What investigating neural pathways can reveal about mental health | Kay M. Tye

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

المترجم: Ayman Hosny المدقّق: Shimaa Nabil

I'm going to start by saying something you think you know to be true.

سوف أبدأ بشيء تعتقدون جميعًا أنه حقيقي.

Your brain creates all facets of your mind.

يشكل دماغك كل جوانب تفكيرك.

So then why do we treat mental and physical illnesses

فلماذا إذن نعالج الأمراض العقلية والبدنية

so differently,

باختلاف تام،

if we think we know that the mind comes from the brain?

إذا كنا نعتقد أن التفكير يأتي من الدماغ؟

As a neuroscientist, I'm often told

كعالمة عصبية، في الغالب أقول

that I'm not allowed to study how internal states

إنني غير مسموح لي دراسة كيف أن الأحوال الداخلية

like anxiety or craving or loneliness

مثل القلق، أو الشعور بالانكسار، أو بالوحدة

are represented by the brain,

تظهر من خلال الدماغ،

and so I decided to set out and do exactly that.

ولقد اتخذت قرارًا بأن أفحص وأدرس ذلك.

My research program is designed to understand the mind

لقد صُمم برنامج البحث الخاص من أجل فهم عملية التفكير

by investigating brain circuits.

من خلال البحث في دوائر الدماغ.

Specifically, how does our brain give rise to emotion.

على وجه خاص، الكيفية التي تظهر أدمغتنا بها المشاعر.

It's really hard to study feelings and emotions,

إنه لمن الصعوبة بمكان إخضاع الأحاسيس والمشاعر للدراسة،

because you can't measure them.

لأنك لن تستطيع سبر أغوارها.

Behavior is still the best and only window

سيظل السلوك هو النافذة الأفضل والوحيدة

into the emotional experience of another.

للنظر في تجارب مشاعر الآخرين.

For both animals and people,

للحيوان والإنسان على السواء،

yes, self-report is a behavioral output.

إن التقرير الذاتي بالطبع هو مظهر سلوكي.

Motivated behaviors fall into two general classes:

تتصنف السوكيات المحفَزة في تصنيفين عامّين:

seeking pleasure and avoiding pain.

البحث عن السعادة وتجنب الألم.

The ability to approach things that are good for you

إن القدرة لاغتنام الأشياء التي ترجوها

and avoid things that are bad for you

ومجانبة الأشياء التي لا ترغب فيها

is fundamental to survival.

هي أمور أساسية للبقاء.

And in our modern-day society,

وفي مجتمعنا المعاصر،

trouble telling the difference can be labeled as a mental illness.

الصعوبة في إبداء الاختلاف تشير إلى مرض عقلي.

If I was having car trouble,

لو أن مشكلة حدثت لسيارتي،

and I took my car to the mechanic,

فعرضتها على الميكانيكي،

the first thing they do is look under the hood.

فإن أول شيء يفعله هو فحص ما تحت غطاء الموتور.

But with mental health research,

ولكن في فحص الصحة العقلية،

you can't just pop open the hood with the press of a button.

لن يكون بمقدورك فتح الغطاء بمجرد الضغط على زر.

So this is why we do experiments on animals.

وهذا ما نقوم به من اختبارات على الحيوانات.

Specifically, in my lab, mice.

والفئران، على وجه أخص في مختبري.

To understand the brain, well, we need to study brains.

لفهم الدماغ جيداً، نحتاج إلى دراسة الأدمغة.

And for the first time, we actually can.

ولأول مرة، استطعنا ذلك بالفعل.

We can pop open the hood.

نستطيع فتح الغطاء.

We can look inside

نستطيع النظر إلى الداخل.

and do an experiment and see what comes out.

وتحقيق تجربة، والنظر في مخرجاتها.

Technology has opened new windows into the black box that is our minds.

لقد فتحت التكنولوجيا نوافذ جديدة في عقولنا، أي صندوقنا الأسود.

The development of optogenetic tools

وتطور تقنيات التعديل الجيني الضوئي (optogenetic)

has allowed us unprecedented control over specific neurons in the brain

مكّننا من تحكم غير مسبوق في عصبونات (خلايا عصبية) محددة في الدماغ

and how they talk to each other by firing electrical signals.

وكيف يجري التفاعل فيما بينها من خلال تنشيط الإشارات الكهربية.

We can genetically engineer neurons to be light sensitive

إن بمقدورنا هندسة العصبونات جينيًا لتكون حساسة للضوء

and then use light to control how neurons fire.

ومن ثم نستخدم الضوء للتحكم في نشاط العصبونات.

This can change an animal's behavior,

إن من شأن هذا أن يغير سلوك حيوان،

giving us insight into what that neural circuit can do.

ويفتح لنا نافدة على ما بمقدور تلك الدائرة العصبية القيام به.

Want to know how scientists figure this out?

أتريدون معرفة كيف اكتشف العلماء ذلك؟

Scientists developed optogenetic tools by borrowing knowledge

لقد طوّر العلماء أدوات التعديل الجيني الضوئي من خلال استعارة المعرفة

from other basic science fields.

من مجالات العلم الأساسية الأخرى.

Algae are single-celled organisms that have evolved to swim towards light.

الطحالب هي كائنات أحادية الخلية تطورت لتسبح في اتجاه الضوء.

And when blue light shines onto the eyespot of an algae cell,

وحين يسلط ضوء أزرق على مستشعر ضوء خلية الطحلب،

a channel opens, sending an electrical signal

تفتح ثمة قناة، وترسل إشارة كهربية

that makes little flagella flap

من شأنها إحداث رفرفة صغيرة

and propels the algae towards sunlight.

ودفع الطحلب ناحية الضوء.

If we clone this light-sensitive part of the algae

لو أننا نستنسخ هذه الحساسية للضوء الكامنة في الطحالب

and then add it to neurons through genetic modification,

ونثبتها في عصبونات عبر تعديل جيني،

we can make neurons light-sensitive, too.

فسيكون بمقدورنا أيضًا تكوين عصبونات حساسة للضوء.

Except, with neurons,

باستثناء العصبونات،

when we shine light down an optical fiber deep into the brain,

حين نسلط الضوء على نسيج بصري عميقًا داخل الدماغ،

we change how they send electrical signals to other neurons in the brain

فإننا نغيّر كيفية إرسال الإشارات الكهربية منها إلى عصبونات أخرى داخل الدماغ

and thus change the animal's behavior.

وبذلك نغيّر سلوك الحيوان.

With the help of my colleagues,

بمساعدة زملائي،

I pioneered the use of optogenetic tools

ملكت قياد أدوات التعديل الجيني الضوئي

to selectively target neurons that are living in point A,

لاستهداف العصبونات التي تعيش في النقطة A،

sending messages down wires aimed at point B,

وترسل إشارات سلكية تصل النقطة B،

leaving neighboring neurons going other places unaffected.

وكانت مغادرة العصبونات المجاورة إلى أماكن أخرى أمرًا غير فعّال.

This approach allowed us to test the function of each wire

إن هذا المنهج يتيح لنا اختبار وظيفة كل سلك

within the tangled mess that is our brain.

في خِضَم التشابك المعقّد داخل أدمغتنا.

A brain region called the amygdala

هنالك منطقة في الدماغ تدعى اللوزة

has long been thought to be important for emotion,

كان يعتقد لفترة طويلة أنها ضرورية للشعور،

and my laboratory discovered

واكتشف معملي

that the amygdala resembles a fork in the road

أن لوزة المخ تشبه مفترق طرق

where activating one path can drive positive emotion and approach,

حيث ينشَط مسارٌ ينتهي إلى شعور إيجابي ووصول

and activating another path can drive negative emotion and avoidance.

وينشَط مسارٌ آخر يقود إلى شعور سلبي وابتعاد.

I'm going to show you a couple of examples --

سأريكم مجموعتين من الأمثلة...

a taste of raw data --

شيءٌ من مسودة البيانات...

of how we can use optogenetics to target specific neurons in the brain

عن كيفية استخدام أساليب التعديل الجيني الضوئي لاستهداف عصبونات محددة في الدماغ

and get very specific changes in behavior.

للحصول على تغييرات بعينها في السلوك.

Anxiety patients have abnormal communication

عند مرضى القلق اتصال غير عادي

between two parts of the amygdala,

بين جزئي لوزة المخ،

but in people, it's hard to know if this abnormality is cause or effect

لكن من الصعوبة على الأشخاص معرفة أن ذاك الاتصال غير الطبيعي

of the disease.

هو سبب المرض، أو يتأثر المرض به.

We can use optogenetics to target the same pathway in a mouse,

بمقدورنا استخدام أساليب التعديل الجيني الضوئي لاستهداف مسار مشابه داخل فأر تجارب،

and see what happens.

ونرى ما يحدث.

So this is the elevated plus maze.

لذلك فإن هذه هي المتاهة المرتفعة.

It's a widely used anxiety test

تستخدم بشكل واسع في اختبار القلق

that measures the amount of time

لقياس مقدار الوقت

that the mouse spends in the safety of the closed arms

الذي يقضيه الفأر في أمان القضبان المغلقة

relative to exploring the open arms.

وبين ذلك الذي يقضيه لاكتشاف القضبان المفتوحة.

Mice have evolved to prefer enclosed spaces,

لقد تطورت الفئران لتفضّل الأماكن المفتوحة،

like the safety of their burrows,

مثل الأمان الذي يجدونه في جحورهم،

but to find food, water, mates,

ولكن أيضًا للحصول على الطعام، والماء، والرفقاء

they need to go out into the open

فإنهم بحاجة إلى الخروج

where they're more vulnerable to predatory threats.

إلى حيث يكونون في غير مأمن من تهديدات المفترسات.

So I'm sitting in the background here,

ولذا أنا أقف هنا في الخلفية،

and I'm about to flip the switch.

وفي سبيلي لأدير المفتاح.

And now, when I flip the switch and turn the light on,

والآن، حين أدير المفتاح وأفتح الضوء،

you can see the mouse begins to explore the open arms of the maze more.

يمكنكم رؤية الفأر وهو يبدأ في استكشاف القضبان المفتوحة بشكل أكبر في المتاهة.

And in contrast to drug treatments for anxiety,

وعلى عكس العلاجات الدوائية للقلق،

there's no sedation, no locomotor impairment,

فليس هناك مسكنات، ولا يوجد اعتلال حركي،

just coordinated, natural-looking exploration.

فقط اسكتشاف سلس، وبالنظرة الطبيعية.

So not only is the effect almost immediate,

ليس هذا هو الشأن في الأثر الفوري فقط،

but there are no detectable side effects.

لكن أثاره الجانبية غير قابلة للرصد.

Now, when I flip the switch off,

الآن، حين ننقر على زر القفل،

you can see that the mouse goes back to its normal brain function

يمكنكم رؤية الفأر يعود أدراجه إلى وظيفة الدماغ العادية

and back to its corner.

ويعود إلى زاويته.

When I was in the lab and I was taking these data,

حين كنت في مختبري ومعي هذه البيانات،

I was all by myself, and I was so excited.

كنت بمفردي، وكنت متحمسة جدًا.

I was so excited, I did one of these quiet screams.

كنت متحمسة جدًا، وأصدرت واحدة من هذه الصيحات الهادئة.

(Silently) Aah!

(في صمت) آه!

(Laughter)

(ضحك)

Why was I so excited?

لِما كنت متحمسة؟

I mean, yeah, theoretically, I knew that the brain controlled the mind,

نعم، أعني أن الدماغ من الناحية النظرية يتحكم في العقل (عملية التفكير)،

but to flip the switch with my hand

لكن بالنقر على الزر بيدي

and see the mouse change its behavioral state

ورؤيتي للفأر وهو يغيّر من الحالة السلوكية

so rapidly and so reversibly,

بسرعة وبعكسية شديدتَين،

it was really the first time that I truly believed it.

فقد كانت هذه هي المرة الأولى التي أصدق فيها هذا عن اقتناع كامل.

Since that first breakthrough,

منذ هذا الاختراق العلمي،

there have been a number of other discoveries.

وعدد من الاكتشافات الأخرى تتوالى.

Finding specific neural circuits that can elicit dramatic changes

واكتشاف دوائر عصبية محددة من شأنها استنباط تغييرات جوهرية

in animal behavior.

في سلوك الحيوان.

Here's another example: compulsive overeating.

وهذا مثال آخر: الوسواس القهري في تناول الطعام.

We can eat for two reasons.

إننا نأكل لسببين.

Seeking pleasure, like tasty food,

للبحث عن السعادة، مثل الأطعمة الشهية،

or avoiding pain, like being hungry.

أو لدرء الألم، حين نأكل لسد الجوع.

How can we find a treatment for compulsive overeating

فكيف نوفر العناية لحالة فرط الطعام القهري

without messing up the hunger-driven feeding

دون تجاهل الأكل بدافع الجوع

that we need to survive?

حتى نبقى على قيد الحياة؟

The first step is to understand

الخطوة الأولى هي

how the brain gives rise to feeding behavior.

فهم الكيفية التي يظهر بها الدماغ الحاجة لتناول الطعام.

This fully-fed mouse is just exploring a space

هذا الفأر الشبعان شبعًا كاملًا اكتشف لتوه مجالا

completely devoid of any food.

خاليًا تمامًا من الغذاء.

Here we're using optogenetics to target neurons living in the hypothalamus,

وهنا سنستخدم أساليب التعديل الجيني الضوئي لاستهداف عصبونات الغدة النخامية

sending messages down wires aimed at the midbrain.

ونرسل برسائل عبر الموصلات المنتهية إلى وسط الدماغ.

When I turn the light on, right here,

وحين أفتح الضوء، هنا،

you can see that the mouse immediately begins licking the floor.

بمقدوركم رؤية الفأر يتحول فورًا إلى لعق السطح.

(Laughter)

(ضحك)

This seemingly frenzied behavior

هذا السلوك المهتاج على ما يبدو

is about to escalate into something I find really incredible.

سوف يتصاعد في شيء ما ووجدته مذهلا للغاية.

It's kind of trippy, actually.

إنه نوع من نصب الأفخاخ.

Ready?

جاهزون؟

It's right here.

إليكم الآن.

See, he picks up his hands as if he is eating a piece of food,

انظروا، إنه يلتقط يديه وكأنه يتناول قطعة من الطعام،

but there's nothing there, he's not holding anything.

لكن لا شيء هنا، إنه لا يمسك بشيء.

So this circuit is sufficient to drive feeding behavior

إن هذه الدائرة من الكفاءة بحيث تتولى سلوك التغذية

in the absence of hunger,

في غياب الشعور بالجوع،

even in the absence of food.

وحتى في غياب الطعام ذاته.

I can't know for sure how this mouse is feeling,

إنني أعرف على سبيل اليقين ما الذي يشعر به هذا الفأر

but I speculate these neurons drive craving

لكني أخمن أن هذه العصبونات تقود الرغبة

based on the behaviors we elicit when we target this pathway.

على أساس السلوكيات التي نستنتجها حين نستهدف هذا المسار.

Turn the light back off --

نعيد قفل الضوء...

animal's back to normal.

فيعود الحيوان سيرته الأولى.

When we silence this pathway,

حين نجعل هذا المسار هادئًا،

we can suppress and reduce compulsive overeating

فإن بإمكاننا قمع وتقليل فرط الأكل

without altering hunger-driven feeding.

دون تغيير غريزة الأكل بدافع الجوع.

What did you take away from these two videos

فما النقطة الجوهرية التي استخلصتموها من هذين المقطعين

that I just showed you?

اللذين استعرضتهما لكم؟

That making a very specific change to neural circuits in the brain

هي تلك التي من شأنها إحداث تغيير محدد للدوائر العصبية في الدماغ

can have specific changes to behavior.

ومن شأنها إحداث تغييراتٍ للسلوك.

That every conscious experience that we have

وهي أيضًا أن أي تجربة حسية نمر بها

is governed by cells in our brain.

خاضعة لخلايا في الدماغ.

I am the daughter of a physicist and a biologist,

إنني ابنة لطبيب وعالمة أحياء،

who literally met on the boat coming to America

الذين جاءا إلى أمريكا محموليْن على مركب

in pursuit of an education.

سعيًا لطلب العلم.

So naturally,

فمن الطبيعي إذن،

since there was "no pressure" to be a scientist ...

أنه لا يوجد "ضغط" عليّ لأن أكون عالمة...

(Laughter)

(ضحك)

as a college student,

كطالبة جامعية،

I had to decide whether I wanted to focus on psychology, the study of the mind,

كان علي أن أقرر ما إذا كنت سأتخصص في علم النفس، أي دراسة العقل،

or neuroscience, the study of the brain.

أم في علم الأعصاب، أي دراسة الدماغ.

And I chose neuroscience,

ولقد اخترت علم الأعصاب،

because I wanted to understand how the mind is born

لأنني أردت أن أفهم كيف يُولد العقل

out of biological tissue.

بعيدًا عن الأنسجة البيولوجية.

But really, I've come full circle to do both.

لكني استطعت أن أكمل الدائرة كاملةً بينهما.

And now my research program

وخطة بحثي الآن

bridges the gap between the mind and the brain.

تهدف إلى جسر الهوّة بين العقل والدماغ.

Research from my laboratory

لقد انتهى البحث في مختبري

suggests that we can begin to tie specific neural circuits

إلى أنّ بمقدورنا ربط دوائر عصبية بعينها

to emotional states.

بحالات شعورية.

And we have found a number of circuits

ووجدنا عددًا من الدوائر

that control anxiety-related behavior,

تتحكم في السلوك المرتبط بالإحساس بالقلق،

compulsive overeating,

وبالوسواس القهري لتناول الطعام،

social interaction, avoidance

التفاعل والتباعد الاجتماعي،

and many other types of motivated behaviors

والكثير من الأنواع الأخرى للسلوكيات المحفَزة

that may reflect internal emotional states.

التي تعكس الحالات الانفعالية الداخلية.

We used to think of functions of the mind as being defined by brain regions.

لقد اعتدنا أن نعزو وظائف العقل بتعريفها على أساس مناطق الدماغ.

But my work shows that within a given brain region,

ولكن بحثي أظهر أن من ضمن ما يخرج من منطقة دماغية ما

there are many different neurons doing different things.

هنالك الكثير من العصبونات التي تؤدي أعمالًا مختلفة.

And these functions are partly defined by the paths they take.

وتُعزى تلك الوظائف جزئيًا من خلال المسارات التي تتخذها.

Here's a metaphor to help illustrate

ثمة مجاز أو استعارة لبيان

how these discoveries change the way that we think about the brain.

كيف أن هذه الاكتشافات تغيّر الطريقة التي نفكر بها عن الدماغ.

Let's say that the brain is analogous to the world

لنقول أن الدماغ هنا يمثل العالم

and that neurons are analogous to people.

والخلايا العصبية هي الناس.

And we want to understand how information is transmitted across the planet.

ونريد أن نفهم الكيفية التي تنتقل بها المعلومات عبر الكوكب.

Sure, it's useful to know

سيكون من المفيد قطعًا معرفة

where a given person is located when recording what they're saying.

أين يقبع شخص معين عند تسجيل ما يقوله.

But I would argue that it's equally important

ولكني أود أن أقول أن ما يساوي ذلك من حيث الأهمية

to know who this person is talking to,

معرفة إلى من يتحدث هذا الشخص،

who is listening

ومن الذي يسمع،

and how the people listening respond to the information that they receive.

وكيف يستجيب المستمعون إلى المعلومات التي يتلقونها.

The current state of mental health treatment

إن الحالة الراهنة للعناية بالصحية العقلية

is essentially a strategy of trial and error.

بشكل أساسي هي عبارة عن استراتيجية تجريبية وخاطئة.

And it is not working.

ولا تؤتي أُكُلها.

The development of new drug therapies for mental health disorders

وتطوير عقاقير جديدة لاضطراب الصحة العقلية

has hit a brick wall,

اصطدم بجدار،

with scarcely any real progress since the 1950s.

مع تطور نادر منذ خمسينيات القرن الماضي.

So what does the future hold?

فماذا يحمل لنا المستقبل؟

In the near future,

في المستقبل القريب،

I expect to see a mental health treatment revolution,

أتوقع رؤية ثورة في الرعاية بالصحة العقلية،

where we focus on specific neural circuits in the brain.

حين ينصب تركيزنا على دوائر عصبية محددة في الدماغ.

Diagnoses will be made based on both behavioral symptoms

ستتأسس تشخيصاتنا على قاعدة من كل من الأعراض السلوكية

and measurable brain activity.

ونشاط الدماغ القابل للقياس.

Further in the future,

وفي المستقبل البعيد،

by combining our ability to make acute changes to the brain

ومن خلال الجمع بين قدرتنا لتحقيق تغييرات حادة في أدمغتنا

and get acute changes to behavior

وتغييرات حادة في سلوكياتنا

with our knowledge of synaptic plasticity to make more permanent changes,

وبين حصيلتنا المعرفية عن مرونة نقاط التشابك العصبي لتغييرات أكثر استمرارية،

we could push the brain into a state of fixing itself

سوف نستطيع دفع الدماغ إلى حالة من الإصلاح

by reprogramming neural circuits.

من خلال برمجة الدوائر العصبية.

Exposure therapy at the circuit level.

أي دفع العملية العلاجية إلى مستوى الدوائر.

Once we switch the brain into a state of self-healing,

وبمجرد أن نحوّل الدماغ إلى حالة من الاستشفاء الذاتي،

this could potentially have long-lasting effects

فإن هذه الحالة يحتمل أن تستمر تأثيراتها طويلًا

with no side effects.

دون أعراض جانبية.

I can envision a future where neural circuit reprogramming

أستطيع أن أتصور مسقبلًا حيث تكون إعادة برمجة الدائرة العصبية

represents a potential cure, not just a treatment.

تمثل علاجًا محتملا وليس فقط مجرد رعاية.

OK, but what about right now?

حسنًا، وماذا عن هذه اللحظة؟

If from this very moment forward,

لو أنه من هذه اللحظة القادمة،

each and every one of you left this talk

كل واحد منكم غادر هذه المحادثة

and truly believed that the mind comes entirely from cells in your brain,

واقتنع حقًا بأن التفكير يأتي بشكل كامل من خلايا داخل دماغك،

then we could immediately get rid of negative perceptions and stigmas

ومن ثم نستطيع التخلص فورًا من التصورات السلبية والأمراض الخفية

that prevent so many people

التي تحول بين كثير من الأشخاص

from getting the mental health support that they need.

وبين حصولهم على دعم الصحة العقلية الذي يحتاجونه.

Mental health professionals,

المتخصصون في الصحة العقلية،

we're always thinking about what's the next new treatment.

إننا دائمًا نفكر فيما ستكون عليه أساليب الرعاية الجديدة.

But before we can apply new treatments,

لكن قبل تنفيذ طرق رعاية جديدة،

we need people to feel comfortable seeking them.

فإننا بحاجة إلى أن يشعر الناس بأن الراحة تبحث عنهم.

Imagine how dramatically we could reduce the rates of suicides

تخيل نسب الانتحار التي بإمكاننا خفضها بمعدلات كبيرة

and school shootings

وحوادث إطلاق النار في المدارس

if everyone who needed mental health support actually got it.

لو أن كل إنسان نال دعمًا صحيًا عقليًا يحتاج إليه.

When we truly understand exactly how the mind comes from the brain,

حين ندرك إدراكًا حثيثًا كيف أن التفكير يأتي من الدماغ،

we will improve the lives of everyone

فسوف نحسّن حياة كل إنسان

who will have a mental illness in their lifetime --

يعاني من مرض عقلي طيلة حياته...

half the population --

نصف السكان...

as well as everyone else with whom they share the world.

وكل إنسان آخر يشاركنا هذا العالم.

Thank you.

شكرًا لكم.

(Applause)

(تصفيق)