Το είδος των νευροεπιστημών που κάνουμε εγώ και οι συνάδελφοι μου μοιάζουν πολύ με τη δουλειά του μετεωρολόγου. Αναζητούμε διαρκώς καταιγίδες. Θέλουμε να δούμε και να μετρήσουμε καταιγίδες, για την ακρίβεια, ιδεο-καταιγίδες. Και ενώ όλοι μας μιλάμε για τις ιδεο-καταιγίδες στην καθημερινή μας ζωή, σπανίως βλέπουμε ή ακούμε κάποια. Έτσι, μου αρέσει να αρχίζω πάντα αυτές τις ομιλίες παρουσιάζοντάς σας, πράγματι, μια από αυτές.
The kind of neuroscience that I do and my colleagues do is almost like the weatherman. We are always chasing storms. We want to see and measure storms -- brainstorms, that is. And we all talk about brainstorms in our daily lives, but we rarely see or listen to one. So I always like to start these talks by actually introducing you to one of them.
Στην πραγματικότητα, την πρώτη φορά που καταγράψαμε παραπάνω από ένα νευρώνα, εκατό εγκεφαλικά κύτταρα ταυτόχρονα, μπορέσαμε να μετρήσουμε τους ηλεκτρικούς σπινθήρες εκατό κυττάρων του ίδιου ζώου και αυτή είναι η πρώτη εικόνα που πήραμε, στα πρώτα 10 δευτερόλεπτα αυτής της καταγραφής. Έτσι, πήραμε ένα μικρό δείγμα μιας σκέψης και μπορούσαμε να τη δούμε μπροστά μας.
Actually, the first time we recorded more than one neuron -- a hundred brain cells simultaneously -- we could measure the electrical sparks of a hundred cells in the same animal, this is the first image we got, the first 10 seconds of this recording. So we got a little snippet of a thought, and we could see it in front of us.
Πάντα λέω στους φοιτητές πως οι νευροεπιστήμονες είναι κατά κάποιο τρόπο σαν αστρονόμοι, καθώς έχουμε να κάνουμε με ένα σύστημα που, από άποψη αριθμού κυττάρων, μπορεί να συγκριθεί μόνο με τον αριθμό των γαλαξιών που υπάρχουν στο σύμπαν. Να 'μαστε τώρα, από τα δισεκατομμύρια των νευρώνων καταγράψαμε μόλις εκατό πριν από 10 χρόνια. Φτάσαμε στα χίλια τώρα Ελπίζουμε να κατανοήσουμε κάτι το θεμελιώδες σχετικά με την ανθρώπινη φύση μας. Γιατί, αν δεν το γνωρίζετε ήδη, όλα εκείνα που ορίζουν την ανθρώπινη φύση προέρχονται από αυτές τις καταιγίδες, που κυλάνε πάνω στους λόφους και στις κοιλάδες του εγκεφάλου μας και καθορίζουν τις αναμνήσεις μας, τα πιστεύω μας, τα συναισθήματα μας, τα σχέδια μας για το μέλλον. Για ό,τι κάνουμε οποιαδήποτε στιγμή, για οτιδήποτε ο κάθε άνθρωπος έκανε ποτέ, κάνει τώρα ή θα κάνει στο μέλλον, απαιτείται σκληρή δουλειά από τους πληθυσμούς των νευρώνων που παράγουν τέτοιες καταιγίδες.
I always tell the students that we could also call neuroscientists some sort of astronomer, because we are dealing with a system that is only comparable in terms of number of cells to the number of galaxies that we have in the universe. And here we are, out of billions of neurons, just recording, 10 years ago, a hundred. We are doing a thousand now. And we hope to understand something fundamental about our human nature. Because, if you don't know yet, everything that we use to define what human nature is comes from these storms, comes from these storms that roll over the hills and valleys of our brains and define our memories, our beliefs, our feelings, our plans for the future. Everything that we ever do, everything that every human has ever done, do or will do, requires the toil of populations of neurons producing these kinds of storms.
Ο ήχος μιας ιδεο-καταιγίδας, σε περίπτωση που δεν τον έχετε ακούσει, είναι κάπως έτσι. Δυναμώστε το, αν μπορείτε. Ο γιος μου λέει είναι "σαν να φτιάχνεις ποπκόρν, ακούγοντας έναν σταθμό στα μεσαία με κακή λήψη". Αυτός είναι ένας εγκέφαλος. Αυτό ακούγεται όταν συνδέσουμε αυτές τις ηλεκτρικές καταιγίδες με ένα μεγάφωνο και ακούσουμε τις ριπές εκατό εγκεφαλικών κυττάρων. Ο εγκέφαλος σας ακούγεται κάπως έτσι. Και ο δικός μου και όλων μας. Και αυτό που θέλουμε εμείς οι νευροεπιστήμονες να κάνουμε τώρα είναι να ακούσουμε πράγματι αυτές τις συμφωνίες, αυτές τις εγκεφαλικές συμφωνίες, και να προσπαθήσουμε να αποσπάσουμε από αυτές τα μηνύματα που μεταφέρουν.
And the sound of a brainstorm, if you've never heard one, is somewhat like this. You can put it louder if you can. My son calls this "making popcorn while listening to a badly-tuned A.M. station." This is a brain. This is what happens when you route these electrical storms to a loudspeaker and you listen to a hundred brain cells firing, your brain will sound like this -- my brain, any brain. And what we want to do as neuroscientists in this time is to actually listen to these symphonies, these brain symphonies, and try to extract from them the messages they carry.
Συγκεκριμένα, περίπου πριν από 12 χρόνια δημιουργήσαμε μια εφαρμογή που ονομάσαμε διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή. Εδώ βλέπετε ένα σχεδιάγραμμα που περιγράφει τη λειτουργία τους. Ο σκοπός είναι να τοποθετήσουμε μερικούς αισθητήρες που θα ακούνε αυτές τις καταιγίδες, αυτές τις ηλεκτρικές ριπές,και να προσπαθήσουμε, στον ίδιο χρόνο που χρειάζεται αυτή η καταιγίδα να φτάσει από τον εγκέφαλο στα πόδια ή τα χέρια ενός ζώου, περίπου μισό δευτερόλεπτο -- να προσπαθήσουμε να διαβάσουμε αυτά τα σήματα, να αποσπάσουμε τα κινητικά μηνύματα που περιέχουν, να τα μεταφράσουμε σε ψηφιακές εντολές και να τα στείλουμε σε μια τεχνητή συσκευή που θα αναπαράγει αυτήν την εκούσια μετάδοση κίνησης του εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο. Να προσπαθήσουμε να μετρήσουμε πόσο καλά μπορούμε να μεταφράσουμε αυτό το μήνυμα σε σύγκριση με τον τρόπο που το σώμα μας το κάνει αυτό.
In particular, about 12 years ago we created a preparation that we named brain-machine interfaces. And you have a scheme here that describes how it works. The idea is, let's have some sensors that listen to these storms, this electrical firing, and see if you can, in the same time that it takes for this storm to leave the brain and reach the legs or the arms of an animal -- about half a second -- let's see if we can read these signals, extract the motor messages that are embedded in it, translate it into digital commands and send it to an artificial device that will reproduce the voluntary motor wheel of that brain in real time. And see if we can measure how well we can translate that message when we compare to the way the body does that.
Αν όντως μπορούμε να παράσχουμε ανατροφοδότηση, με αισθητηριακά σήματα που επιστρέφουν από το ρομποτικό, μηχανικό, υπολογιστικό ενεργοποιητή που ελέγχεται τώρα από τον εγκέφαλο, πίσω στον εγκέφαλο, και πώς αντιδρά ο εγκέφαλος, στη λήψη μηνυμάτων από κάτι τεχνητό, ένα μηχάνημα.
And if we can actually provide feedback, sensory signals that go back from this robotic, mechanical, computational actuator that is now under the control of the brain, back to the brain, how the brain deals with that, of receiving messages from an artificial piece of machinery.
Ακριβώς αυτό κάναμε πριν από 10 χρόνια. Ξεκινήσαμε με ένα μεγάλο σταρ, έναν πίθηκο, την Αουρόρα που έγινε μια από τις μεγαλύτερες σταρ σε αυτόν τον επιστημονικό τομέα. Στην Αουρόρα αρέσει να παίζει ηλεκτρονικά παιχνίδια. Όπως μπορείτε να δείτε εδώ, της αρέσει να χρησιμοποιεί τον μοχλό, όπως στον καθένα μας, στα παιδιά μας, για να παίξει. Ως σωστό πρωτεύον θηλαστικό, προσπαθεί ακόμη και να κλέψει πριν βρει τη σωστή απάντηση. Έτσι, πριν ακόμα εμφανιστεί ο στόχος, πάνω από τον οποίο θα πρέπει να περάσει τον κέρσορα, που ελέγχει με αυτόν τον μοχλό, η Αουρόρα προσπαθεί να βρει το στόχο, ασχέτως με το που βρίσκεται αυτός. Και όταν το κάνει, κάθε φορά που περνάει το μικρό κέρσορα πάνω από αυτόν τον στόχο, της δίνεται μια σταγόνα βραζιλιάνικης πορτοκαλάδας. Σας λέω με σιγουριά, ο οποιοσδήποτε πίθηκος θα κάνει ό,τι του ζητήσετε αν του δώσετε μια σταγόνα βραζιλιάνικης πορτοκαλάδας. Για την ακρίβεια, όλα τα πρωτεύοντα θηλαστικά το ίδιο θα κάνουν. Για σκεφτείτε το λίγο αυτό.
And that's exactly what we did 10 years ago. We started with a superstar monkey called Aurora that became one of the superstars of this field. And Aurora liked to play video games. As you can see here, she likes to use a joystick, like any one of us, any of our kids, to play this game. And as a good primate, she even tries to cheat before she gets the right answer. So even before a target appears that she's supposed to cross with the cursor that she's controlling with this joystick, Aurora is trying to find the target, no matter where it is. And if she's doing that, because every time she crosses that target with the little cursor, she gets a drop of Brazilian orange juice. And I can tell you, any monkey will do anything for you if you get a little drop of Brazilian orange juice. Actually any primate will do that. Think about that.
Καθώς η Αουρόρα έπαιζε το παιχνίδι, όπως είδατε, και έκανε χίλιες δοκιμές την ημέρα με 97% ευστοχία και 350ml πορτοκαλάδας, εμείς καταγράφαμε τις ιδεοκαταιγίδες που παράγονταν στο μυαλό της και τις στέλναμε σε ένα ρομποτικό χέρι που μάθαινε να αναπαράγει τις κινήσεις που έκανε η Αουρόρα. Γιατί ο σκοπός ήταν να ενεργοποιήσουμε στην ουσία αυτήν τη διεπαφή εγκεφάλου - υπολογιστή, ώστε να επιτύχουμε να παίζει η Αουρόρα το παιχνίδι απλώς με τη σκέψη της, χωρίς να παρεμβάλλεται το σώμα της. Οι ιδεο-καταιγίδες της θα έπρεπε να ελέγχουν ένα χέρι που θα μετακινούσε τον κέρσορα πάνω από το στόχο. Και προς μεγάλη μας έκπληξη, ακριβώς αυτό έκανε η Αουρόρα. Έπαιξε το παιχνίδι χωρίς να κινεί το σώμα της.
Well, while Aurora was playing this game, as you saw, and doing a thousand trials a day and getting 97 percent correct and 350 milliliters of orange juice, we are recording the brainstorms that are produced in her head and sending them to a robotic arm that was learning to reproduce the movements that Aurora was making. Because the idea was to actually turn on this brain-machine interface and have Aurora play the game just by thinking, without interference of her body. Her brainstorms would control an arm that would move the cursor and cross the target. And to our shock, that's exactly what Aurora did. She played the game without moving her body.
Έτσι, η τροχιά του κέρσορα που βλέπετε τώρα δείχνει ακριβώς τη πρώτη φορά που το κατάφερε αυτό. Είναι η στιγμή που για πρώτη φορά η πρόθεση του εγκεφάλου απελευθερώνεται από το σώμα ενός πρωτεύοντος θηλαστικού και μπορεί να δράσει έξω από αυτό, σ'έναν εξωτερικό κόσμο, ελέγχοντας απλώς μια τεχνητή συσκευή. Η Αουρόρα συνέχισε να παίζει το παιχνίδι, συνέχισε να εντοπίζει το μικρό στόχο και να παίρνει την πορτοκαλάδα που ήθελε, που λαχταρούσε.
So every trajectory that you see of the cursor now, this is the exact first moment she got that. That's the exact first moment a brain intention was liberated from the physical domains of a body of a primate and could act outside, in that outside world, just by controlling an artificial device. And Aurora kept playing the game, kept finding the little target and getting the orange juice that she wanted to get, that she craved for.
Μπόρεσε να το κάνει, γιατί εκείνη τη στιγμή είχε αποκτήσει ένα καινούριο χέρι. Ο ρομποτικός βραχίονας που βλέπετε εδώ να κινείται 30 μέρες μετά το πρώτο βίντεο που σας έδειξα βρίσκεται υπό τον έλεγχο του εγκεφάλου της Αουρόρα και κινεί τον κέρσορα για να φτάσει στο στόχο. Τώρα πια η Αουρόρα γνωρίζει ότι μπορεί να παίξει το παιχνίδι με αυτόν το ρομποτικό βραχίονα αλλά δεν έχει χάσει την ικανότητα της να χρησιμοποιεί τα χέρια της για να κάνει ό,τι θέλει. Μπορεί να ξύσει την πλάτη της, να ξύσει κάποιον από εμάς, να παίξει κάποιο άλλο παιχνίδι. Σε κάθε περίπτωση, ο εγκέφαλος της Αουρόρα έχει ενσωματώσει αυτήν την τεχνητή συσκευή ως προέκταση του σώματος της. Το μοντέλο που θεωρούσε η Αουρόρα ότι ήταν ο εαυτός της επεκτάθηκε, ώστε να συμπεριλάβει ακόμα ένα χέρι.
Well, she did that because she, at that time, had acquired a new arm. The robotic arm that you see moving here 30 days later, after the first video that I showed to you, is under the control of Aurora's brain and is moving the cursor to get to the target. And Aurora now knows that she can play the game with this robotic arm, but she has not lost the ability to use her biological arms to do what she pleases. She can scratch her back, she can scratch one of us, she can play another game. By all purposes and means, Aurora's brain has incorporated that artificial device as an extension of her body. The model of the self that Aurora had in her mind has been expanded to get one more arm.
Λοιπόν, αυτό το κάναμε πριν από 10 χρόνια. Ας δούμε τι συμβαίνει 10 χρόνια μετά. Μόλις πέρσι συνειδητοποιήσαμε πως ο ρομποτικός βραχίονας δεν είναι καν απαραίτητος. Μπορούμε απλώς να κατασκευάσουμε ένα υπολογιστικό σώμα, ένα άβαταρ πιθήκου. Μπορεί πράγματι να χρησιμοποιηθεί στους πιθήκους μας, είτε για να αλληλεπιδράσεις μαζί τους είτε για να τους εκπαιδεύσεις να αποδεκτούν σε έναν εικονικό κόσμο τη δυνατότητα που έχει αυτό το άβαταρ να λειτουργήσει σε πρώτο πρόσωπο και να ελέγχουν με τον εγκέφαλο τους τις κινήσεις των χεριών ή των ποδιών του άβαταρ.
Well, we did that 10 years ago. Just fast forward 10 years. Just last year we realized that you don't even need to have a robotic device. You can just build a computational body, an avatar, a monkey avatar. And you can actually use it for our monkeys to either interact with them, or you can train them to assume in a virtual world the first-person perspective of that avatar and use her brain activity to control the movements of the avatar's arms or legs.
Αυτό που ουσιαστικά κάναμε ήταν να εκπαιδεύσουμε τα ζώα, ώστε να μάθουν να ελέγχουν αυτά τα άβαταρ και να εξερευνούν αντικείμενα που εμφανίζονται σε έναν εικονικό κόσμο. Κι ενώ αυτά τα αντικείμενα είναι όμοια οπτικά, όταν το άβαταρ περνά πάνω από την επιφάνεια αυτών των αντικειμένων, στέλνουν ένα ηλεκτρικό μήνυμα, ανάλογο της μικροαπτικής υφής του αντικειμένου που επιστρέφει απευθείας στον εγκέφαλο του πιθήκου ενημερώνοντας τον εγκέφαλο τι είναι αυτό που αγγίζει το άβαταρ. Μόλις σε 4 εβδομάδες ο εγκέφαλος μαθαίνει να επεξεργάζεται αυτή τη νέα αίσθηση και αποκτά ένα καινούριο αισθητηριακό μονοπάτι, σαν μια καινούρια αίσθηση. Σε αυτό το σημείο πραγματικά απελευθερώνεις τον εγκέφαλο, γιατί επιτρέπεις στον εγκέφαλο να στείλει κινητικές εντολές για να κινήσει αυτό το άβαταρ. Η επεξεργασία της ανατροφοδότησης που προέρχεται από το άβαταρ γίνεται απευθείας από τον εγκέφαλο χωρίς να παρεμβαίνει το δέρμα.
And what we did basically was to train the animals to learn how to control these avatars and explore objects that appear in the virtual world. And these objects are visually identical, but when the avatar crosses the surface of these objects, they send an electrical message that is proportional to the microtactile texture of the object that goes back directly to the monkey's brain, informing the brain what it is the avatar is touching. And in just four weeks, the brain learns to process this new sensation and acquires a new sensory pathway -- like a new sense. And you truly liberate the brain now because you are allowing the brain to send motor commands to move this avatar. And the feedback that comes from the avatar is being processed directly by the brain without the interference of the skin.
Έτσι, αυτό που βλέπετε εδώ είναι ο σχεδιασμός της εργασίας. Θα δείτε, στην ουσία, ένα ζώο να αγγίζει αυτούς τους τρεις στόχους. Πρέπει να επιλέξει έναν, γιατί μόνο από έναν θα πάρει ανταμοιβή, την πορτοκαλάδα, δηλαδή, που θέλει να πιεί. Πρέπει να τον επιλέξει αγγίζοντας τον με ένα εικονικό χέρι, ένα χέρι που δεν υπάρχει και ακριβώς αυτό κάνει.
So what you see here is this is the design of the task. You're going to see an animal basically touching these three targets. And he has to select one because only one carries the reward, the orange juice that they want to get. And he has to select it by touch using a virtual arm, an arm that doesn't exist. And that's exactly what they do.
Πρόκειται για την απόλυτη απελευθέρωση του εγκεφάλου από τα δεσμά του σώματος και της κίνησης σε μια αντιληπτική εργασία. Το ζώο ελέγχει το άβαταρ για να αγγίξει τους στόχους. Αισθάνεται την υφή τους μέσω του ηλεκτρικού μηνύματος που δέχεται απευθείας στον εγκέφαλο. Ο εγκέφαλος αποφασίζει ποια είναι η υφή εκείνη που σχετίζεται με την ανταμοιβή. Τις λεζάντες που βλέπετε στο βίντεο, δεν τις βλέπει ο πίθηκος. Παρεπιπτόντως, δεν μπορεί ούτως ή άλλως να διαβάσει αγγλικά υπάρχουν μόνο για να δείτε πως ο σωστός στόχος αλλάζει θέση. Παρόλα αυτά, ο πίθηκος μπορεί να τον βρει μέσω απτικής διάκρισης και μπορεί να τον πατήσει και να τον επιλέξει.
This is a complete liberation of the brain from the physical constraints of the body and the motor in a perceptual task. The animal is controlling the avatar to touch the targets. And he's sensing the texture by receiving an electrical message directly in the brain. And the brain is deciding what is the texture associated with the reward. The legends that you see in the movie don't appear for the monkey. And by the way, they don't read English anyway, so they are here just for you to know that the correct target is shifting position. And yet, they can find them by tactile discrimination, and they can press it and select it.
Έτσι, κοιτάζοντας τον εγκέφαλο του, στο πάνω σχήμα βλέπουμε την ευθυγράμμιση 125 κυττάρων που απεικονίζει την εγκεφαλική λειτουργία, τις ηλεκτρικές καταιγίδες αυτού του δείγματος νευρώνων στον εγκέφαλο όταν το ζώο χρησιμοποιεί κάποιον μοχλό. Αυτήν την εικόνα την αναγνωρίζει κάθε νευροφυσιολόγος. Η βασική ευθυγράμμιση δείχνει ότι αυτά τα κύτταρα ταξινομούν όλες τις πιθανές κατευθύνσεις. Η κάτω εικόνα δείχνει τι συμβαίνει όταν το σώμα σταματά να κινείται και το ζώο ξεκινά να ελέγχει είτε μια ρομποτική συσκευή είτε ένα υπολογιστικό άβαταρ. Στον ίδιο χρόνο που θα χρειαζόμασταν για να επανεκκινήσουμε τους υπολογιστές μας, μετατοπίζεται η εγκεφαλική δραστηριότητα για να εκπροσωπήσει αυτό το νέο εργαλείο, σαν να ήταν και αυτό μέρος του σώματος του πρωτεύοντος θηλαστικού. Ο εγκέφαλος το αφομοιώνει και αυτό πάρα πολύ γρήγορα.
So when we look at the brains of these animals, on the top panel you see the alignment of 125 cells showing what happens with the brain activity, the electrical storms, of this sample of neurons in the brain when the animal is using a joystick. And that's a picture that every neurophysiologist knows. The basic alignment shows that these cells are coding for all possible directions. The bottom picture is what happens when the body stops moving and the animal starts controlling either a robotic device or a computational avatar. As fast as we can reset our computers, the brain activity shifts to start representing this new tool, as if this too was a part of that primate's body. The brain is assimilating that too, as fast as we can measure.
Έτσι, αυτό μας υποδηλώνει πως η αίσθηση που έχουμε για τον εαυτό μας δεν σταματά στο τελευταίο στρώμα του επιθηλίου του σώματος μας, αλλά σταματά στο τελευταίο στρώμα των ηλεκτρονίων των εργαλείων που ελέγχουμε με τον εγκέφαλο μας. Τα βιολιά, τα αυτοκίνητα, οι μπάλες του ποδοσφαίρου, τα ρούχα μας, όλα αφομοιώνονται από αυτό το αδηφάγο, καταπληκτικό, δυναμικό σύστημα, τον εγκέφαλο μας.
So that suggests to us that our sense of self does not end at the last layer of the epithelium of our bodies, but it ends at the last layer of electrons of the tools that we're commanding with our brains. Our violins, our cars, our bicycles, our soccer balls, our clothing -- they all become assimilated by this voracious, amazing, dynamic system called the brain.
Ως που μπορούμε να φτάσουμε; Λοιπόν, σε ένα πείραμα που κάναμε πριν μερικά χρόνια φτάσαμε στα άκρα. Είχαμε βάλει ένα ζώο να τρέχει σε έναν διάδρομο στο Πανεπιστήμιο Ντιουκ στην ανατολική ακτή των ΗΠΑ που παρήγαγε τις απαραίτητες ιδεοκαταιγίδες για να κινηθεί. Είχαμε μια ρομποτική συσκευή, ένα ανθρωποειδές ρομπότ, στο Κιότο, στα εργαστήρια της ATR στην Ιαπωνία που όλη του τη ζωή ονειρευόταν να ελεχθεί από έναν εγκέφαλο, έναν ανθρώπινο εγκέφαλο ή έναν εγκέφαλο πρωτεύοντος θηλαστικού.
How far can we take it? Well, in an experiment that we ran a few years ago, we took this to the limit. We had an animal running on a treadmill at Duke University on the East Coast of the United States, producing the brainstorms necessary to move. And we had a robotic device, a humanoid robot, in Kyoto, Japan at ATR Laboratories that was dreaming its entire life to be controlled by a brain, a human brain, or a primate brain.
Η εγκεφαλική δραστηριότητα που παρήγαγαν οι κινήσεις του πιθήκου μεταδόθηκε στην Ιαπωνία και έκανε αυτό το ρομπότ να κινείται, ενώ η βιντεοσκόπηση αυτών των βημάτων στάλθηκε πίσω στο πανεπιστήμιο του Duke, έτσι ώστε ο πίθηκος να μπορεί να δει τα πόδια αυτού του ρομπότ να κινούνται μπροστά του. Έτσι, δεν ανταμείβονταν σύμφωνα με αυτό που έκανε το σώμα του, αλλά για κάθε σωστό βήμα του ρομπότ στην άλλη πλευρά του πλανήτη που ελέγχονταν από την εγκεφαλική του δραστηριότητα.
What happens here is that the brain activity that generated the movements in the monkey was transmitted to Japan and made this robot walk while footage of this walking was sent back to Duke, so that the monkey could see the legs of this robot walking in front of her. So she could be rewarded, not by what her body was doing but for every correct step of the robot on the other side of the planet controlled by her brain activity.
Το αστείο είναι, πως αυτό το ταξίδι μετ'επιστροφής στην άλλη άκρη της γης κράτησε 20 χιλιοστά του δευτερολέπτου λιγότερα απ'όσο χρειάζεται η ιδεοκαταιγίδα για να φτάσει από το κεφάλι του πιθήκου, στους ίδιους τού τους μυς. Ο πίθηκος κινούσε ένα ρομπότ έξι φορές μεγαλύτερο από αυτόν στην άλλη άκρη του πλανήτη. Αυτό είναι ένα από τα πειράματα που το ρομπότ μπορούσε να περπατήσει αυτόνομα. Αυτό είναι το CB1 που εκπληρώνει το όνειρο του στην Ιαπωνία υπό τον έλεγχο της εγκεφαλικής δραστηριότητας ενός πρωτεύοντος θηλαστικού.
Funny thing, that round trip around the globe took 20 milliseconds less than it takes for that brainstorm to leave its head, the head of the monkey, and reach its own muscle. The monkey was moving a robot that was six times bigger, across the planet. This is one of the experiments in which that robot was able to walk autonomously. This is CB1 fulfilling its dream in Japan under the control of the brain activity of a primate.
Τι σκοπεύουμε να κάνουμε με όλα αυτά; Πώς θα αξιοποιήσουμε όλη αυτήν την έρευνα, πέρα από το να μελετήσουμε αυτό το δυναμικό σύμπαν που έχουμε ανάμεσα στα αυτιά μας; Ο σκοπός είναι να εφαρμόσουμε όλη αυτή τη γνώση και τη τεχνολογία, προσπαθώντας να αποκαταστήσουμε ένα από τα σοβαρότερα νευρολογικά προβλήματα που υπάρχουν. Εκατομμύρια άνθρωποι έχουν χάσει την ικανότητα να μεταφράζουν αυτές τις ιδεοκαταιγίδες σε δράση, σε κίνηση. Αν και ο εγκέφαλος τους συνεχίζει να παράγει αυτές τις καταιγίδες και να ταξινομεί κινήσεις δεν μπορούν να υπερπηδήσουν το εμπόδιο που έχει προκαλέσει μια βλάβη στην σπονδυλική στήλη.
So where are we taking all this? What are we going to do with all this research, besides studying the properties of this dynamic universe that we have between our ears? Well the idea is to take all this knowledge and technology and try to restore one of the most severe neurological problems that we have in the world. Millions of people have lost the ability to translate these brainstorms into action, into movement. Although their brains continue to produce those storms and code for movements, they cannot cross a barrier that was created by a lesion on the spinal cord.
Αυτό που θέλουμε να κάνουμε, είναι να δημιουργήσουμε μια παράκαμψη, να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής για να διαβάσουν αυτά τα σήματα, μεγάλης κλίμακας ιδεοκαταιγίδες που εμπεριέχουν την επιθυμία να κινηθεί το άτομο ξανά, να παρακαμφθεί η βλάβη χρησιμοποιώντας υπολογιστική μικρομηχανική και να τις στείλουμε σε ένα καινούριο σώμα, ένα ολόκληρο σώμα που ονομάζεται εξωσκελετός, μια ολόσωμη ρομποτική στολή που θα γίνει το καινούριο σώμα αυτών των ασθενών.
So our idea is to create a bypass, is to use these brain-machine interfaces to read these signals, larger-scale brainstorms that contain the desire to move again, bypass the lesion using computational microengineering and send it to a new body, a whole body called an exoskeleton, a whole robotic suit that will become the new body of these patients.
Βλέπετε μια εικόνα που έφτιαξε μια μη-κερδοσκοπική κοινοπραξία, το επονομαζόμενο Walk Again Project, που συγκεντρώνει επιστήμονες από την Ευρώπη, από τις ΗΠΑ και τη Βραζιλία για να εργαστούν στην κατασκευή αυτού του νέου σώματος, ένα σώμα που θεωρούμε πως μέσα από τους ίδιους μηχανισμούς πλαστικότητας που επιτρέπουν στην Αουρόρα και σε άλλους πιθήκους τη χρήση αυτών των εργαλείων μέσω της διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής μας επιτρέπει να ενσωματώσουμε τα εργαλεία που παράγουμε και χρησιμοποιούμε καθημερινά. Επλίζουμε πως ο ίδιος μηχανισμός θα επιτρέψει σε αυτούς τους ασθενείς όχι μόνο να φανταστούν ξανά τις κινήσεις που θέλουν να κάνουν και να τις μεταφράσουν σε κινήσεις αυτού του νέου σώματος, αλλά και να αφομοιωθεί αυτό το σώμα ως το νέο σώμα που ελέγχει ο εγκέφαλος.
And you can see an image produced by this consortium. This is a nonprofit consortium called the Walk Again Project that is putting together scientists from Europe, from here in the United States, and in Brazil together to work to actually get this new body built -- a body that we believe, through the same plastic mechanisms that allow Aurora and other monkeys to use these tools through a brain-machine interface and that allows us to incorporate the tools that we produce and use in our daily life. This same mechanism, we hope, will allow these patients, not only to imagine again the movements that they want to make and translate them into movements of this new body, but for this body to be assimilated as the new body that the brain controls.
Μου είχαν πει πριν 10 χρόνια πως αυτό δεν θα συνέβαινε ποτέ, πως ήταν σχεδόν αδύνατο. Το μόνο που μπορώ να σας πω ως επιστήμονας, είναι πως μεγάλωσα στη νότια Βραζιλία στα μέσα της δεκαετίας του 1960 παρακολουθώντας μερικούς τρελούς τύπους που ισχυρίζονταν πως θα πάνε στο φεγγάρι. Ήμουν πέντε χρόνων και ποτέ δεν κατάλαβα γιατί η ΝΑΣΑ δεν προσλάμβανε τον Κάπτεν Κερκ και τον Σποκ να κάνουν τη δουλειά, στο κάτω-κάτω, ήταν πλήρως καταρτισμένοι αλλά και μόνο που το έβλεπα αυτό όταν ήμουν παιδί με έκανε να πιστεύω, όπως μου έλεγε η γιαγιά μου, πως «το αδύνατο είναι απλά το δυνατό για το οποίο κάποιος δεν έχει προσπαθήσει αρκετά, ώστε να το πραγματοποιήσει».
So I was told about 10 years ago that this would never happen, that this was close to impossible. And I can only tell you that as a scientist, I grew up in southern Brazil in the mid-'60s watching a few crazy guys telling [us] that they would go to the Moon. And I was five years old, and I never understood why NASA didn't hire Captain Kirk and Spock to do the job; after all, they were very proficient -- but just seeing that as a kid made me believe, as my grandmother used to tell me, that "impossible is just the possible that someone has not put in enough effort to make it come true."
Μου είπαν ότι είναι αδύνατον να κάνεις κάποιον να περπατήσει. Νομίζω πως θα ακολουθήσω τη συμβουλή της γιαγιάς μου.
So they told me that it's impossible to make someone walk. I think I'm going to follow my grandmother's advice.
Σας ευχαριστώ.
Thank you.
(χειροκρότημα)
(Applause)