Ed Boyden: A light switch for neurons

Μετάφραση: Stefanos Kiourkoulis Επιμέλεια: Gabriela Vranou

Σκεφτείτε πως περάσατε τη μέρα σας για λίγο.

Think about your day for a second.

You woke up, felt fresh air on your face as you walked out the door,

Ξυπνήσατε, νιώσατε τον φρέσκο αέρα στο πρόσωπό σας βγαίνοντας έξω,

encountered new colleagues and had great discussions

συναντήσατε καινούργιους συναδέλφους και είχατε σπουδαίες συζητήσεις,

και νιώσατε δέος όταν μάθατε κάτι καινούργιο.

and felt in awe when you found something new.

Αλλά στοιχηματίζω ότι υπάρχει κάτι από την μέρα σας που δεν σκεφτήκατε --

But I bet there's something you didn't think about today,

κάτι τόσο οικείο

something so close to home,

που πιθανότατα πολύ συχνά δεν το σκέφτεστε καθόλου.

you probably don't think about it very often at all.

Και αυτό είναι πως όλες οι αισθήσεις, τα συναισθήματα,

And that's that all those sensations, feelings, decisions and actions

οι αποφάσεις και οι πράξεις

διαμεσολαβούν από τον υπολογιστή στο κεφάλι σας

are mediated by the computer in your head

που ονομάζεται εγκέφαλος.

called your brain.

Now, the brain may not look like much from the outside --

Ο εγκέφαλος μπορεί να μην φαίνεται εντυπωσιακός εξωτερικά --

μερικά κιλά ροζ-γκρι σάρκας,

a couple pounds of pinkish-gray flesh,

άμορφης --

amorphous.

But the last 100 years of neuroscience have allowed us to zoom in on the brain

αλλά τα τελευταία εκατό χρόνια της νευροεπιστήμης

μας επέτρεψαν να δούμε βαθύτερα μέσα στον εγκέφαλο

and to see the intricacy of what lies within.

και να δούμε την περιπλοκότητα που βρίσκεται εκεί μέσα.

And they've told us that this brain is an incredibly complicated circuit

Και γνωρίζουμε πως αυτός ο εγκέφαλος

είναι ένα απίστευτα περίπλοκο κύκλωμα

made out of hundreds of billions of cells called neurons.

φτιαγμένο από εκατοντάδες δισεκατομμύρια κύτταρα που ονομάζονται νευρώνες.

Now, unlike a human-designed computer,

Αντίθετα με έναν υπολογιστή σχεδιασμένο από ανθρώπους,

where there's a fairly small number of different parts,

όπου υπάρχει ένας αρκετά μικρός αριθμός διαφορετικών κομματιών --

ξέρουμε πως δουλεύουν, επειδή τα σχεδιάσαμε εμείς οι άνθρωποι --

and we know how they work because we humans designed them,

the brain is made out of thousands of different kinds of cells,

ο εγκέφαλος είναι φτιαγμένος από χιλιάδες διαφορετικά είδη κυττάρων,

ίσως δεκάδες χιλιάδες.

maybe tens of thousands.

They come in different shapes; they're made out of different molecules;

Εμφανίζονται σε διαφορετικά σχήματα· είναι φτιαγμένα από διαφορετικά μόρια·

και προβάλλουν και συνδέονται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.

they project and connect to different brain regions.

Επίσης αλλάζουν με διαφορετικούς τρόπους σε διαφορετικές καταστάσεις ασθένειας.

They also change in different ways in different disease states.

Ας το συγκεκριμενοποιήσουμε.

Let's make it concrete.

There's a class of cells,

Υπάρχει μια κλάση κυττάρων,

a fairly small cell, an inhibitory cell, that quiets its neighbors.

ένα αρκετά μικρό κύτταρο, ένα ανασταλτικό κύτταρο, που κατασιγάζει τους γείτονές του.

Είναι ένα από τα κύτταρα που φαίνονται να ατροφούν σε περιπτώσεις όπως η σχιζοφρένεια.

It's one of the cells that seems to be atrophied

in disorders like schizophrenia.

It's called the basket cell.

Λέγεται το κύτταρο καλάθι.

And this cell is one of the thousands of kinds of cell

Και αυτό το κύτταρο είναι ένα από τα χιλιάδες είδη κυττάρων

για τα οποία μαθαίνουμε.

that we're learning about.

New ones are being discovered every day.

Ανακαλύπτονται καινούργια κάθε μέρα.

Ένα δεύτερο παράδειγμα:

As just a second example:

these pyramidal cells, large cells, can span a significant fraction

αυτά τα πυραμιδικά κύτταρα, μεγάλα κύτταρα,

μπορούν να επεκταθούν σε ένα σημαντικό μέρος του εγκεφάλου.

of the brain.

Είναι διεγερτικά.

They're excitatory.

Και αυτά είναι μερικά από τα κύτταρα

And these are some of the cells that might be overactive

που μπορεί να υπερλειτουργούν σε διαταραχές όπως η επιληψία.

in disorders such as epilepsy.

Καθένα από αυτά τα κύτταρα

Every one of these cells is an incredible electrical device.

είναι μια απίστευτη ηλεκτρική συσκευή.

They receive inputs from thousands of upstream partners

Λαμβάνουν δεδομένα από χιλιάδες προγενέστερους συνεργάτες

και υπολογίζουν την δικιά τους ηλεκτρική έξοδο,

and compute their own electrical outputs,

which then, if they pass a certain threshold,

η οποία, εάν ξεπεράσει ένα συγκεκριμένο όριο,

θα πάει σε χιλιάδες μεταγενέστερους συνεργάτες.

will go to thousands of downstream partners.

Και αυτή η διαδικασία, η οποία χρειάζεται περίπου ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου,

And this process, which takes just a millisecond or so,

happens thousands of times a minute in every one of your 100 billion cells,

συμβαίνει χιλιάδες φορές το λεπτό

σε καθένα από τα 100 δισεκατομμύρια κύτταρα,

as long as you live and think and feel.

καθ' όλη την διάρκεια της ζωής σας

που σκέφτεστε και αισθάνεστε.

So how are we going to figure out what this circuit does?

Πώς λοιπόν θα ανακαλύψουμε τι ακριβώς κάνει αυτό το κύκλωμα;

Ιδανικά, θα μπορούσαμε να διασχίσουμε το κύκλωμα

Ideally, we could go through this circuit

και να ενεργοποιήσουμε και απενεργοποιήσουμε αυτά τα διαφορετικά είδη κυττάρων

and turn these different kinds of cell on and off

and see whether we could figure out

και να δούμε εάν θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε

which ones contribute to certain functions

ποιά από αυτά συντελούν σε συγκεκριμένες λειτουργίες

and which ones go wrong in certain pathologies.

και ποιές λειτουργούν λανθασμένα σε συγκεκριμένες παθολογίες.

Εάν θα μπορούσαμε να ενεργοποιήσουμε κύτταρα, θα μπορούσαμε να δούμε ποιές δυνάμεις μπορούν να απελευθερώσουν

If we could activate cells, we could see what powers they can unleash,

τί μπορούν να ξεκινήσουν και να αντέξουν.

what they can initiate and sustain.

Εάν μπορούσαμε να τα απενεργοποιήσουμε,

If we could turn them off,

then we could try and figure out what they're necessary for.

τότε θα μπορούσαμε να δοκιμάσουμε και να ανακαλύψουμε σε τι χρησιμεύουν.

Και αυτήν είναι μια ιστορία που θα σας πω σήμερα.

And that's the story I'm going to tell you about today.

Και ειλικρινά, αυτά που έχουμε βιώσει τα τελευταία 11 χρόνια,

And honestly, where we've gone through over the last 11 years,

μέσα από μια προσπάθεια να βρούμε τρόπους

through an attempt to find ways

of turning circuits and cells and parts and pathways of the brain

ενεργοποίησης και απενεργοποίησης κυκλωμάτων και κυττάρων και τμημάτων

και διαδρομών του εγκεφάλου,

on and off,

για την κατανόηση της επιστήμης,

both to understand the science

and also to confront some of the issues that face us all as humans.

και επίσης να αντιμετωπίσουμε κάποια από τα θέματα

που είναι κοινά σε όλους τους ανθρώπους.

Now, before I tell you about the technology,

Προτού σας πω για την τεχνολογία,

the bad news is that a significant fraction of us in this room,

τα άσχημα νέα είναι ότι ένα μεγάλο πλήθος από εμάς στο δωμάτιο,

εάν ζήσουμε αρκετό καιρό,

if we live long enough,

will encounter, perhaps, a brain disorder.

θα αντιμετωπίσουμε, πιθανώς, μια διαταραχή του εγκεφάλου.

Ήδη, ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι

Already, a billion people have had some kind of brain disorder

είχαν κάποιου είδους εγκεφαλικής διαταραχής

που τους εξουδετερώνει.

that incapacitates them.

The numbers don't do it justice, though.

Αλλά οι αριθμοί δεν το αποτυπώνουν ακριβώς.

These disorders -- schizophrenia, Alzheimer's,

Αυτές οι διαταραχές -- σχιζοφρένεια, Αλτσχάιμερ,

κατάθλιψη, εθισμός --

depression, addiction --

they not only steal away our time to live,

όχι μόνο κλέβουν το χρόνο από τη ζωή μας, αλλά αλλάζουν το ποιοί είμαστε·

they change who we are.

They take our identity and change our emotions

αφαιρούν τις ταυτότητές μας και αλλάζουν τα συναισθήματά μας --

and change who we are as people.

και αλλάζουν το ποιοί είμαστε ως άνθρωποι.

Now, in the 20th century,

Στον εικοστό αιώνα,

υπήρχε ελπίδα που είχε δημιουργηθεί

there was some hope that was generated

through the development of pharmaceuticals for treating brain disorders.

μέσω της ανάπτυξης φαρμακευτικών αγωγών για την θεραπεία εγκεφαλικών διαταραχών.

Και ενώ πολλά φάρμακα έχουν αναπτυχθεί

And while many drugs have been developed

that can alleviate symptoms of brain disorders,

που μπορούν να μετριάσουν τα συμπτώματα των εγκεφαλικών διαταραχών,

πρακτικά καμία από αυτές δεν μπορούμε να θεωρήσουμε ότι θεραπεύονται.

practically none of them can be considered to be cured.

In part, that's because, if you think about it,

Και μέρος αυτού είναι επειδή πλημμυρίζουμε τον εγκέφαλο με χημικά.

we're bathing the brain in a chemical --

Αυτό το περίτεχνο κύκλωμα

this elaborate circuit, made of thousands of different kinds of cell --

φτιαγμένο από χιλιάδες διαφορετικά είδη κυττάρων

κολυμπάει σε μια ουσία.

is being bathed in a substance.

That's also why most of the drugs, not all, on the market

Ίσως γι' αυτό, πιθανώς τα περισσότερα φάρμακα, και όχι όλα, στην αγορά

μπορούν να παρουσιάσουν επίσης κάποιου είδους σοβαρή παρενέργεια.

can present some kind of serious side effect too.

Κάποιοι άνθρωποι έχουν βρει παρηγοριά

Now some people have gotten some solace from electrical stimulators

σε ηλεκτρικούς διεγέρτες που είναι εμφυτευμένοι στον εγκέφαλο.

that are implanted in the brain,

for Parkinson's disease or cochlear implants.

Και για την νόσο του Πάρκινσον,

κοχλιακά εμφυτεύματα,

These have indeed been able to bring some kind of remedy

αυτά όντως έχουν την δυνατότητα

να λειτουργήσουν ως κάποιου είδους θεραπεία

to people with certain kinds of disorders.

σε ανθρώπους με συγκεκριμένα είδη διαταραχών.

But electricity also will go in all directions --

Αλλά η ηλεκτρική ενέργεια πηγαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις --

the path of least resistance --

το μονοπάτι με τη λιγότερη αντίσταση,

which is where that phrase, in part, comes from,

από το οποίο, μερικώς, προέρχεται αυτή η φράση.

and will also affect normal circuits,

Επίσης θα επηρεάσει φυσιολογικά κυκλώματα όπως και τα μη φυσιολογικά που θέλουμε να διορθώσουμε.

as well as the abnormal ones you want to fix.

Πάλι, επιστρέφουμε στην ιδέα

So again, we're sent back to the idea of ultraprecise control:

του υπερβολικά ακριβή ελέγχου.

Could we dial in information precisely where we want it to go?

Μπορούμε να πληκτρολογήσουμε πληροφορίες για το πού ακριβώς θέλουμε να πάμε;

Όταν ξεκίνησα στην νευροεπιστήμη πριν 11 χρόνια,

So, when I started in neuroscience 11 years ago --

I had trained as an electrical engineer and a physicist --

είχα εκπαιδευτεί ως ηλεκτρολόγος μηχανικός και φυσικός,

the first thing I thought about was,

και το πρώτο πράγμα που σκέφτηκα ήταν,

if these neurons are electrical devices,

εάν αυτοί οι νευρώνες είναι ηλεκτρικές συσκευές,

all we need to do is to find some way of driving those electrical changes

το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να βρούμε έναν τρόπο

να οδηγήσουμε αυτές τις ηλεκτρικές αλλαγές σε κάποια απόσταση.

at a distance.

Εάν μπορούμε να ενεργοποιήσουμε ηλεκτρικά ένα κύτταρο,

If we could turn on the electricity in one cell but not its neighbors,

αλλά όχι τους γείτονές του,

that'd give us the tool to activate and shut down these different cells

θα είχαμε το εργαλείο που χρειαζόμαστε για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση αυτών των διαφορετικών κυττάρων,

να ανακαλύψουμε τί κάνουν και πώς συμβάλλουν

to figure out what they do

and how they contribute to the networks in which they're embedded.

στα δίκτυα που είναι ενσωματωμένα.

Επίσης θα μας επέτρεπε να έχουμε τον υπερβολικά ακριβή έλεγχο που χρειαζόμαστε

It would also allow us to have the ultraprecise control we need

για να φτιάξουμε τα κυκλώματα

to fix the circuit computations that have gone awry.

που δυσλειτουργούν.

Now, how are we going to do that?

Πως θα το κάνουμε λοιπόν αυτό;

Well, there are many molecules that exist in nature

Υπάρχουν αρκετά μόρια που υπάρχουν στη φύση,

που έχουν τη δυνατότητα να μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρική ενέργεια.

which are able to convert light into electricity.

Μπορείτε να τα φανταστείτε ως μικρές πρωτεΐνες

You can think of them as little proteins that are like solar cells.

που μοιάζουν με ηλιακά κύτταρα.

If we install these molecules in neurons somehow,

Αν μπορούμε κάπως να εγκαταστήσουμε αυτά τα μόρια στους νευρώνες,

then these neurons would become electrically drivable with light,

τότε αυτοί οι νευρώνες θα μπορούσαν να ελεγχθούν ηλεκτρικά με το φως.

and their neighbors, which don't have this molecule, would not.

Και οι γείτονές τους, που δεν έχουν το μόριο, δεν θα μπορούσαν.

There's one other magic trick you need to make this happen:

Υπάρχει άλλο ένα μαγικό κόλπο που χρειάζεστε για να γίνουν όλα αυτά δυνατά,

και αυτό είναι η ικανότητα του να βάλετε φως στον εγκέφαλο.

the ability to get light into the brain.

The brain doesn't feel pain.

Και για να το κάνετε αυτό -- ο εγκέφαλος δεν νιώθει πόνο -- μπορείτε να βάλετε --

Taking advantage of all the effort

εκμεταλλευόμενοι όλης της προσπάθειας

that's gone into the internet, telecommunications, etc.,

που έχει γίνει πάνω στο Διαδίκτυο και στις επικοινωνίες και τα λοιπά --

you can put optical fibers connected to lasers

οπτικές ίνες συνδεδεμένες σε λέιζερ

to activate -- in animal models, for example, in preclinical studies --

που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε, για παράδειγμα σε ζωικά μοντέλα,

σε προκλινικές μελέτες,

these neurons and see what they do.

αυτούς τους νευρώνες και να δείτε τι κάνουν.

Πως το κάνουμε αυτό λοιπόν;

So how do we do this?

Around 2004, in collaboration with Georg Nagel and Karl Deisseroth,

Γύρω στο 2004,

σε συνεργασία με τον Γκίραλντ Νάγκελ και τον Καρλ Ντέισεροθ,

this vision came to fruition.

αυτό το όραμα καρποφόρησε.

There's a certain alga that swims in the wild,

Υπάρχει ένα συγκεκριμένο φύκι που κολυμπάει στην άγρια φύση,

and it needs to navigate towards light in order to photosynthesize optimally.

και χρειάζεται να οδηγηθεί προς το φως

έτσι ώστε να φωτοσυνθέσει με το βέλτιστο τρόπο.

And it senses light with a little eyespot,

Και αντιλαμβάνεται το φώς με ένα μικρό σημείο-μάτι

which works not unlike how our eye works.

που λειτουργεί όχι διαφορετικά από τα δικά μας μάτια.

In its membrane, or its boundary,

Στην μεμβράνη του, ή στο όριό του,

it contains little proteins

περιέχει μικρές πρωτεΐνες

που όντως μπορούν να μετατρέψουν το φως σε ηλεκτρική ενέργεια.

that indeed can convert light into electricity.

Αυτά τα μόρια λέγονται τσανελροδοψίνες.

These molecules are called channelrhodopsins.

And each of these proteins acts just like that solar cell

Και κάθε μια από αυτές τις πρωτεΐνες δρα όπως αυτό το ηλιακό κύτταρο για το οποίο σας είπα.

that I told you about.

Όταν το χτυπήσει το μπλε φως, ανοίγει μια μικρή τρύπα

When blue light hits it,

it opens a little hole and allows charged particles to enter the eyespot;

και επιτρέπει φορτισμένα σωματίδια να εισχωρήσουν από το σημείο-μάτι.

Και αυτό επιτρέπει σ' αυτό το σημείο να διαθέτει ηλεκτρικό σήμα

that allows this eyespot to have an electrical signal,

όπως ένα ηλιακό κύτταρο που φορτίζει μια μπαταρία.

just like a solar cell charging a battery.

So what we need to do is take these molecules

Αυτό λοιπόν που πρέπει να κάνουμε είναι να πάρουμε αυτά τα μόρια

και κάπως να τα εγκαταστήσουμε στους νευρώνες.

and somehow install them in neurons.

And because it's a protein,

Και επειδή είναι πρωτεΐνη,

it's encoded for in the DNA of this organism.

είναι κωδικοποιημένο στο DNA του οργανισμού.

So all we've got to do is take that DNA,

Το μόνο λοιπόν που έχουμε να κάνουμε είναι να πάρουμε αυτό το DNA,

put it into a gene therapy vector, like a virus,

να το βάλουμε σε μια διανυσματική θεραπεία γονιδίου, όπως ένας ιός,

and put it into neurons.

και να το βάλουμε στους νευρώνες.

And this was a very productive time in gene therapy,

Απ' ότι αποδείχτηκε αυτός ήταν πολύ παραγωγικός ο χρόνος στην γονιδιακή θεραπεία,

and lots of viruses were coming along,

και ερχόντουσαν πολλοί ιοί.

so this turned out to be fairly simple.

Τελικά αποδείχθηκε πως ήταν πολύ απλό να γίνει.

Early in the morning one day in the summer of 2004,

Και νωρίς το πρωί μια μέρα το καλοκαίρι του 2004,

we gave it a try, and it worked on the first try.

το δοκιμάσαμε, και δούλεψε με την πρώτη προσπάθεια.

Παίρνεις αυτό το DNA και το βάζεις σ' έναν νευρώνα.

You take this DNA and put it into the neuron.

The neuron uses its natural protein-making machinery

Ο νευρώνας χρησιμοποιεί τον φυσικό μηχανισμό κατασκευής πρωτεϊνών

to fabricate these little light-sensitive proteins

για να κατασκευάσει αυτές τις μικρές φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες

και να τις εγκαταστήσει σ' όλο το κύτταρο,

and install them all over the cell, like putting solar panels on a roof.

σαν να βάζουμε φωτοβολταϊκά στοιχεία στην οροφή.

And the next thing you know,

Και στην συνέχεια,

you have a neuron which can be activated with light.

έχεις έναν νευρώνα που μπορεί να ενεργοποιηθεί με φως.

Αυτό είναι πολύ ισχυρό.

So this is very powerful.

One of the tricks you have to do is figure out how to deliver these genes

Ένα από τα τρικ που πρέπει να κάνεις

είναι να καταλάβεις πως να μεταφέρεις αυτά τα γονίδια στα κύτταρα που θέλεις

to the cells you want and not all the other neighbors.

και όχι σ' όλους τους υπόλοιπους γείτονες.

Και μπορεί να γίνει αυτό· μπορούμε να τροποποιήσουμε τους ιούς

And you can do that;

you can tweak the viruses so they hit some cells and not others.

έτσι ώστε να χτυπούν μερικά κύτταρα και όχι άλλα.

Και υπάρχουν και άλλα γενετικά κόλπα που μπορούν να γίνουν

And there's other genetic tricks you can play

έτσι ώστε να έχουμε ενεργοποιούμενα από φως κύτταρα.

in order to get light-activated cells.

Αυτό το πεδίο είναι πλέον γνωστό ως οπτογενετική.

This field has now come to be known as "optogenetics."

And just as one example of the kind of thing you can do,

Και σαν ένα παράδειγμα για τα πράγματα που μπορούμε να κάνουμε,

μπορούμε να πάρουμε ένα πολυσύνθετο δίκτυο,

you can take a complex network,

use one of these viruses to deliver the gene

να χρησιμοποιήσουμε έναν από αυτούς τους ιούς για να μεταφερθεί το γονίδιο

μόνο σε ένα είδους κύτταρο σ' αυτό το πυκνό δίκτυο.

just to one kind of cell in this dense network.

And then when you shine light on the entire network,

Και μετά, όταν ρίχνουμε φως σ' ολόκληρο το δίκτυο,

just that cell type will be activated.

θα ενεργοποιηθεί μόνο αυτού του τύπου το κύτταρο.

For example, let's consider that basket cell I told you about earlier,

Για παράδειγμα, ας σκεφτούμε το κύτταρο καλάθι που προανέφερα --

αυτό που ατροφεί στην σχιζοφρένεια

the one that's atrophied in schizophrenia

και είναι ανασταλτικό.

and the one that is inhibitory.

Αν μπορέσουμε να μεταφέρουμε αυτό το γονίδιο σ' αυτά τα κύτταρα --

If we can deliver that gene to these cells --

και δεν μεταλλαχθούν από την γονιδιακή έκφραση, φυσικά --

they won't be altered by the expression of the gene, of course --

και μετά ρίξουμε μπλε φως σ' όλο το δίκτυο του εγκεφάλου,

then flash blue light over the entire brain network,

just these cells are going to be driven.

θα ενεργοποιηθούν μόνο αυτά τα κύτταρα.

Και όταν το φως κλείσει, αυτά τα κύτταρα επιστρέφουν στην αρχική τους λειτουργία,

And when the light turns off, these cells go back to normal;

δεν φαίνεται να αποστρέφονται κατά της διαδικασίας.

there don't seem to be adverse events.

Not only can you study what these cells do,

Όχι μόνο μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να μελετήσουμε τι κάνουν αυτά τα κύτταρα,

what their power is in computing in the brain,

ποιος είναι ο ρόλος τους στην υπολογιστική ικανότητα του εγκεφάλου,

αλλά μπορούμε επίσης να το χρησιμοποιήσουμε για να ανακαλύψουμε --

you can also use this to try to figure out

ίσως θα μπορούσαμε να ζωηρέψουμε την δραστηριότητα αυτών των κυττάρων,

if we could jazz up the activity of these cells

αν όντως είναι ατροφικά.

if indeed, they're atrophied.

I want to tell you some short stories about how we're using this

Θα ήθελα τώρα να σας πω μερικές σύντομες ιστορίες

σχετικά με το πως το χρησιμοποιούμε αυτό,

both at the scientific clinical and preclinical levels.

και στο επιστημονικό, κλινικό και προκλινικό επίπεδο.

One of the questions that we've confronted is:

Μία από τις ερωτήσεις που αντιμετωπίσαμε

What signals in the brain mediate the sensation of reward?

είναι, ποια είναι τα σήματα στον εγκέφαλο που μεσολαβούν στην αίσθηση της ανταμοιβής;

Because if you could find those,

Επειδή αν θα μπορούσαμε να τα βρούμε,

those would be some of the signals that could drive learning;

θα ήταν μερικά από τα σήματα που υποκινούν την μάθηση.

Ο εγκέφαλος θα κάνει περισσότερο από οτιδήποτε πήρε αυτή την ανταμοιβή.

the brain will do more of what got that reward.

Επίσης, αυτά είναι τα σήματα που πηγαίνουν στραβά σε διαταραχές όπως ο εθισμός.

These are also signals that go awry in disorders such as addiction.

Αν μπορούσαμε λοιπόν να καταλάβουμε τι κύτταρα είναι,

So if we could figure out what cells they are, we could maybe find new targets

ίσως θα μπορούσαμε να βρούμε νέους στόχους

για τους οποίους θα μπορούσαν να σχεδιαστούν ή να ελεγθούν φάρμακα,

for which drugs can be designed or screened against

ή ίσως μέρη όπου θα μπορούσαν να τοποθετηθούν ηλεκτρόδια

or maybe places where electrodes could be put in

για ανθρώπους με σοβαρές αναπηρίες.

for people who have severe disability.

To do that, we came up with a very simple paradigm

Για να το κάνουμε λοιπόν αυτό, σκεφτήκαμε ένα απλό πρότυπο

σε συνεργασία με τον όμιλο Φιορέλα,

in collaboration with the Fiorillo group,

όπου η μια πλευρά αυτού του κουτιού,

where, if the animal goes to one side of this little box,

αν το ζώο πάει εκεί, το ζώο δέχεται έναν παλμό φωτός

it gets a pulse of light.

έτσι ώστε διαφορετικά κύτταρα στον εγκέφαλο να γίνουν ευαίσθητα στο φως.

And we'll make different cells in the brain sensitive to light.

Αν λοιπόν αυτά τα κύτταρα μεσολαβούν στην αίσθηση της ανταμοιβής,

If these cells can mediate reward, the animal should go there more and more.

το ζώο θα πρέπει να πηγαίνει εκεί ολοένα και περισσότερο.

Και όντως αυτό συμβαίνει.

And that's what happens.

The animal goes to the right-hand side and pokes his nose there

Το ζώο θα πάει στην δεξιά πλευρά και θα βάλει τη μύτη του εκεί,

και δέχεται μια δέσμη από μπλε φως κάθε φορά που το κάνει αυτό.

and gets a flash of blue light every time he does it.

Και θα το κάνει αυτό εκατοντάδες φορές.

He'll do that hundreds of times.

Αυτοί είναι οι νευρώνες ντοπαμίνης,

These are the dopamine neurons,

για τους οποίους κάποιοι από σας ίσως έχουν ακούσει σε κάποια σημεία απόλαυσης στον εγκέφαλο.

in some of the pleasure centers in the brain.

Έχουμε δείξει ότι μία σύντομη ενεργοποίηση αυτών

We've shown that a brief activation of these is enough to drive learning.

είναι αρκετή, όντως, για να δώσουν ώθηση στην μάθηση.

Τώρα μπορούμε να γενικεύσουμε την ιδέα.

Now we can generalize the idea.

Αντί για ένα σημείο στον εγκέφαλο,

Instead of one point in the brain, we can devise devices that span the brain,

μπορούμε να φτιάξουμε συσκευές που επεκτείνονται στον εγκέφαλο,

που μπορούν να μεταφέρουν φως σε τρισδιάστατα μοτίβα --

that can deliver light into three-dimensional patterns --

συστοιχίες οπτικών ινών,

arrays of optical fibers,

καθεμιά αντιστοιχισμένοι σε μια μοναδική μικροσκοπική δέσμη φωτεινής πηγής.

each coupled to its own independent miniature light source.

Και μετά μπορούμε να δοκιμάσουμε πράγματα in vivo

Then we can try to do things in vivo

που μέχρι σήμερα έχουν γίνει μόνο σε πιάτο --

that have only been done to date in a dish,

like high-throughput screening throughout the entire brain

όπως υψηλής συχνότητας προβολή σε όλον τον εγκέφαλο

για σήματα που μπορούν να προκαλέσουν συγκεκριμένα πράγματα.

for the signals that can cause certain things to happen

Ή θα μπορούσαν να είναι καλοί κλινικοί σκοποί

or that could be good clinical targets for treating brain disorders.

για την θεραπεία εγκεφαλικών διαταραχών.

Και μια ιστορία που θέλω να σας πω

One story I want to tell you about is:

είναι πως μπορούμε να βρίσκουμε στόχους για να θεραπεύουμε την διαταραχή του μετατραυματικού στρες --

How can we find targets for treating post-traumatic stress disorder,

μιας μορφής ανεξέλεγκτου άγχους και φόβου.

a form of uncontrolled anxiety and fear?

Και ένα από τα πράγματα που κάναμε

One of the things that we did was to adopt a very classical model of fear.

ήταν να υιοθετήσουμε ένα πολύ κλασσικό μοντέλο φόβου.

This goes back to the Pavlovian days.

Αυτό μας γυρίζει πίσω στις μέρες του Παύλωφ.

It's called Pavlovian fear conditioning, where a tone ends with a brief shock.

Ονομάζεται Παυλόφια εξάρτηση φόβου --

ένα σήμα ήχου τελειώνει με ένα μικρό σοκ.

The shock isn't painful, but it's a little annoying.

Το σοκ δεν είναι επίπονο, αλλά είναι λίγο ενοχλητικό.

Και με τον καιρό -- σ' αυτή την περίπτωση, ένα ποντίκι,

And over time -- in this case, a mouse,

που είναι καλό ζωικό μοντέλο, κοινώς χρησιμοποιούμενο σε τέτοια πειράματα --

which is a good animal model, commonly used in such experiments --

το ζώο μαθαίνει να φοβάται τον τόνο.

the animal learns to fear the tone.

Το ζώο θα αντιδράσει παγώνοντας.

It will react by freezing, sort of like a deer in the headlights.

όπως ένα ελάφι που το χτυπάει έντονο φως.

Now the question is: What targets in the brain can we find

Η ερώτηση είναι, τι στόχους μπορούμε να βρούμε στον εγκέφαλο

that allow us to overcome this fear?

που μας επιτρέπουν να ξεπερνάμε αυτόν το φόβο;

Αυτό που κάνουμε λοιπόν είναι να παίξουμε αυτόν τον τόνο ξανά

So we play that tone again, after it's been associated with fear.

αφότου έχει συσχετιστεί με τον φόβο.

Αλλά ενεργοποιούμε στόχους στον εγκέφαλο, διαφορετικούς,

But we activate different targets in the brain,

χρησιμοποιώντας αυτή τη συστοιχία από οπτικές ίνες για την οποία σας μίλησα στην προηγούμενη διαφάνεια,

using that optical fiber array I showed on the previous slide,

έτσι ώστε να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε ποιοι στόχοι

in order to try and figure out

which targets can cause the brain to overcome that memory of fear.

μπορούν να προκαλέσουν τον εγκέφαλο να ξεπεράσει αυτή την ανάμνηση του φόβου.

Σ’ αυτό λοιπόν το σύντομο βίντεο

This brief video shows you one of these targets

βλέπετε έναν από τους στόχους πάνω στον οποίο δουλεύουμε τώρα.

that we're working on now.

This is an area in the prefrontal cortex, a region where we can use cognition

Αυτή είναι μια περιοχή στον προμετωπιαίο φλοιό,

μια περιοχή όπου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε νόηση για να δοκιμάσουμε να ξεπεράσουμε αποτρόπαιες συναισθηματικές καταστάσεις.

to try to overcome aversive emotional states.

Και το ζώο θα ακούσει ένα τόνο -- και μια δέσμη φωτός έπεσε εκεί.

The animal hears a tone. A flash of light occurs.

Δεν υπάρχει ήχος σ’ αυτό, αλλά μπορείτε να δείτε το ζώο να παγώνει.

There's no audio, but you see that the animal freezes --

Αυτός ο τόνος συνήθιζε να σημαίνει κακά νέα.

the tone used to mean bad news.

Και υπάρχει ένα μικρό ρολόι στην αριστερή κάτω γωνία,

There's a little clock in the lower left-hand corner.

άρα μπορείτε να δείτε το ζώο να εμπλέκεται δύο λεπτά σ’ αυτό.

You can see the animal is about two minutes into this.

Και τώρα αυτό το επόμενο κλιπ

This next clip is just eight minutes later.

είναι μόνο οκτώ λεπτά αργότερα.

And the same tone is going to play, and the light is going to flash again.

Και θα παιχτεί ο ίδιος τόνος, και το φως θα ανάψει ξανά.

Οκέι, ξεκινάει. Τώρα.

OK, there it goes. Right ... now.

Και τώρα μπορείτε να δείτε, 10 λεπτά μετά το πείραμα,

And now you can see, just 10 minutes into the experiment,

ότι εξοπλίσαμε τον εγκέφαλο φωτοενεργοποιώντας την περιοχή

that we've equipped the brain, by photoactivating this area,

για να ξεπεράσουμε την έκφραση

to overcome the expression of this fear memory.

αυτής της ανάμνησης του φόβου.

Τα τελευταία χρόνια, επιστρέψαμε στο δέντρο της ζωής,

Over the last couple years, we've gone back to the tree of life,

επειδή θέλαμε να βρούμε τρόπους να απενεργοποιήσουμε κυκλώματα στον εγκέφαλο.

because we wanted to find ways to turn circuits in the brain off.

Αν μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό, θα ήταν πολύ ισχυρό.

If we could do that, this could be extremely powerful.

If you can delete cells for a few milliseconds or seconds,

Αν μπορείς να διαγράψεις κύτταρα μόνο για λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου ή δευτερόλεπτα,

you can figure out what role they play in the circuits in which they're embedded.

μπορείς να καταλάβεις ποιον σημαντικό ρόλο παίζουν

στα κυκλώματα στα οποία είναι ενσωματωμένα.

We surveyed organisms from all over the tree of life --

Έχουμε τώρα μελετήσει οργανισμούς από όλο το δέντρο της ζωής --

κάθε βασίλειο της ζωής εκτός από τα ζώα, τα βλέπουμε ελαφρώς διαφορετικά.

every kingdom of life but animals; we see slightly differently.

Και βρήκαμε όλα τα είδη μορίων, ονομάζονται χαλορχοδοψίνες ή αρχαιοδοψίνες,

We found molecules called halorhodopsins or archaerhodopsins,

και ανταποκρίνονται σε πράσινο και κίτρινο φως.

that respond to green and yellow light.

And they do the opposite of the molecule I told you about before,

Και κάνουν την αντίθετη λειτουργία από το μόριο για το οποίο σας μίλησα πριν

με τον ενεργοποιητή φωτός τσανελροδοψίνη.

with the blue light activator, channelrhodopsin.

Let's give an example of where we think this is going to go.

Ας δώσω ένα παράδειγμα σχετικά με το που θεωρούμε ότι οδηγείται αυτό.

Consider, for example, a condition like epilepsy,

Σκεφτείτε για παράδειγμα μια πάθηση όπως η επιληψία,

where the brain is overactive.

όπου ο εγκέφαλος είναι υπερδραστήριος.

Now, if drugs fail in epileptic treatment,

Εάν τα φάρμακα αποτύχουν στην θεραπεία της επιληψίας,

one of the strategies is to remove part of the brain,

μία από τις στρατηγικές είναι να αφαιρεθεί μέρος του εγκεφάλου.

Αλλά αυτό προφανώς είναι μη αναστρέψιμο, και θα μπορούσαν να υπάρξουν παρενέργειες.

but that's irreversible, and there could be side effects.

Τι θα γινόταν εάν μπορούσαμε να κλείσουμε τον εγκέφαλο για ένα μικρό χρονικό διάστημα,

What if we could just turn off that brain for the brief amount of time

μέχρι η κρίση επιληψίας να σταματήσει,

until the seizure dies away,

and cause the brain to be restored to its initial state,

και να επιτρέψει στον εγκέφαλο να αποκατασταθεί στην αρχική του κατάσταση --

like a dynamical system that's being coaxed down into a stable state?

όπως ένα δυναμικό σύστημα το οποίο σταδιακά καταλήγει σε μια σταθερή κατάσταση.

Αυτή λοιπόν η κινούμενη εικόνα προσπαθεί να εξηγήσει αυτή την ιδέα

This animation tries to explain this concept

where we made these cells sensitive to being turned off with light,

όπου κάναμε αυτά τα κύτταρα ευαίσθητα στο να απενεργοποιούνται με φώς,

και ρίχνουμε φώς,

and we beam light in,

and just for the time it takes to shut down a seizure,

και απλώς για την χρονική διάρκεια που χρειάζεται για να σταματήσει η επιληπτική κρίση,

ελπίζουμε να είμαστε ικανοί να την απενεργοποιήσουμε.

we're hoping to be able to turn it off.

Δεν έχουμε λοιπόν δεδομένα για να σας δείξουμε εδώ,

We don't have data to show you on this front,

αλλά είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι μ' αυτό.

but we're very excited about this.

I want to close on one story, which we think is another possibility,

Θα ήθελα να κλείσω με μια ιστορία,

η οποία νομίζουμε ότι είναι άλλη μια δυνατότητα --

which is that maybe these molecules, if you can do ultraprecise control,

όπου πιθανόν αυτά τα μόρια, εάν μπορούμε να τα ελέγχουμε με υπερβολική ακρίβεια,

μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον ίδιο τον εγκέφαλο

can be used in the brain itself to make a new kind of prosthetic,

για να φτιάξουμε ένα νέο είδους προσθετικού, ένα οπτικό προσθετικό.

an optical prosthetic.

Σας έχω πει ήδη πως αυτοί οι ηλεκτροδιεγέρτες δεν είναι ασυνήθιστοι.

I already told you that electrical stimulators are not uncommon.

75,000 άνθρωποι έχουν διεγέρτες εμφυτευμένους βαθιά στο κεφάλι τους για την ασθένεια Πάρκινσον.

Seventy-five thousand people

have Parkinson's deep-brain stimulators implanted,

Μπορεί 100,000 άνθρωποι να έχουν κοχλιακά εμφυτεύματα,

maybe 100,000 people have cochlear implants, which allow them to hear.

που τους επιτρέπουν να ακούν.

Είναι ένα άλλο θέμα, όπου πρέπει να τοποθετηθούν αυτά τα γονίδια στα κύτταρα.

Another thing -- you've got to get these genes into cells.

Και νέα ελπίδα στην γενετική θεραπεία έχει αναπτυχθεί

A new hope in gene therapy has been developed,

because viruses like the adeno-associated virus --

επειδή ιοί σαν τον αδενοσυσχετιζόμενο ιό,

που πιθανότατα οι περισσότεροι από εμάς σε αυτό το δωμάτιο έχουμε,

which probably most of us around this room have;

και δεν έχει κάποιο σύμπτωμα,

it doesn't have any symptoms --

που έχουν χρησιμοποιηθεί σε εκατοντάδες ασθενείς

have been used in hundreds of patients

to deliver genes into the brain or the body.

να μεταφέρουν γονίδια στον εγκέφαλο ή το σώμα.

And so far, there have not been serious adverse events

Και μέχρι στιγμής, δεν έχουν αναφερθεί σοβαρά αντίθετα γεγονότα

συσχετιζόμενα με τον ιό.

associated with the virus.

There's one last elephant in the room: the proteins themselves,

Υπάρχει ένας τελευταίος ελέφαντας στο δωμάτιο, οι ίδιες οι πρωτεΐνες,

which come from algae, bacteria and funguses

οι οποίες προέρχονται από φύκια και βακτήρια και μύκητες,

and all over the tree of life.

από όλο το δέντρο της ζωής.

Most of us don't have funguses or algae in our brains,

Οι περισσότεροι δεν έχουμε μύκητες ή φύκια στους εγκεφάλους μας,

άρα τι θα κάνει ο εγκέφαλος εάν τα τοποθετήσουμε;

so what will our brain do if we put that in?

Θα το ανεχτούν τα κύτταρα; Θα αντιδράσει το ανοσοποιητικό σύστημα;

Will the cells tolerate it? Will the immune system react?

Στις πρώτες τους μέρες -- δεν έχουν δοκιμαστεί σε ανθρώπους ακόμα --

It's early -- these haven't been done in humans yet --

αλλά δουλεύουμε σε μια πληθώρα από μελέτες

but we're working on a variety of studies to examine this.

για να το δοκιμάσουμε και να το μελετήσουμε.

Και μέχρι στιγμής δεν έχουμε δει εμφανείς αντιδράσεις οποιασδήποτε βαρύτητας

So far, we haven't seen overt reactions of any severity

σε αυτά τα μόρια

to these molecules

or to the illumination of the brain with light.

ή στον φωτισμό του εγκεφάλου.

Είναι ακόμα νωρίς, προκαταβολικά, αλλά είμαστε ενθουσιασμένοι γι' αυτό.

So it's early days, to be upfront, but we're excited about it.

Θέλω να κλείσω με μια ιστορία,

I wanted to close with one story,

which we think could potentially be a clinical application.

η οποία θεωρούμε θα μπορούσε δυνητικά

να είναι κλινική εφαρμογή.

Now, there are many forms of blindness

Υπάρχουν πολλά είδη τύφλωσης

όπου οι φωτοϋποδοχείς,

where the photoreceptors -- light sensors in the back of our eye --

οι ανιχνευτές φωτός που είναι στο πίσω μέρος του ματιού, έχουν εξαφανιστεί.

are gone.

And the retina is a complex structure.

Και ο αμφιβληστροειδής, φυσικά, είναι μια περίπλοκη δομή.

Let's zoom in on it so we can see it in more detail.

Ας μεγεθύνουμε εδώ, έτσι ώστε να μπορούμε να το δούμε με περισσότερη λεπτομέρεια.

Τα κύτταρα φωτοϋποδοχείς φαίνονται εδώ στην κορυφή,

The photoreceptor cells are shown here at the top.

The signals that are detected by the photoreceptors are transformed

και τότε το σήμα που ανιχνεύεται από τους φωτοϋποδοχείς

μεταμορφώνονται από διάφορους υπολογισμούς,

via various computations

μέχρι τελικά αυτό το στρώμα των κυττάρων στο κάτω μέρος, τα γαγγλιακά κύτταρα,

until finally, the layer of cells at the bottom, the ganglion cells,

μεταφέρουν την πληροφορία στον εγκέφαλο,

relay the information to the brain,

όπου το βλέπουμε ως αντίληψη.

where we see that as perception.

Σε αρκετές μορφές τύφλωσης, όπως στη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια,

In many forms of blindness, like retinitis pigmentosa

or macular degeneration,

ή στην εκφύλιση της ωχράς κηλίδας,

the photoreceptor cells have atrophied or been destroyed.

τα κύτταρα φωτοϋποδοχείς έχουν ατροφήσει ή καταστραφεί.

Now, how could you repair this?

Πως θα μπορούσε να επιδιορθωθεί αυτό;

It's not even clear that a drug could cause this to be restored,

Δεν είναι καν ξεκάθαρο το πως ένα φάρμακο θα μπορούσε να το αποκαταστήσει,

since there's nothing for the drug to bind to.

επειδή δεν υπάρχει κάτι για το φάρμακο για να δεσμευτεί.

On the other hand, light can still get into the eye.

Από την άλλη πλευρά, το φως μπορεί ακόμα να μπει στο μάτι.

Το μάτι είναι ακόμα διαφανές και μπορεί να περάσει φως απ' αυτό.

The eye is still transparent and you can get light in.

Εάν μπορούσαμε να πάρουμε αυτές τις τσανελροδοψίνες και άλλα μόρια

So what if we could take these channelrhodopsins and other molecules

και να τα εγκαταστήσουμε σε μερικά από αυτά τα περίσσια κύτταρα

and install them on some of these other spared cells

και να τα μετατρέψουμε σε μικρές κάμερες.

and convert them into little cameras?

Και επειδή υπάρχει πληθώρα από αυτά τα κύτταρα στο μάτι,

And because there are so many of these cells in the eye,

δυνητικά, θα ήταν πολύ υψηλής ανάλυσης κάμερες.

potentially, they could be very high-resolution cameras.

Αυτή είναι μια εργασία πάνω στην οποία δουλεύουμε.

This is some work that we're doing,

Ηγείται από έναν από τους συνεργάτες μας,

led by one of our collaborators, Alan Horsager at USC,

Άλαν Χόρσαγκερ του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας,

and being sought to be commercialized by a start-up company, Eos Neuroscience,

και πρόκειται να διατεθεί στο εμπόριο από μια νεοσύστατη εταιρία Έος Νευροεπιστήμη,

χρηματοδοτούμενη από το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας.

which is funded by the NIH.

What you see here is a mouse trying to solve a six-arm maze.

Και εδώ βλέπετε ένα ποντίκι που προσπαθεί να λύσει έναν λαβύρινθο.

Είναι ένας λαβύρινθος έξι αδιεξόδων. Και υπάρχει λίγο νερό στον λαβύρινθο

There's a bit of water to motivate the mouse to move or he'll just sit there.

ώστε να ενθαρρυνθεί το ποντίκι να μετακινηθεί, αλλιώς θα καθόταν απλώς εκεί.

Και ο στόχος, φυσικά, από αυτόν τον λαβύρινθο

The goal of this maze is to get out of the water

είναι να βγει από το νερό και να πάει σε μία μικρή πλατφόρμα

and go to a little platform that's under the lit top port.

που είναι κάτω από την φωτιζόμενη θύρα.

Τα ποντίκια είναι έξυπνα, έτσι αυτό το ποντίκι τελικά λύνει τον λαβύρινθο,

Mice are smart, so this one solves the maze eventually,

but he does a brute-force search.

αλλά κάνει εξαντλητική αναζήτηση.

He's swimming down every avenue until he finally gets to the platform.

Κολυμπάει σε κάθε διάδρομο μέχρι τελικά να φτάσει στην πλατφόρμα.

He's not using vision to do it.

Δεν χρησιμοποιεί όραση για να το κάνει.

These different mice are different mutations

Αυτά τα διαφορετικά ποντίκια είναι διαφορετικές μεταλλάξεις

που αντικατοπτρίζουν διαφορετικά είδη τύφλωσης που επηρεάζουν τους ανθρώπους.

that recapitulate different kinds of blindness that affect humans.

Έτσι είμαστε προσεκτικοί στο να προσπαθούμε να δούμε αυτά τα διαφορετικά μοντέλα,

So we're being careful in trying to look at these different models

και να βγάλουμε μια γενική προσέγγιση.

so we come up with a generalized approach.

Πώς μπορούμε να το λύσουμε αυτό;

So how can we solve this?

Θα κάνουμε ακριβώς αυτό που περιγράψαμε στην προηγούμενη διαφάνεια.

We'll do exactly what we outlined in the previous slide.

Θα πάρουμε αυτούς τους φωτοευαίσθητους στο μπλε αισθητήρες

We'll take these blue light photo sensors

και θα τους εγκαταστήσουμε σε ένα επίπεδο από κύτταρα

and install them onto a layer of cells

στην μέση του αμφιβληστροειδούς στο πίσω μέρος του ματιού

in the middle of the retina in the back of the eye

and convert them into a camera --

και να τα μετατρέψουμε σε κάμερα.

just like installing solar cells all over those neurons

Ακριβώς όπως εγκαθιστούμε φωτοευαίσθητα κύτταρα σε αυτούς τους νευρώνες

για να τους κάνουμε ευαίσθητους στο φώς.

to make them light-sensitive.

Light is converted to electricity on them.

Το φώς μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό σε αυτούς.

So this mouse was blind a couple weeks before this experiment

Έτσι το ποντίκι ήταν τυφλό για μερικές εβδομάδες πριν από αυτό το πείραμα

and received one dose of this photosensitive molecule on a virus.

και έλαβε μια δόση από αυτό το φωτοευαίσθητο μόριο σε έναν ιό.

Και όπως μπορείτε να δείτε, το ζώο μπορεί κανονικά να αποφύγει τοίχους

And now you can see, the animal can indeed avoid walls

και να πάει σε αυτή τη μικρή πλατφόρμα

and go to this little platform

και να έχει πάλι γνωστική χρήση των ματιών του.

and make cognitive use of its eyes again.

Και να τονίσω την δύναμη αυτού:

And to point out the power of this:

αυτά τα ζώα είναι ικανά να ανέβουν σε αυτή τη πλατφόρμα

these animals can get to that platform

just as fast as animals that have seen their entire lives.

το ίδιο γρήγορα με ζώα που βλέπουν καθ’ όλη την διάρκεια της ζωής τους.

Σε αυτή την προκλινική μελέτη, νομίζω,

So this preclinical study, I think, bodes hope

προμηνύεται η ελπίδα για το είδος των πραγμάτων

for the kinds of things we're hoping to do in the future.

που ευχόμαστε να κάνουμε στο μέλλον.

Για να κλείσω, θέλω να τονίσω ότι εξερευνούμε και

We're also exploring new business models for this new field of neurotechnology.

νέα επιχειρηματικά μοντέλα για αυτό το νέο τομέα της νευροεπιστήμης.

Αναπτύσσουμε αυτά τα εργαλεία,

We're developing tools and sharing them freely

αλλά τα μοιραζόμαστε ελεύθερα με εκατοντάδες ομάδες σε όλον τον κόσμο,

with hundreds of groups all over the world

ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να μελετήσουν και να δοκιμάσουν να γιατρέψουν διαφορετικές διαταραχές.

for them to study and try to treat different disorders.

Και η ελπίδα μας είναι πως, με την ανακάλυψη της λειτουργίας των εγκεφαλικών κυκλωμάτων

Our hope is that by figuring out brain circuits

σε ένα επίπεδο αφαίρεσης που μας επιτρέπει να τα επιδιορθώσουμε και να τα μελετήσουμε,

at a level of abstraction that lets us repair them and engineer them,

μπορούμε να πάρουμε μερικές από αυτές τις δισεπίλυτες διαταραχές που προανέφερα,

we can take some of these intractable disorders I mentioned earlier,

πρακτικά καμία δεν είναι ιάσιμη,

practically none of which are cured,

και στον 21ο αιώνα να τις κάνουμε παρελθόν.

and in the 21st century, make them history.

Ευχαριστώ.

Thank you.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

Juan Enriquez: So some of this stuff is a little dense.

Χουάν Ενρίκεζ: Μερικά από αυτά είναι λίγο πυκνά.

(Laughter)

(Γέλια)

Αλλά οι επιπτώσεις

But the implications of being able to control seizures or epilepsy

του να μπορείς να ελέγξεις επιληπτικές κρίσεις

with light instead of drugs

με φως αντί για φάρμακα,

and being able to target those specifically

και να μπορείς να στοχεύσεις αυτές συγκεκριμένα

is a first step.

είναι ένα πρώτο βήμα.

The second thing that I think I heard you say

Το δεύτερο πράγμα που νομίζω ότι άκουσα να λες

is you can now control the brain in two colors,

είναι πως μπορείτε να ελέγξετε τον εγκέφαλο με δυο χρώματα.

Σαν ένα διακόπτη.

like an on-off switch.

Εντ Μπόυντεν: Σωστά.

Ed Boyden: That's right.

ΧΕ: Το οποίο κάνει κάθε σήμα που διαπερνά τον εγκέφαλο ένα δυαδικό κώδικα.

JE: Which makes every impulse going through the brain a binary code.

ΕΜ: Ναι, σωστά.

EB: Right.

With blue light, we can drive information, and it's in the form of a one.

Έτσι με μπλε φώς, μπορούμε να καθοδηγήσουμε πληροφορίες, και είναι στην μορφή της μονάδας.

Και με την απενεργοποίηση τους, είναι λίγο πολύ το μηδέν.

And by turning things off, it's more or less a zero.

Η ελπίδα μας είναι τελικά να χτίσουμε εγκεφαλικούς συνεπεξεργαστές

Our hope is to eventually build brain coprocessors that work with the brain

που θα λειτουργούν με τον εγκέφαλο,

ώστε να μπορούμε να αυξήσουμε λειτουργίες σε ανθρώπους με ειδικές ανάγκες.

so we can augment functions in people with disabilities.

JE: And in theory, that means that, as a mouse feels, smells, hears, touches,

ΧΕ: Και θεωρητικά, αυτό σημαίνει πως,

όπως ένα ποντίκι νιώθει, μυρίζει,

ακούει, αισθάνεται,

you can model it out as a string of ones and zeros.

μπορείτε να το μοντελοποιήσετε σε μια σειρά από μονάδες και μηδενικά.

EB: Yeah. We're hoping to use this as a way of testing

ΕΜ: Φυσικά, ναι. Ελπίζουμε να το χρησιμοποιήσουμε ως έναν τρόπο ελέγχου

τι είδους νευρωνικοί κώδικες μπορούν να οδηγήσουν σε συγκεκριμένες συμπεριφορές

what neural codes can drive certain behaviors

και συγκεκριμένες σκέψεις και συγκεκριμένες αισθήσεις,

and certain thoughts and certain feelings

και να το χρησιμοποιήσουμε ώστε να καταλάβουμε περισσότερα για τον εγκέφαλο.

and use that to understand more about the brain.

JE: Does that mean that someday you could download memories

ΧΕ: Αυτό σημαίνει πως μια μέρα θα μπορούμε να κατεβάσουμε αναμνήσεις

and maybe upload them?

και πιθανών να τις ανεβάσουμε;

EB: That's something we're starting to work on very hard.

ΕΜ: Λοιπόν αυτό είναι κάτι που ξεκινήσαμε να εργαζόμαστε πολύ σκληρά.

Δουλεύουμε πάνω σε κάποια εργασία

We're now working on trying to tile the brain with recording elements, too,

όπου προσπαθούμε να πλαισιώσουμε τον εγκέφαλο και με στοιχεία εγγραφής.

so we can record information and then drive information back in --

Ώστε να μπορούμε να εγγράψουμε πληροφορίες και να οδηγήσουμε τις πληροφορίες πάλι μέσα --

sort of computing what the brain needs

κατά κάποιο τρόπο να υπολογίζουμε τι χρειάζεται ο εγκέφαλος

in order to augment its information processing.

έτσι ώστε να αυξηθεί η επεξεργασία πληροφορίας.

JE: Well, that might change a couple things. Thank you.

ΧΕ: Λοιπόν, αυτό μπορεί να αλλάξει μερικά πράγματα. Σε ευχαριστώ. (ΕΜ: Ευχαριστώ πολύ.)

EB: Thank you.

(Χειροκρότημα)

(Applause)