Nicolelis responds to the MIT Critique of his body of work on Brain-machine Interfaces:

@MegaNoticiasDot: "It is not the 'scientific community', but just a couple of sore competitors who cannot objectively judge the work of others."

There are certainly arguments for and against specific recording technologies and critiques against the lower-level controllers within robot handling the details of the movement, but I don't see a conflict here. He is providing a polished demonstration of what can be done right now in humans. I don't think this suggests that EEG is the only way to move forward; in fact that would go against more than a decade of his own lab's work. Instead, it is a prototype. Hopefully it inspires more funding, interest in the field, and development of more advanced neuroprosthetics.

Eye blinking can be detected by EEG:

In: Rihana S, Damien P, Moujaess T (2013) EEG-eye blink detection system for brain computer interface. Converging Clinical and Engineering Research on Neurorehabilitation Biosystems & Biorobotics 1, 603-608.

On June 12th of this year, an individual with lower-limb paralysis will be strapped to a robotic exoskeleton to open the World Cup in São Paulo Brazil by performing the first kick. Recently on the Brazilian program ‘Fantástico’ it was declared that EEG activity would be used to ‘start’ the demonstration, to ‘kick’ the ball, and to ‘end’ the demonstration (Fantástico 2014). Even with this reduced plan (which involves no walking by the patient) it remains unclear whether there will be sufficient information in the EEG signal to execute the three commands in a timely manner (Tehovnik, Woods, & Slocum 2013; Tehovnik 2014; Tehovnik & Teixeira-e-Silva 2014).

References

Fantástico (2014) Miguel Nicolelis faz últimos testes com exoesqueleto para Copa do Mundo. Edição do dia 20/04/2014, 20/04/2014 21h37 - Atualizado em 20/04/2014 23h34.

Tehovnik EJ, Teixeira-e-Silva Z (2014) Brain-to-brain interface for real-time sharing of sensorimotor information: a commentary. OA Neurosciences Jan 01, 2(1), 2.

Tehovnik EJ (2014) Do cérebro para a màquina: será? Scientific American: Mente & Cérebro, Feb., no. 253, São Paul, Brazil.

Tehovnik EJ, Woods LC, Slocum WM (2013) Transfer of information by BMI. Neuroscience, 255, 134-146.

Article by Greg Miller of Wired Magazine:

http://www.wired.com/2014/05/world-cup-exoskeleton-demo/

Some views by Gene Reporter:

http://neveraskedquestions.blogspot.ca/2014/05/o-que-ha-por-tras-da-reportagem-do.html

For another view:

http://www.viomundo.com.br/denuncias/nicolelis-2.html

Views from Herton Escobar of Estadao:

http://ciencia.estadao.com.br/noticias/geral,exoesqueleto-de-nicolelis-esta-pronto-para-a-copa-do-mundo,1503329

For a further view see Piaui, 2014, June issue, vol. 93:

O Voo de Nicolelis, O Pioneirismo do Exoesqueleto Que Será Apresentado na Abertura da Copa Está em Questão.

STEFANO PUPE

I like this non-scientific perspective. this demo is crossing over into new domains and sparking interest.

http://grantland.com/features/world-cup-2014-exoskeleton-miguel-nicolelis-brain-research-brazil/

Another EEG-triggered exoskeleton is being developed:

http://www.newscientist.com/article/dn23640-mindcontrolled-exoskeleton-lets-paralysed-people-walk.html#.U5c6rnJdWRg

The BMI demonstration at the World Cup care of FINEP (i.e. the Brazilian Innovation Agency):

http://m.youtube.com/watch?v=S7HH0paa7mI

Note that DARPA (Defense Advanced Research Agency, USA) is re-evaluating brain-machine interfaces using measures of information transfer rate (Baranauskas 2014):

http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fnsys.2014.00068/abstract

A dispute between Prof. Nicolelis and FIFA prevented against an estimate of how much time it would take for the EEG-triggered exoskeleton to start the demonstration, to kick the ball, and to stop the demonstration as advertised (Fantastico 2014):

http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2014/06/1470309-nicolelis-acusa-fifa-de-cortar-exibicao-de-paraplegico-na-copa.shtml

The dispute notwithstanding, it would be ideal if at least one video were released by Walk Again of a patient walking 25 meters and kicking the soccer ball with the exoskeleton so that we might get an estimate of the amount of information transferred by the EEG-triggered brain-machine interface. Showing the EEG/EMG records would further enhance credibility by dispelling any notion that EMGs or other triggers caused the behavioral events.

Some more views on the bionic kick:

http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/exoesqueleto-veja-algumas-duvidas-que-ficaram-no-ar-apos-a-demonstracao

So what happened on July 12, 2014, at the World Cup Opening? One interpretation:

HERTON ESCOBAR, Sexta-Feira 13/06/14

Assessoria de imprensa do projeto confirmou ao ‘Estado’ que o único movimento realizado pelo exoesqueleto foi, de fato, o chute que apareceu rapidamente nas imagens da televisão. Paciente não se levantou de uma cadeira de rodas nem caminhou em nenhum momento, como havia prometido o cientista Miguel Nicolelis.

A transmissão da abertura da Copa do Mundo deixou muita gente frustrada e com dúvidas sobre o que aconteceu com a demonstração do projeto Andar de Novo, do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, que prometia fazer uma paraplégico levantar da cadeira de rodas, caminhar no gramado da Arena Corinthians e chutar uma bola de futebol, usando uma veste robótica (exoesqueleto) controlada pelo cérebro.

Em entrevista ao Jornal Nacional depois do evento, Nicolelis disse que a demonstração foi executada em 16 segundos. Na transmissão da TV ao vivo, porém, foi possível ver o paraplégico vestindo o exoesqueleto por apenas 2 segundos, parado em pé, e fazendo apenas um pequeno movimento com a perna direita para tocar uma bola colocada diretamente à sua frente. Dois participantes do projeto, um de cada lado do robô, utilizam hastes presas ao exoesqueleto para mantê-lo estável na plataforma.

Muitos espectadores ficaram indignados, e culparam a televisão por não ter mostrado aquilo que era esperado da demonstração (que a pessoa andasse). Procurada pelo Estado na noite de ontem, porém, a assessoria de imprensa do projeto confirmou que nenhum outro movimento foi realizado pelo exoesqueleto, além daquele que aparece nos 2 segundos de transmissão da TV. O paciente não se levantou de uma cadeira de rodas, e não andou em nenhum momento. Ele foi colocado em campo já em pé, transportado por um carrinho de golf equipado com um pequeno “guindaste” na parte de trás. Não deu nenhum passo.

“O que foi prometido, foi entregue. Depois de 17 meses de trabalho insano, a missão foi cumprida integralmente”, afirmou Nicolelis, pelo Twitter, no dia seguinte ao evento — contradizendo todas as promessas que havia feito anteriormente. “Resumo: um brasileiro, portador de paralisia de mais da metade corpo, realizou um chute c/ um exo sob controle do cérebro e sentiu o chute.” O cientista critica a imprensa brasileira e diz que “a FIFA deveria responder pela edição das imagens que impediu q a demonstração fosse transmitida na integra. Responsabilidade é tda dela”. A Fifa afirma que mostrou aquilo que foi ensaiado.

As únicas imagens de pacientes caminhando de fato com o exoesqueleto são as que foram postadas na página do projeto no Facebook (http://migre.me/jP953). Em todas elas, o robô (que pesa entre 60 e 70 kg) está pendurado por cabos a uma estrutura de metal acima dele, que serve para sustentar seu peso. Não foi divulgada nenhuma imagem de pacientes se levantando de uma posição sentada ou caminhando com o exoesqueleto de forma autônoma, como seria necessário para realizar a demonstração da Copa. O que leva a entender que o exoesqueleto não é capaz de ficar em pé e caminhar por conta própria.

Os vídeos no Facebook emocionam. Os detalhes científicos sobre o que está acontecendo ali, porém, só poderão ser avaliados de forma independente por outros pesquisadores uma vez que os dados técnicos dos experimentos estejam publicados em revistas científicas especializadas — algo que, segundo a assessoria de imprensa do projeto, deverá ocorrer nos próximos meses. Por enquanto, não há nenhuma evidência científica disponível que permita determinar qual é o grau ou a qualidade do comando cerebral envolvido no controle do robô.

No dia 15, também via Facebook, Nicolelis chamou a atenção para um estudo publicado por ele na revista Nature Methods. “Para quem pediu que a gente publicasse nossos dados, segue a capa da Nature Methods do mês de junho que retrata o nosso artigo”, escreveu o cientista — sem esclarecer para o público leigo, porém, que os experimentos relatados nesse trabalho não têm nenhuma relação direta com o projeto Andar de Novo ou com a demonstração da Copa. O trabalho é baseado numa técnica diferente (de implantes cerebrais, em vez de eletroencefalografia), foi realizado em macacos sadios na Universidade Duke e faz referência apenas à metodologia de registro da atividade cerebral dos animais por meio de eletrodos, sem incluir qualquer demonstração de recuperação de atividades motoras perdidas por lesões medulares.

Para mais informações sobre as diferentes técnicas envolvidas, leia a reportagem: Cientista mudou estratégia e optou por técnica não invasiva, mais segura, de 1 de junho (na qual o estudo da Nature Methods já é citado). Decepção. A deputada federal Mara Gabrilli, que é tetraplégica há 20 anos e pratica técnicas de reabilitação neuromotora diariamente, não se convenceu com os vídeos postados no Facebook. Segundo ela, os pacientes estão caminhando numa postura totalmente inadequada: sem estabilidade, inclinados para a frente e tocando o solo com as pontas dos pés. “Isso não é uma posição de marcha”, disse ela, em entrevista ao Estado. “Se você tirar os cabos, as pessoas vão cair para frente na hora.”

Antes da demonstração da Copa e da divulgação dos vídeos, Mara era admiradora declarada de Nicolelis e se dizia ansiosa pela caminhada histórica que aconteceria no dia 12. “Que decepção”, declara agora. “Ele não entregou o que prometeu e iludiu um monte de pacientes.” Ela disse que vai se empenhar para que o laboratório de robótica que foi montado por Nicolelis num prédio da AACD seja deixado como legado do projeto para a instituição.

Há vários outros projetos de pesquisa no mundo envolvendo esse tipo de tecnologia, voltados para a reabilitação de pacientes paraplégicos, tetraplégicos e amputados. Entre eles, alguns exoesqueletos que não utilizam controle cerebral e que já estão disponíveis comercialmente, como o da empresa californiana Ekso Bionics, que já é usado em vários centros de reabilitação ao redor do mundo. (veja vídeo abaixo)

Another video on Walk Again:

https://www.youtube.com/channel/UC0lwQnBUOKlkgjuIrv3tf2w

https://www.youtube.com/watch?v=oGQ2nMzpqEQ

Andar de Novo: O que a TV não mostrou (nem vai mostrar, porque nunca aconteceu), 06/13/14

By Herton Escobar of Estadão, São Paulo (a tranlation by E. J. Tehovnik):

The Press Office confirmed that for the project, Walk Again, the only movement performed by the exoskeleton was in fact the shot that quickly appeared in television images. The patient did not rise from a wheelchair or walk as promised by scientist Miguel Nicolelis.

The transmission of the opening of the World Cup left many frustrated and with questions about what happened with the demonstration given that the Brazilian Neuroscientist, Miguel Nicolelis, promised to make a paraplegic wheelchair lift, to have the patient walk on the lawn of the Arena of the Corinthians, and to kick a soccer ball using a robotic vest (exoskeleton) controlled by the brain.

In an interview with the National Journal after the event, Nicolelis said the demonstration was performed in 16 seconds. Due to the transmission on live TV, however, it was possible to see the paraplegic wearing the exoskeleton for only 2 seconds standing still and doing just a little movement with the right leg to touch a ball placed directly in front. Two participants of the project, one on each side of the robot, attached to the exoskeleton used rods to keep it stable on the platform.

Many viewers were outraged, and blamed television for not having shown what was expected of the statement: that the patient would walk. On Monday night, however, a spokesperson for the project confirmed that no other movement was performed by the exoskeleton, beyond what appeared in the 2 seconds live TV clip. The patient did not rise from a wheelchair and walk. He was put standing in the field already carried by a golf cart equipped with a small "crane" in the back.

"What was promised was delivered. After 17 months of insane work, the mission was fully accomplished," said Nicolelis on Twitter the next day—contradicting all the promises he had made earlier: “A Brazilian with half the body paralyzed will make a kick via an exoskeleton under control of the brain and he will feel the kick." The scientist criticized the Brazilian press and said, "FIFA should answer for editing images which prevented the demonstration from being transmitted in full. The responsibility is theirs." FIFA states that showed was what was tested beforehand.

The only images of patients actually walking with the exoskeleton are those posted on the project page on Facebook (http://migre.me/jP953). In all of them, the robot (which weighs between 60 and 70 kg) is hanging by cables to a metal frame above it which serves to support its weight. No images of patients rising from a seated position or walking with the exoskeleton autonomously are disclosed, as would be necessary to conduct the demonstration at the opening of the World Cup. This leads one to believe that the exoskeleton is not able to stand and walk on its own.

The scientific details about what is happening there, however, can only be assessed independently by other researchers since the specs of the experiments are not published in any specialized scientific journals—something that, according to a spokesperson for the project, must occur in the coming months. For now, there is no scientific evidence available to determine the degree of involvement of the brain in the control of the robot.

On day 15, also via Facebook, Nicolelis drew attention to a study published by him in the journal Nature Methods. "For those who asked us to publish our data, see the cover of Nature Methods of June that portrays our article," wrote the scientist—without indicating to the lay public that the experiments reported in this paper have no direct relation to the Walk Again Project or to the demonstration. The work is based on a different technique (brain implants instead of electro-encephalography) and it was conducted at Duke University and it refers only to the method of recording animals' brain activity through implanted electrodes without including any experiments of recovery of motor activities following spinal cord injuries.

Disappointment: The (Brazilian) Congresswoman, Gabrilli Mara, who has been a quadriplegic for 20 years and who practices daily techniques of neuromotor rehabilitation, was not convinced by the videos posted on Facebook. She said patients are walking in a totally improper posture: without stability, leaning forward and touching the ground with the toes. "This is not a running position," she said. "If you take the cables away, people will fall forward."

Before the demonstration at the opening of the World Cup and the dissemination of videos, Mara was a declared admirer of Nicolelis and she said she was looking forward to the historic walk that would happen on the 12th. "What a disappointment", she says now. "He did not deliver what was promised and has deceived a lot of patients." She said that she would work for the robotics laboratory that was assembled by Nicolelis to be left as a legacy project for the AACD institution (in São Paulo)…

Views by Lady Safra (and more) on the bionic kick:

http://www.edmondjsafra.org/news/the-edmond-and-lily-safra-international-institute-of-neuroscience-kicks-off-the-2014-fifa-world-cup

http://blogconvergencia.org/blogconvergencia/?p=2339

Videos on Walk Again and other related projects:

https://www.youtube.com/channel/UC0lwQnBUOKlkgjuIrv3tf2w/videos

MIT evaluates the demonstration:

http://www.technologyreview.com/news/533546/the-top-technology-failures-of-2014/