar)
Çocuk olmak
ve en uca gidip orada neler olduğunu keşfetmek için bize ödeme yapılıyor.
Bildiğim tek şey:
Bir gün, 20 yıl içerisinde,
torunlarımız nette sadece düşünerek sörf yapacak
ya da bir anne görmeyen bir çocuğuna görme gücünü verecek,
ya da birileri beyinden beyine geçiş nedeniyle konuşacak.
Bazılarınız bunun, bir kış öğleninde, Brezilya'da bir futbol sahasında
inanılmaz bir vuruşla başladığını hatırlayacak.
Teşekkür ederim.
(Alkış)
Teşekkür ederim.
Bruno Giussani: Bruno süreye uyduğun için teşekkür ederim.
Sana birkaç dakika daha vermek istiyorum aslında.
Çünkü açmak istediğimiz bir iki nokta var. Doğal olarak,
bunun nereye gittiğini anlamak için birleştirilmiş beyinlere ihtiyacımız var.
Bunların hepsini bir araya toplayalım.
Eğer doğru anladıysam,
bir maymun sinyal alıyor
ve diğer maymun bu sinyale tepki veriyor.
Çünkü birinci maymun sinyali alıyor ve sinirsel titreşim olarak iletiyor.
MN: Hayır, durum biraz daha farklı.
Maymunların hiç biri diğer maymunların varlığından haberdar değil.
Görsel geri bildirimi 2 boyutlu olarak alıyorlar,
fakat başarmaları gereken görev 3 boyutlu.
Bir kolu 3 boyutlu alanda hareket ettirmek zorundalar.
Fakat her bir maymun kontrol ettiği ekranda sadece
iki boyutlu olarak yer alıyor.
Görevin başarılabilmesi için
en az iki maymunun beyinlerini senkronize etmesi gerekiyor
ama ideal olanı üç.
Ne zaman bir maymun kaytarsa
diğer iki maymun onu geri getirmek için
performanslarını artırdığını ortaya çıkardık.
Bu, senkronizasyonu dinamik olarak ayarlıyor
fakat genel senkronizasyon aynı kalıyor.
Eğer, her bir beynin kontrol ettiği eksenleri,
maymunlara söylemeden değiştirirseniz,
x ve y eksenini kontrol eden bu maymunun,
şimdi y ve z eksenini kontrol etmesi gibi,
hayvanın beyni eski eksenleri hemen unutacak
ve yeni eksenlere konsantre olmaya başlayacak.
Söylemem gereken şey, ne Turing makinesi,
ne de bilgisayar, beyin ağının ne yapacağını tahmin edemez.
Teknolojiyi bir parçamız olarak özümseyeceğiz.
Teknoloji asla bizi özümsemeyecek.
Bastiçe, bu imkânsız.
BG: Bunu kaç kere denediniz,
ve kaçında başarılı, kaçında da başarısız oldunuz?
MN: Onlarca kez.
Üç maymunlu olarak mı? Birçok kez.
Bunu birkaç kez daha denemeden bir şey söyleyemem.
Süre nedeniyle bahsetmeyi unuttum.
Sadece üç hafta önce, Avrupalı bir grup
ilk insandan-insana, beyinden-beyine bağlantıyı yaptı.
BG: Bu nasıl işledi?
MN: Fazla bir bilgi yok. Büyük fikirler mütevazı şekilde başlar
ancak bir deneğin beyin faaliyeti
müdahalesiz teknoloji ile ikinci bir deneğe iletildi.
İlk denek bir mesaj alıyor, fareler örneğine benzer şekilde, görsel bir mesaj
ve bunu ikinci deneğe iletiyor.
İkinci denek görsel korteksinde manyetik bir titreşim,
ya da farklı bir titreşim alıyor, iki farklı titreşim.
Titreşimlerin birinde denek bir şeyler görüyor.
Diğer titreşimdeyse denek daha farklı şeyler görüyor
ve ilk deneğin internetten
kıtalararası gönderdiği mesajın ne olduğunu
kelimelerle ifade edebiliyor.
Moderatör: Vay. Gittiğimiz yer burası.
Bu gelecek konferanstaki TED konuşması.
Miguel Nicolelis, teşekkür ederim. MN: Teşekkürler Bruno.