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

Μετάφραση: Greg Kavvadias Επιμέλεια: Stefanos Reppas

Hello, everybody.

Καλησπέρα σας.

I brought with me today a baby diaper.

Έφερα σήμερα μαζί μου αυτήν την πάνα μωρού.

You'll see why in a second.

Θα καταλάβετε γιατί, αμέσως.

Baby diapers have interesting properties.

Οι πάνες έχουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες.

They can swell enormously when you add water to them,

Μπορούν να φουσκώσουν απίστευτα εάν τις βάλεις στο νερό,

an experiment done by millions of kids every day.

ένα πείραμα που κάνουν εκατομμύρια παιδιά κάθε μέρα.

(Laughter)

(Γέλια)

But the reason why

Ο λόγος που την έχω φέρει είναι

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

επειδή είναι πολύ έξυπνα σχεδιασμένες.

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

Είναι φτιαγμένες από διογκωτικό υλικό.

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

Είναι ένα ειδικό υλικό, στο οποίο όταν προσθέτουμε νερό,

it will swell up enormously,

διογκώνεται πάρα πολύ,

ίσως και χιλιάδες φορές σε όγκο.

maybe a thousand times in volume.

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

Είναι ένα πάρα πολύ χρήσιμο, βιομηχανικού τύπου, πολυμερές.

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

Με την ομάδα μου στο MIT θέλουμε να δούμε

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

αν μπορούμε να κάνουμε κάτι παρόμοιο στον εγκέφαλο.

Can we make it bigger,

Μπορούμε να τον διογκώσουμε

big enough that you can peer inside

αρκετά ώστε να τον εξερευνήσετε

and see all the tiny building blocks, the biomolecules,

και να δούμε όλα τα μικροσκοπικά στοιχεία, τα βιομόρια,

how they're organized in three dimensions,

πώς οργανώνονται στις τρεις διαστάσεις,

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

τη δομή, την πραγματική αλήθεια της δομής του εγκεφάλου, αν θέλετε;

If we could get that,

Αν το καταφέρναμε αυτό

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

ίσως μπορούσαμε να κατανοήσουμε καλύτερα το πώς οργανώνεται ο εγκέφαλος

to yield thoughts and emotions

ώστε να παράξει σκέψεις και συναισθήματα,

and actions and sensations.

κινήσεις και αισθήσεις.

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

Ίσως μπορέσουμε να εντοπίσουμε τις ακριβείς αλλαγές στον εγκέφαλο

that result in diseases,

που οδηγούν σε ασθένειες,

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

ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ, η επιληψία και το Πάρκινσον,

for which there are few treatments, much less cures,

για τις οποίες υπάρχουν λίγες αγωγές, λιγότερες θεραπείες,

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

και που, πολύ συχνά, δεν γνωρίζουμε τα αίτια ή την προέλευσή τους

and what's really causing them to occur.

και τι πραγματικά τις προκαλεί.

Now, our group at MIT

Η ομάδα μας στο MIT

is trying to take a different point of view

προσπαθεί να εξετάσει το ζήτημα από διαφορετική οπτική γωνία

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

από αυτή της νευροεπιστήμης τους τελευταίους αιώνες.

We're designers. We're inventors.

Είμαστε σχεδιαστές. Εφευρέτες.

We're trying to figure out how to build technologies

Προσπαθούμε ανακαλύψουμε πώς να φτιάξουμε τεχνολογίες

that let us look at and repair the brain.

που θα επιτρέπουν να δούμε και να επιδιορθώσουμε τον εγκέφαλο.

And the reason is,

Και αυτό γιατί,

the brain is incredibly, incredibly complicated.

ο εγκέφαλος είναι εξαιρετικά, εξαιρετικά πολύπλοκος.

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

Αυτό που έχουμε μάθει κατά τον πρώτο αιώνα της νευροεπιστήμης

is that the brain is a very complicated network,

είναι ότι ο εγκέφαλος είναι ένα πολύ περίπλοκο δίκτυο

made out of very specialized cells called neurons

φτιαγμένο από εξειδικευμένα κύτταρα, τους νευρώνες,

with very complex geometries,

με πολύ πολύπλοκες γεωμετρίες,

and electrical currents will flow through these complexly shaped neurons.

και ηλεκτρικά ρεύματα θα περάσουν

μέσω αυτών των πολυπλόκως δομημένων νευρώνων.

Furthermore, neurons are connected in networks.

Ακόμη, τα νεύρα είναι συνδεδεμένα σε δίκτυα.

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

Συνδέονται μέσω μικρών κόμβων που λέγονται συνάψεις

και ανταλλάσουν χημικές ουσίες

and allow the neurons to talk to each other.

και επιτρέπουν στους νευρώνες να επικοινωνούν.

The density of the brain is incredible.

Η πυκνότητα του εγκεφάλου είναι απίστευτη.

In a cubic millimeter of your brain,

Σε ένα κυβικό χιλιοστό του εγκεφάλου σας,

there are about 100,000 of these neurons

υπάρχουν περίπου 100.000 τέτοιοι νευρώνες

and maybe a billion of those connections.

και ίσως ένα δισεκατομμύριο από αυτές τις ενώσεις.

But it's worse.

Γίνεται όμως ακόμα χειρότερο.

So, if you could zoom in to a neuron,

Εάν βλέπατε έναν νευρώνα από πολύ κοντά,

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

-εδώ βλέπετε μόνον την καλλιτεχνική αναπαράσταση του-

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

θα βλέπατε χιλιάδες και χιλιάδες είδη βιομορίων,

little nanoscale machines organized in complex, 3D patterns,

μικρές νανοειδείς μηχανές,

οργανωμένες σε περίπλοκα, τρισδιάστατα μοτίβα,

and together they mediate those electrical pulses,

που μαζί δημιουργούν αυτούς τους ηλεκτρικούς παλμούς,

those chemical exchanges that allow neurons to work together

αυτές τις χημικές ανταλλαγές

που επιτρέπουν στους νευρώνες να συνεργαστούν

to generate things like thoughts and feelings and so forth.

ώστε να παράξουν σκέψεις, συναισθήματα και οτιδήποτε άλλο.

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

Δεν γνωρίζουμε ακόμα πώς οργανώνονται οι νευρώνες στον εγκέφαλο

to form networks,

ώστε να δημιουργήσουν δίκτυα

and we don't know how the biomolecules are organized

και δεν γνωρίζουμε πώς οργανώνονται τα βιομόρια

within neurons

μέσα στους νευρώνες

to form these complex, organized machines.

ώστε να φτιάξουν αυτές τις περίπλοκες, οργανωμένες μηχανές.

If we really want to understand this,

Εάν θέλουμε όντως να το καταλάβουμε,

we're going to need new technologies.

θα χρειαστούμε καινούργιες τεχνολογίες.

But if we could get such maps,

Εάν είχαμε όμως τέτοιους χάρτες,

if we could look at the organization of molecules and neurons

αν μπορούσαμε να δούμε την οργάνωση των κυττάρων και των νευρώνων,

and neurons and networks,

των νευρώνων και των δικτύων,

maybe we could really understand how the brain conducts information

ίσως καταλαβαίναμε πραγματικά πώς μεταφέρεται η πληροφορία στον εγκέφαλο

from sensory regions,

από τα αισθητήρια όργανα,

mixes it with emotion and feeling,

την αναμειγνύει με συναισθήματα,

and generates our decisions and actions.

και παράγει τις αποφάσεις και τις δράσεις μας.

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

Ίσως εντοπίζαμε τις ακριβείς μοριακές μεταβολές που εμφανίζονται

in a brain disorder.

στις διαταραχές του εγκεφάλου.

And once we know how those molecules have changed,

Αν γνωρίζαμε τις μεταβολές στα κύτταρα,

εάν είχε αυξηθεί ο αριθμός τους ή είχε αλλάξει η σύνθεσή τους,

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

we could use those as targets for new drugs,

ίσως τις χρησιμοποιήσαμε ως στόχους για νέα φάρμακα,

for new ways of delivering energy into the brain

για νέους τρόπους μεταφοράς ενέργειας στον εγκέφαλο

in order to repair the brain computations that are afflicted

για την επισκευή εγκεφαλικών λειτουργιών που έχουν πληγεί

in patients who suffer from brain disorders.

σε ασθενείς που υποφέρουν από εγκεφαλικές διαταραχές.

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

Έχουμε δει πολλές διαφορετικές τεχνολογίες τον τελευταίο αιώνα

που επιχειρούν το ίδιο.

to try to confront this.

I think we've all seen brain scans

Όλοι έχουμε δει εγκεφαλογραφήματα

taken using MRI machines.

από μαγνητικούς τομογράφους.

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

Αυτές έχουν το προφανές προνόμιο να είναι μη-παρεμβατικές,

they can be used on living human subjects.

μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ανθρώπους.

But also, they're spatially crude.

Αλλά είναι, εξαιρετικά άξεστες.

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

Κάθε μία από αυτές τις κηλίδες, ογκοστοιχεία, όπως λέγονται,

can contain millions and millions of neurons.

μπορεί να περιέχει εκατομμύρια και εκατομμύρια νευρώνων.

So it's not at the level of resolution

Δεν έχει δηλαδή την ευκρίνεια

where it can pinpoint the molecular changes that occur

ώστε να εντοπίσουμε τις μοριακές μεταβολές

or the changes in the wiring of these networks

ή τις αλλαγές στις συνδέσεις αυτών των δικτύων

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

που ενισχύουν στην ικανότητά μας να είμαστε συνειδητά και δυνατά όντα.

At the other extreme, you have microscopes.

Στο άλλο άκρο, υπάρχουν τα μικροσκόπια.

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

Τα μικροσκόπια χρησιμοποιούν φως για να δουν μικροσκοπικά πράγματα.

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

Τα χρησιμοποιούμε αιώνες τώρα για την παρατήρηση βακτηρίων.

For neuroscience,

Στη νευροεπιστήμη,

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

τα μικροσκόπια ευθύνονται για την ανακάλυψη των νευρώνων,

πριν περίπου 130 χρόνια.

about 130 years ago.

But light is fundamentally limited.

Αλλά το φως είναι εξ ορισμού περιορισμένο.

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

Δεν μπορείς να δεις τα μικρότερα μόρια με οποιοδήποτε μικροσκόπιο.

Δεν μπορείς να δεις αυτές τις μικρές συνδέσεις.

You can't look at these tiny connections.

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

Αν θέλουμε να βελτιωθεί η δυνατότητα μας να εξετάζουμε τον εγκέφαλο,

to get down to the ground truth structure,

να ανακαλύψουμε την πραγματική αλήθεια,

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

θα χρειαστούμε ακόμα καλύτερες τεχνολογίες.

My group, a couple years ago, started thinking:

Πριν μερικά χρόνια, ξεκινήσαμε να σκεφτόμαστε:

Why don't we do the opposite?

Γιατί δεν κάνουμε το αντίθετο;

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

Αν είναι τόσο περίπλοκο να ζουμάρουμε στον εγκέφαλο,

why can't we make the brain bigger?

γιατί να μην μεγαλώσουμε τον εγκέφαλο;

It initially started

Αρχικά ξεκίνησε

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

με δύο μεταπτυχιακούς φοιτητές, τους Φέι Τσεν και Πολ Τίλμπεργκ.

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

Πλέον πολλοί άλλοι στην ομάδα μου βοηθούν στην έρευνα.

Αποφασίσαμε να δούμε αν μπορούμε να πάρουμε πολυμερή,

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

like the stuff in the baby diaper,

όπως αυτά στις πάνες των μωρών,

και να τα τοποθετήσουμε στον εγκέφαλο.

and install it physically within the brain.

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

Αν το κάναμε σωστά και προσθέταμε νερό,

you can potentially blow the brain up

θα μπορούσαμε να διογκώσουμε τον εγκέφαλο

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

τόσο που θα διακρίνονται τα μικροσκοπικά βιομόρια το ένα από το άλλο.

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

Θα βλέπαμε τις συνδέσεις και θα είχαμε εγκεφαλικούς χάρτες.

This could potentially be quite dramatic.

Αυτό μπορεί να είναι σχετικά σοκαριστικό.

We brought a little demo here.

Σας έχουμε φέρει μια παρουσίαση.

We got some purified baby diaper material.

Έχουμε απολυσμάμενο υλικό πάνων μωρού.

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

Είναι πολύ πιο εύκολο να το αγοράσεις στο Ίντερνετ

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

από το να διαχωρίσεις τις μικροσκοπικές ποσότητες που υπάρχουν στις πάνες.

I'm going to put just one teaspoon here

Θα βάλω μόνο ένα κουταλάκι του γλυκού

of this purified polymer.

από αυτό το καθαρισμένο πολυμερές.

And here we have some water.

Εδώ έχουμε λίγο νερό,

What we're going to do

Αυτό που θα κάνουμε

is see if this teaspoon of the baby diaper material

είναι να δούμε αν αυτή η κουταλιά του υλικού της πάνας

can increase in size.

μπορεί να μεγαλώσει σε μέγεθος.

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

Θα δείτε να αυξάνεται σε όγκο κατά περίπου χίλιες φορές

before your very eyes.

μπροστά στα μάτια σας.

I could pour much more of this in there,

Θα μπορούσα να προσθέσω πολύ περισσότερο

but I think you've got the idea

αλλά νομίζω πως πιάσατε το νόημα

that this is a very, very interesting molecule,

πως αυτό είναι ένα πάρα πολύ ενδιαφέρον υλικό,

and if can use it in the right way,

και εάν χρησιμοποιηθεί σωστά,

we might be able to really zoom in on the brain

ίσως μπορούμε να μεγενθύνουμε τον εγκέφαλο

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

με τρόπο που δεν μπορούσαμε με τις προηγούμενες τεχνολογίες.

OK. So a little bit of chemistry now.

Εντάξει. Ώρα για λίγη χημεία τώρα.

What's going on in the baby diaper polymer?

Τι συμβαίνει στο πολυμερές της πάνας;

If you could zoom in,

Αν μπορούσαμε να το δούμε από κοντά

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

ίσως βλέπαμε κάτι σαν αυτό που βλέπετε στην οθόνη.

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

Τα πολυμερή είναι αλυσίδες ατόμων τοποθετημένα σε μακριές, λεπτές γραμμές.

The chains are very tiny,

Οι αλυσίδες είναι πολύ μικρές,

about the width of a biomolecule,

έχουν σχεδόν το πλάτος ενός βιομορίου,

and these polymers are really dense.

και αυτά τα πολυμερή είναι πολύ πυκνά.

They're separated by distances

Χωρίζονται από αποστάσεις

that are around the size of a biomolecule.

περίπου στο μέγεθος ενός βιομορίου.

This is very good

Αυτό είναι πολύ καλό

because we could potentially move everything apart in the brain.

επειδή ίσως μπορούμε να ξεχωρίσουμε το εσωτερικό του εγκεφάλου.

If we add water, what will happen is,

Αν προσθέσουμε νερό αυτό που θα συμβεί είναι

this swellable material is going to absorb the water,

το διογκωτικό υλικό θα απορροφήσει το νερό

the polymer chains will move apart from each other,

και οι πολυμερικές αλυσίδες θα χαλαρώσουν

and the entire material is going to become bigger.

και ολόκληρο το υλικό θα φουσκώσει.

And because these chains are so tiny

Επειδή οι αλυσίδες είναι μικροσκοπικές

and spaced by biomolecular distances,

και χωρίζονται μόνο από μερικά βιομόρια,

we could potentially blow up the brain

μπορούμε εν δυνάμει να μεγενθύνουμε τον εγκέφαλο

and make it big enough to see.

αρκετά ώστε να τον εξετάσουμε.

Here's the mystery, then:

Ιδού το μυστήριο λοιπόν:

How do we actually make these polymer chains inside the brain

Πώς τοποθετούμε αυτές τις αλυσίδες πολυμερούς στον εγκέφαλο

so we can move all the biomolecules apart?

ώστε να δημιουργήσουμε απόσταση ανάμεσα στα βιομόρια;

If we could do that,

Αν το καταφέρναμε,

maybe we could get ground truth maps of the brain.

ίσως είχαμε πραγματικούς εγκεφαλικούς χάρτες.

We could look at the wiring.

Θα εξετάζαμε τις συνδέσεις.

We can peer inside and see the molecules within.

Θα βλέπαμε το εσωτερικό του εγκεφάλου και τα διαφορετικά βιομόρια.

To explain this, we made some animations

Για να το εξηγήσουμε, φτιάξαμε κάποιες αναπαραστάσεις

where we actually look at, in these artist renderings,

όπου βλέπουμε, σε καλλιτεχνική αναπαράσταση,

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

πώς ίσως να έμοιαζαν τα βιομόρια και πώς θα τα διαχωρίζαμε.

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

Βήμα πρώτο: το πρώτο που θα χρειαζόταν να κάνουμε

is attach every biomolecule, shown in brown here,

είναι να συνδέσουμε το κάθε βιομόριο, που εδώ φαίνεται καφέ,

to a little anchor, a little handle.

σε μια μικρή άγκυρα, έναν μικρό συνδετήρα.

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

Πρέπει να απομακρύνουμε τα βιομόρια του εγκεφάλου,

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

για να γίνει αυτό χρειάζεται ένα συνδετικό υλικό

that allows those polymers to bind to them

που θα επιτρέψει στα πολυμερή να προσκολληθούν

and to exert their force.

και να δράσουν.

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

Εάν όμως απλά βάλεις το πολυμερές της πάνας στον εγκέφαλο,

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

προφανώς, θα μείνει στην επιφάνεια.

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

Οπότε πρέπει κάπως να βάλουμε το πολυμερές μέσα.

And this is where we're really lucky.

Εδώ ήμασταν τυχεροί.

It turns out, you can get the building blocks,

Αποδείχθηκε πως μπορείς να πάρεις τις δομικές μονάδες

monomers, as they're called,

-που λέγονται μονομερή- και αν τα βάλεις στον εγκέφαλο

and if you let them go into the brain

and then trigger the chemical reactions,

και προκαλέσεις χημικές αντιδράσεις

you can get them to form those long chains,

θα δημιουργήσουν αυτές τις μακριές αλυσίδες,

right there inside the brain tissue.

ακριβώς μέσα στον εγκεφαλικό ιστό.

They're going to wind their way around biomolecules

Θα πλεχτούν γύρω από τα βιομόρια

and between biomolecules,

και ανάμεσα σε αυτά,

forming those complex webs

δημιουργώντας πολύπλοκους ιστούς

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

που τελικά θα επιτρέψουν τον διαχωρισμό του ενός βιομορίου από το άλλο.

from each other.

And every time one of those little handles is around,

Κάθε φορά που κάποιος από αυτούς τους συνδετήρες βρίσκεται κοντά,

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

το πολυμερές θα συνδέεται, όπως ακριβώς χρειαζόμαστε

in order to pull the molecules apart from each other.

ώστε να απομακρύνουμε το ένα βιομόριο από το άλλο.

All right, the moment of truth.

Εντάξει, ήρθε η στιγμή της αλήθειας.

We have to treat this specimen

Πρέπει να επεξεργαστούμε αυτό το υλικό

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

με ένα χημικό ώστε να χαλαρώσουμε τους δεσμούς βιομορίων,

and then, when we add water,

και τότε, όταν προσθέσουμε νερό

that swellable material is going to start absorbing the water,

το διογκωτικό υλικό θα αρχίσει να απορροφά το νερό,

the polymer chains will move apart,

οι πολυμερικές αλυσίδες θα χαλαρώσουν,

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

αλλά, αυτή τη φορά, τα βιομόρια θα ακολουθήσουν.

And much like drawing a picture on a balloon,

Όπως μια ζωγραφιά πάνω σε μπαλόνι,

and then you blow up the balloon,

που όταν σκας το μπαλόνι,

the image is the same,

παραμένει ίδια,

but the ink particles have moved away from each other.

αλλά τα σωματίδια του μελανιού έχουν διαχωριστεί.

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

Αυτό έχουμε καταφέρει, αλλά σε τρεις διαστάσεις.

There's one last trick.

Υπάρχει ένα τελευταίο κόλπο.

As you can see here,

Όπως μπορείτε να δείτε,

we've color-coded all the biomolecules brown.

Έχουμε χρωματίσει όλα τα βιομόρια καφέ.

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

Αυτό γιατί μοιάζουν πολύ μεταξύ τους.

Biomolecules are made out of the same atoms,

Τα βιομόρια αποτελούνται από το ίδιο άτομο,

but just in different orders.

απλώς σε διαφορετικές σειρές.

So we need one last thing

Οπότε χρειαζόμαστε κάτι ακόμα

in order to make them visible.

ώστε να τα κάνουμε διακριτά.

We have to bring in little tags,

Πρέπει να βάλουμε ταμπελίτσες

with glowing dyes that will distinguish them.

με φωσφορίζοντα χρώματα που θα τα ξεχωρίζουν.

So one kind of biomolecule might get a blue color.

Οπότε ένα είδος μορίου θα είναι μπλε.

Another kind of biomolecule might get a red color.

Ένα άλλο είδος θα είναι κόκκινο.

And so forth.

και ούτω καθεξής.

And that's the final step.

Αυτό είναι το τελευταίο βήμα.

Now we can look at something like a brain

Τώρα μπορούμε να κοιτάξουμε κάτι όπως ο εγκέφαλος

and look at the individual molecules,

και να δούμε τα διαφορετικά μόρια

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

επειδή τα έχουμε απομακρύνει αρκετά το ένα από το άλλο

that we can tell them apart.

ώστε μπορούμε να τα διαχωρίσουμε.

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

Ελπίζουμε λοιπόν, πως μπορούμε να κάνουμε το αόρατο, ορατό.

We can turn things that might seem small and obscure

Πως μπορούμε να πάρουμε κάτι μικρό και δυσδιάκριτο

and blow them up

και να το μεγεθύνουμε

until they're like constellations of information about life.

μέχρι να είναι σαν αστερισμός πληροφοριών για τη ζωή.

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

Τώρα θα δείτε ένα βίντεο του πώς μπορεί να μοιάζει.

We have here a little brain in a dish --

Έχουμε έναν μικρό εγκέφαλο σε ένα τρυβλίο -

a little piece of a brain, actually.

ένα μικρό κομμάτι εγκεφάλου.

We've infused the polymer in,

Τοποθετήσαμε το πολυμερές,

and now we're adding water.

και τώρα προσθέτουμε νερό.

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

Αυτό που θα δείτε μπροστά στα μάτια σας

this video is sped up about sixtyfold --

-το βίντεο έχει επιταχυνθεί εξήντα φορές -

this little piece of brain tissue is going to grow.

αυτό το μικρό κομμάτι εγκεφάλου θα μεγαλώσει.

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

Μπορεί να μεγαλώσει εκατοντάδες φορές ή ακόμη περισσότερο σε όγκο.

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

Το φοβερό είναι, πως επειδή τα βιομόρια είναι τόσο μικρά,

we're separating biomolecules evenly from each other.

τα διαχωρίζουμε σε ίσες αποστάσεις μεταξύ τους.

It's a smooth expansion.

Είναι μια ομαλή επέκταση.

We're not losing the configuration of the information.

Δεν χαλάμε την οργάνωση της πληροφορίας.

We're just making it easier to see.

Την κάνουμε απλώς πιο ευδιάκριτη.

Τώρα μπορούμε να δούμε ένα πραγματικό εγκεφαλικό κύκλωμα

So now we can take actual brain circuitry --

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

-αυτό είναι ένα μέρος του εγκεφάλου που ασχολείται με τη μνήμη -

and we can zoom in.

μπορούμε να το μεγεθύνουμε.

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

Μπορούμε να εξετάσουμε πώς είναι οργανωμένα τα κυκλώματα.

Maybe someday we could read out a memory.

Ίσως κάποια στιγμή διαβάσουμε μια ανάμνηση,

Maybe we could actually look at how circuits are configured

ή να δούμε πώς είναι οργανωμένα τα κυκλώματα

to process emotions,

ώστε να επεξεργαστούν συναισθήματα,

how the actual wiring of our brain is organized

ποια είναι η πραγματική δομή των εγκεφαλικών ενώσεων

in order to make us who we are.

ώστε να μας κάνουν αυτούς που είμαστε.

And of course, we can pinpoint, hopefully,

Φυσικά, ελπίζουμε πως θα εντοπίσουμε

the actual problems in the brain at a molecular level.

πραγματικά εγκεφαλικά προβλήματα σε μοριακό επίπεδο.

What if we could actually look into cells in the brain

Τι θα γινόταν αν μπορούσαμε να εξετάσουμε τα κύτταρα και να βρούμε,

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

παραδείγματος χάριν, ότι 17 μόρια έχουν αλλοιωθεί

in this brain tissue that has been undergoing epilepsy

σε αυτόν τον εγκεφαλικό ιστό που περνάει επιληπτική κρίση

or changing in Parkinson's disease

ή σύνδρομο Πάρκινσον

or otherwise being altered?

ή με οποιοδήποτε άλλο τρόπο;

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

Εάν φτιάξουμε μια λίστα με όλα τα προβλήματα,

those become our therapeutic targets.

αυτά γίνονται στόχοι για θεραπείες.

We can build drugs that bind those.

Ίσως φτιάξουμε φάρμακα γι' αυτά.

We can maybe aim energy at different parts of the brain

Ίσως στοχεύσουμε ενέργεια σε διαφορετικά σημεία

in order to help people with Parkinson's or epilepsy

ώστε να βοηθήσουμε ανθρώπους με Πάρκινσον ή επιληψία

or other conditions that affect over a billion people

ή άλλες ασθένειες που πλήττουν δισεκατομμύρια ανθρώπους

around the world.

σε όλο τον κόσμο.

Now, something interesting has been happening.

Τον τελευταίο καιρό συμβαίνει κάτι ενδιαφέρον.

It turns out that throughout biomedicine,

Αποδεικνύεται πως στη βιοϊατρική

υπάρχουν αρκετά προβλήματα που μπορούν να λυθούν με την επέκταση.

there are other problems that expansion might help with.

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

Αυτή είναι μια πραγματική βιοψία ασθενούς με καρκίνο του μαστού.

It turns out that if you look at cancers,

Αν εξετάσεις τα καρκινώματα,

if you look at the immune system,

το ανοσοποιητικό σύστημα,

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

τη γήρανση, την ανάπτυξη,

all these processes are involving large-scale biological systems.

όλες αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν αχανή βιολογικά συστήματα.

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

Αλλά φυσικά, τα προβλήματα ξεκινούν από τα μικρά νανοειδή μόρια,

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

τις μηχανές που κάνουν τα κύτταρα και τα όργανα του σώματος να λειτουργούν.

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

Προσπαθούμε λοιπόν να καταλάβουμε

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

εάν με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας

μπορούμε να χαρτογραφήσουμε τα δομικά στοιχεία της ζωής

in a wide variety of diseases.

σε ευρεία γκάμα ασθενειών.

Can we actually pinpoint the molecular changes in a tumor

Μπορούμε να εντοπίσουμε τις μοριακές αλλαγές σε έναν όγκο

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

ώστε να τον κυνηγήσουμε έξυπνα

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

και να χορηγήσουμε φάρμακα που μπορούν να καταστρέψουν τα κύτταρα που θέλουμε;

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

Ξέρετε, η ιατρική πολλές φορές είναι ριψοκίνδυνη.

Sometimes, it's even guesswork.

Μερικές φορές, απλά μαντεύουμε.

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

Εγώ ελπίζω ότι μπορούμε να μετατρέψουμε μια ριψοκίνδυνη αποστολή

into something that's more reliable.

σε κάτι πιο έμπιστο.

If you think about the original moon shot,

Αν σκεφτείτε την πρώτη αποστολή στο φεγγάρι,

where they actually landed on the moon,

όταν προσεδαφίστηκαν στη Σελήνη,

it was based on solid science.

βασίστηκαν στην επιστήμη.

We understood gravity;

Κατανοήσαμε την βαρύτητα,

we understood aerodynamics.

την αεροδυναμική,

We knew how to build rockets.

πώς να φτιάξουμε πυραύλους.

The science risk was under control.

Ο επιστημονικός κίνδυνος ήταν υπό έλεγχο.

It was still a great, great feat of engineering.

Ήταν, φυσικά, ένα απίστευτο επίτευγμα της μηχανικής.

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

Στην ιατρική όμως, δεν έχουμε ακόμα όλους τους νόμους.

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

Έχουμε νόμους που είναι ανάλογοι προς την βαρύτητα,

that are analogous to aerodynamics?

ανάλογοι της αεροδυναμικής;

I would argue that with technologies

Πιστεύω πως με αυτές τις τεχνολογίες

like the kinds I'm talking about today,

όπως αυτή για την οποία σας μιλώ σήμερα,

maybe we can actually derive those.

ίσως να τους ανακαλύψουμε.

Μπορούμε να χαρτογραφήσουμε τα μοτίβα των ζωντανών οργανισμών

We can map the patterns that occur in living systems,

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

και να βρούμε πώς να ξεπεράσουμε ασθένειες που μας πλήττουν.

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

Η γυναίκα μου και εγώ, έχουμε δύο νέα παιδιά,

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

και ελπίζω, ως εμβιομηχανικός, να κάνω τη ζωή καλύτερη για αυτά

than it currently is for us.

από ό,τι είναι για εμάς.

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

Ελπίζω πως εάν μετατρέψουμε τη βιολογία και την ιατρική

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

από ριψοκίνδυνες ενασχολήσεις

που καθορίζονται από τις πιθανότητες και την τύχη,

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

σε κάτι που κερδίζεται με την ικανότητα και τη σκληρή δουλειά,

then that would be a great advance.

αυτό θα ήταν μια εξαιρετική πρόοδος.

Thank you very much.

Σας ευχαριστώ πολύ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)