A new way to study the brain's invisible secrets | Ed Boyden

المترجم: Mohaned Agab Eldour المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

Hello, everybody.

مرحبا جميعًا.

أحضرت معي اليوم حفاظ أطفال.

I brought with me today a baby diaper.

You'll see why in a second.

سترون لماذا خلال ثوان.

Baby diapers have interesting properties.

حفاظات الأطفال لها خصائص مثيرة.

They can swell enormously when you add water to them,

يمكنها أن تنتفخ بشكل كبير عند إضافة الماء إليها،

an experiment done by millions of kids every day.

تجربة ينجزها ملايين الأطفال بشكل يومي.

(Laughter)

(ضحك)

But the reason why

ولكن سبب ذلك

is that they're designed in a very clever way.

هو أنها مصممة بطريقة ذكية جدًّا.

They're made out of a thing called a swellable material.

لقد تمت صناعتها من شيء يسمى بالمادة القادرة على الانتفاخ.

It's a special kind of material that, when you add water,

إنها نوع خاص من المواد، فعندما تقوم بإضافة الماء،

it will swell up enormously,

تنتفخ بصورة هائلة،

maybe a thousand times in volume.

ربما أكثر من حجمها بألف مرة.

And this is a very useful, industrial kind of polymer.

وهذا نوع صناعي مفيد جدا من البوليمر.

But what we're trying to do in my group at MIT

ولكن ما نحاول فعله في مجموعتي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

is to figure out if we can do something similar to the brain.

هو معرفة ما إذا كان بإمكاننا فعل شيء مماثل للدماغ.

Can we make it bigger,

هل يمكننا جعله أكبر ؟

big enough that you can peer inside

كبير بما يكفي لتمكيننا من النظر داخله

and see all the tiny building blocks, the biomolecules,

ورؤية كل الكتل البنائية الصغيرة جدا، الجزيئات الحيوية

how they're organized in three dimensions,

كيف تم تنظيمها في ثلاثة أبعاد،

the structure, the ground truth structure of the brain, if you will?

البنية، البنية الأرضية الحقيقة للدماغ ، إذا كان ممكنا ؟

If we could get that,

إذا أمكننا الحصول على ذلك،

maybe we could have a better understanding of how the brain is organized

ربما يمكننا الحصول على فهم أفضل لكيفية تنظيم الدماغ

to yield thoughts and emotions

لإنتاج الأفكار والعواطف

and actions and sensations.

والأفعال والأحاسيس.

Maybe we could try to pinpoint the exact changes in the brain

ربما يمكننا أن نحاول تحديد التغييرات الدقيقة في الدماغ

that result in diseases,

التي تُنتج أمراضا،

diseases like Alzheimer's and epilepsy and Parkinson's,

أمراضا مثل الزهايمر والصرع ومرض باركنسون،

for which there are few treatments, much less cures,

والتى يوجد لها عدد قليل من الأدوية، ناهيك عن العلاج،

and for which, very often, we don't know the cause or the origins

والتي غالبا، ما نجهل سببها أو أصلها.

and what's really causing them to occur.

وما يُسبب حقا في حدوثها.

Now, our group at MIT

الآن، مجموعتنا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

is trying to take a different point of view

تحاول ان تأخذ وجهه نظر مختلفة

from the way neuroscience has been done over the last hundred years.

عن الطريقة التي تم القيام بها في علم الأعصاب خلال المائة عام الماضية .

We're designers. We're inventors.

نحن مصممون. نحن مخترعون.

We're trying to figure out how to build technologies

نحن نحاول معرفة كيفية بناء تقنيات

that let us look at and repair the brain.

تسمح لنا بالنظر إلى الدماغ وصيانته.

And the reason is,

والسبب هو،

the brain is incredibly, incredibly complicated.

أن الدماغ معقد بصورة لا تصدق.

So what we've learned over the first century of neuroscience

إذن فما تعلمناه على مدى القرن الأول من علم الأعصاب

is that the brain is a very complicated network,

هو أن الدماغ شبكة معقدة جدا،

made out of very specialized cells called neurons

مصنوع من نوع خاص جدا من الخلايا تسمى بالخلايا العصبية

with very complex geometries,

ذات تركيب هندسي معقد جدا،

and electrical currents will flow through these complexly shaped neurons.

والتيار الكهربائي سيتدفق عبر هذه الخلايا العصبية المعقدة الشكل.

Furthermore, neurons are connected in networks.

علاوة على ذلك، فإن الخلايا العصبية متصلة في شبكات.

They're connected by little junctions called synapses that exchange chemicals

إنها متصلة عبر تقاطعات صغيرة تسمى تقاطعات التشابك العصبي والتي تتبادل مواد كيميائية.

and allow the neurons to talk to each other.

وتسمح للخلايا العصبية بالتحدث مع بعضها البعض.

The density of the brain is incredible.

إن كثافة العقل لا تصدق.

In a cubic millimeter of your brain,

في ملميتر مكعب من دماغك،

there are about 100,000 of these neurons

توجد 100,000 خلية عصبية تقريبا

and maybe a billion of those connections.

وربما بليون من تلك الاتصالات.

But it's worse.

ولكنها أسوأ.

So, if you could zoom in to a neuron,

وبالتالي، فإذا كان بإمكانكم التكبير داخل خلية عصبية،

and, of course, this is just our artist's rendition of it.

وبالطبع ، هذا فقط تَصَوُّر الفنان الخاص بنا عنها،

What you would see are thousands and thousands of kinds of biomolecules,

فإن ما سترونه هو آلاف وآلاف الأنواع من الجزيئات الحيوية،

little nanoscale machines organized in complex, 3D patterns,

ماكينات بحجم النانو مرتبة بشكل معقد ، في نمط ثلاثي الأبعاد،

and together they mediate those electrical pulses,

وتتوسط سويا تلك النبضات الكهربائية،

those chemical exchanges that allow neurons to work together

تلك التبادلات الكيميائية هي التي تسمح للخلايا العصبية بالعمل معا

to generate things like thoughts and feelings and so forth.

لتولد أشياء مثل الأفكار والأحاسيس وما إلى ذلك.

Now, we don't know how the neurons in the brain are organized

الآن، نحن لا نعلم كيف تنتظم الخلايا العصبية في الدماغ

to form networks,

لتشكيل شبكات،

and we don't know how the biomolecules are organized

ولا نعلم كيفية تنظيم الجزيئات الحيوية

within neurons

داخل الخلايا العصبية

to form these complex, organized machines.

لتشكيل هذه الماكينات المعقدة والمنظمة.

If we really want to understand this,

إذا كنا حقا نرغب في فهم هذا،

we're going to need new technologies.

فإننا سنحتاج إلى تقنيات جديدة.

But if we could get such maps,

ولكن إذا امكننا الحصول على خرائط كهذه ،

if we could look at the organization of molecules and neurons

إذا أمكننا النظر إلى تنظيمات الجزيئيات والخلايا العصبية

and neurons and networks,

و الخلايا العصبية والشبكات

maybe we could really understand how the brain conducts information

ربما يمكننا حقا فهم كيفية تدبير الدماغ للمعلومة

from sensory regions,

من المناطق الحسية،

mixes it with emotion and feeling,

يمزحها مع العواطف والأحاسيس.

and generates our decisions and actions.

ويُولِّد قراراتنا وأفعالنا.

Maybe we could pinpoint the exact set of molecular changes that occur

ربما يمكننا أن نحدد بدقة المجموعة المضبوطة للتغيرات الجزئية التي تحدث

in a brain disorder.

في حالة اضطراب الدماغ.

And once we know how those molecules have changed,

وما أن نعرف كيفية تَغَيُّرِ هذه الجزيئات،

whether they've increased in number or changed in pattern,

سواء ما إذا كانت قد ازدادت في العدد أو تغيرت على مستوى النمط ،

we could use those as targets for new drugs,

يمكننا أن نستخدم هذه كأهداف لأدوية جديدة،

for new ways of delivering energy into the brain

لطرق جديدة لتوصيل الطاقة إلى الدماغ

in order to repair the brain computations that are afflicted

من أجل إعادة تصليح حسابات الدماغ التي تضررت

in patients who suffer from brain disorders.

في حالة المرضى الذين يعانون من اضطرابات الدماغ.

We've all seen lots of different technologies over the last century

لقد رأينا جميعا الكثير من التقنيات المختلفة خلال القرن الماضي

to try to confront this.

تحاول مواجهة هذا .

I think we've all seen brain scans

أعتقد أننا قد رأينا جميعا مسح الدماغ

taken using MRI machines.

مأخوذا باستخذام أجهزة تصوير الرنين المغناطيسي.

These, of course, have the great power that they are noninvasive,

هذه، بالطبع، لديها قوة عظمى وهي أنها لا تستلزم إجراء جراحة ،

they can be used on living human subjects.

يمكن إستخدامها على أجسام الأشخاص الأحياء.

But also, they're spatially crude.

ولكن أيضا،هي بسيطة مكانيا.

Each of these blobs that you see, or voxels, as they're called,

كل واحدة من هذه النقط التي ترونها، أو فوكسل، كما تسمى،

can contain millions and millions of neurons.

يمكنها احتواء ملايين وملايين الخلايا العصبية.

So it's not at the level of resolution

وبالتالي فهي ليست على مستوى من التصميم

where it can pinpoint the molecular changes that occur

يُمكَّنها من أن تحدد بدقة التغيرات الجزئية التي تحدث

or the changes in the wiring of these networks

أو التغيرات في أسلاك تلك الشبكات

that contributes to our ability to be conscious and powerful beings.

التي تساهم في قدرتنا على أن نكون كائنات واعية وقوية.

At the other extreme, you have microscopes.

في الجانب الآخر، لدينا المجاهر.

Microscopes, of course, will use light to look at little tiny things.

تستخدم المجاهر، بالطبع، الضوء للنظر للأشياء الصغيرة جدا.

For centuries, they've been used to look at things like bacteria.

لقرون ، تم إستخدامها للنظر لأشياء مثل البكتيريا.

For neuroscience,

بالنسبة لعلم الأعصاب،

microscopes are actually how neurons were discovered in the first place,

المجاهر هي في الحقيقة السبب وراء اكتشاف الخلايا العصبية في المقام الأول،

about 130 years ago.

قبل حوالي 130 سنة.

But light is fundamentally limited.

لكن الضوء محدود أساسيا.

You can't see individual molecules with a regular old microscope.

لا يمكنك أن ترى الجزيئات الفردية بواسطة مجهر عادي قديم.

You can't look at these tiny connections.

لا يمكنك النظر إلى هذه الروابط الصغيرة جدا.

So if we want to make our ability to see the brain more powerful,

وبالتالي فإذا أردنا أن نجعل قدرتنا على رؤية الدماغ أكثر قوة،

to get down to the ground truth structure,

للوصول إلى البنية الأرضية الحقيقية،

we're going to need to have even better technologies.

فسنحتاج إلى تقنيات أكثر تطورا.

My group, a couple years ago, started thinking:

بدأت مجموعتي قبل عدة سنوات في التفكير.

Why don't we do the opposite?

لماذا لا نفعل العكس؟

If it's so darn complicated to zoom in to the brain,

إذا كان من المعقد جدا أن نُكَبِّر داخل الدماغ،

why can't we make the brain bigger?

لماذا لا نجعل الدماغ أكبر ؟

It initially started

لقد بدأ الأمر مبدئيا

with two grad students in my group, Fei Chen and Paul Tillberg.

مع اثنين من الطلاب المتخرجين في مجموعتي، فاي تشين وبول تيلبيرج.

Now many others in my group are helping with this process.

والآن يقوم آخرون كثر من مجموعتي بالمساعدة في هذه العملية.

We decided to try to figure out if we could take polymers,

قررنا أن نحاول معرفة ما إذا كان بإمكاننا أخذ البوليمر،

like the stuff in the baby diaper,

مثل الأشياء الموجودة في حفاضات الأطفال،

and install it physically within the brain.

وتثبيته جسديا داخل الدماغ.

If we could do it just right, and you add water,

إذا أمكننا إنجاز هذا بطريقة صحيحة، وأضفت الماء،

you can potentially blow the brain up

فمن المحتمل أنه يمكنك تفجير الدماغ

to where you could distinguish those tiny biomolecules from each other.

إلى مدى يمكنك أن تميز فيه هذه الجزيئات الحيوية بعضها عن البعض.

You would see those connections and get maps of the brain.

يمكنك أن ترى تلك الروابط وأن تحصل على خرائط للدماغ.

This could potentially be quite dramatic.

من المحتمل أن يكون هذا دراماتيكيا .

We brought a little demo here.

لقد أحضرنا عرضا بسيطا إلى هنا.

We got some purified baby diaper material.

حصلنا على مادة من حفاظة الطفل تمت تنقيتها .

It's much easier just to buy it off the Internet

إنه ومن الأسهل بكثير شراؤها عبر الأنترنت

than to extract the few grains that actually occur in these diapers.

عوض استخراج الحبيبات القليلة التي تحدث في الواقع في هذه الحفاظات.

I'm going to put just one teaspoon here

سأضع معلقة شاي صغيرة هنا

of this purified polymer.

من هذا البوليمر المنقى،

And here we have some water.

وهنا لدينا بعض الماء.

What we're going to do

ما سنقوم بفعله

is see if this teaspoon of the baby diaper material

هو رؤية ما إذا كانت معلقة الشاي الصغيرة هذه من مادة حفاظ الأطفال

can increase in size.

يمكن أن تزيد في المقاس.

You're going to see it increase in volume by about a thousandfold

سترونها تزداد في الحجم بحوالي ألف مرة

before your very eyes.

أمام أعينكم .

I could pour much more of this in there,

كان بإمكاني صَبُّ أكثر من هذا هناك،

but I think you've got the idea

ولكن أظن أنكم فهمتم الفكرة

that this is a very, very interesting molecule,

بأن هذا جُزيء مثير جدا للإهتمام

and if can use it in the right way,

وإذا أمكننا استخدامه بالطريقه المناسبة،

we might be able to really zoom in on the brain

ربما استطعنا حقا التكبير في الدماغ

in a way that you can't do with past technologies.

بطريقة لم تُنجز بالتقنيات القديمة .

OK. So a little bit of chemistry now.

حسنا، القليل من الكيمياء الآن.

What's going on in the baby diaper polymer?

ما الذي يحدث داخل بولمير حفاظ الطفل ؟

If you could zoom in,

إذا أمكنك التكبيير،

it might look something like what you see on the screen.

فقد يبدو الأمر على هيئة شبيهة بما ترونه في الشاشة.

Polymers are chains of atoms arranged in long, thin lines.

البوليمرات هي سلاسل من الذرات مرتبة في خطوط طويلة رفيعة.

The chains are very tiny,

إن السلاسل صغيرة جدا،

about the width of a biomolecule,

تقريبا بعرض جزيء حيوي واحد،

and these polymers are really dense.

و هذة البوليمرات كثيفة حقا .

They're separated by distances

إنها مفصولة بمسافات

that are around the size of a biomolecule.

بحجم الجزيء الحيوي .

This is very good

هذا جيد جدا

because we could potentially move everything apart in the brain.

لأنه من المحتمل أن يكون بإمكاننا تحريك كل شئ بعيدا في الدماغ،

If we add water, what will happen is,

إذا أضفنا الماء، فإن ما سيحدث هو،

this swellable material is going to absorb the water,

أن هذه المادة القابلة للانتفاخ ستمتص الماء،

the polymer chains will move apart from each other,

وستتحرك سلاسل البوليمر بعيدا عن بعضها البعض.

and the entire material is going to become bigger.

والمادة بأكملها ستصبح أكبر.

And because these chains are so tiny

ولأن هذه السلاسل صغيرة جدا

and spaced by biomolecular distances,

ومتباعدة بمسافات الجزيئية البيولوجية،

we could potentially blow up the brain

فإنه ومن المحتمل أن نضخم الدماغ

and make it big enough to see.

و نجعله كبيرا بما يكفي لرؤيته .

Here's the mystery, then:

وهنا الغموض ، إذن :

How do we actually make these polymer chains inside the brain

كيف نصنع سلاسل البوليمرات هذه داخل الدماغ فعلا ؟

so we can move all the biomolecules apart?

بحيث يمكننا إبعاد كل الجزيئات الحيوية عن بعضها

If we could do that,

إذا أمكننا فعل ذلك،

maybe we could get ground truth maps of the brain.

ربما يمكننا الحصول على خرائط حقيقة للدماغ.

We could look at the wiring.

يمكننا النظر إلى شبكة الأسلاك.

We can peer inside and see the molecules within.

يمكننا إمعان النظر داخلا ورؤية الجزيئات الموجودة هناك

To explain this, we made some animations

لكي نشرح هذا، صنعنا بعض الرسوم المتحركة

where we actually look at, in these artist renderings,

حيث نرى بالفعل ، في هذه الأداءات الفنية،

what biomolecules might look like and how we might separate them.

ما تبدو عليه الجزيئات الحيوية وكيف يمكن فصلها .

Step one: what we'd have to do, first of all,

الخطوة الأولى : ما يجب علينا فعله، أولا،

is attach every biomolecule, shown in brown here,

هو أن نرفق كل جزيء حيوي ، موضح باللون البني هنا،

to a little anchor, a little handle.

إلى مرساة صغيرة، مقبض صغير.

We need to pull the molecules of the brain apart from each other,

نحن بحاجة إلى سحب جزيئات الدماغ الحيوية بعيدا عن بعضها البعض،

and to do that, we need to have a little handle

وللقيام بذلك، نحتاج إلى مقبض صغير

that allows those polymers to bind to them

يسمح للبوليمرات أن تتقيد به

and to exert their force.

وتبذل جهدها.

Now, if you just take baby diaper polymer and dump it on the brain,

الآن، إذا أخذت ببساطة بوليمر حفاظ الطفل وألقيته على الدماغ ،

obviously, it's going to sit there on top.

فمن الواضح، أنه سيتمركز هناك في الأعلى.

So we need to find a way to make the polymers inside.

وبالتالي فنحن بحاجة إلى إيجاد طريقة لصنع البوليمر في الداخل.

And this is where we're really lucky.

وهنا يكمن حظنا فعلا.

It turns out, you can get the building blocks,

فقد اتضح أنه يمكن الحصول على الكتل البنائية،

monomers, as they're called,

الأحاديات، كما تسمى،

and if you let them go into the brain

وإذا نشرتها في الدماغ

and then trigger the chemical reactions,

ومن ثم أثَرت التفاعلات الكيميائية،

you can get them to form those long chains,

فبإمكانك أن تجعلها تشكل تلك السلاسل الطويلة،

right there inside the brain tissue.

هناك داخل أنسجة الدماغ.

They're going to wind their way around biomolecules

ستقوم بإختراق طريقها حول الجزيئات الحيوية

and between biomolecules,

وبين الجزيئات الحيوية،

forming those complex webs

مشكلة تلك الشبكات

that will allow you, eventually, to pull apart the molecules

التي ستسمح لك، في النهاية، بسحب الجزيئات بعيدا

from each other.

عن بعضها البعض.

And every time one of those little handles is around,

وفي كل مرة يكون أحد تلك المقابض الصغيرة موجودا،

the polymer will bind to the handle, and that's exactly what we need

سيرتبط البوليمر بالمقبض ، وهذا بالضبط هو ما نحتاجه

in order to pull the molecules apart from each other.

من أجل سحب الجزيئات بعيدا عن بعضها البعض.

All right, the moment of truth.

حسنا، لحظة الحقيقة .

We have to treat this specimen

يجب علينا أن نعالج هذه العينة

with a chemical to kind of loosen up all the molecules from each other,

بمادة كيميائية لتخفيف القيود بين جميع الجزيئات،

and then, when we add water,

وثم، وعندما نضيف الماء،

that swellable material is going to start absorbing the water,

فإن تلك المادة القابلة للانتفاخ ستبدأ بامتصاص الماء،

the polymer chains will move apart,

ستتحرك سلاسل البوليمرات بعيدا،

but now, the biomolecules will come along for the ride.

ولكن الآن، ستنظم الجزيئات الحيوية للرحلة.

And much like drawing a picture on a balloon,

ومثل رسم صورة على بالون،

and then you blow up the balloon,

ومن ثم نفخ البالون،

the image is the same,

فإن الصورة هي نفسها ،

but the ink particles have moved away from each other.

ولكن جسيمات الحبر قد تحركت بعيدا عن بعضها البعض.

And that's what we've been able to do now, but in three dimensions.

وذلك ما استطعنا فعله على فعله الآن، ولكن في ثلاثة أبعاد.

There's one last trick.

هنالك خدعة وحيدة أخيرة،

As you can see here,

كما ترون هنا،

we've color-coded all the biomolecules brown.

فلقد رمزنا إلى كل الجزيئات الحيوية باللون البني.

That's because they all kind of look the same.

وذلك لأنها نوعا ما متشابة،

Biomolecules are made out of the same atoms,

الجزيئات الحيوية مصنوعة من نفس الذرات،

but just in different orders.

ولكن فقط بترتيب مختلف.

So we need one last thing

بالتالي فإننا بحاجة إلى أمر أخير

in order to make them visible.

من أجل أن نجعلها مرئية.

We have to bring in little tags,

يجب علينا أن نحضرعلامات صغيرة،

with glowing dyes that will distinguish them.

بأصباغ متوهجة لتمييزها .

So one kind of biomolecule might get a blue color.

وبالتالي فأحد الأنواع من الجزيئات الحيوية قد يحصل على اللون الأزرق.

Another kind of biomolecule might get a red color.

ونوع آخر منها قد يحصل على اللون الاحمر،

And so forth.

و هكذا .

And that's the final step.

وتلك هي الخطوة الأخيرة .

Now we can look at something like a brain

الآن يمكننا النظر إلى شيء ما يشبه الدماغ

and look at the individual molecules,

والنظر إلى الجزيئات الفردية،

because we've moved them far apart enough from each other

وذلك لأننا أبعدناها بما يكفي عن بعضها البعض

that we can tell them apart.

بحيث يمكننا تمييز بعضها عن الآخر.

So the hope here is that we can make the invisible visible.

إذن فالأمل هنا هو أن نجعل ما هو غير مرئي مرئيا .

We can turn things that might seem small and obscure

يمكننا تحويل أشياء قد تبدو صغيرة وغامضة

and blow them up

ونضخمها

until they're like constellations of information about life.

حتى تصبح مثل أبراج معلومات عن الحياة .

Here's an actual video of what it might look like.

هاهو فيديو فعلي عن الكيفية التي قد تبدو عليها.

We have here a little brain in a dish --

لدينا هنا دماغ صغير في طبق-

a little piece of a brain, actually.

إنها في الحقيقة قطعة صغيرة من الدماغ.

We've infused the polymer in,

لقد غرسنا البوليمر في الداخل،

and now we're adding water.

والآن نحن نضيف الماء.

What you'll see is that, right before your eyes --

ما سترونه هو أنه، وأمام أعينكم-

this video is sped up about sixtyfold --

هذا الفيديو مسرع بستون ضعفا تقريبا-

this little piece of brain tissue is going to grow.

ستنمو هذه القطعة الصغيرة من نسيج الدماغ .

It can increase by a hundredfold or even more in volume.

يمكنها أن تزيد مائة أضعاف في الحجم أو أكثر.

And the cool part is, because those polymers are so tiny,

و الجزء الرائع هو، ولأن هذه البوليمرات صغيرة جدا،

we're separating biomolecules evenly from each other.

فإننا نباعد الجزيئات الحيوية بالتساوي عن بعضها البعض .

It's a smooth expansion.

هذا تضخم سلس .

We're not losing the configuration of the information.

نحن لا نفقد ترتيب المعلومات .

We're just making it easier to see.

نحن فقط نجعلها سهلة الرؤية.

So now we can take actual brain circuitry --

وبالتالي فنحن نستطيع الآن أن نأخذ دائرة دماغ فعلية -

here's a piece of the brain involved with, for example, memory --

ها هي قطعة من الدماغ مشاركة مع، مثلا، الذاكرة -

and we can zoom in.

ويمكننا التكبير .

We can start to actually look at how circuits are configured.

يمكننا البدأ بالنظر فعليا لكيفية ترتيب الدوائر .

Maybe someday we could read out a memory.

ربما يوما ما أمكننا أن نقرأ ذاكرة ما.

Maybe we could actually look at how circuits are configured

ربما أمكننا النظر فعليا لكيفية ترتيب الدوائر الكهربائية للدماغ

to process emotions,

لمعالجة المشاعر،

how the actual wiring of our brain is organized

كيف تم ترتيب شبكة الأسلاك في دماغنا

in order to make us who we are.

من أجل أن تجعلنا ما نحن عليه.

And of course, we can pinpoint, hopefully,

ونأمل بالطبع، أنه وربما يمكننا أن نحدد بدقة،

the actual problems in the brain at a molecular level.

المشكلة الحقيقية في الدماغ على مستوى الجزيء.

What if we could actually look into cells in the brain

ماذا إذا كان بإمكاننا حقا النظر إلى داخل الخلايا في الدماغ

and figure out, wow, here are the 17 molecules that have altered

ومعرفة ،يا للروعة، ها هي الجزيئات ال 17 التي تغيرت

in this brain tissue that has been undergoing epilepsy

في نسيج الدماغ هذا الذي كان يحمل مرض الصرع

or changing in Parkinson's disease

أو يتغير خلال داء الشلل الرعاش

or otherwise being altered?

أو يتم تغييره؟

If we get that systematic list of things that are going wrong,

إذا حصلنا على قائمة منظمة لتلك الأشياء التي تسير بشكل خاطئ،

those become our therapeutic targets.

فتلك ستصبح أهدافنا العلاجية.

We can build drugs that bind those.

يمكننا أن نبني أدوية تقيدها.

We can maybe aim energy at different parts of the brain

ربما يمكننا أن نوجه الطاقة صوب أجزاء مختلفة من الدماغ

in order to help people with Parkinson's or epilepsy

من أجل مساعدة الأشخاص المصابين بالشلل الرعاش أو الصرع

or other conditions that affect over a billion people

أو حالات أخرى تؤثر على بليون شخص

around the world.

حول العالم .

Now, something interesting has been happening.

هناك شيء مثير للإهتمام يحدث الآن.

It turns out that throughout biomedicine,

اتضح أنه وعبر الطب الحيوي،

there are other problems that expansion might help with.

هنالك مشاكل أخرى يمكن للتضخم أن يساعد فيها.

This is an actual biopsy from a human breast cancer patient.

هذا فحص حقيقي لنسيج جسد، من مريض مصاب بسرطان الثدي

It turns out that if you look at cancers,

اتضح أنه وإذا نظرت إلى السرطانات،

if you look at the immune system,

إذا نظرت لجهاز المناعة،

if you look at aging, if you look at development --

إذا نظرإلي الشيخوخة ، إذا نظرت إلى تطور-

all these processes are involving large-scale biological systems.

فإن كل هذه العمليات تشمل أنظمة بيولوجية ذات مقاسات كبيرة.

But of course, the problems begin with those little nanoscale molecules,

ولكن بالطبع، فالمشكلة تبدأ مع تلك الجزيئات بمقاس النانو،

the machines that make the cells and the organs in our body tick.

الماكينات التي تصنع الخلايا والأعضاء في غطاء جسمنا،

So what we're trying to do now is to figure out

بالتالي ما نحاول فعله الآن هو معرفة،

if we can actually use this technology to map the building blocks of life

إذا أمكننا استخدام هذه التقنية لعمل خريطة للكتل البنائية للحياة

in a wide variety of diseases.

على نطاق واسع من الأمراض.

Can we actually pinpoint the molecular changes in a tumor

هل يمكننا فعلا تحديد التغيرات الجزيئية بدقة في الورم

so that we can actually go after it in a smart way

بحيث يمكننا مطاردتها بطريقة ذكية

and deliver drugs that might wipe out exactly the cells that we want to?

ونرسل الأدوية التي يمكنها فعلا إزالة الخلايا المحددة التي نريد نحن إزالتها .

You know, a lot of medicine is very high risk.

أوتعلمون؟ إن الكثير من الأدوية مخاطرة كبيرة.

Sometimes, it's even guesswork.

أحيانا، هي تخمينية حتى .

My hope is we can actually turn what might be a high-risk moon shot

ما آمله هو أنه يمكننا أن نحول ما قد يكون مثل مخاطرة عالية

into something that's more reliable.

إلى شيء أكثر موثوقية .

If you think about the original moon shot,

إذا فكرت في عملية إطلاق الصاروخ صوب القمر،

where they actually landed on the moon,

حيث هبط فعلا على سطح القمر،

it was based on solid science.

لقد كان ذلك مبنيا على علم متين .

We understood gravity;

نحن نفهم الجاذبية ؛

we understood aerodynamics.

نحن نفهم الديناميكا الهوائية.

We knew how to build rockets.

عرفنا كيف نبني الصواريخ .

The science risk was under control.

مخاطر العلم كانت تحت السيطرة .

It was still a great, great feat of engineering.

وكانت ولا تزال أعظم إنجاز للهندسة.

But in medicine, we don't necessarily have all the laws.

ولكن في الطب، نحن لا نملك بالضرورة كل القوانين .

Do we have all the laws that are analogous to gravity,

هل نملك كل القوانين التي تماثل الجاذبية،

that are analogous to aerodynamics?

التي تماثل الديناميكا الهوائية ؟

I would argue that with technologies

أنا كنت سأزعم أنه ومع التقنيات،

like the kinds I'm talking about today,

مثل التى أتحدث عنها اليوم،

maybe we can actually derive those.

ربما يمكننا فعلأ إستخلاص كل ذلك .

We can map the patterns that occur in living systems,

يمكننا أن نعين الأنماط التي تحدث في الأنظمة الحية،

and figure out how to overcome the diseases that plague us.

ونعرف كيف نتغلب على الأمراض التي تصيبنا .

You know, my wife and I have two young kids,

أوتعلمون؟ أنا وزوجتي لدينا طفلين،

and one of my hopes as a bioengineer is to make life better for them

وأحد آمالي كمهندس حيوي هو أن أصنع لهم حياة افضل

than it currently is for us.

من الحياة الحالية التي نعيشها نحن.

And my hope is, if we can turn biology and medicine

وأملي هو، أنه وإذا أمكننا تحويل علم الأحياء و الطب

from these high-risk endeavors that are governed by chance and luck,

من هذه المساعي عالية المخاطر المحكومة بالفرصة والمحاولة،

and make them things that we win by skill and hard work,

وجعلها أشياء نفوز بها بالمهارة والعمل الجاد،

then that would be a great advance.

فذلك من شأنه أن يكون تقدما عظيما .

Thank you very much.

شكرا جزيلاً.

(Applause)

(تصفيق)