Vi är byggda av väldigt små saker,
och vi ingår i ett väldigt stort kosmos,
och vi är faktiskt inte speciellt bra på att förstå verkligheten
i någon av de skalorna,
och det beror på att våra hjärnor
inte har utvecklats för att förstå världen i den skalan.
Istället sitter vi fast i ett litet perceptionsområde
precis i mitten.
Men det blir konstigare, för inte ens i den verklighet som vi känner till
ser vi merparten av det som pågår.
Ta till exempel världens färger.
Det här är ljusvågor,
elektromagnetisk strålning som studsar från objekt
och träffar de speciella receptorer som finns längst bak i ögat.
Men vi ser inte alla vågor som finns.
Det är faktiskt så att det vi ser
är mindre än en tiondels biljondel av vad som finns där ute.
Så det finns radiovågor och mikrovågor
och röntgenstrålning och gammastrålning som passerar genom din kropp just nu
och du märker det inte ens,
eftersom du inte skapades med de biologiska receptorerna
för att göra det.
Det finns tusentals mobilkonversationer
som passerar genom dig just nu,
och du är helt blind för det.
Det beror inte på att de här sakerna i sig är omöjliga att se.
Ormar ser infrarött som en del av sin verklighet,
och honungsbin tar in ultraviolett i sin syn på världen,
och vi bygger förstås maskiner i instrumentbrädan på våra bilar
som kan plocka upp signaler i området för radiovågor,
och vi har byggt maskiner på sjukhus som kan läsa av röntgenstrålar.
Men du kan inte känna något av det här,
iallafall inte än,
eftersom du inte är utrustad med de rätta sensorerna.
Vad det betyder är att vår upplevelse av verkligheten
är begränsad av vår biologi,
och det går emot den känsla vi har
av att våra ögon, öron och fingertoppar
bara plockar upp den objektiva verkligheten.
Istället tar vår hjärna ut en liten del av världen.
I djurvärlden
uppfattar olika djur olika delar av verkligheten.
I fästingens dövblinda värld
är temperatur och smörsyra de viktiga signalerna.
Black ghost-fisken känner av sin omvärld
genom färgrika elektriska fält,
och den ekolodande fladdermusen
upplever en verklighet som skapas av tryckvågor i luften.
Den är den del av verkligheten som de kan uppfatta
och vi har ett ord för det inom vetenskapen.
Det kallas umwelt,
vilket är det tyska ordet för omvärld.
Vi säger att varje djur antar att dess umwelt
är den enda verklighet som finns,
för det verkar onödigt att försöka föreställa sig
att det finns något bortom det man kan uppfatta.
Det vi istället gör är att vi accepterar verkligheten
så som den presenteras för oss.
Vi funderar lite på det här.
Tänk dig att du är en blodhund.
Hela din värld kretsar kring lukter.
Du har en lång nos med 200 miljoner luktreceptorer
och du har våta näsborrar som drar till sig och fångar luktmolekyler
och dina näsborrar har till och med glipor så att du kan få nosen full av luft.
Allting handlar om lukt för dig.
Så en dag stannar du plötsligt till och får en slags uppenbarelse.
Du ser på din mänskliga ägare och tänker
"Hur är det att ha en sådan sorglig, menlös människonäsa?
(Skratt)
Hur känns det när du tar ett klent litet andetag med den näsan?
Hur kan du inte veta att det finns en katt på 90 meters håll,
eller att din granne stod på den här platsen för sex timmar sen?
(Skratt)
Eftersom vi är människor
har vi aldrig upplevt den där doftvärlden
så vi saknar den inte,
för vi är djupt förankrade i vår umwelt.
Men frågan är, behöver vi sitta fast där?
Som hjärnforskare är jag intresserad av de sätt som tekniken kan hjälpa oss
att utvidga vår umwelt,
och hur det kommer att förändra upplevelsen av att vara människa.
Vi vet redan att vi kan gifta ihop teknik och biologi, för det finns
hundratusentals människor som går omkring
med artificiell hörsel och artificiell syn.
Det fungerar genom att man tar en mikrofon och digitaliserar signalen, och man sätter
en elektronisk mottagare inuti innerörat.
Eller med retinaimplantat, då tar man en kamera,
digitaliserar signalen och sitter in ett elektroniskt rutnät
direkt i synnerven.
Och så sent som för 15 år sen
fanns det många forskare som tvivlade på att teknikerna skulle fungera.
Varför? För att teknikerna pratar Silicon Valley-språk,
och det är inte riktigt samma dialekt som våra biologiska sinnesorgan.
Men de fungerar faktiskt;
hjärnan är bra på att räkna ut hur den ska använda signalerna.
Hur kan vi förstå det?
Här är hemligheten:
Din hjärna hör eller ser ingenting av det här.
Din hjärna är instängd i ett tyst och mörkt valv inuti huvudet.
Allt den någonsin ser är elektrokemiska signaler
som kommer in via olika datakanaler,
det här är allt den har att jobba med, och ingenting annat.
Men fantastiskt nog
är hjärnan riktigt bra på att ta in signalerna,
hitta mönster och tilldela dem mening,
så den tar sitt inre kosmos och sätter ihop en historia
av det här, din subjektiva värld.
Men här är kärnbudskapet:
Din hjärna vet inte, och bryr sig inte om
var den får sin data ifrån.
Vilken information som än kommer in, räknar den ut vad den ska göra med den.
Och det är en väldigt effektiv maskin.
Det är en mångfunktionell beräkningsmaskin
och den tar in allt
och räknar ut vad den ska göra med det,
och det tror jag ger moder natur en möjlighet
att experimentera med olika kanaler för indata.
Jag kallar det här PH-modellen för evolution,
och jag vill inte bli för teknisk här,
men PH står för Potatishuvud,
och jag använder det namnet för att betona att alla dessa sensorer
som vi gillar så mycket, som våra ögon, ögon och fingertoppar,
bara är perifera utbytbara enheter:
Man sätter i dem, sen kan man köra.
Hjärnan räknar ut vad den ska göra med den data som kommer in.
Och om man ser sig om i djurriket
hittar man många perifera enheter.
Ormar har gropar i ansiktet där de kan känna av infrarött ljus
och ghost knife-fisken har elektroniska receptorer
och stjärnmullvaden har en slags nosutskott
med 22 fingrar
som den känner sig fram med och skapar en 3D-modell av världen,
och många fåglar har magnetit som att de kan navigera
efter jordens magnetiska fält.
Vad det här betyder är att naturen inte behöver
bygga om hjärnan hela tiden.
Istället, eftersom hjärnan fungerar som den gör,
är allt den behöver göra att designa nya kanaler för indata.
Okej. Vad det här betyder är:
Vad vi lär oss är
att det inte finns något speciellt eller grundläggande
med den biologi som vi har med oss från början.
Det är helt enkelt vad vi har ärvt
från en komplex evolution.
Men det är inte vad vi behöver nöja oss med,
och det bästa sättet att bevisa det
är något som kallas sensorisk substitution.
Och det handlar om att ge information till hjärnan
via ovanliga sensoriska kanaler,
och hjärnan bara räknar ut vad den ska göra med den.
Det kan låta spekulativt,
men den första rapporten som visade detta publicerades i tidskriften Nature 1969.
Forskaren Paul Bach-y-Rita
satte blinda människor i en omgjord tandläkarstol
han satte dit en videokamera,
och om han satte något framför kameran
så kände man det
som en tryckning i ryggen från ett rutsystem av spolar.
Vickade man en kaffekopp framför kameran
så kändes det i ryggen,
och fantastiskt nog blev blinda människor ganska bra på
att kunna avgöra vad som fanns framför kameran
bara genom att känna det i ländryggen.
Det har gjorts många moderna varianter av det här.
Ljudglasögonen filmar det som finns framför en
och omvandlar det till ett ljudlandskap
så när saker rör sig, kommer närmare och längre bort
låter de "Bzz, bzz, bzz".
Det låter som en kakafoni
men efter flera veckor blir blinda ganska bra på
att förstå vad som finns framför dem
bara baserat på vad de hör.
Och det behöver inte komma via öronen:
Det här systemet använder ett elektrotaktilt rutnät i pannan
så att det som finns framför kameran ger känselupplevelser i pannan.
Varför pannan? För att man inte använder den till så mycket annat.
Den mest moderna varianten kallas "hjärnporten",
och det är en litet elektroniskt rutnät som sitter på tungan
och videon blir omvandlad till små elektrotaktila signaler
och blinda blir så bra på att använda den så att de kan kasta en boll i en korg,
och de kan navigera genom komplexa hinderbanor.
De kan lära sig se med tungan.
Det låter helt galet, eller hur?
Men kom ihåg att synen bara är
elektrokemiska signaler som rusar runt i din hjärna.
Din hjärna vet inte varifrån signalerna kommer.
Den räknar bara ut vad den ska göra med dem.
Mitt intresseområde i labbet har varit sensorisk substitution för döva,
och det här är ett projekt som vi har genomfört
tillsammans med en doktorand i mitt labb, Scott Novich,
som specialiserar sig på detta i sin avhandling.
Detta är vad vi har velat göra:
Vi ville få ljud från omvärlden att omvandlas
så att en döv person kan förstå vad man säger.
Och vi ville göra det med hjälp av kraften hos mobil teknik,
vi ville att det skulle fungera på mobiltelefoner och surfplattor,
och vi ville också göra det till en kroppsnära produkt,
något man skulle kunna ha på sig under kläderna.
Konceptet ser ut så här.
När jag pratar fångas mitt ljud upp av surfplattan och placeras ut
på en väst som är täckt av små vibrerande motorer,
precis som motorerna i din mobiltelefon.
Så när jag pratar översätts ljudet
till ett vibrationsmönster på västen.
Det här är inte bara konceptuellt,
surfplattan sänder via Bluetooth och jag har på mig västen just nu.
Så när jag pratar översätts ljudet
(Applåder)
till dynamiska vibrationsmönster.
Jag känner ljudlandskapet runt mig.
Vi har testat det här med döva människor
och det visar sig att de efter en väldigt kort tid
kan börja känna och förstå
västens språk.
Det här är Jonathan, han är 37 år och har en magisterexamen.
Han föddes helt döv,
vilket betyder att en del av hans umwelt inte är tillgänglig för honom.
Vi lät Jonathan träna med västen i fyra dagar, två timmar om dagen,
och här är han den femte dagen.
Scott Novich: Du.
David Eagleman: Scott säger ett ord, Jonathan känner det via västen,
och han skriver det på tavlan.
SN: Var. Var.
DE: Jonathan kan översätta det här komplicerade vibrationsmönstret
så att han förstår vad som sägs.
SN: Känsel. Känsel.
DE: Han gör alltså inte det här --
(Applåder)
Jonathan gör inte det här medvetet, för mönstren är för komplicerade,
men hans hjärna börjar lista ut mönstret som låter den förstå
vad informationen betyder,
och vår förhoppning är att när han har burit den i tre månader
kommer han ha en påtaglig känsla av att höra saker
på samma sätt som när en blind person för sitt finger över blindskrift,
att betydelsen kommer direkt från sidan utan någon medveten ansträngning.
Den här tekniken har möjlighet att förändra området i grunden
eftersom den enda andra lösningen för dövhet är ett cochleaimplantat,
vilket kräver ett kirurgiskt ingrepp.
Och den här kostar 40 gånger mindre än ett cochleaimplantat,
vilket gör att tekniken kan användas globalt,
även i de fattigaste länderna.
Vår övertygelse har stärkts av de resultat vi har fått från sensorisk substutition
men en sak vi har tänkt mycket på är sensoriska tillägg.
Hur kan vi använda en sådan här teknik för att lägga till ett helt nytt sinne,
för att utvidga mänsklig umwelt?
Skulle vi till exempel kunna låta realtidsinformation från internet
gå rakt in i någons hjärna,
och se om de kan uppleva en direkt perception av den?
Här är ett experiment som vi håller på med.
En försöksperson känner av realtidsdata från internet
i fem sekunder.
Sen visas två knappar, och hen måste göra ett val.
Hen vet inte vad som pågår.
Hen gör ett val och får feedback efter en sekund.
Så här är det:
Försökspersonen vet inte vad mönstren betyder,
men vi ser om hen blir bättre på att veta vilken knapp man ska trycka på.
Hen vet inte att det vi skickar
är realtidsdata från aktiemarknaden
och hen gör köp- och säljbeslut.
(Skratt)
Och återkopplingen visar om beslutet var rätt eller inte.
Och vad vi får veta är om vi kan utvidga människans umwelt
så att hen efter flera veckor kan få
en direkt perceptuell upplevelse av världens ekonomiska rörelser.
Vi kommer att rapportera senare om hur det bra det går.
(Skratt)
Här är en annan sak som vi gör:
Under morgonen föredrag har vi samlat inlägg från Twitter
som nämner hashtaggen TED2015,
och vi har gjort en automatisk emotionsanalys,
vilket betyder, använder man positiva, negativa eller neutrala ord?
Och medan det här har pågått
har jag känt av det,
så jag är inkopplad till de samlade känslorna
från tusentals människor i realtid,
vilket är en ny typ av mänsklig upplevelse och därför kan jag nu veta
hur alla mår och hur mycket ni älskar det här.
(Skratt) (Applåder)
Det är en större upplevelse än en människa normalt kan ha.
Vi utvidgar också piloters umwelt.
I det här fallet skickar västen nio olika mätetal
från den här quadrokoptern,
som nosläge, kursändring, vingläge, orientering och kurs,
och det förbättrar den här pilotens skicklighet att flyga den.
Det är som att han hade sin hud långt där uppe.
Och det är bara början.
Vad vi tänker oss är att ta en cockpit som är full av reglage
och istället för att försöka läsa av alla kommer man att känna dem.
Vi lever i en värld av information nu,
och det finns en skillnad mellan att ha tillgång till stora datamängder
och att uppleva dem.
Jag tror inte det finns någon gräns för hur långt vi kan
utvidga mänskliga upplevelser i framtiden.
Tänk er en astronaut som kan känna
vilket allmäntillstånd den Internationella rymdstationen har,
eller att man själv kan känna av de osynliga tillstånden i kroppen,
som sitt blodsocker och den inre bakteriefloran,
eller att ha 360-gradig syn,
eller kunna se i infrarött eller ultraviolett.
Det viktiga är att när vi rör oss in i framtiden
kommer vi gradvis att kunna välja våra egna perifera enheter.
Vi behöver inte längre vänta på moder naturs sensoriska gåvor
i hennes tidsperspektiv,
utan istället har hon, som varje god förälder,
gett oss de verktyg vi behöver för att kunna skapa vår egen väg framåt.
Så frågan är,
hur vill du gå ut och uppleva ditt universum?
Tack.
(Applåder)
Chris Anderson: Känner du det? DE: Ja.
Det här var faktiskt första gången jag kände applåder genom västen.
Det är skönt, som en massage. (Skratt)
CA: Twitter löper amok. Twitter är helt galet nu.
Men det där experimentet med aktiemarknaden.
Det kan blir det första experimentet som har garanterad finansiering för evigt,
eller hur, om det lyckas?
DE: Ja, jag skulle inte behöva söka forskningspengar då.
CA: Men du, för att vara lite skeptisk en stund,
jag menar, det här är underbart, men visar inte resultaten hittills
att sensorisk substitution fungerar,
men inte nödvändigtvis sensoriska tillägg?
Är det inte möjligt att en blind person kan se genom tungan
eftersom syncortex fortfarande finns där,
redo att ta hand om signaler, att det är en viktig del av det hela?
DE: Det är en riktigt bra fråga.
Vi vet faktiskt inte
var de teoretiska gränserna går för vilken data hjärnan kan ta in.
Det vi vet är att den är otroligt flexibel.
Så när en person blir blind tas det vi kallade syncortex över
av andra saker, av känsel, hörsel, ordförråd.
Vad det säger oss är att hjärnbarken är ganska enkelspårig.
Den gör bara beräkningar på saker.
Och när vi ser på saker som blindskrift, till exempel,
får människor sin information genom upphöjningar under fingrarna.
Vi har ingen anledning att tro att vi har funnit
den teoretiska gränsen för vad som är möjligt.
CA: Om det här fungerar kommer du att bli översvämmad av...
Det finns så många tänkbara tillämpningar för det här.
Är du redo för det? Vilken riktning hoppas du mest på?
DE: Det finns många tillämpningar man kan tänka sig.
Bortom sensorisk substitution är det de saker som jag nämnde
om astronauter på rymdstationen, de tillbringar mycket av sin tid
med att läsa av saker, om de istället skulle kunna veta vad som händer,
för vad det här egentligen är bäst för är multidimensionella data.
Nyckeln är det här: Vår syn är bra på att upptäcka fläckar och kanter,
men det är riktigt dåligt på det som vår värld har blivit,
vilket är skärmar med massor av data.
Vi måste krypa fram med våra medvetna sinnen.
Det här är ett sätt att känna tillståndet hos något,
som vi känner av vår kropp när vi går och står.
Så jag tänker på tunga maskiner, säkerhet, att känna av tillståndet hos en fabrik,
av ens utrustning, det är något jag skulle vilja utforska direkt.
CA: David Eagleman, det var ett otroligt föredrag. Tack så mycket.
DE: Tack Chris. (Applåder)