Carl Schoonover: How to look inside the brain

Μετάφραση: Mary Keramida Επιμέλεια: Alexandros Tzaferidis

This is a thousand-year-old drawing of the brain.

Aυτή είναι μια απεικόνιση του εγκεφάλου, χιλίων ετών.

It's a diagram of the visual system.

Είναι ένα διάγραμμα του οπτικού συστήματος.

And some things look very familiar today.

Κάποια πράγματα φαίνονται αναγνωρίσιμα σήμερα.

Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.

Δύο μάτια στη βάση, οπτικό νεύρο που έχει τη ρίζα του στο πίσω μέρος.

There's a very large nose

Μια πολύ μεγάλη μύτη,

that doesn't seem to be connected to anything in particular.

που δε φαίνεται να συνδέεται με κάτι συγκεκριμένο.

And if we compare this

Αν συγκρίνουμε αυτή την απεικόνιση

to more recent representations of the visual system,

με πιο πρόσφατες αναπαραστάσεις του οπτικού συστήματος,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

θα διαπιστώσετε ότι τα πράγματα έχουν γίνει ουσιωδώς πιο περίπλοκα

over the intervening thousand years.

στη διάρκεια των χιλίων χρόνων που μεσολάβησαν.

And that's because today we can see what's inside of the brain,

Και αυτό διότι σήμερα μπορούμε να δούμε το εσωτερικό του εγκεφάλου,

rather than just looking at its overall shape.

και όχι μόνο το συνολικό του σχήμα.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Φαντασθείτε ότι θέλετε να κατανοήσετε πώς δουλεύει ένας υπολογιστής

and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.

και τα μόνα που μπορείτε να δείτε είναι ένα πληκτρολόγιο, ένα ποντίκι, μια οθόνη.

You really would be kind of out of luck.

Σίγουρα δεν θα είστε τυχεροί.

You want to be able to open it up, crack it open,

Θέλετε να μπορείτε να το ανοίξετε, να το διαλύσετε,

look at the wiring inside.

να δείτε την εσωτερική καλωδίωση.

And up until a little more than a century ago,

Μέχρι σχεδόν έναν αιώνα πριν,

nobody was able to do that with the brain.

κανείς δε μπορούσε να κάνει κάτι τέτοιο με τον εγκέφαλο.

Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.

Κανείς δεν είχε εικόνα της καλωδίωσης του εγκεφάλου.

And that's because if you take a brain out of the skull

Αυτό συνέβαινε επειδή, αν βγάλει κανείς τον εγκέφαλο από το κρανίο,

and you cut a thin slice of it,

και κόψει μια λεπτή φέτα,

put it under even a very powerful microscope,

την τοποθετήσει κάτω από ένα πολύ δυνατό μικροσκόπιο,

there's nothing there.

δε θα βρει κάτι.

It's gray, formless.

Είναι γκρι, άμορφος.

There's no structure. It won't tell you anything.

Δεν υπάρχει δομή. Δε μας δίνει καμιά πληροφορία.

And this all changed in the late 19th century.

Όλα αυτά άλλαξαν στα τέλη του 19ου αιώνα.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

Ξαφνικά, αναπτύχθηκαν χημικές χρώσεις για τους εγκεφαλικούς ιστούς,

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

που μας έδωσαν και τις πρώτες φευγαλέες ματιές στην καλωδίωση του εγκεφάλου.

The computer was cracked open.

Ο υπολογιστής ανοίχτηκε.

So what really launched modern neuroscience

Αυτό που στην πραγματικότητα έδωσε έναυσμα στη σύγχρονη νευροεπιστήμη

was a stain called the Golgi stain.

ήταν μια χρώση ονομαζόμενη η χρώση Γκόλτζι.

And it works in a very particular way.

Λειτουργεί με έναν αρκετά ιδιαίτερο τρόπο.

Instead of staining all of the cells inside of a tissue,

Αντί να χρωματίζει όλα τα κύτταρα στο εσωτερικό ενός ιστού,

it somehow only stains about one percent of them.

κατά κάποιο τρόπο χρωματίζει μόνο το ένα τοις εκατό.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Καθαρίζει το δάσος, αποκαλύπτει τα δέντρα στο εσωτερικό.

If everything had been labeled, nothing would have been visible.

Αν είχαν μαρκαριστεί τα πάντα, τίποτα δε θα ήταν ορατό.

So somehow it shows what's there.

Έτσι, μας δείχνει κατά κάποιο τρόπο τι υπάρχει μέσα.

Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,

Ο Ισπανός νευροανατόμος Σαντιάγο Ραμόν Ι Καχάλ,

who's widely considered the father of modern neuroscience,

που ευρέως θεωρείται ο πατέρας της σύγχρονης νευροεπιστήμης,

applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,

εφάρμοσε τη χρώση Γκόλτζι, η οποία αποδίδει δεδομένα που έχουν αυτή τη μορφή,

and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.

και πράγματι μας έδωσε τη σύγχρονη αίσθηση του νευρικού κυττάρου, του νευρώνα.

And if you're thinking of the brain as a computer,

Αν, λοιπόν, σκέφτεστε τον εγκέφαλο σαν υπολογιστή,

this is the transistor.

αυτό εδώ είναι ο πολλαπλασιαστής.

And very quickly Cajal realized

Πολύ σύντομα ο Καχάλ διαπίστωσε

that neurons don't operate alone,

ότι οι νευρώνες δε λειτουργούν μόνοι,

but rather make connections with others

αλλά κάνουν συνάψεις με άλλους

that form circuits just like in a computer.

και σχηματίζουν κυκλώματα ακριβώς όπως στους υπολογιστές.

Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,

Σήμερα, έναν αιώνα μετά, όταν οι ερευνητές θέλουν να απεικονίσουν τους νευρώνες,

they light them up from the inside rather than darkening them.

προτιμούν να τους φωτίζουν από μέσα αντί να τους σκουραίνουν.

And there's several ways of doing this.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι να γίνει αυτό.

But one of the most popular ones

Ένας από τους πιο δημοφιλείς

involves green fluorescent protein.

περιλαμβάνει πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη.

Now green fluorescent protein,

Η πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη,

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

που κατά έναν περίεργο τρόπο προέρχεται από μια βιοφωσφορίζουσα μέδουσα,

is very useful.

είναι πολύ χρήσιμη.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Διότι, αν μπορεί κανείς να πάρει το γονίδιο για την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη

and deliver it to a cell,

και να το βάλει σε ένα κύτταρο,

that cell will glow green --

το κύτταρο θα βγάζει πράσινη λάμψη--

or any of the many variants now of green fluorescent protein,

ή κάποια παραλλαγή από τις πολλές που έχει σήμερα η πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη,

you get a cell to glow many different colors.

μπορεί να έχει κανείς ένα κύτταρο που λάμπει σε διαφορετικά χρώματα.

And so coming back to the brain,

Επανέρχομαι, λοιπόν, στον εγκέφαλο,

this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."

αυτό είναι από ένα γενετικώς κατασκευασμένο ποντίκι ονομαζόμενο «Εγκεφαλικό τόξο».

And it's so called, of course,

Ονομάζεται έτσι ασφαλώς,

because all of these neurons are glowing different colors.

εξαιτίας όλων αυτών των νευρώνων που εκπέμπουν διαφορετικών χρωμάτων λάμψη.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Βέβαια, οι νευροεπιστήμονες πολλές φορές χρειάζονται να προσδιορίσουν

individual molecular components of neurons, molecules,

μεμονωμένα μοριακά συστατικά των νευρώνων, τα μόρια,

rather than the entire cell.

παρά το σύνολο του κυττάρου.

And there's several ways of doing this,

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να γίνει αυτό,

but one of the most popular ones

αλλά ένας από τους πιο δημοφιλείς

involves using antibodies.

περιλαμβάνει τη χρήση αντισωμάτων.

And you're familiar, of course,

Ασφαλώς γνωρίζετε

with antibodies as the henchmen of the immune system.

ότι τα αντισώματα είναι οι μπράβοι του ανοσοποιητικού συστήματος.

But it turns out that they're so useful to the immune system

Αποδεικνύεται ότι είναι τόσο χρήσιμα στο ανοσοποιητικό σύστημα

because they can recognize specific molecules,

επειδή μπορούν να αναγνωρίζουν συγκεκριμένα μόρια,

like, for example, the coat protein

όπως, για παράδειγμα, η κωδικοποιούμενη πρωτεΐνη

of a virus that's invading the body.

ενός ιού που εισβάλλει στο σώμα.

And researchers have used this fact

Οι ερευνητές αξιοποίησαν αυτό το γεγονός

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

για να αναγνωρίσουν ειδικά μόρια μέσα στον εγκέφαλο,

recognize specific substructures of the cell

να αναγνωρίσουν ειδικές υποκατασκευές του κυττάρου

and identify them individually.

και να προσδιορίσουν την κάθε μια ξεχωριστά.

And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,

Πολλές από τις απεικονίσεις που σας δείχνω είναι πολύ όμορφες,

but they're also very powerful.

αλλά είναι και πολύ ισχυρές.

They have great explanatory power.

Έχουν μεγάλη επεξηγηματική δύναμη.

This, for example, is an antibody staining

Για παράδειγμα, αυτή είναι μια χρώση αντισώματος

against serotonin transporters in a slice of mouse brain.

ενάντια στους διαβιβαστές σεροτονίνης σε μια φέτα εγκεφάλου ποντικιού.

And you've heard of serotonin, of course,

Ασφαλώς έχετε ακούσει για τη σεροτονίνη,

in the context of diseases like depression and anxiety.

για το ρόλο που παίζει σε ασθένειες όπως η κατάθλιψη και το άγχος .

You've heard of SSRIs,

΄Εχετε ακούσει για τα SSRΙs (Αναστολείς Επαναπρόσληψης Σερετονίνης),

which are drugs that are used to treat these diseases.

τα οποία είναι φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία αυτών των ασθενειών.

And in order to understand how serotonin works,

Για να καταλάβουμε τον τρόπο λειτουργίας της σεροτονίνης,

it's critical to understand where the serontonin machinery is.

είναι σημαντικό να καταλάβουμε πού βρίσκεται το εργοστάσιο παραγωγής της.

And antibody stainings like this one

Οι χρώσεις αντισωμάτων όπως αυτή εδώ,

can be used to understand that sort of question.

μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατανοήσουμε το θέμα.

I'd like to leave you with the following thought:

Θα ήθελα να κάνετε την παρακάτω σκέψη:

Green fluorescent protein and antibodies

Οι πράσινες φθορίζουσες πρωτεΐνες και αντισώματα

are both totally natural products at the get-go.

είναι και τα δυο φυσικά προϊόντα από την αρχή τους.

They were evolved by nature

Εξελίχθηκαν από τη φύση

in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,

για να μπορεί η μέδουσα να έχει πράσινη λάμψη για οποιοδήποτε λόγο

or in order to detect the coat protein of an invading virus, for example.

ή για να μπορεί να εντοπίζει την κωδικοποιούμενη πρωτεΐνη ενός εισβάλλοντος ιού, για παράδειγμα.

And only much later did scientists come onto the scene

Και μόνο πολύ αργότερα εμφανίστηκαν οι επιστήμονες

and say, "Hey, these are tools,

και είπαν: «Για στάσου, αυτά είναι εργαλεία,

these are functions that we could use

αυτές είναι λειτουργίες που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε

in our own research tool palette."

στη δική μας ερευνητική παλέτα».

And instead of applying feeble human minds

Έτσι, λοιπόν, αντί να βάλουν τα ταπεινά ανθρώπινα μυαλά σε λειτουργία

to designing these tools from scratch,

για να σχεδιάσουν αυτά τα εργαλεία απ' το μηδέν,

there were these ready-made solutions right out there in nature

είχαν στη διάθεσή του αυτές τις λύσεις έτοιμες από τη φύση,

developed and refined steadily for millions of years

αναπτυγμένες και βελτιωμένες σταθερά για εκατομμύρια χρόνια

by the greatest engineer of all.

από το σπουδαιότερο μηχανικό όλων.

Thank you.

Σας ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)