A Brain Implant That Turns Your Thoughts Into Text | Tom Oxley | TED

Translator: Samaneh (Simin) Seyedi Reviewer: Masoud Motamedifar

A few months ago,

چند ماه پیش،

I surrendered the password to my Twitter account

من رمز ورود حساب توییترم را به یک شخص فلج

to let a person with paralysis tweet out their thoughts.

دادم تا افکارش را توییت کند.

اما من واقعاً چنین قصدی داشتم.

But I mean that literally.

فیلیپ اوکیف نمی‌تواند مثل شما یا من از انگشت‌هایش برای تایپ کردن استفاده کند

Philip O'Keefe can't use his fingers to type like you or I,

but thanks to a tiny brain implant,

اما به لطف یک ایمپلنت مغزی بسیار کوچک

he was able to send the following tweets.

او توانست توییت‌های زیر را ارسال کند:

"Hello world! Short tweet. Monumental progress."

«سلام دنیا! یک توییت کوتاه. پیشرفت افسانه‌ای.»

"No need for keystrokes or voices.

«بدون نیاز به فشردن کلیدها یا صدا.

I created this tweet just by thinking it."

من این توییت را فقط با فکر کردن خلق کردم.»

«امیدوارم راهی برای توییت کردن از طریق فکر

"My hope is that I pave the way

for people to be able to tweet through thoughts. Phil."

را برای سایر افراد هموار کرده باشم. فیل.»

Now you might be thinking there are some people out there

شاید با خودتان بگویید افرادی هستند که

who should not be allowed to tweet directly from their brain.

شاید بهتر باشد اجازه توییت مستقیم از مغز را نداشته باشند.

(Laughter)

(صدای خنده حضار)

I agree.

من هم با شما موافقم.

But for people with paralysis and disability,

اما برای افراد دچار فلج و ناتوانی

this technology can be life-changing.

این فناوری می‌تواند زندگی‌شان را متحول کند

I’m very excited to introduce you to Philip and Rodney.

مفتخرم شما را با فیلیپ و رودنی آشنا کنم.

They both have a neurodegenerative disease called ALS,

هر دوی آنها دچار یک بیماری تحلیل عصبی به نام ALS هستند،

means they can't move their hands or speak clearly,

یعنی آنها نمی‌توانند دست‌هایشان را حرکت دهند یا واضح صحبت کنند،

but they can now text

اما حالا می‌توانند پیام بنویسند

thanks to a brain-computer interface or BCI.

آنهم به لطف یک رابط مغز-کامپیوتر یا BCI.

اینها سیگنال‌های مغز فیلیپ هستند که روی صفحه نمایش داده می‌شوند.

There were Philip’s brain signals up on the screen.

They’re connected to their computers via Bluetooth.

آنها از طریق بلوتوث به مغز متصل می‌شوند.

The device is fully internalized, invisible to the outside world,

دستگاه کاملاً توکاری شده و از بیرون قابل رؤیت نیست

and they learn to control the keyboard

و آنها یاد می‌گیرند تا صفحه کلید را

with clicks directly coming from their brain.

با کلیک‌های مستقیم از مغزشان کنترل کنند.

Now BCIs conjure up images of science fiction like "The Matrix"

اکنون BCIها تصاویر داستان‌های تخیلی مثل «ماتریکس» را

with a cable jacked up into your brain through a hole in your skull.

با سیمی که از طریق سوراخی در جمجمه به مغز وصل شده زنده می‌کنند.

But I'm here to show you that the future can be much more elegant than that.

اما امروز اینجایم تا به شما نشان بدهم که آینده می‌تواند بسیار فاخرتر از این باشد.

پس ما این چت گروهی را به‌راه انداختیم

So we got this group chat going,

which I thought was a great idea,

که به نظرم یک ایده عالی است

until they started roasting me about the TED Talk --

تا زمانی که شروع کردند به مسخره کردن من به خاطر تد تاک

(صدای خنده حضار)

(Laughter)

که از نظر آنها مضحک بود.

Which they found hilarious.

بچه‌ها به خاطر اعتماد به نفسی که دادید ممنونم.

Thanks for the vote of confidence, guys,

bloody Australians.

استرالیایی‌های لعنتی.

(Laughter)

(صدای خنده حضار)

Now you can see it's still quite slow for them to type this way,

حالا می‌توانید ببینید که تایپ کردن به این شکل برای آنها هنوز بسیار کند است،

but this is like dial up speeds at the beginning of the Internet.

اما این مثل سرعت مودم‌ها در ابتدای استفاده از اینترنت بود.

This is a new Moore's Law.

این مثل یک قانون مور جدید است.

We're just getting started.

تازه اول راه هستیم.

(Laughter)

(صدای خنده حضار)

(Applause)

(تشویق)

That's Philip.

این فیلیپ است.

This has been the dream of patients and caregivers,

این رویای چندین دهه بیماران و پرستاران و

doctors and scientists, for decades,

پزشکان و دانشمندان بوده

and for good reason.

و بی دلیل هم نبوده است.

شاید شخصی را بشناسید که توانایی استفاده از دست‌هایش را از دست داده باشد،

You may know someone who's lost the ability to use their hands,

maybe from a stroke or a spinal cord injury

شاید به خاطر سکته یا آسیب به نخاع

or multiple sclerosis, paralysis.

یا بیماری ام اس یا فلج.

It comes in all shapes and sizes,

این ناتوانی می‌تواند اشکال و اندازه‌های متفاوتی داشته باشد

from minor inconvenience to life-threatening.

از ناراحتی‌های جزئی تا تهدیدی برای زندگی.

During my neurology residency, I cared for a man in his 40s.

در طی دوره رزیدنسی نورولوژی‌ام بیماری حدوداً چهل ساله را درمان می‌کردم.

He had a stroke and developed locked-in syndrome.

او سکته کرده و دچار سندروم رکود شده بود.

Meant he couldn't move his body, except for his eyes, left or right.

یعنی او نمی‌توانست بدنش را تکان بدهد و فقط قادر بود چشمانش را به چپ و راست جابجا کند

His brain still worked like yours.

مغز او هنوز مثل شما کار می‌کرد.

He could see and hear and think and feel just like normal,

او می‌توانست ببیند و بشنود و فکر کند و درست مثل افراد عادی احساس کند

but he couldn't move or speak ever again.

اما دیگر نمی‌توانست حرکت یا صحبت کند.

And in what were horrific circumstances,

و در این شرایط هولناک بود که ما درخواستش

we supported his wish to be taken off life support.

برای قطع کردن کمک‌های اولیه را پذیرفتیم.

And so I've been wondering ever since,

و از آن زمان تابحال از خودم پرسیده‌ام که

was there not anything else that could have been done?

هیچ کار دیگری از دستمان برنمی‌آمد؟

Connection is a fundamental human need.

ارتباط یک نیاز بنیادی انسان است.

بسیاری از بیماران ما توانایی‌شان برای صحبت کردن را سالهاست از دست داده‌اند،

So many of our patients have lost the ability to speak,

let alone type, for years,

چه برسد به اینکه بتوانند تایپ کنند

and they so desperately want to reconnect with their family,

و آنها واقعاً مایلند ارتباطشان با خانواده

with their loved ones.

و عزیزانشان را دوباره برقرار کنند.

You know what the main request we get is?

می‌دانید مهم‌ترین درخواست‌هایی که دریافت می‌کنیم کدامند؟

Text messaging.

پیام متنی

And then email.

و سپس ایمیل.

Control over their smartphone.

کنترل کردن گوشی‌های هوشمند.

And shock horror,

و البته که

social media.

شبکه‌های اجتماعی.

We've been speaking so much lately about the flaws of these technologies,

ما اخیراً خیلی درباره ضعف‌های فناوری‌ها صحبت کرده‌ایم،

but for people with paralysis, this is a return to life.

اما برای افراد فلج فناوری به معنی بازگشت به زندگی است.

BCIs make all of this possible.

BCIها تمام این‌ها را ممکن می‌کنند.

Now, part of the problem has been

اکنون بخشی از مشکل این است که

that BCIs typically require invasive surgery.

BCIها معمولاً نیازمند جراحی تهاجمی هستند.

This is the Utah Array.

این اوتاه اری (Utah Array) است.

This is designed similarly to all other BCIs

این فناوری شبیه تمام BCIهای دیگر طراحی شده

currently under development,

که اکنون تحت توسعه هستند و

which require drilling needles directly into the brain.

نیازمند جای دادن مستقیم سوزن‌ها در مغز است

Now, this has been the basis of critical fundamental research

این موضوع مبنای تحقیقات بنیادی و جدی

over the last 20 years

در ۲۰ سال گذشته بوده است.

and the early proof that this technology really can perform.

و اثبات شده که این فناوری واقعاً می‌تواند اثربخش باشد.

But for patients, it means open-brain surgery,

اما برای بیماران، این موضوع به معنای جراحی باز مغز است

which involves cutting through the skull with a saw.

که شامل بریدن جمجمه با یک اره می‌شود.

And there are only about 150 functional neurosurgeons in the US

و فقط ۱۵۰ جراح مغز فعال در کل ایالات متحده

that can perform this procedure.

می‌توانند این عمل را انجام دهند.

Apart from the fact that the recovery is tricky,

غیر از اینکه بهبود از این عمل هم دشوار است

the brain doesn't really like having needles put into it.

مغز دوست ندارد سوزن درونش کارسازی شود.

It develops this foreign-body tissue rejection immune reaction over time.

بنابراین واکنشی ایمنی منفی نشان داده و به مرور زمان این بافت جسم خارجی را شکل می‌دهد

So I've been wondering, is there any other way into the brain?

بنابراین از خودم می‌پرسیدم آیا راه دیگری به مغز وجود دارد؟

And there is, a secret back door.

بله، یک در پشتی به مغز وجود دارد.

The blood vessels are the natural highways into the brain.

رگ‌های خونی شاهراه‌های طبیعی به مغز هستند.

These are hollow tubes that connect every corner of the brain.

این‌ها لوله‌های توخالی هستند که هر گوشه مغز را بهم متصل می‌کنند.

The largest vein at the top there is right next to the motor cortex.

بزرگترین رگ در سمت بالا و درست سمت راست کورتکس حرکتی است.

The exact part of the brain that we want to connect to

یعنی درست همان بخشی از مغز که می‌خواهیم

to restore control to the outside world.

به آن وصل شویم تا کنترل دنیای خارج را دوباره در دست بگیریم.

How cool is that?

جالب نیست؟

Now we already know how to travel through the blood vessels.

ما از قبل هم می‌دانستیم که چطور می‌توان از طریق خون در بدن سفر کرد.

We've been doing it for 40 years, mostly going to the heart.

ما این کار را در ۴۰ سال گذشته و اغلب برای نفوذ در قلب انجام می‌داده‌ایم.

If anyone here today has had a heart attack,

اگر بین حضار کسی باشد که تابحال دچار حمله قلب شده باشد

there's a pretty good chance you've had a stent.

احتمالاً در بدنش استنت کار گذاشته‌اند.

A stent is a metal scaffold delivered through a catheter,

استنت یک داربست فلزی است که از طریق ابزاری

which opens up like a flower into the blood vessel.

به نام کاتتر جایگذاری می‌شود که مثل یک گل درون رگ خونی باز می‌شود.

Millions of stents are delivered each year,

میلیون‌ها استنت هر سال جایگذاری می‌شوند

not in the OR,

نه در اتاق عمل

but in the cath lab or catheter laboratory.

بلکه در اتاق معاینه و آزمایشگاهی به نام کاتتریزاسیون برای تجسم عروق و حفره های قلب

It's now common in the cath lab to navigate up into the brain

اکنون خیلی مرسوم است که در این آزمایشگاه مسیر رو به مغز

through the blood vessels.

از طریق رگ‌های خونی طی شود.

And there are 2,500 physicians

و ۲۵ هزار پزشک وجود دارند که

who can now navigate their way up into the brain.

می‌توانند این راه رو به مغز را محقق کنند.

But what's really amazing about this

اما نکته واقعاً جالب در این مورد آن است که

is that for BCIs we already know

ما از قبل در مورد BCIها می‌دانیم که

that devices can be left inside a blood vessel,

این دستگاه‌ها را می‌توان درون یک رگ خونی جایگذاری کرد،

cells grow over it, incorporate it into the wall

سلول‌ها می‌توانند حول آن رشد کنند و

like a tattoo under the skin,

درست مانند تاتوی زیر پوست، دستگاه را درون دیواره خود جای دهند

and we're protected from that immune reaction.

و دیگر از واکنش سیستم ایمنی خلاص می‌شویم.

This is part of the reason why our team became the first in the world

این یکی از دلایلی است که تیم ما نخستین گروهی در جهان لقب گرفت که

to receive a green light from the FDA to conduct clinical trials

تأییدیه سازمان غذا و داروی امریکا را برای انجام آزمایشات بالینی

of a permanently implanted BCI.

روی یک BCI ایمپلنت شده دائمی دریافت کرد.

(Applause)

(تشویق حضار)

So what we had to do was figure out a way to put a sensor,

بنابراین کاری که باید انجام بدهیم این است که راهی برای گذاشتن یک حسگر بیابیم که

connected to this crosslinks of the stent

به این زنجیره استنت متصل شود و

that could record that brain activity.

بتواند فعالیت مغز را ثبت کند.

To do that, we had to do a complete overhaul of stent manufacturing.

برای این منظور، مجبور بودیم یک بازنگری کامل روی ساخت استنت انجام بدهیم.

This is the end result.

و این نتیجه نهایی است.

I think it's very beautiful.

به نظرم خیلی زیباست.

Then connect it to a cable

سپس آن را به یک کابل وصل می‌کنیم

which brings the information out of the brain

که اطلاعات خروجی مغز را ثبت می‌کند و

and do it all in a way that it can be delivered in the cath lab.

تمام این کارها به نحوی انجام می‌شود که در آزمایشگاه کاتتریزاسیون قابل ارائه است.

This way we can make BCI accessible not to the thousands of people,

ما به این طریق می‌توانیم BCI را در دسترس هزاران نفر و حتی

but to the millions of people who need this technology.

میلیون‌ها نفر انسان نیازمند این فناوری قرار دهیم.

So it wasn't easy, took us ten years,

پس این کار آسان نبود و ده‌ها سال زمان برد

but I'm very excited to show you guys.

اما از ارائه نتایج کارمان به شما بی‌نهایت هیجان‌زده هستم.

We called this the Stentrode.

ما این فناوری را «استنت رود» نامیدیم.

(Applause)

(تشویق حضار)

Graham Felstead, an incredible human being suffering with ALS,

گراهام فلستید انسانی اعجاب‌انگیز و دچار بیماری ALS‌است که

became the first person in the world

نخستین شخصی در جهان است

to receive and use one of these brain-computer interfaces.

که این رابط‌های مغز-کامپیوتر را دریافت و از آنها استفاده می‌کند.

And he has very generously offered you, the world,

او سخاوتمندانه شانسی به شما و تمام جهان

a chance to see what it looks like inside his brain.

عرضه کرده تا عملکرد درون مغز را ببینید.

Would you like to see?

مایلید ببینید؟

Audience: Yes!

حضار: بله!

TO: Seeing this video for the first time

دیدن این ویدئو برای نخستین بار

was one of the most incredible moments of my life.

یکی از شگفت‌انگیزترین لحظات عمرم بود.

I was standing in the cath lab,

من در آزمایشگاه ایستاده بودم

Dr. Peter Mitchell had just completed the surgery

دکتر پیتر میشل تازه جراجی را تمام کرده بود

and you can see the device, the outline of device,

و می‌توانید دستگاه و شمای کلی آن را ببینید

sitting inside the blood vessel there.

که داخل رگ خونی جای گرفته است.

So this popped up on the screen

بنابراین این تصاویر روی صفحه نمایش بالا آمد و

and it just felt like we were witnessing something new in the world.

درست مثل این بود که شاهد چیزی جدید در جهان باشیم.

I had tingles down my spine,

پشتم تیر می‌کشید

I've got them now thinking about it again.

و همین حالا دوباره این حس را تجربه کردم.

I turned to my colleague Pete,

رو به همکارم پیت کردم

and I said something poetic and profound like,

و عبارتی شاعرانه و عمیق به زبان آوردم:

"Pete, holy shit!"

«پیت، لعنتی!»

(Laughter)

(خنده حضار)

And then two hours later, something even more amazing happened.

و سپس دو ساعت بعد، چیزی حتی شگفت‌انگیزتر رخ داد

Graham woke up, and he asked, “Am I alive?”

گراهام بیدار شد و پرسید: «آیا زنده‌ام؟»

And our nurse Kristine broke out in tears of relief.

و پرستار ما کریستین از شدت شوق گریه کرد.

It was a phenomenal moment.

آن لحظه استثنایی بود.

Once it's in place,

وقتی دستگاه در جای خود قرار می‌گیرد،

it's connected to this tiny antenna that sits under the skin in the chest.

به این آنتن بسیار ریز متصل می‌شود که زیر پوست و در قفسه سینه جای گرفته است.

این آنتن داده‌های خام مغز را جمع‌آوری کرده

This collects the raw brain data

and sends it out of the body wirelessly

و آن را به صورت بی‌سیم به بیرون از بدن می‌فرستد

to then connect with external devices.

تا با دستگاه‌های بیرونی متصل شود.

It's always on and ready to go.

این دستگاه همیشه روشن و آماده کار است.

Kind of like how your brain is meant to work.

که به نحوی شبیه عملکرد همیشگی مغز ماست.

So here's how it works.

بنابراین نحوه کار به این شکل است.

Our engineers work with our patients to decode specific movements.

مهندسان ما با بیماران کار می‌کنند تا حرکات مشخص آنها را رمزگشایی کنند.

So we tell the patient, “Press down your foot.”

مثلاً به بیمار می‌گوییم: «پایت را رو به پایین فشار بده.»

So they'll repeatedly press down their foot.

پس آنها چندین بار همین کار را می‌کنند

You won't see the foot moving because they're paralyzed,

البته که حرکت پا را نمی‌بینید چون آنها فلج هستند

but we've been able to determine

اما ما توانسته‌ایم تعیین کنیم که

which brain signals are generally linked to “Press down your foot.”

کدام سیگنال‌های مغزی به دستور «پایت را رو به پایین فشار بده» مرتبط هستند.

The black dotted line is the moment of pressing down the foot,

نقطه‌چین سیاه در لحظه فشار دادن با پا را دنبال کنید

and you can see the brain signal is different before to after,

و می‌توانید ببینید که سیگنال مغزی بعد و قبل آن متفاوت است،

which means we can turn that into a switch.

یعنی ما می‌توانیم آن را به یک سوئیچ تبدیل کنیم.

Now we repeat this for several different types of movements,

حالا ما همین کار را برای چندین نوع حرکت متفاوت تکرار می‌کنیم

say, open/close your hand or pincer-grip your finger.

مثلاً دستت را باز کن یا مشت کن یا انگشت سبابه و شستت را روی هم بگذار.

Now, that may not seem like much,

شاید این نتایج خیلی برانگیزنده به نظر نرسد

but these become the building blocks for every single interaction

اما اینها واحدهای سازنده برای هر تعامل

on a digital device that is needed for control.

روی یک دستگاه دیجیتال هستند که برای کنترل به آنها نیاز داریم.

Converted to

و تبدیل می‌شوند به

click, up, down, left, right, menu, back, etc.

کلیک، بالا، پایین، چپ، راست، منو، برگشت و غیره.

But what's really amazing is that to some degree,

اما نکته شگفت‌انگیز اصلی این است که

this process,

این فرایند

our brain signals, are universal.

و سیگنال‌های مغزی ما جهانی هستند.

So the brain signal for “Press down your foot” for me

بنابراین سیگنال مغزی «پایت رو به پایین فشار بده» برای من

is the same as it is for you.

درست مشابه همان سیگنال برای شماست.

Now this means that we're creating a dictionary of the brain

یعنی ما یک لغت‌نامه برای مغز خلق کرده‌ایم

across all humans.

که برای تمام انسان‌ها کاربرد دارد.

This is going to make BCI truly scalable.

این ویژگی قرار است BCI را به معنای واقعی کلمه مقیاس‌پذیر کند.

As Philip once said to me,

همانطور که فیلیپ روزی به من گفت:

"It's kind of like learning how to ride a bike.

«درست مثل یاد گرفتن دوچرخه‌سواری است.

It takes a bit of practice, but once you're rolling,

کاری که نیازمند قدری تمرین است. اما به محض اینکه راه بیفتی،

it becomes natural.

کار برایت خیلی عادی می‌شود.

Now I just look on the screen where I want to click and I'm texting,

حالا کافی است جایی از صفحه نمایش را که می‌خواهم کلیک کنم و شروع به نوشتن کنم

messaging the world via Twitter."

مثلاً پیامی از طریق توییتر برای جهان»

But Graham,

اما گراهام،

he said, as his ALS was progressing,

که بیماری ASLاش در حال پیشرفت بود می‌گفت

that it gave him immense comfort to know that even if his body was failing,

که این فناوری این آرامش و درک عمیق را به او می‌بخشید که حتی اگر بدنش رو به افول بود

he was always going to be able to tell his wife that he loved her.

اما هنوز می‌توانست به همسرش بگوید که دوستش دارد.

In the future,

خیلی هیجان‌زده‌ام که بدانم در آينده،

I'm really excited about the breakthroughs BCI could deliver to other conditions

BCIها چه پیشرفت‌های شگرفی می‌توانند در شرایط دیگر ایجاد کنند.

like epilepsy, depression and dementia.

مثل صرع، افسردگی و جنون.

But beyond that,

اما فراتر از آن،

what is this going to mean for humanity?

این فناوری قرار است چه معنایی برای بشریت داشته باشد؟

What's really got me thinking is the future of communication.

نکته‌ای که ذهن مرا واقعاً به خود مشغول کرده، آينده ارتباطات است.

Take emotion.

احساسات‌تان را در نظر بگیرید.

Have you ever considered how hard it is to express how you feel?

آیا تابحال پیش آمده که ابراز احساستان برایتان سخت باشد؟

You have to self-reflect,

باید خوب فکر کنید

package the emotion into words

و احساستان را در قالب کلمات دربیاورید

and then use the muscles of your mouth to speak those words.

و سپس از ماهیچه‌های دهانتان برای ابراز آن کلمات استفاده کنید.

But you really just want someone to know how you feel.

اما چیزی که واقعاً می‌خواهید این است که دیگران احساسات‌تان را بدانند.

For some people with certain conditions,

برای برخی افراد دچار شرایط خاص،

that's impossible.

این کار غیرممکن است.

So what if, rather than using your words,

بنابراین چه خواهد شد اگر، بجای استفاده از کلمات

you could throw your emotion just for a few seconds?

بتوانید احساسات‌تان را ظرف چند ثانیه بیان کنید؟

And have them really feel how you feel.

و احساس واقعی‌تان را به دیگران نشان بدهید.

At that moment, we would have realized

در آن لحظه، درک خواهیم کرد که

that the necessary use of words to express our current state of being

استفاده الزامی از کلمات برای ابراز احساسات

was always going to fall short.

همیشه دچار نقص بوده است.

The full potential of the brain would then be unlocked.

توان بالقوه کامل مغز آنگاه افشا خواهد شد.

But for right now,

اما در حال حاضر،

BCI is about restoring the lives of millions of people with paralysis.

BCI قرار است زندگی میلیون‌ها فرد دچار فلج را بازیابی کند.

After years of feeling trapped,

پس از سالها احساس زندانی بودن

this technology promises the return of autonomy and independence.

این فناوری، نویدبخش بازگشت به استقلال و خودکفایی است.

But what I really mean is dignity.

اما مقصود اصلی من شرافت است.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(شتویق حضار)