David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals

David Anderson: Unser Gehirn ist mehr als ein Behälter Chemikalien

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2013-03-12 ・ TED


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David Anderson: Unser Gehirn ist mehr als ein Behälter Chemikalien

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00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast
0
0
7000
Übersetzung: Patricia Calderón Koch Lektorat: Judith Matz
00:15
So raise your hand if you know someone
1
15890
3228
Meldet euch, wenn ihr jemanden kennt,
00:19
in your immediate family or circle of friends
2
19118
2647
in eurer Familie oder Freundeskreis,
00:21
who suffers from some form of mental illness.
3
21765
3488
der eine Art psychischer Erkrankung hat.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
4
25253
2784
Ja, das dachte ich mir. Bin nicht überrascht.
00:28
And raise your hand if you think that
5
28037
2295
Und jetzt meldet euch, wenn ihr denkt, dass
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
6
30332
2825
Grundlagenforschung von Fruchtfliegen irgendetwas damit zu tun hat,
00:33
with understanding mental illness in humans.
7
33157
4462
psychische Erkrankungen von Menschen zu verstehen.
00:37
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
8
37619
2793
Ja, das dachte ich mir. Ich bin ebenfalls nicht überrascht.
00:40
I can see I've got my work cut out for me here.
9
40412
3320
Ich sehe schon, da kommt noch viel Arbeit auf mich zu.
00:43
As we heard from Dr. Insel this morning,
10
43732
2588
Wie wir von Dr. Insel heute morgen gehört haben,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
11
46320
4213
fordern psychiatrische Erkrankungen wie Autismus, Depression und Schizophrenie
00:50
take a terrible toll on human suffering.
12
50533
2875
einen hohen Tribut an menschlichem Leid.
00:53
We know much less about their treatment
13
53408
3213
Wir wissen wenig über ihre Behandlung
00:56
and the understanding of their basic mechanisms
14
56621
2606
und ihre Mechanismen.
00:59
than we do about diseases of the body.
15
59227
2619
Über körperliche Krankheiten wissen wir viel mehr.
01:01
Think about it: In 2013,
16
61846
2643
Überlegt mal: Im Jahre 2013,
01:04
the second decade of the millennium,
17
64489
1955
dem 2. Jahrzehnt dieses Jahrtausends,
01:06
if you're concerned about a cancer diagnosis
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66444
2365
wenn ihr euch wegen einer Krebsdiagnose sorgt
01:08
and you go to your doctor, you get bone scans,
19
68809
2519
und zum Arzt geht, werdet ihr geröntgt,
01:11
biopsies and blood tests.
20
71328
2928
man macht eine Biopsie und Bluttests.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
21
74256
3865
Wenn ihr 2013 besorgt seid, weil ihr eine Depression habt,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
22
78121
1963
geht ihr zum Arzt und was erhaltet ihr?
01:20
A questionnaire.
23
80084
1987
Einen Fragebogen.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
24
82071
2429
Ein Grund dafür ist, dass wir
01:24
an oversimplified and increasingly outmoded view
25
84500
3823
ein übervereinfachte und altmodische Sichtweise
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
26
88323
3887
auf die biologischen Basis von Geisteskrankheiten haben.
01:32
We tend to view them --
27
92210
1243
Wir sehen sie als –
01:33
and the popular press aids and abets this view --
28
93453
2845
und die Presse trägt dazu bei –
01:36
as chemical imbalances in the brain,
29
96298
3016
als ein chemisches Ungleichgewicht im Gehirn,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
30
99314
3684
als ob das Gehirn irgendwie ein Behälter einer chemischen Suppe wäre
01:42
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
31
102998
4200
voll mit Dopamin, Serotonin und Noradrenalin.
01:47
This view is conditioned by the fact
32
107198
2327
Diese Ansicht ist dadurch geprägt,
01:49
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
33
109525
3406
dass viele ausgestellte Medikamentenrezepte
01:52
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
34
112931
4671
wie Prozac im wesentlichen die Chemie des Gehirns verändern,
01:57
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
35
117602
3976
als ob in der Tat das Gehirn der Behälter einer chemischen Suppe wäre.
02:01
But that can't be the answer,
36
121578
1901
Aber das kann die Antwort nicht sein,
02:03
because these drugs actually don't work all that well.
37
123479
3237
denn diese Medikamente funktionieren gar nicht so gut.
02:06
A lot of people won't take them, or stop taking them,
38
126716
3176
Viele Menschen wollen sie nicht nehmen oder hören auf sie zu nehmen
02:09
because of their unpleasant side effects.
39
129892
2657
wegen der Nebenwirkungen.
02:12
These drugs have so many side effects
40
132549
2060
Diese Medikamente haben so viele Nebenwirkungen,
02:14
because using them to treat a complex psychiatric disorder
41
134609
3956
denn wenn man sie nimmt, um eine komplexe psychische Störung zu behandeln,
02:18
is a bit like trying to change your engine oil
42
138565
2689
ist es ein wenig so, als ob man einen Ölwechsel machen würde,
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
43
141254
4113
indem man die Ölflasche öffnet und ihn über dem Motorblock ausschüttet.
02:25
Some of it will dribble into the right place,
44
145367
2150
Etwas wird schon an den richtigen Ort gelangen,
02:27
but a lot of it will do more harm than good.
45
147517
3101
aber viel wird mehr Schaden als Nutzen verursachen.
02:30
Now, an emerging view
46
150618
2238
Eine neue Theorie ist jetzt,
02:32
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
47
152856
2950
und ihr habt sie bereits heute morgen von Dr. Insel gehört,
02:35
is that psychiatric disorders are actually
48
155806
2570
dass psychische Erkrankungen
02:38
disturbances of neural circuits that mediate
49
158376
3474
Störungen der neuralen Verbindungen sind, die
02:41
emotion, mood and affect.
50
161850
3519
Einfluss auf Gefühle, Laune und Affekte haben.
02:45
When we think about cognition,
51
165369
1762
Wenn wir uns Gedanken über die Kognition machen,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
52
167131
3576
dann vergleichen wir das Gehirn mit einem Computer. Das ist kein Problem.
02:50
Well it turns out that the computer analogy
53
170707
2581
Es stellt sich aber heraus, dass diese Computeranalogie
02:53
is just as valid for emotion.
54
173288
2383
auch auf die Gefühle passt.
02:55
It's just that we don't tend to think about it that way.
55
175671
2786
Wir tendieren aber leider nicht dazu, so zu denken.
02:58
But we know much less about the circuit basis
56
178457
3283
Aber wir wissen so wenig über die Grundverbindungen
03:01
of psychiatric disorders
57
181740
1899
bei psychischen Erkrankungen,
03:03
because of the overwhelming dominance
58
183639
2070
aufgrund der überwältigenden Dominanz
03:05
of this chemical imbalance hypothesis.
59
185709
3352
dieser Hypothese des chemischen Ungleichgewichts.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
60
189061
3827
Nun, es ist nicht so, dass die Chemikalien gar keine Rolle spielen
03:12
in psychiatric disorders.
61
192888
1537
bei psychischen Erkrankungen.
03:14
It's just that they don't bathe the brain like soup.
62
194425
3972
Es ist nur so, dass sie nicht im Gehirn schwimmen wie eine Suppe.
03:18
Rather, they're released in very specific locations
63
198397
3649
Es ist vielmehr so, dass sie an sehr spezifischen Orten zu finden sind
03:22
and they act on specific synapses
64
202046
2725
und auf ganz spezifische Synapsen agieren,
03:24
to change the flow of information in the brain.
65
204771
3688
um den Informationsfluss im Gehirn zu verändern.
03:28
So if we ever really want to understand
66
208459
2437
Wenn wir jemals verstehen wollen,
03:30
the biological basis of psychiatric disorders,
67
210896
2705
welchen Einfluss die biologische Basis auf die Psyche hat,
03:33
we need to pinpoint these locations in the brain
68
213601
3032
müssen wir diese Stellen im Gehirn genau lokalisieren,
03:36
where these chemicals act.
69
216633
1734
wo diese Chemikalien wirken.
03:38
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
70
218367
3479
Ansonsten werden wir dabei bleiben, Öl auf unsere ganze mentale Maschinerie zu schütten
03:41
and suffering the consequences.
71
221846
2957
und unter den Folgen leiden.
03:44
Now to begin to overcome our ignorance
72
224803
3059
Um unsere Unwissenheit zu überwinden,
03:47
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
73
227862
3534
was die Rolle der Gerhirnchemie betrifft,
03:51
it's helpful to work on what we biologists call
74
231396
2680
ist es hilfreich – wie wir Biologen sagen – mit
03:54
"model organisms,"
75
234076
1579
"Vorführmodellen" zu arbeiten,
03:55
animals like fruit flies and laboratory mice,
76
235655
3334
Tiere wie Fruchtfliegen und Labormäuse,
03:58
in which we can apply powerful genetic techniques
77
238989
3425
an denen wir leistungsfähige genetische Techniken ausprobieren können,
04:02
to molecularly identify and pinpoint
78
242414
3625
um molekularisch in der Lage zu sein,
04:06
specific classes of neurons,
79
246039
1563
spezifische Neuronenarten genau zu identifizieren,
04:07
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
80
247602
2903
wie ihr heute morgen schon bei dem Vortrag von Allan Jones gehört habt.
04:10
Moreover, once we can do that,
81
250505
2461
Wenn wir das dann können,
04:12
we can actually activate specific neurons
82
252966
2749
dann werden wir spezifische Neuronen aktivieren können
04:15
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
83
255715
4211
oder sie vernichten oder ihre Aktivität hemmen können.
04:19
So if we inhibit a particular type of neuron,
84
259926
2714
Wenn wir also einen bestimmten Typ Neurone hemmen
04:22
and we find that a behavior is blocked,
85
262640
2465
und herausfinden, dass ein bestimmtes Verhalten blockiert wird,
04:25
we can conclude that those neurons
86
265105
2214
können wir den Rückschluss ziehen, dass diese Neuronen
04:27
are necessary for that behavior.
87
267319
2964
für jenes Verhalten verantwortlich sind.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
88
270283
2382
Wenn wir aber wiederum eine Neuronengruppe aktivieren
04:32
and we find that that produces the behavior,
89
272665
2814
und herausfinden, dass diese das Verhalten auslöst,
04:35
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
90
275479
4074
werden wir daraus ableiten können, dass genau diese Neuronen das bestimmte Verhalten auslösen.
04:39
So in this way, by doing this kind of test,
91
279553
3009
Wenn wir also diese Art Tests durchführen,
04:42
we can draw cause and effect relationships
92
282562
3523
können wir Ursache-Wirkungs-Beziehungen
04:46
between the activity of specific neurons
93
286085
2356
zwischen der Aktivität spezifischer Neuronen
04:48
in particular circuits and particular behaviors,
94
288441
2913
in bestimmten Bahnen und bestimmten Verhalten ableiten,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
95
291354
2437
was heutzutage bei Menschen sehr schwierig, wenn nicht
04:53
to do right now in humans.
96
293791
5051
sogar unmöglich ist.
04:58
But can an organism like a fruit fly, which is --
97
298842
2837
Aber kann ein Organismus wie der der Fruchtfliege –
05:01
it's a great model organism
98
301679
2200
sie ist ein wunderbares Vorführmodell,
05:03
because it's got a small brain,
99
303879
2538
denn sie hat ein kleines Gehirn,
05:06
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
100
306417
3787
das zu komplexen und differenzierten Verhaltensweisen in der Lage ist,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
101
310204
3150
sie wird schnell ausgebrütet und ist kostengünstig.
05:13
But can an organism like this
102
313354
1795
Aber kann so ein Organismus
05:15
teach us anything about emotion-like states?
103
315149
3843
uns irgendetwas über Gefühlslagen lehren?
05:18
Do these organisms even have emotion-like states,
104
318992
3300
Haben diese Organismen überhaupt Gefühlslagen?
05:22
or are they just little digital robots?
105
322292
3363
Oder sind sie eher kleine digitale Roboter?
05:25
Charles Darwin believed that insects have emotion
106
325655
3200
Charles Darwin glaubte, dass Insekten Gefühle haben
05:28
and express them in their behaviors, as he wrote
107
328855
2550
und sie in ihrem Verhalten ausdrücken. Das schrieb er
05:31
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
108
331405
5193
1872 in der Monografie über den Ausdruck der Gefühle bei Menschen und Tieren.
05:36
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
109
336598
3519
Und mein namensgebender Kollege Seymour Benzer glaubt das auch.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
110
340117
3414
Seymour war derjenige, der die Nutzung von Fruchtfliegen
05:43
here at CalTech in the '60s as a model organism
111
343531
3523
hier im CalTech in den 60ern einführte, als ein Vorführmodell,
05:47
to study the connection between genes and behavior.
112
347054
3597
um die Verbindungen zwischen Genen und Verhalten zu erforschen.
05:50
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
113
350651
3607
Seymour stellte mich in den 80ern ein.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
114
354258
4434
Er war mein Jedi und mein Rabbi, als er hier war
05:58
and Seymour taught me both to love flies
115
358692
2388
und brachte mir beides bei –Fruchtfliegen zu lieben
06:01
and also to play with science.
116
361080
3049
und mit Wissenschaft zu spielen.
06:04
So how do we ask this question?
117
364129
3116
Also wie sollen wir diese Frage formulieren?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
118
367245
4060
An eine Gefühlswelt von Fruchtfliegen zu glauben ist das eine,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
119
371305
3163
aber wie finden wir heraus, ob das stimmt oder nicht?
06:14
Now, in humans we often infer emotional states,
120
374468
3950
Menschliche Gefühlslagen – wie ihr später hören werdet –
06:18
as you'll hear later today, from facial expressions.
121
378418
3905
leiten wir oft von Gesichtsausdrücken ab.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
122
382323
3720
Aber bei Fruchtfliegen ist das ein bißchen komplizierter.
06:26
(Laughter)
123
386043
3313
(Lachen)
06:29
It's kind of like landing on Mars
124
389356
3137
Es ist wie bei der Marslandung,
06:32
and looking out the window of your spaceship
125
392493
2705
wenn wir aus dem Raumschiff gucken
06:35
at all the little green men who are surrounding it
126
395198
2470
und all diese grünen Männchen uns umgeben
06:37
and trying to figure out, "How do I find out
127
397668
2406
und wir herauszufinden versuchen: Woher weiß ich,
06:40
if they have emotions or not?"
128
400074
2355
ob die Gefühle haben oder nicht?
06:42
What can we do? It's not so easy.
129
402429
3543
Was können wir tun? Gar nicht so einfach.
06:45
Well, one of the ways that we can start
130
405972
2185
Nun, wir können zum Beispiel damit beginnen,
06:48
is to try to come up with some general characteristics
131
408157
4125
einige allgemeine Charakteristika
06:52
or properties of emotion-like states
132
412282
3748
oder Merkmale gefühlsähnlicher Lagen
06:56
such as arousal, and see if we can identify
133
416030
3464
zu identifizieren, wie z.B. Erregung, und sehen,
06:59
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
134
419494
5376
ob im Flugverhalten vielleicht Merkmale auftauchen.
07:04
So three important ones that I can think of
135
424870
2820
Drei wichtige Merkmale wären da
07:07
are persistence, gradations in intensity, and valence.
136
427690
4672
Fortbestand, Intensitätsgrade und Wertigkeit.
07:12
Persistence means long-lasting.
137
432362
2334
Fortbestand bedeutet lang anhaltend.
07:14
We all know that the stimulus that triggers an emotion
138
434696
3961
Wir alle wissen, dass die Stimulation, die eine Emotion auslöst
07:18
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
139
438657
5016
eine Emotion zur Folge hat, die viel länger anhält als die Stimulation selber.
07:23
Gradations of intensity means what it sounds like.
140
443673
3090
Intensitätsgrad bedeutet genau das, wonach es sich anhört.
07:26
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
141
446763
4583
Man kann die Gefühlsintensität aufladen oder entladen.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
142
451346
2600
Wenn man nicht ganz so glücklich ist, gehen die Mundwinkel
07:33
turn down and you sniffle,
143
453946
1687
ein bisschen herunter und man schnieft,
07:35
and if you're very unhappy, tears pour down your face
144
455633
3138
und wenn man sehr unglücklich ist, kullern Tränen übers Gesicht
07:38
and you might sob.
145
458771
1832
und man schluchzt.
07:40
Valence means good or bad, positive or negative.
146
460603
4379
Wertigkeit bedeutet, gut oder schlecht, positiv oder negativ.
07:44
So we decided to see if flies could be provoked into showing
147
464982
4452
Wir wollten also herausfinden, ob Fruchtfliegen sich provozieren lassen
07:49
the kind of behavior that you see
148
469434
2451
und ein Verhalten zeigen, wie man es sonst
07:51
by the proverbial wasp at the picnic table,
149
471885
2810
nur bei Wespen auf einem Picknick erlebt.
07:54
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
150
474695
2685
Ihr wisst schon, die, die immer wieder zu eurem Hamburger zurückkehren,
07:57
the more vigorously you try to swat it away,
151
477380
2529
je intensiver ihr sie wegscheucht,
07:59
and it seems to keep getting irritated.
152
479909
2284
und immer irritierter erscheinen.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
153
482193
3647
Wir bauten also ein Gerät, die wir Puff-o-mat nannten,
08:05
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
154
485840
4345
in denen wir den Fruchtfliegen in kleinen Plastikröhrchen
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
155
490185
2776
auf unserem Labortisch Luftstöße verpassten
08:12
and blow them away.
156
492961
1725
und sie damit wegfegten.
08:14
And what we found is that if we gave these flies
157
494686
3239
Und wir fanden heraus, dass, wenn wir diesen Fliegen
08:17
in the puff-o-mat several puffs in a row,
158
497925
2848
im Puff--o-mat eine Reihe von Windstößen verpassten,
08:20
they became somewhat hyperactive
159
500773
2689
sie hyperaktiv wurden
08:23
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
160
503462
4435
und eine Zeit lang weiter herumirrten, nachdem die Luftstöße aufgehört hatten,
08:27
and took a while to calm down.
161
507897
2864
und es eine Weile dauerte, bis sie sich beruhigt hatten.
08:30
So we quantified this behavior
162
510761
2189
Wir quantifizierten dieses Verhalten.
08:32
using custom locomotor tracking software
163
512950
3012
Wir benutzten dabei eine Bewegungs- Rückverfolgungs-Software,
08:35
developed with my collaborator Pietro Perona,
164
515962
2800
die von meinem Mitarbeiter Pietro Perona entwickelt wurde,
08:38
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
165
518762
3612
er arbeitet in der Elektrotechnik- Fakultät hier an der CaITech.
08:42
And what this quantification showed us is that,
166
522374
2814
Diese Quantifizierung zeigte uns,
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
167
525188
3224
nachdem wir eine Reihe dieser Luftstöße auslösten,
08:48
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
168
528412
4314
dass die Fliegen in eine Art Hyperaktivität übergingen,
08:52
which is persistent, long-lasting,
169
532726
2598
die fortdauernd und langanhaltend war
08:55
and also appears to be graded.
170
535324
2504
und auch in nuancierter Form vorkommt.
08:57
More puffs, or more intense puffs,
171
537828
2859
Mehr oder intensivere Luftstöße
09:00
make the state last for a longer period of time.
172
540687
3913
lösten ein länger anhaltendes Verhalten aus.
09:04
So now we wanted to try to understand something
173
544600
2036
Danach wollten wir verstehen,
09:06
about what controls the duration of this state.
174
546636
3714
was die Dauer dieser Gefühlslage beeinflusste.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
175
550350
2851
Wir nahmen also wieder unseren Puff-o-mat
09:13
and our automated tracking software
176
553201
2055
und unsere automatische Rückverfolgungssoftware,
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
177
555256
3782
um die Fluglinien hunderter mutierter Fruchtfliegen zu überwachen
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
178
559038
5079
und herauszufinden, ob irgendeine ein abnormales Verhalten zeigte, wenn sie in den Luftstoß kam.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
179
564117
2347
Und dies ist eine großartige Sache an Fruchtfliegen.
09:26
There are repositories where you can just pick up the phone
180
566464
2793
Sie reagieren sofort, wenn man die Anweisung
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
181
569257
3641
an verschiedene Fruchtfliegenmutationen gibt
09:32
and screen them in your assay and then find out
182
572898
2172
und man kann sie überwachen und herausfinden,
09:35
what gene is affected in the mutation.
183
575070
3319
welches Gen in der Mutation betroffen ist.
09:38
So doing the screen, we discovered one mutant
184
578389
3512
Durch das Screening fanden wir heraus, dass ein Mutant,
09:41
that took much longer than normal to calm down
185
581901
3474
viel länger brauchte, um sich nach den Luftstößen
09:45
after the air puffs,
186
585375
2277
wieder abzuregen,
09:47
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
187
587652
3950
und als wir die Gene prüften, die in dieser Mutation eine Rolle spielten,
09:51
it turned out to encode a dopamine receptor.
188
591602
3605
konnten wir einen Dopaminrezeptor entdecken.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
189
595207
3011
Ja, richtig – Fliegen haben Dopamin, wie wir Menschen
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
190
598218
2772
und es agiert in ihren Gehirnen und Synapsen
10:00
through the same dopamine receptor molecules
191
600990
2550
über dieselben Dopaminmolekülrezeptoren
10:03
that you and I have.
192
603540
2389
die ihr und ich auch haben.
10:05
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
193
605929
3486
Dopamin spielt eine große Rolle bei zahlreichen wichtigen Gehirnfunktionen
10:09
including in attention, arousal, reward,
194
609415
3113
sowie Aufmerksamkeit, Erregung, Belohnung,
10:12
and disorders of the dopamine system have been linked
195
612528
3413
und Störungen im Dopaminsystem stehen mit
10:15
to a number of mental disorders including drug abuse,
196
615941
3100
vielen geistigen Problemen in Verbindung, auch mit Drogenkonsum,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
197
619041
4234
die Parkinson-Krankheit und ADHS.
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
198
623275
2790
In der Genetik arbeitet man aber ein bisschen gegen die Intuition.
10:26
We tend to infer the normal function of something
199
626065
3260
Wir tendieren dazu, auf die normale Funktion zu schließen,
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
200
629325
3710
wenn etwas nicht passiert, wenn wir es wegnehmen.
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
201
633035
3003
am Gegenteil von dem was passiert, wenn wir es wegnehmen.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
202
636038
3013
Wenn wir also den Dopaminrezeptor entfernen
10:39
and the flies take longer to calm down,
203
639051
2557
und die Fliegen länger brauchen, um sich zu beruhigen,
10:41
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
204
641608
3846
schließen wir daraus, dass die normale Funktion dieses Rezeptors und des Dopamins
10:45
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
205
645454
4485
ein schnelleres Beruhigen nach dem Windstoß ist.
10:49
And that's a bit reminiscent of ADHD,
206
649939
2950
Und das erinnert uns an ADHS,
10:52
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
207
652889
3975
welches ja auch in Zusammenhang mit Dopaminstörungen steht.
10:56
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
208
656864
4606
In der Tat, wenn wir den Dopaminspiegel der Fruchtfliegen erhöhten,
11:01
by feeding them cocaine
209
661470
1710
indem wir ihnen Kokain gaben –
11:03
after getting the appropriate DEA license
210
663180
2972
nachdem wir die DEA-Lizenz erhalten hatten –
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
211
666152
4000
mein Gott – (Lachen)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
212
670152
3172
fanden wir in der Tat heraus, dass Fliegen unter Wirkung von Kokain
11:13
calm down faster than normal flies do,
213
673324
3042
sich schneller beruhigten als normale Fliegen
11:16
and that's also reminiscent of ADHD,
214
676366
3199
und das ist auch charakteristisch für ADHS,
11:19
which is often treated with drugs like Ritalin
215
679565
2045
welches oft mit Medikamenten wie Ritalin behandelt wird,
11:21
that act similarly to cocaine.
216
681610
3019
welches sehr ähnlich wie Kokain wirkt.
11:24
So slowly I began to realize that what started out
217
684629
3149
Langsam begann ich also zu begreifen, dass
11:27
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
218
687778
3649
dieser spielerische Versuch, Fliegen zu ärgern,
11:31
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
219
691427
3976
tatsächlich etwas mit menschlicher Geisteskrankheit zu tun haben könnte.
11:35
Now, how far does this analogy go?
220
695403
2226
Aber wie weit geht diese Analogie?
11:37
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
221
697629
3122
Wie viele Leute mit ADHS kennt ihr,
11:40
also have learning disabilities.
222
700751
2337
die auch Lernstörungen haben?
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
223
703088
3566
Stimmt das für unsere Dopamin-Rezeptoren-Fliegenmutanten?
11:46
Remarkably, the answer is yes.
224
706654
2720
Erstaunlich, aber die Antwort ist ja.
11:49
As Seymour showed back in the 1970s,
225
709374
2628
Wie Seymour in den 70ern zeigte,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
226
712002
2451
Fliegen sind – wie ihr gerade gehört habt –
11:54
are capable of learning.
227
714453
1733
lernfähig wie auch Singvögel.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
228
716186
4443
Man kann eine Fliege trainieren, einen Geruch nicht anzufliegen, wie ihr hier in blau seht,
12:00
if you pair that odor with a shock.
229
720629
2388
wenn ihr diesen Geruch mit einem Schock verbindet.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
230
723017
3384
Wenn ihr also der Fliege die Möglichkeit gebt,
12:06
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
231
726401
3154
zwischen einer Röhre mit einem schockverbundenem Geruch und einem anderen Geruch zu wählen,
12:09
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
232
729555
4200
wird die Fliege die Röhre mit dem blauen Geruch, der mit Schock verbunden wurde, vermeiden.
12:13
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
233
733755
3502
Wenn man diesen Test bei mit Dopaminrezeptoren versehenen Fliegenmutationen anwendet,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
234
737257
2465
dann lernen diese nichts. Ihre Lernfähigkeit ist gleich Null.
12:19
They flunk out of CalTech.
235
739722
3811
Die fallen durch bei CalTech.
12:23
So that means that these flies have two abnormalities,
236
743533
4748
Das bedeutet also, dass diese Fliegen zwei Auffälligkeiten
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
237
748281
3050
oder Phenotypen aufweisen, wie wir Genetiker sagen,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
238
751331
5512
die man auch bei ADHS findet: Hyperaktivität und Lernstörung.
12:36
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
239
756843
4363
Was ist also die kausale Beziehung zwischen diesen Phenotypen?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
240
761206
3913
In ADHS neigt man häufig zu denken, dass die Hyperaktivität
12:45
causes the learning disability.
241
765119
1906
die Lernstörung auslöst.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
242
767025
3719
Diese Kinder können nicht still sitzen und sich konzentrieren, also können sie auch nicht lernen.
12:50
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
243
770744
3296
Aber es kann ebenso sein, dass die Lernstörung
12:54
that cause the hyperactivity.
244
774040
1872
der Grund für diese Hyperaktivität ist.
12:55
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
245
775912
4470
Weil diese Kinder nicht lernen können, suchen sie nach anderen Sachen, auf die sie ihre Aufmerksamkeit richten.
13:00
And a final possibility is that there's no relationship at all
246
780382
3057
Eine andere Möglichkeit ist, dass es gar keine Beziehung zwischen diesen beiden Phänomenen gibt,
13:03
between learning disabilities and hyperactivity,
247
783439
2404
zwischen Lernstörungen und Hyperaktivität,
13:05
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
248
785843
4915
aber dass ein gemeinsames Phänomen bei ADHS zugrunde liegt.
13:10
Now people have been wondering about this for a long time
249
790758
2342
Diese Frage hat man sich seit langem bei Menschen gestellt,
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
250
793100
3488
aber bei Fliegen können wir es ja tatsächlich testen.
13:16
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
251
796588
3084
Und mit unserer Methode dringen wir tief ins Bewusstsein der Fliegen ein
13:19
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
252
799672
4266
und entwirren mithilfe der Genforschung die Verläufe.
13:23
We take our dopamine receptor mutant flies
253
803938
2462
Wir nehmen unsere Dopamin Rezeptoren-Fliegenmutationen
13:26
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
254
806400
4564
und stellen den Dopamin Rezeptor genetisch wieder her, oder heilen ihn,
13:30
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
255
810964
3235
indem wir eine gute Kopie des Dopaminrezeptorengen herstellen
13:34
back into the fly brain.
256
814199
2051
und ihn wieder in das Fliegengehirn einpflanzen.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
257
816250
3835
Aber bei jeder Fliege pflanzten wir diesen nur in bestimmte Areale ein
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
258
820085
3714
und nicht in andere und dann testeten wir jede dieser Fliegen
13:43
for their ability to learn and for hyperactivity.
259
823799
3668
auf Lernfähigkeit und Hyperaktivität.
13:47
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
260
827467
4818
Unglaublich, wir fanden heraus, dass wir die zwei Auffälligkeiten komplett voneinander trennen konnten.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
261
832285
2663
Wenn wir eine gute Kopie des Dopaminrezeptors
13:54
in this elliptical structure called the central complex,
262
834948
2961
in die elliptische Struktur einpflanzten, die Zentralkomplex heißt,
13:57
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
263
837909
4077
sind die Fliegen nicht mehr hyperaktiv, jedoch lernfähig.
14:01
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
264
841986
2726
Aber wenn wir den Rezeptoren woandershin einpflanzen
14:04
called the mushroom body,
265
844712
1518
in den Pilzkörper
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
266
846230
3085
ist das Lernzentrum gerettet, die Fliegen lernen gut,
14:09
but they're still hyperactive.
267
849315
1830
bleiben aber hyperaktiv.
14:11
What that tells us is that dopamine
268
851145
2250
Dopamin badet also
14:13
is not bathing the brain of these flies like soup.
269
853395
3392
nicht das Gehirn dieser Fliegen wie eine Suppe.
14:16
Rather, it's acting to control two different functions
270
856787
3162
Vielmehr agiert es, um zwei ganz differenzierte Funktionen zu kontrollieren
14:19
on two different circuits,
271
859949
1634
auf zwei verschiedenen Bahnen.
14:21
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
272
861583
3904
Unsere Dopamin-Fliegen reagieren also falsch,
14:25
is that the same receptor is controlling two different functions
273
865487
4175
weil ein- und derselbe Rezeptor zwei verschiedene Funktionen zu kontrollieren hat
14:29
in two different regions of the brain.
274
869662
2863
in zwei verschiedenen Arealen des Gehirns.
14:32
Whether the same thing is true in ADHD in humans
275
872525
3062
Ob das auch auf das menschliche Gehirn übertragbar ist,
14:35
we don't know, but these kinds of results
276
875587
2376
wissen wir nicht, aber diese Art Ergebnisse
14:37
should at least cause us to consider that possibility.
277
877963
3477
sollten uns zumindest diese Möglichkeit in Betracht ziehen lassen.
14:41
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
278
881440
3973
Diese Ergebnisse haben mich und meine Kollegen davon überzeugt,
14:45
that the brain is not a bag of chemical soup,
279
885413
3412
dass das Gehirn kein Behälter einer chemischen Suppe ist.
14:48
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
280
888825
3527
und es ein Fehler ist, komplexe psychische Störungen
14:52
just by changing the flavor of the soup.
281
892352
2711
nur mit der Veränderung eines Geschmacks dieser Suppe herbeizurufen.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
282
895063
4217
Wir müssen unsere Naivität und unser wissenschaftliches Wissen dazu nutzen,
14:59
to try to design a new generation of treatments
283
899280
2708
eine Generation von neuen Behandlungsmethoden herzustellen,
15:01
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
284
901988
4288
die darauf abzielen, spezifische Neuronen in spezifischen Arealen anzusprechen,
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
285
906276
3338
die mit spezifischen Geisteskrankheiten zu tun haben.
15:09
If we can do that, we may be able to cure these disorders
286
909614
3200
Wenn wir das erreichen, werden wir diese Störungen heilen können
15:12
without the unpleasant side effects,
287
912814
2047
ohne diese Nebenwirkungen
15:14
putting the oil back in our mental engines,
288
914861
2746
der Ölmethode in Gehirnmaschinen
15:17
just where it's needed. Thank you very much.
289
917607
3184
Vielen Dank.
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