Miguel Nicolelis: Brain-to-brain communication has arrived. How we did it

Miguel Nicolelis: Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation existiert bereits. So haben wir es geschafft.

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2015-01-26 ・ TED


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Miguel Nicolelis: Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation existiert bereits. So haben wir es geschafft.

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Übersetzung: Nicole Jendro Lektorat: Jo Pi
00:12
On June 12, 2014, precisely at 3:33
0
12454
6512
Am 12. Juni 2014, um genau 15:33 Uhr,
00:18
in a balmy winter afternoon in São Paulo, Brazil,
1
18966
4140
an einem milden Winternachmittag in São Paulo, Brasilien,
00:23
a typical South American winter afternoon,
2
23106
3526
einem typischen südamerikanischen Winternachmittag,
00:26
this kid, this young man that you see celebrating here
3
26632
2980
hat dieser junge Mann,
der hier feiert, als hätte er ein Tor geschossen --
00:29
like he had scored a goal,
4
29612
1519
00:31
Juliano Pinto, 29 years old, accomplished a magnificent deed.
5
31131
5931
Juliano Pinto, 29 Jahre alt -- eine großartige Tat vollbracht.
Er ist gelähmt und hat von der Mitte seines Oberkörpers abwärts kein Gefühl --
00:38
Despite being paralyzed
6
38102
2080
00:40
and not having any sensation from mid-chest to the tip of his toes
7
40182
4981
00:45
as the result of a car crash six years ago that killed his brother
8
45163
4530
vor 6 Jahren hatte er einen Autounfall, bei dem sein Bruder ums Leben kam,
00:49
and produced a complete spinal cord lesion that left Juliano in a wheelchair,
9
49693
7494
und Juliano ist seitdem wegen einer Verletzung am Rückenmark
an den Rollstuhl gefesselt --
aber Juliano zeigte sich der Situation gewachsen.
00:57
Juliano rose to the occasion, and on this day did something
10
57187
5030
Er vollbrachte an jenem Tag etwas, das keiner für möglich gehalten hätte,
01:02
that pretty much everybody that saw him in the six years deemed impossible.
11
62217
6005
der ihn in den 6 Jahren gesehen hatte.
01:09
Juliano Pinto delivered the opening kick
12
69062
5332
Juliano Pinto machte den Anstoß
01:14
of the 2014 Brazilian World Soccer Cup here
13
74394
6016
zur Fußballweltmeisterschaft 2014 in Brasilien
01:20
just by thinking.
14
80410
1470
nur mit seinen Gedanken.
01:22
He could not move his body,
15
82820
1877
Er konnte seinen Körper nicht bewegen,
01:24
but he could imagine the movements needed to kick a ball.
16
84697
4887
aber er konnte sich die Bewegung vorstellen, einen Ball zu spielen.
01:29
He was an athlete before the lesion. He's a para-athlete right now.
17
89584
3254
Vor der Verletzung war er Sportler. Jetzt ist er ein Para-Athlet.
01:32
He's going to be in the Paralympic Games, I hope, in a couple years.
18
92838
3462
Ich hoffe, er wird in ein paar Jahren an den Paralympischen Spielen teilnehmen.
01:36
But what the spinal cord lesion did not rob from Juliano
19
96300
4582
Die Rückenmarksverletzung konnte Juliano jedoch nicht
01:40
was his ability to dream.
20
100882
3001
seine Fähigkeit zu träumen nehmen.
01:43
And dream he did that afternoon, for a stadium of about 75,000 people
21
103883
6050
An jenem Nachmittag träumte er für ein Stadion mit etwa 75 000 Menschen
01:49
and an audience of close to a billion watching on TV.
22
109933
4491
und ein Fernsehpublikum von nahezu einer Milliarde.
01:54
And that kick crowned, basically, 30 years of basic research
23
114424
6301
Dieser Anstoß krönte 30 Jahre Grundlagenforschung am Gehirn,
02:00
studying how the brain,
24
120725
2247
02:02
how this amazing universe that we have between our ears
25
122972
3727
diesem erstaunlichen Universum zwischen unseren Ohren,
02:06
that is only comparable to universe that we have above our head
26
126699
4096
das nur mit dem Universum über unseren Köpfen vergleichbar ist,
02:10
because it has about 100 billion elements
27
130795
2766
weil es etwa 100 Milliarden Elemente besitzt,
02:13
talking to each other through electrical brainstorms,
28
133561
2702
die durch elektrische Gehirnströme zueinander sprechen.
02:16
what Juliano accomplished took 30 years to imagine in laboratories
29
136263
5241
Julianos Erfolg erforderte 30 Jahre Entwicklungsarbeit in den Laboren
02:21
and about 15 years to plan.
30
141504
2603
und etwa 15 Jahre Planung.
02:24
When John Chapin and I, 15 years ago, proposed in a paper
31
144107
4499
Als John Chapin und ich vor 15 Jahren in einem Artikel unseren Plan vorstellten,
02:28
that we would build something that we called a brain-machine interface,
32
148606
5182
eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Maschine zu bauen --
02:33
meaning connecting a brain to devices
33
153788
2957
also ein Gehirn mit Geräten zu verbinden,
02:36
so that animals and humans could just move these devices,
34
156745
3544
damit Tiere und Menschen diese Geräte bewegen können,
02:40
no matter how far they are from their own bodies,
35
160289
1851
egal wie weit sie vom eigenen Körpern weg sind,
02:42
just by imagining what they want to do,
36
162140
2586
einfach indem sie sich vorstellen, was sie tun wollen --
02:44
our colleagues told us that we actually needed professional help,
37
164726
4587
da haben unsere Kollegen gesagt, dass wir professionelle Hilfe bräuchten,
02:49
of the psychiatry variety.
38
169313
2697
und zwar der psychiatrischen Art.
02:52
And despite that, a Scot and a Brazilian persevered,
39
172010
5442
Trotzdem haben ein Schotte und ein Brasilianer durchgehalten,
02:57
because that's how we were raised in our respective countries,
40
177456
5015
denn so sind wir in unseren jeweiligen Ländern erzogen worden.
03:02
and for 12, 15 years,
41
182471
2136
12, 15 Jahre lang führten wir
03:04
we made demonstration after demonstration suggesting that this was possible.
42
184607
4389
eine Vorführung nach der anderen durch
und wiesen darauf hin, dass es möglich war.
03:08
And a brain-machine interface is not rocket science,
43
188996
2449
Eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Maschine ist keine Zauberei,
03:11
it's just brain research.
44
191445
1726
es ist einfach Gehirnforschung.
03:13
It's nothing but using sensors
45
193171
3247
Sensoren messen die elektrischen Signale, die das Gehirn produziert,
03:16
to read the electrical brainstorms that a brain is producing
46
196418
3547
03:19
to generate the motor commands
47
199965
2006
um die motorischen Befehle zu erzeugen, die dann ins Rückenmark geladen werden.
03:21
that have to be downloaded to the spinal cord,
48
201971
2213
03:24
so we projected sensors that can read
49
204184
2663
Wir haben Sensoren entworfen,
die Hunderte und Tausende dieser Gehirnzellen gleichzeitig lesen können.
03:26
hundreds and now thousands of these brain cells simultaneously,
50
206847
3515
03:30
and extract from these electrical signals
51
210362
3046
Von diesen elektrischen Signalen wird die motorische Planung entnommen,
03:33
the motor planning that the brain is generating
52
213408
2885
die das Gehirn erzeugt, bevor wir uns tatsächlich im Raum bewegen.
03:36
to actually make us move into space.
53
216293
2963
03:39
And by doing that, we converted these signals into digital commands
54
219256
3686
Dann wandelten wir diese Signale in digitale Signale um,
03:42
that any mechanical, electronic, or even a virtual device can understand
55
222942
4992
die mechanische, elektronische oder virtuelle Geräte verstehen können.
03:47
so that the subject can imagine what he, she or it wants to make move,
56
227934
6556
Die Versuchsperson kann sich vorstellen, was er, sie oder es bewegen möchte
03:54
and the device obeys that brain command.
57
234490
3451
und das Gerät folgt dem Befehl des Gehirns.
03:57
By sensorizing these devices with lots of different types of sensors,
58
237941
3904
Indem wir diese Geräte mit vielen verschiedenen Sensoren ausstatteten,
04:01
as you are going to see in a moment,
59
241845
1785
was ich gleich zeigen werde,
04:03
we actually sent messages back to the brain to confirm
60
243630
3469
sendeten wir sogar Botschaften zurück zum Gehirn, die bestätigten,
dass dieser motorische Wille ausgeführt wurde, egal wo --
04:07
that that voluntary motor will was being enacted, no matter where --
61
247099
3955
04:11
next to the subject, next door, or across the planet.
62
251054
5375
neben der Testperson, im nächsten Raum, oder auf der anderen Seite des Planeten.
04:16
And as this message gave feedback back to the brain,
63
256429
3241
Diese Botschaft gibt eine Rückmeldung an das Gehirn
04:19
the brain realized its goal: to make us move.
64
259670
4218
und das Gehirn hat sein Ziel erreicht: uns zu bewegen.
04:23
So this is just one experiment that we published a few years ago,
65
263888
3458
Dieses Experiment haben wir vor ein paar Jahren veröffentlicht.
04:27
where a monkey, without moving its body,
66
267346
2327
Ohne seinen Körper zu bewegen,
04:29
learned to control the movements of an avatar arm,
67
269673
4104
lernte ein Affe, die Bewegung eines Avatar-Armes zu steuern --
04:33
a virtual arm that doesn't exist.
68
273777
2046
ein virtueller Arm, der nicht existiert.
04:35
What you're listening to is the sound of the brain of this monkey
69
275823
3202
Hier hört man die Geräusche des Affengehirns,
04:39
as it explores three different visually identical spheres
70
279025
4404
während es drei optisch gleiche Kugeln im virtuellen Raum erforscht.
04:43
in virtual space.
71
283429
1659
Um einen begehrten Tropfen Orangensaft als Belohnung zu erhalten,
04:45
And to get a reward, a drop of orange juice that monkeys love,
72
285088
4042
04:49
this animal has to detect, select one of these objects
73
289130
3812
muss dieses Tier eines der Objekte auswählen und berühren.
04:52
by touching,
74
292942
1761
Nicht nur sehen, sondern berühren.
04:54
not by seeing it, by touching it,
75
294703
1652
04:56
because every time this virtual hand touches one of the objects,
76
296355
3045
Jedes Mal, wenn diese virtuelle Hand eines der Objekte berührt,
04:59
an electrical pulse goes back to the brain of the animal
77
299400
3083
wird ein elektrischer Impuls zum Gehirn des Tieres gesendet,
05:02
describing the fine texture of the surface of this object,
78
302483
4393
der die Oberflächenstruktur des Objektes beschreibt.
05:06
so the animal can judge what is the correct object that he has to grab,
79
306876
3898
Damit kann das Tier beurteilen, welches Objekt es greifen muss.
05:10
and if he does that, he gets a reward without moving a muscle.
80
310774
5244
Wenn es das tut, bekommt es eine Belohnung, ohne einen Muskel zu bewegen.
05:16
The perfect Brazilian lunch:
81
316018
2480
Das perfekte brasilianische Essen:
05:18
not moving a muscle and getting your orange juice.
82
318498
3715
Keinen Muskel bewegen und seinen Orangensaft bekommen.
05:22
So as we saw this happening,
83
322213
2804
Als sich dies ereignete,
05:25
we actually came and proposed the idea that we had published 15 years ago.
84
325017
4945
haben wir unsere Idee von vor 15 Jahren wieder vorgestellt.
05:29
We reenacted this paper.
85
329962
2029
Wir wiederholten den Artikel.
05:31
We got it out of the drawers,
86
331991
1969
Wir haben ihn aus unseren Schubladen geholt und wir formulierten die Idee,
05:33
and we proposed that perhaps we could get a human being that is paralyzed
87
333960
3927
dass ein gelähmter Mensch die Gehirn-Maschine-Schnittstelle
05:37
to actually use the brain-machine interface to regain mobility.
88
337887
4303
zur Wiedererlangung der Mobilität nutzen könnte.
05:42
The idea was that if you suffered --
89
342190
2178
Wenn man so etwas erleidet -- und das kann schnell jedem von uns passieren --
05:44
and that can happen to any one of us.
90
344368
2273
05:46
Let me tell you, it's very sudden.
91
346641
2012
ich kann Ihnen sagen, wie schnell:
05:48
It's a millisecond of a collision,
92
348653
1725
Es ist eine Millisekunde eines Aufpralls --
05:50
a car accident that transforms your life completely.
93
350378
3462
ein Autounfall, der Ihr Leben komplett verändert.
05:53
If you have a complete lesion of the spinal cord,
94
353840
2857
Wenn Sie eine komplette Lähmung erleiden, dann können Sie sich nicht bewegen,
05:56
you cannot move because your brainstorms cannot reach your muscles.
95
356697
3383
weil die Gehirnströme die Muskeln nicht erreichen können.
06:00
However, your brainstorms continue to be generated in your head.
96
360080
4250
Aber die Gehirnströme werden weiterhin im Gehirn erzeugt.
06:04
Paraplegic, quadriplegic patients dream about moving every night.
97
364330
3915
Gelähmte träumen jede Nacht davon, sich zu bewegen.
06:08
They have that inside their head.
98
368245
2152
Das passiert in ihren Köpfen.
06:10
The problem is how to get that code out of it
99
370397
3341
Doch wie bekommt man diesen Code aus dem Kopf heraus,
06:13
and make the movement be created again.
100
373738
2924
um die Bewegung neu zu schaffen?
06:16
So what we proposed was, let's create a new body.
101
376662
3221
Wir schlugen vor, einen neuen Körper zu bauen.
06:19
Let's create a robotic vest.
102
379883
1736
Bauen wir einen Roboteranzug.
06:21
And that's exactly why Juliano could kick that ball just by thinking,
103
381619
4843
Damit konnte Juliano den Ball allein durch seine Gedanken spielen.
06:26
because he was wearing the first brain-controlled robotic vest
104
386462
4319
Er trug den ersten gehirngesteuerten Roboteranzug.
06:30
that can be used by paraplegic, quadriplegic patients to move
105
390781
3279
Er kann von Querschnittgelähmten genutzt werden,
um sich zu bewegen und Signale aufzugreifen.
06:34
and to regain feedback.
106
394060
1811
06:35
That was the original idea, 15 years ago.
107
395871
2897
Das war die ursprüngliche Idee vor 15 Jahren.
06:38
What I'm going to show you is how 156 people from 25 countries
108
398768
5474
Ich werde Ihnen zeigen, wie 156 Menschen aus 25 Ländern
von 5 Kontinenten unserer wundervollen Erde
06:44
all over the five continents of this beautiful Earth,
109
404242
2769
ihr tägliches Leben, ihre Patente,
06:47
dropped their lives, dropped their patents,
110
407011
3018
06:50
dropped their dogs, wives, kids, school, jobs,
111
410029
4110
ihre Hunde, Frauen, Kinder, Schule, Arbeit beiseite schoben,
um sich 18 Monate lang in Brasilien für dieses Ziel zusammenzufinden.
06:54
and congregated to come to Brazil for 18 months to actually get this done.
112
414139
5517
06:59
Because a couple years after Brazil was awarded the World Cup,
113
419656
3875
Ein paar Jahre, nachdem Brasilien als Austragungsort für die WM gewählt wurde,
07:03
we heard that the Brazilian government wanted to do something meaningful
114
423531
3652
hörten wir, die brasilianische Regierung wolle für die Eröffnungszeremonie
07:07
in the opening ceremony
115
427183
1698
etwas Bedeutsames machen,
07:08
in the country that reinvented and perfected soccer
116
428881
3740
im Land, das Fußball neu erfunden und perfektioniert hat --
07:12
until we met the Germans, of course.
117
432621
2206
natürlich nur, bis wir auf die Deutschen trafen.
07:14
(Laughter)
118
434827
1393
(Lachen)
07:16
But that's a different talk,
119
436220
1835
Aber das ist ein anderer Vortrag,
den ein anderer Neurowissenschaftler halten muss.
07:18
and a different neuroscientist needs to talk about that.
120
438055
4040
Brasilien wollte sich von einer völlig anderen Seite zeigen:
07:22
But what Brazil wanted to do is to showcase
121
442095
2074
07:24
a completely different country,
122
444169
1725
07:25
a country that values science and technology,
123
445894
2888
als Land, das Wissenschaft und Technik schätzt
07:28
and can give a gift to millions, 25 million people around the world
124
448782
3883
und ein Geschenk für die 25 Millionen Menschen weltweit bereithält,
07:32
that cannot move any longer because of a spinal cord injury.
125
452665
2835
die sich nach einer Rückenmarksverletzung nicht mehr bewegen können.
07:35
Well, we went to the Brazilian government and to FIFA and proposed,
126
455500
3604
Wir haben der brasilianischen Regierung und der FIFA vorgeschlagen,
07:39
well, let's have the kickoff of the 2014 World Cup
127
459104
3368
den Anstoß zur Weltmeisterschaft 2014
07:42
be given by a Brazilian paraplegic
128
462472
2372
von einem brasilianischen Querschnittgelähmten machen zu lassen,
07:44
using a brain-controlled exoskeleton that allows him to kick the ball
129
464844
4890
der dank eines gehirngesteuerten Exoskeletts den Ball anstoßen
07:49
and to feel the contact of the ball.
130
469734
2276
und den Kontakt zum Ball fühlen kann.
Sie sahen uns an, dachten, wir wären komplett verrückt,
07:52
They looked at us, thought that we were completely nuts,
131
472010
2614
07:54
and said, "Okay, let's try."
132
474624
2856
und sagten: "OK, versuchen wir's."
07:57
We had 18 months to do everything from zero, from scratch.
133
477480
4240
Wir hatten 18 Monate Zeit und mussten bei Null beginnen.
08:01
We had no exoskeleton, we had no patients,
134
481720
3236
Wir hatten kein Exoskelett, keine Patienten,
08:04
we had nothing done.
135
484956
1217
nichts war fertig.
08:06
These people came all together
136
486173
2336
Diese Leute kamen zusammen
08:08
and in 18 months, we got eight patients in a routine of training
137
488509
4248
und in 18 Monaten hatten wir 8 Patienten, die regelmäßig übten,
08:12
and basically built from nothing this guy,
138
492757
4098
und bauten diesen Typen hier aus dem Nichts:
08:16
that we call Bra-Santos Dumont 1.
139
496855
3580
Wir nennen ihn Brazil-Santos Dumont 1.
08:21
The first brain-controlled exoskeleton to be built
140
501315
3425
Das erste gehirngesteuerte Exoskelett war
08:24
was named after the most famous Brazilian scientist ever,
141
504740
4156
nach dem berühmtesten brasilianischen Wissenschaftler benannt,
08:28
Alberto Santos Dumont,
142
508896
1973
Alberto Santos Dumont,
08:30
who, on October 19, 1901, created and flew himself
143
510869
5803
der am 19. Oktober 1901 in Paris vor einer Million Menschen
08:36
the first controlled airship on air in Paris for a million people to see.
144
516672
7227
das erste gesteuerte Luftschiff baute und flog.
08:43
Sorry, my American friends,
145
523899
2019
Sorry, meine amerikanischen Freunde,
08:45
I live in North Carolina,
146
525918
1310
ich lebe in North Carolina,
08:47
but it was two years before the Wright Brothers flew
147
527228
4882
aber das war zwei Jahre, bevor die Brüder Wright
die Küste North Carolinas entlang flogen.
08:52
on the coast of North Carolina.
148
532110
2164
08:54
(Applause)
149
534274
2575
(Applaus)
08:57
Flight control is Brazilian. (Laughter)
150
537339
4778
Die erste Flugsteuerung war brasilianisch.
(Lachen)
09:02
So we went together with these guys
151
542117
3000
Wir haben uns also zusammengetan
09:05
and we basically put this exoskeleton together,
152
545117
2901
und dieses Exoskelett gebaut:
09:08
15 degrees of freedom, hydraulic machine
153
548018
3972
15 Freiheitsgrade, eine hydraulische Maschine,
09:11
that can be commanded by brain signals
154
551990
2717
die durch Gehirnsignale gesteuert werden kann.
09:14
recorded by a non-invasive technology called electroencephalography
155
554707
4218
Aufgezeichnet mit nicht-invasiver Elektroenzephalographie,
09:18
that can basically allow the patient to imagine the movements
156
558925
3189
die es dem Patienten erlaubt, sich Bewegungen vorzustellen
09:22
and send his commands to the controls, the motors,
157
562114
3951
und seine Befehle zur Steuerung und zur Motorik sendet
09:26
and get it done.
158
566065
1802
und es vollbringt.
09:27
This exoskeleton was covered with an artificial skin
159
567867
2863
Dieses Exoskelett war mit künstlicher Haut bedeckt,
09:30
invented by Gordon Cheng, one of my greatest friends, in Munich,
160
570730
4084
die von Gordon Cheng, einem meiner besten Freunde, in München erfunden wurde.
09:34
to allow sensation from the joints moving and the foot touching the ground
161
574814
4586
Sie ermöglicht es, das Gefühl der sich bewegenden Gelenke und der Bodenberührung
09:39
to be delivered back to the patient through a vest, a shirt.
162
579400
4540
über eine Weste zurück zum Patienten zu senden.
09:43
It is a smart shirt with micro-vibrating elements
163
583940
2970
Es ist ein Smart-Hemd mit mikro-vibrierenden Elementen.
09:46
that basically delivers the feedback and fools the patient's brain
164
586910
4823
Diese senden eine Rückmeldung und erzeugen im Gehirn des Patienten ein Gefühl,
09:51
by creating a sensation that it is not a machine that is carrying him,
165
591733
3471
dass nicht die Maschine ihn trägt,
09:55
but it is he who is walking again.
166
595204
3250
sondern er es ist, der wieder gehen kann.
09:58
So we got this going, and what you'll see here
167
598454
2859
Wir haben das zum Laufen gebracht und hier sehen Sie,
10:01
is the first time one of our patients, Bruno, actually walked.
168
601313
4690
wie einer unserer Patienten, Bruno, ein paar Schritte geht.
10:06
And he takes a few seconds because we are setting everything,
169
606003
2878
Es braucht ein paar Sekunden, weil wir alles vorbereiteten.
10:08
and you are going to see a blue light cutting in front of the helmet
170
608881
3297
Sie werden vorne am Helm ein blaues Licht sehen,
denn Bruno wird sich die Bewegung vorstellen, die ausgeführt werden soll,
10:12
because Bruno is going to imagine the movement that needs to be performed,
171
612178
3920
10:16
the computer is going to analyze it, Bruno is going to certify it,
172
616098
3208
der Computer wird sie analysieren, Bruno wird sie bestätigen,
10:19
and when it is certified,
173
619306
1809
und wenn sie bestätigt ist,
10:21
the device starts moving under the command of Bruno's brain.
174
621115
3527
bewegt sich das Gerät unter dem Kommando von Brunos Gehirn.
10:24
And he just got it right, and now he starts walking.
175
624642
4575
Er hat es gerade geschafft und jetzt beginnt er zu gehen.
Nach 9 Jahren, in denen er sich nicht bewegen konnte,
10:29
After nine years without being able to move,
176
629217
2786
10:32
he is walking by himself.
177
632003
2670
geht er ganz alleine.
10:34
And more than that --
178
634673
1602
Und nicht nur das ...
10:36
(Applause) --
179
636275
3228
(Applaus)
10:39
more than just walking,
180
639503
1787
Es sind mehr als nur Schritte, er fühlt den Boden,
10:41
he is feeling the ground,
181
641290
2318
10:43
and if the speed of the exo goes up,
182
643608
2043
und als sich die Geschwindigkeit des Skeletts erhöht,
10:45
he tells us that he is walking again on the sand of Santos,
183
645651
4451
sagt er uns, dass er wieder auf dem Sand in Santos spaziert,
10:50
the beach resort where he used to go before he had the accident.
184
650102
4191
dem Strand, an dem er vor dem Unfall oft war.
Darum erzeugt das Gehirn ein neues Gefühl in Brunos Kopf.
10:54
That's why the brain is creating a new sensation in Bruno's head.
185
654293
3464
10:57
So he walks, and at the end of the walk -- I am running out of time already --
186
657757
3699
Er geht und am Ende dieses Gangs -- mir läuft die Zeit davon --
11:01
he says, "You know, guys,
187
661456
2724
sagt er: "Wisst ihr was?!
11:04
I need to borrow this thing from you when I get married,
188
664180
2631
Ich muss mir dieses Ding ausleihen, wenn ich heirate,
11:06
because I wanted to walk to the priest
189
666811
2505
denn ich möchte zum Priester gehen, meine Braut sehen und dort sein."
11:09
and see my bride and actually be there by myself.
190
669316
3774
11:13
Of course, he will have it whenever he wants.
191
673090
3392
Natürlich kann er es haben, wann immer er will.
11:16
And this is what we wanted to show during the World Cup, and couldn't,
192
676482
4082
Das wollten wir während der Weltmeisterschaft zeigen
und konnten es nicht,
11:20
because for some mysterious reason, FIFA cut its broadcast in half.
193
680564
4174
da die FIFA aus unerklärlichen Gründen die Übertragungszeit halbiert hat.
11:25
What you are going to see very quickly is Juliano Pinto in the exo doing the kick
194
685618
7673
Gleich werden Sie Juliano Pinto im Exoskelett sehen,
wie er den Ball ein paar Minuten vor unserer Ankunft am Spielfeld spielte,
11:33
a few minutes before we went to the pitch
195
693291
2297
11:35
and did the real thing in front of the entire crowd,
196
695588
2911
und das vor dem gesamten Publikum machten.
11:38
and the lights you are going to see just describe the operation.
197
698499
3381
Die Lichter, die Sie sehen werden, beschreiben den Vorgang.
11:41
Basically, the blue lights pulsating indicate that the exo is ready to go.
198
701880
4888
Die pulsierenden blauen Lichter geben an, dass das Exoskelett bereit ist.
11:46
It can receive thoughts and it can deliver feedback,
199
706768
3075
Es kann Gedanken empfangen und Rückmeldung geben.
11:49
and when Juliano makes the decision to kick the ball,
200
709843
3018
Wenn Juliano die Entscheidung trifft, den Ball zu spielen,
11:52
you are going to see two streams of green and yellow light
201
712861
3103
sieht man zwei Strahlen in Grün und Gelb,
11:55
coming from the helmet and going to the legs,
202
715964
2677
die vom Helm zu den Beinen verlaufen.
11:58
representing the mental commands that were taken by the exo
203
718641
4101
Sie stellen die mentalen Befehle dar, die das Exoskelett empfängt,
12:02
to actually make that happen.
204
722742
1899
um das möglich zu machen.
12:04
And in basically 13 seconds,
205
724641
2695
In 13 Sekunden machte Juliano es möglich.
12:07
Juliano actually did.
206
727336
2083
12:09
You can see the commands.
207
729419
1716
Man kann die Befehle sehen.
Er macht sich bereit, der Ball liegt bereit, und er schießt.
12:11
He gets ready, the ball is set, and he kicks.
208
731135
4340
12:15
And the most amazing thing is,
209
735475
1878
Das Erstaunlichste ist,
12:17
10 seconds after he did that, and looked at us on the pitch,
210
737353
3232
10 Sekunden, nachdem er das auf dem Feld gemacht hat,
12:20
he told us, celebrating as you saw,
211
740585
2277
feierte er, wie Sie gesehen haben und sagte: "Ich habe den Ball gefühlt."
12:22
"I felt the ball."
212
742862
1830
12:25
And that's priceless.
213
745562
2197
Das ist unbezahlbar.
12:27
(Applause)
214
747759
1872
(Applaus)
12:29
So where is this going to go?
215
749631
1500
Wohin führt das?
12:31
I have two minutes to tell you
216
751131
1935
Ich habe zwei Minuten Ihnen zu sagen,
dass es an die Grenzen Ihrer Vorstellungskraft geht.
12:33
that it's going to the limits of your imagination.
217
753066
3250
12:36
Brain-actuating technology is here.
218
756316
2179
Gehirn-aktivierte Technologie existiert.
12:38
This is the latest: We just published this a year ago,
219
758495
2554
Das ist das Aktuellste, das wir vor einem Jahr veröffentlichten:
12:41
the first brain-to-brain interface
220
761049
2233
Die erste Schnittstelle zwischen Gehirnen,
12:43
that allows two animals to exchange mental messages
221
763282
3627
durch die zwei Tiere gedanklich Nachrichten austauschen können.
12:46
so that one animal that sees something coming from the environment
222
766909
3576
Sieht ein Tier etwas von der Umgebung,
12:50
can send a mental SMS, a torpedo, a neurophysiological torpedo,
223
770485
5552
kann es eine mentale SMS, einen neurophysiologischen Torpedo,
12:56
to the second animal,
224
776042
1606
zum zweiten Tier senden.
12:57
and the second animal performs the act that he needed to perform
225
777648
3877
Das zweite Tier vollbringt die notwendige Handlung,
13:01
without ever knowing what the environment was sending as a message,
226
781525
4458
ohne zu wissen, was von der Umgebung als Signal gesendet wurde.
13:05
because the message came from the first animal's brain.
227
785983
3296
Denn das Signal kam vom Gehirn des ersten Tieres.
13:09
So this is the first demo.
228
789279
2370
Das ist die erste Vorführung.
13:11
I'm going to be very quick because I want to show you the latest.
229
791649
3954
Ich werde sehr schnell sein, denn ich will Ihnen die aktuellste zeigen.
13:15
But what you see here is the first rat getting informed
230
795603
5570
Hier sehen Sie die erste Ratte,
wie sie durch ein Licht links im Käfig informiert wird,
13:21
by a light that is going to show up on the left of the cage
231
801192
2933
13:24
that he has to press the left cage to basically get a reward.
232
804125
3740
dass sie den linken Käfig drücken muss, um die Belohnung zu bekommen.
13:27
He goes there and does it.
233
807865
1793
Sie läuft dorthin und tut es.
13:29
And the same time, he is sending a mental message
234
809658
2326
Zur gleichen Zeit sendet sie die mentale Nachricht an die zweite Ratte,
13:31
to the second rat that didn't see any light,
235
811984
3023
die das Licht nicht gesehen hat.
13:35
and the second rat, in 70 percent of the times
236
815007
2361
In 70 % der Fälle drückt die zweite Ratte den linken Hebel
13:37
is going to press the left lever and get a reward
237
817368
4213
und bekommt die Belohnung,
13:41
without ever experiencing the light in the retina.
238
821581
4135
ohne jemals das Licht auf der Netzhaut erfahren zu haben.
13:45
Well, we took this to a little higher limit
239
825716
4134
Wir haben dies auf eine höhere Ebene gebracht,
13:49
by getting monkeys to collaborate mentally in a brain net,
240
829850
4732
indem wir Affen dazu brachten, in einem mentalen Gehirn-Netzwerk zu kooperieren.
13:54
basically to donate their brain activity
241
834582
2190
Sie haben quasi ihre Gehirnkapazität vereint,
13:56
and combine them to move the virtual arm that I showed you before,
242
836772
3518
um den virtuellen Arm zu bewegen, den ich vorhin gezeigt habe.
14:00
and what you see here is the first time the two monkeys combine their brains,
243
840290
4768
Hier sieht man das erste Mal, dass zwei Affen ihre Gehirne verbinden --
perfekt synchronisieren, um den virtuellen Arm zu bewegen.
14:05
synchronize their brains perfectly to get this virtual arm to move.
244
845058
4258
14:09
One monkey is controlling the x dimension,
245
849316
2800
Ein Affe steuert die X-Dimension,
14:12
the other monkey is controlling the y dimension.
246
852116
2880
der andere Affe steuert die Y-Dimension.
14:14
But it gets a little more interesting when you get three monkeys in there
247
854996
4180
Es wird noch ein bisschen interessanter, wenn man das mit drei Affen macht.
14:19
and you ask one monkey to control x and y,
248
859176
3807
Ein Affe steuert X und Y,
14:22
the other monkey to control y and z,
249
862983
2671
ein anderer Affe steuert Y und Z
14:25
and the third one to control x and z,
250
865654
2878
und der dritte Affe steuert X und Z.
14:28
and you make them all play the game together,
251
868532
2116
Sie spielen das Spiel alle zusammen
14:30
moving the arm in 3D into a target to get the famous Brazilian orange juice.
252
870648
5954
und bewegen den Arm in 3D zum Ziel, um den brasilianischen Orangensaft zu bekommen.
14:36
And they actually do.
253
876602
2385
Sie schaffen es tatsächlich.
14:38
The black dot is the average of all these brains working
254
878987
4174
Der schwarze Punkt ist der Durchschnitt dieser parallel arbeitenden Gehirne --
14:43
in parallel, in real time.
255
883161
2858
in Echtzeit.
14:46
That is the definition of a biological computer,
256
886019
3086
Das ist die Definition eines biologischen Computers:
Interaktion durch Gehirnaktivität und das Erreichen eines motorischen Ziels.
14:49
interacting by brain activity and achieving a motor goal.
257
889105
4542
14:53
Where is this going?
258
893647
1889
Wohin führt das?
14:55
We have no idea.
259
895536
2585
Wir haben keine Ahnung.
14:58
We're just scientists.
260
898121
1800
Wir sind nur Wissenschaftler.
14:59
(Laughter)
261
899921
1297
(Lachen)
15:01
We are paid to be children,
262
901218
2556
Wir werden bezahlt, Kinder zu sein,
15:03
to basically go to the edge and discover what is out there.
263
903774
3990
an die Grenze zu gehen und zu entdecken, was dahinter liegt.
15:07
But one thing I know:
264
907764
1686
Aber eins weiß ich:
15:09
One day, in a few decades,
265
909450
2185
Eines Tages, in ein paar Jahrzehnten,
15:11
when our grandchildren surf the Net just by thinking,
266
911635
3522
wenn unsere Enkel allein durch ihre Gedanken im Internet surfen,
15:15
or a mother donates her eyesight to an autistic kid who cannot see,
267
915157
4318
oder eine Mutter ihrem blinden, autistischen Kind ihr Augenlicht gibt,
15:19
or somebody speaks because of a brain-to-brain bypass,
268
919475
2928
oder jemand dank eines Gehirn-zu-Gehirn- Bypasses sprechen kann,
15:22
some of you will remember that it all started on a winter afternoon
269
922403
6327
dann wird sich jemand daran erinnern, dass alles an einem Winternachmittag begann,
15:28
in a Brazilian soccer field with an impossible kick.
270
928730
3772
auf einem Fußballfeld in Brasilien, mit einem unmöglichen Anstoß.
15:32
Thank you.
271
932502
1996
Danke schön.
15:34
(Applause)
272
934498
5665
(Applaus)
15:43
Thank you.
273
943962
3260
Danke.
Danke.
15:59
Bruno Giussani: Miguel, thank you for sticking to your time.
274
959440
3564
Bruno Guissani: Miguel, danke, dass Sie sich an Ihre Zeit gehalten haben.
Ich hätte Ihnen auch ein paar Minuten mehr gegeben.
16:03
I actually would have given you a couple more minutes,
275
963004
2525
16:05
because there are a couple of points we want to develop, and, of course,
276
965529
3384
Es gibt ein paar Punkte, auf die wir eingehen wollen.
Es sieht so aus, dass wir verbundene Gehirne brauchen,
16:08
clearly it seems that we need connected brains to figure out where this is going.
277
968913
3897
um herauszufinden, wohin das führt.
16:12
So let's connect all this together.
278
972810
1902
Verbinden wir das alles.
16:14
So if I'm understanding correctly,
279
974712
1669
Wenn ich richtig verstehe,
16:16
one of the monkeys is actually getting a signal
280
976381
2499
erhält einer der Affen ein Signal
16:18
and the other monkey is reacting to that signal
281
978880
2266
und der andere Affe reagiert auf dieses Signal,
16:21
just because the first one is receiving it and transmitting the neurological impulse.
282
981146
4485
weil der erste es erhält und einen neurologischen Impuls überträgt.
16:25
Miguel Nicolelis: No, it's a little different.
283
985631
2224
Miguel Nicolelis: Nein, es ist ein bisschen anders.
16:27
No monkey knows of the existence of the other two monkeys.
284
987855
2891
Keiner der Affen weiß von der Existenz der anderen zwei Affen.
16:30
They are getting a visual feedback in 2D,
285
990746
2936
Sie bekommen eine visuelle Rückmeldung in 2D,
16:33
but the task they have to accomplish is 3D.
286
993682
2673
aber sie müssen eine Aufgabe in 3D lösen.
16:36
They have to move an arm in three dimensions.
287
996355
2599
Sie müssen einen Arm in 3D bewegen.
16:38
But each monkey is only getting the two dimensions on the video screen
288
998954
3402
Aber jeder Affe bekommt nur zwei Dimensionen auf dem Bildschirm zu sehen,
16:42
that the monkey controls.
289
1002356
1776
die er steuert.
16:44
And to get that thing done,
290
1004132
3018
Um die Aufgabe zu lösen,
16:47
you need at least two monkeys to synchronize their brains,
291
1007150
2814
müssen mindestens zwei Affen ihre Gehirne synchronisieren,
16:49
but the ideal is three.
292
1009964
1771
aber das Ideal sind drei.
16:51
So what we found out is that when one monkey starts slacking down,
293
1011735
3616
Wir haben herausgefunden, wenn einer der Affen beginnt nachzulassen,
16:55
the other two monkeys enhance their performance
294
1015351
2611
verbessern die anderen beiden Affen ihre Leistung,
16:57
to get the guy to come back,
295
1017962
1982
um den ersten Affen dazu zu bringen, weiter zu machen.
16:59
so this adjusts dynamically,
296
1019944
2106
Es gibt also eine dynamische Anpassung,
17:02
but the global synchrony remains the same.
297
1022050
4349
aber die allgemeine Synchronie bleibt die gleiche.
Wenn man nun die Dimensionen umkehrt, die jedes Gehirn steuert,
17:06
Now, if you flip without telling the monkey
298
1026399
2624
17:09
the dimensions that each brain has to control,
299
1029023
2298
ohne es den Affen zu sagen,
wie dieser hier, der X und Y steuert,
17:11
like this guy is controlling x and y,
300
1031321
2299
17:13
but he should be controlling now y and z,
301
1033620
2415
aber eigentlich sollte er jetzt Y und Z steuern,
17:16
instantaneously, that animal's brain forgets about the old dimensions
302
1036035
4783
vergisst das Gehirn des Tieres sofort die alten Dimensionen
17:20
and it starts concentrating on the new dimensions.
303
1040818
2518
und beginnt sich auf die neuen Dimensionen zu konzentrieren.
17:23
So what I need to say is that no Turing machine,
304
1043336
3287
Ich will damit sagen, dass keine Turing-Maschine,
17:26
no computer can predict what a brain net will do.
305
1046623
4202
kein Computer vorhersagen kann, was das Gehirn-Netzwerk tun wird.
17:30
So we will absorb technology as part of us.
306
1050825
2381
Wir werden die Technik als Teil von uns absorbieren.
17:33
Technology will never absorb us.
307
1053206
2609
Die Technik wird niemals uns absorbieren.
17:35
It's simply impossible.
308
1055815
2641
Das ist einfach unmöglich.
17:38
BG: How many times have you tested this?
309
1058456
3050
BG: Wie oft haben Sie das getestet?
17:41
And how many times have you succeeded versus failed?
310
1061506
2545
Wie oft hattet ihr Erfolg oder Misserfolg?
17:44
MN: Oh, tens of times.
311
1064051
2276
MN: Oh, zig Male.
17:46
With the three monkeys? Oh, several times.
312
1066327
2238
Mit den drei Affen? Oh, mehrere Male.
17:48
I wouldn't be able to talk about this here unless I had done it a few times.
313
1068565
4620
Ich könnte davon hier nicht erzählen, wenn wir es nicht einige Male gemacht hätten.
17:53
And I forgot to mention, because of time,
314
1073185
2601
Wegen der Zeit habe ich vergessen zu erwähnen,
17:55
that just three weeks ago, a European group
315
1075786
3761
dass gerade vor drei Wochen ein europäisches Team
17:59
just demonstrated the first man-to-man brain-to-brain connection.
316
1079547
5090
die erste Mensch-zu-Mensch- und Gehirn- zu-Gehirn-Verbindung vorgestellt hat.
18:04
BG: And how does that play?
317
1084637
1520
BG: Wie funktioniert das?
18:06
MN: There was one bit of information -- big ideas start in a humble way --
318
1086157
4582
MN: Es war eine kurze Information -- große Ideen beginnen bescheiden.
18:10
but basically the brain activity of one subject
319
1090739
6363
Die Gehirnaktivität einer Testperson
18:17
was transmitted to a second object, all non-invasive technology.
320
1097102
4206
wurde mit nicht-invasiver Technologie an eine zweite Testperson übertragen.
18:21
So the first subject got a message, like our rats, a visual message,
321
1101308
4244
Die erste Testperson hat, wie auch unsere Ratten,
eine visuelle Nachricht erhalten und hat diese an die zweite Testperson übertragen.
18:25
and transmitted it to the second subject.
322
1105552
2554
18:28
The second subject received a magnetic pulse in the visual cortex,
323
1108106
4482
Die zweite Testperson erhielt einen magnetischen Impuls im visuellen Kortex,
18:32
or a different pulse, two different pulses.
324
1112588
3506
oder einen anderen Impuls, zwei verschiedene Impulse.
Durch den einen Impuls sah die Testperson etwas,
18:36
In one pulse, the subject saw something.
325
1116094
2705
18:38
On the other pulse, he saw something different.
326
1118799
2136
durch den anderen Impuls sah sie etwas anderes.
18:40
And he was able to verbally indicate
327
1120935
1983
Sie konnte verbal mitteilen,
18:42
what was the message the first subject was sending
328
1122918
3040
welche Nachricht die erste Testperson über das Internet
18:45
through the Internet across continents.
329
1125958
2895
über Kontinente hinweg sendete.
18:48
Moderator: Wow. Okay, that's where we are going.
330
1128853
2519
BG: Wow. Dahin geht es also.
Das wird der nächste TED-Vortrag auf der nächsten Konferenz.
18:51
That's the next TED Talk at the next conference.
331
1131372
2317
18:53
Miguel Nicolelis, thank you. MN: Thank you, Bruno. Thank you.
332
1133689
2907
Miguel Nicolelis, vielen Dank. MN: Danke, Bruno. Vielen Dank.
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