Now when we think of our senses, we don't usually think of the reasons why they probably evolved, from a biological perspective. We don't really think of the evolutionary need to be protected by our senses, but that's probably why our senses really evolved -- to keep us safe, to allow us to live. Really when we think of our senses, or when we think of the loss of the sense, we really think about something more like this: the ability to touch something luxurious, to taste something delicious, to smell something fragrant, to see something beautiful. This is what we want out of our senses. We want beauty; we don't just want function. And when it comes to sensory restoration, we're still very far away from being able to provide beauty. And that's what I'd like to talk to you a little bit about today.
Quando pensamos nos nossos sentidos, geralmente não pensamos porque é que eles se desenvolveram, do ponto de vista biológico. Não pensamos na necessidade evolutiva de sermos protegidos pelos nossos sentidos, mas deve ter sido por isso que os sentidos evoluíram, para nos manter a salvo, para nos permitir viver. Quando pensamos nos nossos sentidos, ou na perda dos sentidos, pensamos numa coisa mais parecida com isto: a capacidade de tocar numa coisa luxuosa, provar uma coisa deliciosa, cheirar uma coisa fragrante, ver uma coisa lindíssima. Isto é o que queremos dos nossos sentidos. Queremos beleza, não queremos só funcionalidade. Mas, quando falamos de restaurações sensoriais, ainda estamos muito longe de podermos proporcionar beleza. É sobre isto que gostaria de vos falar hoje.
Likewise for hearing. When we think about why we hear, we don't often think about the ability to hear an alarm or a siren, although clearly that's an important thing. Really what we want to hear is music.
O mesmo para a audição. Quando pensamos porque é que ouvirmos, nem sempre pensamos em poder ouvir um alarme ou uma sirene, apesar de ser uma coisa muito importante. Na verdade, queremos é ouvir música.
(Music)
(Música)
So many of you know that that's Beethoven's Seventh Symphony. Many of you know that he was deaf, or near profoundly deaf, when he wrote that. Now I'd like to impress upon you how unusual it is that we can hear music. Music is just one of the strangest things that there is. It's acoustic vibrations in the air, little waves of energy in the air that tickle our eardrum. Somehow in tickling our eardrum that transmits energy down our hearing bones, which get converted to a fluid impulse inside the cochlea and then somehow converted into an electrical signal in our auditory nerves that somehow wind up in our brains as a perception of a song or a beautiful piece of music. That process is entirely abstract and very, very unusual. And we could discuss that topic alone for days to really try to figure out, how is it that we hear something that's emotional from something that starts out as a vibration in the air?
Sabemos que esta é a Sétima Sinfonia de Beethoven. Sabem que ele estava surdo ou quase totalmente surdo quando compôs isto. Gostava que percebessem como é invulgar podermos ouvir música. A música é das coisas mais estranhas que existem. São vibrações sonoras no ar, pequenas ondas de energia no ar que estimulam o nosso tímpano. De certa forma, um estímulo no tímpano transmite energia aos nossos ossos de audição. que é convertida num impulso do fluido dentro da cóclea e depois é convertido num sinal elétrico mos nossos nervos auditivos que acaba no nosso cérebro, como a perceção de uma canção ou de uma bela peça de música. Este processo é inteiramente abstrato e muito invulgar. Podíamos discutir este assunto durante dias para tentar descobrir como é que ouvimos uma coisa que é emotiva a partir de uma coisa que começa como uma vibração no ar.
Turns out that if you have hearing loss, most people that lose their hearing lose it at what's called the cochlea, the inner ear. And it's at the hair cell level that they do this. Now if you had to pick a sense to lose, I have to be very honest with you and say, we're better at restoring hearing than we are at restoring any sense that there is. In fact, nothing even actually comes close to our ability to restore hearing. And as a physician and a surgeon, I can confidently tell my patients that if you had to pick a sense to lose, we are the furthest along medically and surgically with hearing. As a musician, I can tell you that if I had to have a cochlear implant, I'd be heartbroken. I'd just be plainly heartbroken, because I know that music would never sound the same to me.
Acontece que, quando temos perda auditiva, a maior parte das pessoas que perdem a audição perdem-na no que se chama a "cóclea", o ouvido interno. E é ao nível das células ciliadas que isto acontece. Se tivessem de escolher qual dos sentidos perder, tenho de ser muito franco e dizer somos melhores a restaurar a audição do que a restaurar qualquer outro sentido. Nada se aproxima sequer danossa capacidade de repor a audição. Enquanto médico e cirurgião, posso dizer aos meus doentes que, se tivessem de escolher um sentido para perder, estamos muito mais avançados na medicina e cirurgia auditiva. Mas, enquanto músico, posso dizer que, se eu tivesse de fazer um implante coclear Ficaria destroçado, partir-me-ia o coração, porque eu sei que a música nunca mais me soaria da mesma forma.
Now this is a video that I'm going to show you of a girl who's born deaf. She's in a very supportive environment. Her mother's doing everything she can. Okay, play that video please.
Vou mostrar um vídeo de uma menina que nasceu surda. Ela vive num ambiente com muito apoio. A mãe dela faz tudo o que lhe é possível. Ponham o vídeo, por favor.
(Video) Mother: That's an owl. Owl, yeah. Owl. Owl. Yeah. Baby. Baby. You want it? (Kiss)
(Vídeo) Mãe: É uma coruja. Coruja, sim. Coruja. Coruja. Sim. Bebé. Bebé. Queres o bebé?
Charles Limb: Now despite everything going for this child in terms of family support and simple infused learning, there is a limitation to what a child who's deaf, an infant who was born deaf, has in this world in terms of social, educational, vocational opportunities. I'm not saying that they can't live a beautiful, wonderful life. I'm saying that they're going to face obstacles that most people who have normal hearing will not have to face.
Charles Limb: Apesar de se fazer tudo por esta criança em termos de apoio familiar e de inserção educativa simples, há limites para o que uma criança que nasceu surda, tem neste mundo em termos sociais, educacionais e de oportunidades vocacionais. Não estou a dizer que não podem viver uma bela e maravilhosa vida. Digo que elas vão encontrar obstáculos que a maior parte das pessoas com audição normal não terão.
Now hearing loss and the treatment for hearing loss has really evolved in the past 200 years. I mean literally, they used to do things like stick ear-shaped objects onto your ears and stick funnels in. And that was the best you could do for hearing loss. Back then you couldn't even look at the eardrum. So it's not too surprising that there were no good treatments for hearing loss.
A perda de audição e o tratamento para a perda de audição evoluiu muito nos últimos 200 anos. Antigamente, punham-se objetos com a forma de orelhas nos ouvidos e introduziam-se funis neles. Era o melhor que se conseguia para a perda auditiva. Não se conseguia observar o tímpano. Não admira que não houvesse um bom tratamento para a perda auditiva.
And now today we have the modern multi-channel cochlear implant, which is an outpatient procedure. It's surgically placed inside the inner ear. It takes about an hour and a half to two hours, depending on where it's done, under general anesthesia. And in the end, you achieve something like this where an electrode array is inserted inside the cochlea. Now actually, this is quite crude in comparison to our regular inner ear.
Temos hoje o moderno implante coclear multicanal, que é uma cirurgia de ambulatório. É colocado no ouvido interno. Demora hora e meia a duas horas, com anestesia geral. No fim, fica-se com uma coisa assim em que se insere uma rede de elétrodos dentro da cóclea. Isto é bastante rudimentar em comparação com o nosso ouvido interno normal.
But here is that same girl who is implanted now. This is her 10 years later. And this is a video that was taken by my surgical mentor, Dr. John Niparko, who implanted her. If we could play this video please.
Agora temos a mesma menina depois de fazer o implante. Isto passa-se 10 anos depois. Este vídeo foi feito pelo cirurgião, meu mentor, Dr. John Niparko, que lhe colocou os implantes. Ponham o vídeo por favor.
(Video) John Niparko: So you've written two books?
(Vídeo) John Niparko: Escreveste dois livros?
Girl: I have written two books. (Mother: Was the other one a book or a journal entry?) Girl: No, the other one was a book. (Mother: Oh, okay.)
Rapariga: Escrevi. Mãe: O outro era um livro ou era um texto do diário? Rapariga: Não, o outro era um livro.
JN: Well this book has seven chapters, and the last chapter is entitled "The Good Things About Being Deaf." Do you remember writing that chapter?
Mãe: Oh, ok. JN: Este livro tem sete capítulos, e o último capítulo chama-se "As Coisas Boas de Ser Surda." Lembras-te de escrever este capítulo?
Girl: Yes I do. I remember writing every chapter.
Rapariga: Lembro-me de escrever todos os capítulos.
JN: Yeah. Girl: Well sometimes my sister can be kind of annoying. So it comes in handy to not be annoyed by her.
JN: Sim. Rapariga: Bem, às vezes a minha irmã consegue ser chata. Por isso, dá jeito não ser chateada por ela.
JN: I see. And who is that?
JN: Percebo. E quem é aquela?
Girl: Holly. (JN: Okay.)
Rapariga: A Holly.
Mother: Her sister. (JN: Her sister.) Girl: My sister.
Mãe: É a irmã dela.
JN: And how can you avoid being annoyed by her?
Rapariga: Pois é.
Girl: I just take off my CI, and I don't hear anything. (Laughter) It comes in handy.
JN: Como é que consegues que ela não te aborreça? Rapariga: Eu tiro o meu IC, e não ouço mais nada. (Risos)
JN: So you don't want to hear everything that's out there?
Dá muito jeito.
Girl: No.
JN: Não queres ouvir tudo o que se passa à tua volta?
CL: And so she's phenomenal. And there's no way that you can't look at that as an overwhelming success. It is. It's a huge success story in modern medicine. However, despite this incredible facility that some cochlear implant users display with language, you turn on the radio and all of a sudden they can't hear music almost at all. In fact, most implant users really struggle and dislike music because it sounds so bad. And so when it comes to this idea of restoring beauty to somebody's life, we have a long way to go when it comes to audition.
Rapariga: Não. CL: Ela é fenomenal. Não podem negar que estão a ver um caso de sucesso espantoso. É uma história de enorme sucesso na medicina moderna. No entanto, apesar desta facilidade incrível que alguns utilizadores dos implantes demonstram no uso da linguagem, ligam o rádio e de repente quase não conseguem ouvir música. Há mesmo utilizadores de implantes que detestam música porque lhes soa muito mal. Quando chegamos a esta ideia de restaurar a beleza na vida de alguém, temos um longo caminho a percorrer no que respeita à audição.
Now there are a lot of reasons for that. I mentioned earlier the fact that music is a different capacity because it's abstract. Language is very different. Language is very precise. In fact, the whole reason we use it is because it has semantic-specificity. When you say a word, what you care is that word was perceived correctly. You don't care that the word sounded pretty when it was spoken.
Há muitas razões para isso. Já me referi ao facto de que a música é uma capacidade diferente porque é abstrata. A linguagem é muito diferente, é muito precisa. De facto, usamo-la porque tem uma especificidade semântica. Quando dizemos uma palavra, queremos que essa palavra seja percebida corretamente. Não nos importa se ela tem um som bonito quando a dizemos.
Music is entirely different. When you hear music, if it doesn't sound good, what's the point? There's really very little point in listening to music when it doesn't sound good to you. The acoustics of music are much harder than those of language. And you can see on this figure, that the frequency range and the decibel range, the dynamic range of music is far more heterogeneous. So if we had to design a perfect cochlear implant, what we would try to do is target it to be able to allow music transmission. Because I always view music as the pinnacle of hearing. If you can hear music, you should be able to hear anything.
A música é totalmente diferente. Quando ouvimos música, se não soa bem, para que é que a ouvimos? Não faz grande sentido ouvir música se não nos soa bem. A acústica da música é muito mais complexa do que a linguagem. Vemos nesta imagem, que a gama de frequências e a gama de decibéis, — a gama dinâmica da música — é muito mais heterogénea. Se tivéssemos de conceber um implante coclear perfeito — o que devíamos tentar fazer — seria adaptá-lo para ser capaz de transmitir música. Eu sempre pensei na música como o auge da audição. Se conseguimos ouvir música, somos capazes de ouvir qualquer coisa.
Now the problems begin first with pitch perception. I mean, most of us know that pitch is a fundamental building block of music. And without the ability to perceive pitch well, music and melody is a very difficult thing to do -- forget about a harmony and things like that. Now this is a MIDI arrangement of Rachmaninoff's Prelude. Now if we could just play this.
Os problemas começam primeiro com a perceção da afinação. Quer dizer, sabemos que a afinação é uma peça fundamental da música. Sem a capacidade de perceber bem a afinação, a música e a melodia são coisas muito difíceis de obter, esqueçam a harmonia e coisas afins. Isto é um arranjo em MIDI do Prelúdio de Rachmaninoff. Se pudermos ouvir isto.
(Music)
(Música)
Okay, now if we consider that in a cochlear implant patient pitch perception could be off as much as two octaves, let's see what happens here when we randomize this to within one semitone. We would be thrilled if we had one semitone pitch perception in cochlear implant users. Go ahead and play this one.
Se considerarmos que, num paciente com implante coclear a perceção da afinação pode estar alterada até duas oitavas, vamos ver o que acontece aqui quando alteramos aleatoriamente isto um semitom. Seria ótimo ter a perceção da afinação de um semitom nos utilizadores de implantes. Podem pôr a música a tocar?
(Music)
(Música)
Now my goal in showing you that is to show you that music is not robust to degradation. You distort it a little bit, especially in terms of pitch, and you've changed it. And it might be that you kind of like that. That's kind of hypnotic. But it certainly wasn't the way the music was intended. And you're not hearing the same thing that most people who have normal hearing are hearing.
O meu objetivo ao mostrar isto é explicar que a música não resiste à degradação. Se a distorcermos um pouco, especialmente na afinação, modificamo-la. Até pode ser que vocês gostem disto. É uma coisa meio hipnótica. Mas de certeza não foi assim que a música foi concebida. Não estão a ouvir a mesma coisa que estão a ouvir as pessoas com audição normal.
Now the other issue comes with, not just the ability to tell pitches apart, but the ability to tell sounds apart. Most cochlear implant users cannot tell the difference between an instrument. If we could play these two sound clips in succession. (Trumpet) The trumpet. And the second one. (Violin) That's a violin. These have similar wave forms. They're both sustained instruments. Cochlear implant users cannot tell the difference between these instruments. The sound quality, or the sound of the sound is how I like to describe timbre, tone color -- they cannot tell these things whatsoever. This implant is not transmitting the quality of music that usually provides things like warmth.
Com isto surge outro problema. Não só a capacidade de diferenciar afinações, mas a capacidade de distinguir sons. Muitos utilizadores de implantes não distinguem os instrumentos musicais. Podem passar os dois sons? (Trompete) O trompete. E o segundo. (Violino) Isto é um violino. Têm ondas sonoras parecidas. Ambos prolongam o som. Os utilizadores de implantes não conseguem distinguir estes dois instrumentos. A qualidade do som, ou o som do som, é como eu gosto de descrever o timbre, a cor do tom, eles não conseguem distingui-los minimamente. Este implante não transmite a característica da música que transmite coisas como o calor.
Now if you look at the brain of an individual who has a cochlear implant and you have them listen to speech, have them listen to rhythm and have them listen to melody, what you find is that the auditory cortex is the most active during speech. You would think that because these implants are optimized for speech, they were designed for speech. But actually if you look at melody, what you find is that there's very little cortical activity in implant users compared with normal hearing controls. So for whatever reason, this implant is not successfully stimulating auditory cortices during melody perception.
Se observamos o cérebro de um indivíduo com um implante coclear e se o pusermos a ouvir a fala, se o pusermos a ouvir ritmos ou a ouvir melodias, observamos que o córtex auditivo é mais ativo durante a fala. Talvez porque os implantes estão otimizados para a fala, são concebidos para a fala. Mas se olharmos para a melodia, vemos que há pouca atividade do córtex em utilizadores de implantes, comparando com os de audição normal. Este implante não consegue estimular o córtex auditivo durante a perceção duma melodia.
Now the next question is, well how does it really sound? Now we've been doing some studies to really get a sense of what sound quality is like for these implant users. I'm going to play you two clips of Usher, one which is normal and one which has almost no high frequencies, almost no low frequencies and not even that many mid frequencies. Go ahead and play that.
A questão é: como é que soa na realidade? Há estudos que tentam ter uma ideia da qualidade sonora para os utilizadores de implantes. Vou pôr a tocar dois trechos do Usher. Um deles é normal e o outro quase não tem nem altas frequências nem baixas, nem muitas frequências médias. Podem pôr a música a tocar.
(Music)
(Música)
(Limited Frequency Music)
(Música de frequência limitada)
I had patients tell me that those sound the same. They cannot differentiate sound quality differences between those two clips. Again, we are very, very far away in just getting to where we want to get to.
Houve pacientes que me disseram que são as duas idênticas. Não conseguem distinguir as diferenças na qualidade sonora entre os dois trechos. Repito, estamos muito longe de conseguir chegar aonde queremos.
Now the question comes to mind: Is there any hope? And yes, there is hope. Now I don't know if anybody knows who this is. This is ... does somebody know? This is Beethoven. Now why would we know what Beethoven's skull looks like? Because his grave was exhumed. And it turns out that his temporal bones were harvested when he died to try to look at the cause of his deafness, which is why he has molding clay and his skull is bulging out on the side there. But Beethoven composed music long after he lost his hearing. What that suggests is that, even in the case of hearing loss, the capacity for music remains. The brains remain hardwired for music.
Agora, a questão que nos surge: Há esperança? Sim, há esperança. Não sei se alguém sabe quem é este. Este é... alguém sabe? Este é Beethoven. Como é que sabemos como é o crânio de Beethoven? Porque o túmulo dele foi exumado. Quando ele morreu, retiraram-lhe os ossos temporais para tentarem descobrir a causa da surdez, por isso é que ele tem argila e o crânio está abaulado daquele lado. Beethoven compunha música muito depois de perder a audição. Isso sugere que, mesmo no caso de perda de audição, a capacidade musical mantém-se. O cérebro mantém-se programado para a música.
I've been very lucky to work with Dr. David Ryugo where I've been working on deaf cats that are white and trying to figure out what happens when we give them cochlear implants. This is a cat that's been trained to respond to a trumpet for food.
Eu tenho a sorte de trabalhar com o Dr. David Ryugo. Temos trabalhado em gatos brancos que são surdos e tentamos descobrir o que acontece ao lhes colocarmos implantes cocleares. Esta gata foi treinada a responder a uma trompete para comer.
(Music)
(Música)
Text: Beethoven doesn't excite her. (Music) The "1812 Overture" isn't worth waking for. (Trumpet) But she jumps to action when called to duty! (Trumpet)
[Beethoven não a entusiasma] (Música) Não vale a pena acordar por causa da "Abertura de 1812". (Trompete) [Mas entra em ação quando chamada ao dever] (Trompete)
CL: Now I'm not suggesting that the cat is hearing that trumpet the way we're hearing it. I'm suggesting that with training you can imbue a musical sound with significance, even in a cat. If we were to direct efforts towards training cochlear implant users to hear music -- because right now there's virtually no effort put towards that, no rehabilitative strategies, very little in the way of technological advances to actually improve music -- we would come a long way.
CL: Não estou a sugerir que a gata está a ouvir aquela trompete da mesma maneira que nós. Estou a sugerir que, com treino, podemos atribuir significado a um som musical, mesmo num gato. Se nós direcionássemos esforços para treinar os utilizadores de implantes a ouvir música — neste momento nada se faz nesse sentido, não há estratégias de reabilitação, há muito pouco avanço tecnológico para melhorar a música — percorreríamos um longo caminho.
Now I want to show you one last video. And this is of a student of mine named Joseph who I had the good fortune to work with for three years in my lab. He's deaf, and he learned to play the piano after he received the cochlear implant. And here's a video of Joseph.
Agora vou mostrar um último vídeo. É de um aluno meu chamado Joseph com quem tive a sorte de trabalhar durante três anos, no meu laboratório. É surdo e aprendeu a tocar piano depois de receber o implante coclear. Eis o vídeo do Joseph.
(Music)
(Música)
(Video) Joseph: I was born in 1986. And at about four months old, I was diagnosed with profoundly severe hearing loss. Not long after, I was fitted with hearing aids. But although these hearing aids were the most powerful hearing aids on the market at the time, they weren't very helpful. So as a result, I had to rely on lip reading a lot, and I couldn't really hear what people were saying. When I was 12 years old, I was one of the first few people in Singapore who underwent cochlear implantation. And not long after I got my cochlear implant, I started learning how to play piano. And it was absolutely wonderful. Since then, I've never looked back.
Joseph: Eu nasci em 1986. Quando tinha cerca de quatro meses, diagnosticaram-me perdas auditivas graves e profundas. Não muito tempo depois, deram-me aparelhos para a surdez. Apesar de estes aparelhos serem os aparelhos para a surdez mais evoluídos no mercado na altura, não me ajudaram muito. Como tal, tive de me apoiar muito em ler os lábios, e não conseguia ouvir o que as pessoas diziam. Quando tinha 12 anos, fui uma das primeiras pessoas em Singapura a submeter-me à implantação coclear. Não muito depois de ter o meu implante coclear, comecei a aprender a tocar piano. Foi absolutamente maravilhoso. Desde então, nunca mais olhei para trás.
CL: Joseph is phenomenal. He's brilliant. He is now a medical student at Yale University, and he's contemplating a surgical career -- one of the first deaf individuals to consider a career in surgery. There are almost no deaf surgeons anywhere. And this is really unheard of stuff, and this is all because of this technology. And the fact that he can play the piano like that is a testament to his brain. Truth of the matter is you can play the piano without a cochlear implant, because all you have to do is press the keys at the right time. You don't actually have to hear it. I know he doesn't hear well, because I've heard him do Karaoke. (Laughter) And it's one of the most awful things -- heartwarming, but awful. (Laughter) And so there is certainly a lot of hope, but there's a lot more that needs to be done.
CL: O Joseph é fenomenal. É brilhante. Estuda medicina na Universidade de Yale e está a pensar numa carreira cirúrgica. um dos primeiros surdos a pensar numa carreira em cirurgia. Quase não há cirurgiões surdos em lado nenhum. É realmente inédito e tudo se deve à existência desta tecnologia. O facto de ele tocar piano assim é uma demonstração do seu cérebro. Conseguimos tocar piano sem um implante coclear, porque só temos de pressionar as teclas no tempo correto. Não temos necessariamente de ouvir. Eu sei que ele não ouve bem porque eu já o ouvi no "karaoke". (Risos) E é daquelas coisas mesmo muito más, tocantes, mas horríveis. (Risos) Mas há certamente muita esperança, mas é preciso fazer muito mais coisas.
So I just want to conclude with the following words. When it comes to restoration of hearing, we have certainly come a long way, a remarkably long way. And we have a much longer way to go when it comes to the idea of restoring perfect hearing. And let me tell you right now, it's fine that we would all be very happy with speech. But I tell you, if we lost our hearing, if anyone here suddenly lost your hearing, you would want perfect hearing back. You wouldn't want decent hearing, you would want perfect hearing. Restoration of basic sensory function is critical. And I don't mean to understate how important it is to restore basic function. But it's really restoration of the ability to perceive beauty where we can get inspiring. And I don't think that we should give up on beauty.
Quero concluir com as seguintes palavras. No que toca ao restaurar a audição, percorremos um caminho extraordinariamente longo. Ainda nos falta percorrer um caminho muito maior no que se refere a restaurar uma audição perfeita. E vou dizer-vos já, é bom que estejamos satisfeitos com a fala. Mas, se perdêssemos a audição, se alguém aqui de repente perdesse a audição, iriam querer voltar a ter uma audição perfeita. Não se contentariam com uma audição decente, iriam querer a audição perfeita. É fundamental restaurar a função sensorial de base. Não quero subestimar quão importante é restaurar a função básica. Mas é no restauro da capacidade da perceção da beleza que temos de nos inspirar. Penso que não devemos desistir da beleza.
And I want to thank you for your time.
E quero agradecer-vos pelo vosso tempo.
(Applause)
(Aplausos)