Miguel Nicolelis: 一只猴子用意念控制一个机器人，真的可以。
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0:00 - 0:03我和我同事们所从事的神经科学研究
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0:03 - 0:05就像天气预报
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0:05 - 0:09我们总在追逐风暴
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0:09 - 0:14我们想要观测的是头脑风暴
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0:14 - 0:17平日里我们总在谈论头脑风暴
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0:17 - 0:20但我们很少真正看到，或听到它
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0:20 - 0:22所以每当我谈到头脑风暴时
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0:22 - 0:25总希望能先让你们真实体验一下
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0:25 - 0:28实际上，这是我们第一次记录到多个神经细胞：
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0:28 - 0:30同时观测100个脑细胞时
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0:30 - 0:33我们所测到的电火花
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0:33 - 0:35来自同一个动物的100个细胞
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0:35 - 0:37我们第一次记录到的
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0:37 - 0:39就是这段录音的前10秒
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0:39 - 0:43我们撷取到了思想的一个小片段
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0:43 - 0:46它就这样呈现在我们面前。
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0:46 - 0:47我总是告诉学生们
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0:47 - 0:51某种意义上讲，我们可以把神经学家叫做天文学家
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0:51 - 0:52因为我们所处理的这个系统
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0:52 - 0:55包含数量巨大的细胞
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0:55 - 0:58数量大到只有宇宙中的星系数量可以比拟
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0:58 - 1:01现在，在数十亿计的神经元中
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1:01 - 1:04我们可以记录到的，已经从10 年前的100个
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1:04 - 1:06到了现在的1000个
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1:06 - 1:11我们想理解人性的基础
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1:11 - 1:13因为，你可能不知道
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1:13 - 1:18我们用来确立人性的一切，都源于这些头脑风暴
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1:18 - 1:23这些席卷我们大脑沟回的风暴
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1:23 - 1:27它确立了我们的记忆，信仰
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1:27 - 1:30情感，以及我们的未来规划
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1:30 - 1:32我们所做的一切
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1:32 - 1:37每一个人曾经做，正在做和将要做的一切
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1:37 - 1:42都基于大量的神经细胞工作所产生的这些风暴
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1:42 - 1:45而头脑风暴的声音，如果你们没听过的话，
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1:45 - 1:48就是这个样子的。
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1:48 - 1:51需要的话，你们可以放大音量来听。
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1:51 - 1:58我儿子说这就像"一边听着没调准的收音机，一边做爆米花"。
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1:58 - 1:59这就是大脑。
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1:59 - 2:03这是这些电风暴在扬声器中播放的声音。
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2:03 - 2:06你可以听到一百个脑细胞同时开火的声音，
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2:06 - 2:10你我的大脑听起来都像这样，任何大脑都如此。
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2:10 - 2:14此时，作为神经学家，我们想做的
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2:14 - 2:19实际上就是欣赏这些交响乐，头脑的交响乐
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2:19 - 2:23试着获取这其中承载的信息。
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2:23 - 2:26需要特别提一句的是，大概12 年前
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2:26 - 2:29我们创建了一个模式，我们把它叫做 脑-机 介面。
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2:29 - 2:31我可以在这里介绍一下它的工作原理。
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2:31 - 2:37想法就是，使用某些传感器，去聆听这些风暴，电风暴，
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2:37 - 2:40我们能否与此同时
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2:40 - 2:45在这些风暴离开大脑达到动物四肢的
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2:45 - 2:48半秒左右的时间内
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2:48 - 2:50我们能否读取这些信号
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2:50 - 2:54将其中携带的运动信息提取出来
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2:54 - 2:56转化成数字命令
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2:56 - 2:58并发送到人工设备上
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2:58 - 3:04设备将同步做出大脑指令的动作
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3:04 - 3:08通过比较设备和动物身体所做的动作
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3:08 - 3:11我们可以衡量这种“信息翻译”的准确程度
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3:11 - 3:14如果我们可以提供反馈
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3:14 - 3:20把大脑控制下的
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3:20 - 3:22人工机械执行器发出的信号
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3:22 - 3:23再次传回大脑
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3:23 - 3:25大脑将如何处理
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3:25 - 3:30这些从人工设备接收回的信息
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3:30 - 3:33这就是我们 10 年前做的事情。
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3:33 - 3:36我们在一只名叫Aurora的猴子身上开始试验
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3:36 - 3:38它现在已经成了这个领域的一个超级巨星了。
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3:38 - 3:40Aurora喜欢玩电子游戏。
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3:40 - 3:42就像你们现在看到的，
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3:42 - 3:47就像我们和我们的孩子一样，它喜欢用操纵杆玩这个游戏
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3:47 - 3:51作为优秀的灵长类动物，找到正确答案前它甚至还会试着作弊
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3:51 - 3:56它需要用操纵杆控制光标穿过目标
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3:56 - 3:58但在目标出现之前
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3:58 - 4:02Aurora就已经开始到处寻找目标了
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4:02 - 4:04只要它这么做，
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4:04 - 4:07当它每次操作光标穿过目标，
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4:07 - 4:10就可以得到一滴巴西橙汁。
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4:10 - 4:13我可以跟你们说，只需一小滴巴西橙汁，
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4:13 - 4:16任何猴子都肯为你赴汤蹈火。
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4:16 - 4:19这适用于任何灵长类动物。
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4:19 - 4:20想想吧。
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4:20 - 4:24玩你们看到的这种游戏
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4:24 - 4:26每天进行一千次判断
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4:26 - 4:30达到 97%的正确率， 获得350 毫升橙汁奖励。
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4:30 - 4:33我们记录它大脑中产生的头脑风暴
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4:33 - 4:35将它们发送到一个机器手臂
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4:35 - 4:39机械手臂学习如何重现Aurora正在进行的动作。
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4:39 - 4:43因为我们的想法是开启 脑-机 介面
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4:43 - 4:47让Aurora通过思考就可以玩游戏
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4:47 - 4:50不需要肢体的加入
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4:50 - 4:53它的头脑风暴将控制机械臂
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4:53 - 4:56机械臂移动光标穿过目标
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4:56 - 4:59我们惊讶地发现，Aurora正是这么做的
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4:59 - 5:03它玩游戏时，完全无需移动自己的身体
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5:03 - 5:05你们目前看到的每一条光标轨迹
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5:05 - 5:08都是来自它第一次做到这点的时候
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5:08 - 5:10都来自那一刻
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5:10 - 5:17一个意识可以被灵长类动物从物理意义的身体中解放出来
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5:17 - 5:21可以通过控制人工设备
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5:21 - 5:24在外部世界进行动作
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5:24 - 5:29Aurora一直玩游戏，不断寻找目标
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5:29 - 5:32并得到它渴望的橙汁
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5:32 - 5:39那个时候，它已经获得了“新”手臂
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5:39 - 5:42你们在这里看到机械手臂的动作
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5:42 - 5:45是在第一个视频的30天后录制的
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5:45 - 5:47在Aurora的大脑的控制之下
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5:47 - 5:51它正将光标移到目标
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5:51 - 5:55Aurora现在知道，它可以用机械臂玩这个游戏，
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5:55 - 6:00同时还可以随心所欲使用自己的生物手臂去干别的
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6:00 - 6:04用自己的手臂挠自己的背，可以挠我们，还可以玩另一个游戏
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6:04 - 6:06总而言之
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6:06 - 6:10Aurora的大脑已经整合了这个人工设备
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6:10 - 6:13作为它身体的延伸
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6:13 - 6:16Aurora意识里的自我已经扩展
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6:16 - 6:20多出了一只手臂
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6:20 - 6:23这就是我们 10 多年所做的事
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6:23 - 6:26让我们快进随后的10 年
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6:26 - 6:31就在去年我们意识到，你甚至不需要有一个机械设备
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6:31 - 6:36你可以只生成一个计算意义的身体，一个化身，猴子化身
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6:36 - 6:40实际上，你就可以使用这个化身与猴子互动
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6:40 - 6:45或者训练猴子，让它们学会在一个虚拟的世界中
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6:45 - 6:48以化身的角度
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6:48 - 6:53用大脑活动控制化身的肢体动作
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6:53 - 6:56基本上，我们所做的就是训练动物
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6:56 - 6:59学习如何控制这些化身
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6:59 - 7:03探索出现在虚拟世界中的对象
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7:03 - 7:05这些对象看上去一样
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7:05 - 7:09但当化身穿过对象表面
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7:09 - 7:16对象就会发出与自身表面微结构触感对应的电信息
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7:16 - 7:20这些电信息直接返回猴子的大脑
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7:20 - 7:25告诉大脑，化身触摸到了什么
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7:25 - 7:30短短四个星期内，大脑就学会处理这种新的感觉
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7:30 - 7:36并建立起了新的感官通路 — 就像一种新的感觉
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7:36 - 7:38现在你真正地解放了大脑
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7:38 - 7:43因为可以让大脑发送运动命令来移动化身
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7:43 - 7:48同时来自化身的反馈可以直接通过大脑处理
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7:48 - 7:50无需皮肤的参与
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7:50 - 7:53这里看到的是设计的任务
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7:53 - 7:57你将看到实验动物触摸这三个目标
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7:57 - 8:01但它只能选择其中一个，因为只有正确选中携带奖励的目标
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8:01 - 8:03才能获得它们想要的橙汁
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8:03 - 8:09它必须使用并不实际存在的一只虚拟手臂触摸和选择
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8:09 - 8:11它们就是这么做的
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8:11 - 8:14这是对大脑的彻底解放
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8:14 - 8:19从实际身体的限制中获得解放，完成知觉任务
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8:19 - 8:23这只实验动物正控制化身去触摸目标
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8:23 - 8:28它通过大脑直接接收电信息来感觉纹理
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8:28 - 8:32大脑判断哪种纹理会带来奖励
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8:32 - 8:36猴子看不见这个视频上的标示
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8:36 - 8:39顺便说一句，反正它们也不懂英语
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8:39 - 8:44这里的标示只是为了显示，正确的目标始终在变换位置
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8:44 - 8:48然而，动物仍然可以通过触感的区别
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8:48 - 8:51找到并选择它
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8:51 - 8:54所以，当我们看看这些动物的大脑
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8:54 - 8:57上方的图像中，你可以看到125个神经细胞的排列
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8:57 - 9:02显示当动物使用操纵杆时
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9:02 - 9:04大脑的活动
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9:04 - 9:06产生的电风暴的情况
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9:06 - 9:08这是每个神经生物学家都熟知的图像
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9:08 - 9:13神经元的排列方式显示这些细胞正在编码所有的可能方向
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9:13 - 9:19下面的图像是在身体停止移动
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9:19 - 9:25实验动物开始控制机械设备或者计算化身时的情况
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9:25 - 9:28就像我们重置电脑一样快
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9:28 - 9:34大脑的活动发生变化，开始表达这个新工具
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9:34 - 9:39就像新工具本来就是这个灵长类动物身体的一部分一样
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9:39 - 9:44大脑以最快速度同化了它
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9:44 - 9:48这说明，我们的感觉本身
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9:48 - 9:52并不会中止于身体的最外层皮肤
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9:52 - 9:58而是中止于我们大脑控制的，最终端的设备工具
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9:58 - 10:02我们的小提琴、汽车、自行车、足球、衣服等等
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10:02 - 10:09它们都被这个称作大脑的，贪婪而令人惊叹的动态系统同化了
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10:09 - 10:11我们还能走得更远么？
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10:11 - 10:15在前几年的实验中，我们达到了新的高度
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10:15 - 10:18我们曾让一只实验动物
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10:18 - 10:20在美国东海岸杜克大学的跑步机上运动
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10:20 - 10:23产生运动所需要的头脑风暴
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10:23 - 10:27同时，我们有了人形机器人设备
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10:27 - 10:29放置在日本京都 ATR 实验室
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10:29 - 10:35机器人一生的梦想就是
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10:35 - 10:38获得一个人类或其它灵长类动物的大脑指令
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10:38 - 10:43猴子大脑的活动发出运动指令
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10:43 - 10:47传到日本，并且控制这个机器人的行走
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10:47 - 10:51行走的镜头被发送回杜克
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10:51 - 10:56所以，猴子能看到机器人的双腿就在眼前行走
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10:56 - 11:00它因此获得奖励，但并不是因为它自己身体的动作
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11:00 - 11:05而是来源于地球另一端的机器人
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11:05 - 11:07在它大脑活动控制下正确走的每一步
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11:07 - 11:15有趣的是，这个环绕地球的往返行程
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11:15 - 11:19比猴子的头脑风暴离开大脑
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11:19 - 11:23达到其本身的肌肉所花的时间还要短20毫秒
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11:23 - 11:29这只猴子正在移动地球另一端一个六倍于它身体的机器人
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11:29 - 11:35这就是机器人自主行走的实验之一
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11:35 - 11:40这是 CB1 正在在日本
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11:40 - 11:44在灵长类动物大脑活动的控制下，完成自己的梦想
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11:44 - 11:46我们所谈的所有这一切是为了什么？
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11:46 - 11:48除了学习我们双耳间的这个动态宇宙，
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11:48 - 11:54这项研究还可以用来做什么？
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11:54 - 11:59我们的想法是，使用所有的这些知识和技术
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11:59 - 12:04尝试解决世界上最严重的神经问题。
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12:04 - 12:09数以百万计的人失去了将头脑风暴
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12:09 - 12:11翻译成动作，翻译成运动的能力。
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12:11 - 12:16虽然他们的大脑还在产生这些风暴，为运动编码，
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12:16 - 12:21但他们无法跨越脊髓病变所制造的障碍。
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12:21 - 12:24所以我们的理念是绕道而行，
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12:24 - 12:28用 脑-机 介面来读取这些信号，
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12:28 - 12:32放大这些携带重新运动愿望的头脑风暴，
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12:32 - 12:36利用计算机微工程绕过病变
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12:36 - 12:43将它发送到一个新身体，一个可以称为外骨骼的完整身体
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12:43 - 12:49这个完整的机器人设备，将成为这些患者的全新躯体。
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12:49 - 12:53你们眼前的这个图景
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12:53 - 12:57由一个叫做“再次行走项目”的非营利组织制作
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12:57 - 13:00这个组织聚集了来自欧洲，
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13:00 - 13:01美国和巴西的科学家，
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13:01 - 13:06为构建这个全新躯体而共同努力。
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13:06 - 13:09我们相信，与Aurora和其它猴子在 脑-机 介面中
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13:09 - 13:15所使用的相同的合成设备
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13:15 - 13:21我们可以把它们整合并应用于日常生活
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13:21 - 13:24通过同样的合成设备，我们希望，能让这些病人
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13:24 - 13:28不仅能够把他们想要做的动作
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13:28 - 13:31翻译成新身体的动作
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13:31 - 13:38同时还可以与这个大脑控制的新身体完美融合
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13:38 - 13:4210 年前，别人告诉我
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13:42 - 13:47这是痴人说梦，几乎是不可能的。
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13:47 - 13:49作为一个科学家，我只能告诉你
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13:49 - 13:5260年代中期，我在巴西南部长大
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13:52 - 13:58看着几个疯狂的家伙告诉 [我们] 说他们会去月球。
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13:58 - 13:59那时我五岁
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13:59 - 14:03我想不通美国国家航空航天局（NASA）为什么不雇柯克船长和斯波克（电影《星际迷航》中的两个著名角色）去登月。
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14:03 - 14:06毕竟，这方面他们才是专家。
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14:06 - 14:09但儿时所见的这一切
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14:09 - 14:12令我相信，我祖母曾经告诉过我的话
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14:12 - 14:14"所有不可能其实都是可能的，
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14:14 - 14:18只是人们还没有付出足够的努力让它们成真。"
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14:18 - 14:22所以，当有人告诉我，让一个人恢复行走能力是不可能的时候。
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14:22 - 14:25我觉得我还是会相信我祖母的建议。
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14:25 - 14:26谢谢。
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14:26 - 14:34（掌声）
- Title:
- Miguel Nicolelis: 一只猴子用意念控制一个机器人，真的可以。
- Speaker:
- Miguel Nicolelis
- Description:
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我们能否用我们的大脑直接控制机械，完全不需要身体作为中介？Miguel Nicolelis 讲述了一个惊人的实验，在这个实验中，一只身在美国的聪明猴子学习完全通过意识控制猴子“化身”，还能控制处在日本的机械肢体。这项研究将对瘫痪人群意义重大，可能也会改变每个人的日常生活。 (TEDMED 2012 年录制.)
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:55
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Dimitra Papageorgiou approved Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Cho Lena accepted Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Cho Lena edited Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Cho Lena edited Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Shibin Li edited Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Shibin Li edited Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Shibin Li edited Chinese, Simplified subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | |
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Shibin Li added a translation |