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

Translator: Behdad Khazaeli Reviewer: Masood Zeinoghli

Hello, everybody.

سلام به همگی.

I brought with me today a baby diaper.

امروز با خودم یک پوشک بچه آورده‌ام.

You'll see why in a second.

و همین الان می‌فهمید چرا.

Baby diapers have interesting properties.

پوشک بچه خاصیت‌های جالبی دارد.

They can swell enormously when you add water to them,

وقتی به آن آب اضافه‌ کنید مقدار بسیار زیادی متورم می‌شود،

an experiment done by millions of kids every day.

آزمایشی که میلیون‌ها بچه هر روز انجام می‌دهند.

(Laughter)

( خنده حضار )

But the reason why

اما دلیل این اتفاق

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

این است که به شکلی هوشمندانه طراحی شده‌اند.

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

آنها از چیز‌هایی ساخته شده‌اند که مواد قابل تورم نام‌ دارند.

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

مواد خاصی هستند، که وقتی آب اضافه می‌کنید،

it will swell up enormously,

بی‌نهایت پف می‌کنند،

maybe a thousand times in volume.

شاید در حجمی هزار برابر.

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

و این نوعی پلیمر صنعتی بسیارمفید است.

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

اما کاری که گروه من در ام آی تی می‌خواهد انجام دهد

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

این است که ببینیم آیا می‌توانیم کاری شبیه به آن را با مغز انجام دهیم.

Can we make it bigger,

آیا می‌توانیم بزرگترش کنیم،

big enough that you can peer inside

آنقدر که بتوانیم درونش را بررسی کنیم

and see all the tiny building blocks, the biomolecules,

و زیست ملکول‌ها، واجزای سازنده کوچکش را ببینیم،

how they're organized in three dimensions,

که چطور در فضای سه بعدی قرار گرفته‌اند،

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

ساختار آن، یا ساختار حقیقی آن اگر بخواهید؟

If we could get that,

اگر بتوانیم،

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

ممکن است درک بهتری از اینکه سازماندهی مغز چگونه است پیدا کنیم

to yield thoughts and emotions

تا افکار و احساسات

and actions and sensations.

و اعمال و حواس را بدست آوریم.

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

شاید بتوانیم دقیقا تغییراتی را در مغز را مشخص کنیم

that result in diseases,

که بیماری‌ها را ایجاد می‌کند،

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

بیماری‌هایی مانند آلزایمر و صرع و پارکینسون،

for which there are few treatments, much less cures,

که درمان‌های کمی برای آن وجود دارد، چه برسد به معالجه،

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

ودلیل آن این است که اغلب، منشا بیماری و دلیلش

and what's really causing them to occur.

و اینکه واقعا چرا بوجود می‌آیند را نمی‌دانیم.

Now, our group at MIT

حالا، گروه ما در ام آی تی

is trying to take a different point of view

می‌خواهد از نقطه نظر دیگری

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

در مقایسه روش عصب شناسی که در صد سال گذشته انجام شده به موضوع نگاه کنند.

We're designers. We're inventors.

ما طراحیم. ما مخترعیم.

We're trying to figure out how to build technologies

بدنبال آنیم تا ببینیم چطور می‌توانیم فناوری‌های جدیدی بسازیم که

that let us look at and repair the brain.

به ما اجازه می‌دهد تا مغز را تعمیر کنیم.

And the reason is,

و دلیل آن این است که

the brain is incredibly, incredibly complicated.

مغز بی‌نهایت، بی‌نهایت پیچیده است.

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

آنچه در قرن اول عصب شناسی آموخته‌ایم

is that the brain is a very complicated network,

این است که مغز یک شبکه بسیار پیچیده است،

made out of very specialized cells called neurons

که از سلول‌های بسیار خاصی بنام نورون ساخته شده

with very complex geometries,

با ترکیب هندسی بسیار پیچیده،

and electrical currents will flow through these complexly shaped neurons.

و جریان الکتریسیته در میان این نورون‌های پیچیده جاری می‌شود.

Furthermore, neurons are connected in networks.

به‌ علاوه، نورون‌ها در شبکه‌ هایی متصلند،

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

و ارتباطشان از طریق اتصال‌های کوچکی به نام سیناپس است که با انتقال مواد شیمیایی

and allow the neurons to talk to each other.

به نورون‌ها اجازه می‌دهد با یکدیگر ارتباط داشته باشند.

The density of the brain is incredible.

تراکم مغز باورکردنی نیست.

In a cubic millimeter of your brain,

در یک میلیمتر مکعب از مغز ما،

there are about 100,000 of these neurons

حدود ۱۰۰٫۰۰۰ از این نورون‌ها وجود دارد

and maybe a billion of those connections.

و شاید یک میلیارد اتصال.

But it's worse.

اما از این بدتر است.

So, if you could zoom in to a neuron,

اگر یک نورون را بزرگ کنیم،

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

و مسلما این تنها یک طراحی از آن است.

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

چیزی که می‌بینیم هزاران هزار زیست مولکول متنوع است،

little nanoscale machines organized in complex, 3D patterns,

دستگاه‌های کوچکی در اندازه نانو،که به شکلی پیچیده در فضای سه بعدی منظم شده‌اند،

and together they mediate those electrical pulses,

و با یکدیگر هدایت کننده پالس‌های الکتریکی هستند،

those chemical exchanges that allow neurons to work together

آن تبادل‌های شیمیایی که موجب کار نورون‌ها با هم می‌شود

to generate things like thoughts and feelings and so forth.

که مولد چیز‌هایی مانند افکار و احساسات و غیره است.

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

ما نمی‌دانیم که نورون‌های مغز چطور مرتب شده‌اند

to form networks,

که شبکه‌ها را بسازند،

and we don't know how the biomolecules are organized

و نمی‌دانیم که زیست ملکول‌ها چگونه

within neurons

در نورون‌ها سازماندهی شده‌اند

to form these complex, organized machines.

تا این دستگاه‌های پیچیده، سازمان یافته را بسازند.

If we really want to understand this,

اگر واقعا بخواهیم این را بفهمیم،

we're going to need new technologies.

نیاز به فناوری های جدیدی خواهیم داشت.

But if we could get such maps,

اما اگر این نقشه‌ها را بدست آوریم،

if we could look at the organization of molecules and neurons

اگر بتوانیم به سازماندهی مولکول‌ها و نورون‌ها نگاه کنیم

and neurons and networks,

و نورون‌ها و شبکه ها،

maybe we could really understand how the brain conducts information

شاید بتوانیم واقعا بفهمیم که مغز چگونه اطلاعات را

from sensory regions,

از نواحی حسی، هدایت می‌کند،

mixes it with emotion and feeling,

آن را با احساسات و حواس مخلوط می‌کند،

and generates our decisions and actions.

و تصمیمات و اعمال ما را تولید می‌کند.

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

شاید بتوانیم دسته مشخصی از تغییرات مولکولی را مشخص کنیم

in a brain disorder.

که در یک بیماری مغزی پیش می‌آید.

And once we know how those molecules have changed,

و هنگامی که بفهمیم این مولکول ها چطور تغییر کرده‌اند،

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

آیا تعدادشان اضافه شده یا الگویشان تغییر کرده،

we could use those as targets for new drugs,

ما می‌توانیم از آنها به عنوان اهدافی برای دارو‌های جدید استفاده کنیم،

for new ways of delivering energy into the brain

به عنوان روشهای جدیدی برای تحویل انرژی به مغز

in order to repair the brain computations that are afflicted

تا محاسبات مغزی ای که دچار مشکل شده را

in patients who suffer from brain disorders.

در بیماران با اختلالات مغزی بازسازی کنیم.

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

ما همگی فناوری‌های بسیاری را در قرن قبل دیده‌ایم که

to try to confront this.

تلاش در مقابله با آن داشته است.

I think we've all seen brain scans

همگی ما اسکن مغز را دیده‌ایم

taken using MRI machines.

که با دستگاه‌های ام آر آی تهیه شده.

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

اینها، البته مزیت‌های زیادی دارند چون تهاجمی نیستند،

they can be used on living human subjects.

روی انسان‌های زنده قابل استفاده‌اند.

But also, they're spatially crude.

ولی، از دید فضایی دقیق نیستند.

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

هر کدام از آن حباب‌هایی که می‌بینید، که نامشان ووکسل است،

can contain millions and millions of neurons.

از میلیون‌ها میلیون نورون تشکیل شده،

So it's not at the level of resolution

پس در سطحی از دقت نیستند که

where it can pinpoint the molecular changes that occur

بتوانند یک تغییر مولکولی را مشخص کنند یا

or the changes in the wiring of these networks

تغییری در اتصال این شبکه‌ها را

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

که دلیل توانایی ما به عنوان موجوداتی هشیار و قدرتمند است.

At the other extreme, you have microscopes.

در آن سو، ما میکروسکوپ‌ را داریم.

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

میکروسکوپ‌ها، البته از نور برای دیدن چیز‌های ریز استفاده می‌کنند.

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

برای قرن‌ها، از آنها برای دیدن چیز‌هایی مانند باکتری‌ها استفاده شده.

For neuroscience,

در عصب شناسی،

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

اصولا از طریق میکروسکوپ نورون‌ها کشف شدند،

about 130 years ago.

حدود ۱۳۰ سال پیش.

But light is fundamentally limited.

اما نور ذاتا محدود است.

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

با استفاده از میکروسکوپ های معمولی قدیمی نمی‌توان مولکول‌های را مجزا را دید.

You can't look at these tiny connections.

نمی‌شود به این اتصالات ریز را نگاه کرد.

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

پس اگر بخواهیم توانایی دیدن مغز با قدرت بیشتر را پیدا کنیم،

to get down to the ground truth structure,

تا به ساختار واقعی آن دست یابیم،

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

باید از فناوری‌های بهتری استفاده کنیم.

My group, a couple years ago, started thinking:

گروه من، چند سال قبل، به این موضوع توجه کرد:

Why don't we do the opposite?

چرا خلاف این کار را نکنیم؟

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

اگر بزرگ‌نمایی مغز اینقدر پیچیده است،

why can't we make the brain bigger?

چرا نتوانیم مغز را بزرگتر کنیم؟

It initially started

به این صورت شروع شد

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

دو فارغ التحصیل در گروه من، فی چن و پاول تیل‌برگ.

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

و حالا خیلی‌های دیگر در گروه من مشغول کمک به این فرایند هستند.

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

تصمیم گرفتیم تا بررسی کنیم که آیا می‌توان از پلیمر‌ها،

like the stuff in the baby diaper,

مانند مواد موجود در پوشک بچه‌ها استفاده کرد،

and install it physically within the brain.

و این مواد را درون مغز قرار داد.

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

اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم، و آب اضافه کنیم،

you can potentially blow the brain up

قاعدتا می‌توانی مغز را متورم کنی

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

تا جایی که بتوانی آن زیست مولوکول‌های کوچک را تشخیص دهی.

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

میشود آن اتصالات را دید و نقشه‌ای از مغز درست کرد.

This could potentially be quite dramatic.

که در واقع می‌تواند خیلی دیدنی باشد.

We brought a little demo here.

ما یک نمایش کوچک برایتان داریم.

We got some purified baby diaper material.

مقداری مواد خالص شده پوشک بچه داریم.

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

خریدن آن از طریق اینترنت

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

بسیار ساده تر از جدا کردن چند دانه آن از داخل پوشک است.

I'm going to put just one teaspoon here

من فقط یک قاشق چایخوری از این

of this purified polymer.

پلیمر خالص شده اینجا می‌ریزم

And here we have some water.

و مقداری آب داریم.

What we're going to do

کاری که می‌کنیم این است که

is see if this teaspoon of the baby diaper material

ببینیم آیا این مقدار کم از مواد پوشک بچه

can increase in size.

حجمش زیاد می‌شود.

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

درحال دیدن افزایش حجمش تا حدود هزار برابری

before your very eyes.

در مقابل چشمهایمان هستیم.

I could pour much more of this in there,

می‌تونم مقدار بیشتری اینجا بریزم،

but I think you've got the idea

اما به نظرم متوجه شدید

that this is a very, very interesting molecule,

که این مولکول خیلی خیلی جالبی است،

and if can use it in the right way,

و اگر بدرستی استفاده شود،

we might be able to really zoom in on the brain

ممکن است بتوانیم واقعا در مغزمان درشت نمایی کنیم

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

به صورتی که با فناوری‌های قبلی نمی‌شد.

OK. So a little bit of chemistry now.

بسیار خوب، کمی از شیمی صحبت کنیم.

What's going on in the baby diaper polymer?

چه اتفاقی در پلیمر پوشک بچه می‌افتد؟

If you could zoom in,

اگر بتوان بزرگنمایی کرد،

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

چیزی مثل آنچه روی صفحه است می‌بینید.

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

پلیمر‌ها رشته‌ای از اتم‌ها هستند که بصورت رشته‌های بلند و نازک مرتب شده‌اند.

The chains are very tiny,

زنجیره‌ها بسیار نازک هستند،

about the width of a biomolecule,

حدود ضخامت یک زیست مولوکول،

and these polymers are really dense.

و این پلیمر‌ها خیلی متراکم هستند.

They're separated by distances

و تقریبا با فاصله

that are around the size of a biomolecule.

یک زیست مولوکول از هم جدا شده‌اند.

This is very good

که خیلی خوب است

because we could potentially move everything apart in the brain.

چون احتمالا می‌توانیم همه چیز را در مغز را از هم جدا کنیم.

If we add water, what will happen is,

اگر آب اضافه کنیم، اتفاقی که می‌افتد این است،

this swellable material is going to absorb the water,

این مواد متورم شدنی، آب را جذب می‌کنند،

the polymer chains will move apart from each other,

و زنجیره‌های پلیمیری از هم دور می‌شوند،

and the entire material is going to become bigger.

و کل ماده بزرگتر می‌شود.

And because these chains are so tiny

و چون این زنجیره‌ها خیلی نازکند

and spaced by biomolecular distances,

و فاصله‌شان به آندازه زیست مولکول‌هاست،

we could potentially blow up the brain

احتمالا می توانیم مغز را متورم کنیم

and make it big enough to see.

و تا اندازه‌ای که دیده بشود بزرگش کنیم.

Here's the mystery, then:

اینجا یک رمزی وجود دارد:

How do we actually make these polymer chains inside the brain

چطور می‌توانیم این رشته‌ها را به درون مغز متصل کنیم

so we can move all the biomolecules apart?

تا همه این زیست مولوکول‌ها را از هم جدا کنیم؟

If we could do that,

اگر بشود این کار را کرد،

maybe we could get ground truth maps of the brain.

ممکن است بشود نقشه اصلی مغز را ایجاد کرد.

We could look at the wiring.

می‌توانیم اتصالات را ببینیم.

We can peer inside and see the molecules within.

می‌توانیم لایه‌ها را برداریم و مولوکول‌های داخلش را ببینیم.

To explain this, we made some animations

برای توضیح بیشتر چند فیلم ساخته‌ایم

where we actually look at, in these artist renderings,

و در واقع به این تصاویر هنری نگاه می‌کنیم،

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

که زیست مولکول‌ها چطور به نظر می‌رسند و چطور می‌توانیم جدایشان کنیم.

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

قدم اول: قبل از همه، کاری که باید انجام دهیم،

is attach every biomolecule, shown in brown here,

وصل کردن به هر زیست مولکولی که اینجا قهوه‌ای نشان داده شده،

to a little anchor, a little handle.

به یک لنگر، یک گیره کوچک است.

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

باید مولکول‌های مغز را جدا از هم بکشیم،

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

و برای این کار، احتیاج به یک دستگیره کوچک داریم

that allows those polymers to bind to them

تا اجازه دهد که این پلیمرها به آنها متصل شوند

and to exert their force.

و نیرویشان را انتقال دهند.

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

حالا، اگر فقط پلیمرهای پوشک را بگیری و در مغز بریزی،

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

مشخص است که روی مغز قرار می‌گیرند.

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

پس باید راهی پیدا کنیم که پلیمر‌ها را وارد مغز کند.

And this is where we're really lucky.

و اینجاست که واقعا خوش شانسیم.

It turns out, you can get the building blocks,

معلوم شده، که می‌شود ساختار‌های پایه را،

monomers, as they're called,

که نامشان مونومر است،

and if you let them go into the brain

داخل مغز کرد

and then trigger the chemical reactions,

و سپس به وسیله‌ی واکنش‌های شیمیایی تحریک کرد

you can get them to form those long chains,

می‌توان وادارشان کرد تا آن زنجیره‌های بلند را تشکیل دهند،

right there inside the brain tissue.

درست داخل بافت مغز.

They're going to wind their way around biomolecules

آن‌ها راهشان را در میان زیست مولوکول‌ها پیدا می‌کنند

and between biomolecules,

و در میان زیست مولوکول‌ها

forming those complex webs

این شبکه‌های پیچیده را تشکیل می‌دهند

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

که اجازه‌ میدهد، تا نهایتا، مولکول‌ها را

from each other.

از هم جدا کنیم.

And every time one of those little handles is around,

و هروقت که یکی از این گیره‌های کوچک نزدیک است،

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

پلیمر به گیره متصل می‌شود، و این دقیقا همان چیزی است که می‌خواهیم

in order to pull the molecules apart from each other.

تا مولکول‌ها را کشیده و از هم جدا کنیم.

All right, the moment of truth.

بسیار خوب، حالا وقت نتیجه گیری است.

We have to treat this specimen

ما باید این نمونه را با

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

ماده شیمیایی که اتصال مولکول‌ها از هم را ضعیف می‌کند مخلوط کنیم،

and then, when we add water,

و بعد وقتی آب اضافه می‌کنیم،

that swellable material is going to start absorbing the water,

آن ماده تورم زا شروع به جذب آب می‌کند،

the polymer chains will move apart,

زنجیره‌های پلیمری از هم دور می‌شوند،

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

اما اکنون، زیست مولوکول‌ها هم با این جدایی همراه می‌شوند.

And much like drawing a picture on a balloon,

و خیلی شبیه به کشیدن تصویری روی بادکنک،

and then you blow up the balloon,

وقتی که بادکنک را باد می‌کنیم،

the image is the same,

تصویر تغییری نمی‌کند،

but the ink particles have moved away from each other.

اما ذرات جوهر از هم دور می‌شوند.

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

و این کاری است که الان می‌توانیم انجام دهیم، اما در فضای سه بعدی.

There's one last trick.

یک حقه‌ی نهایی هم داریم.

As you can see here,

همانطور که اینجا می‌بینید،

we've color-coded all the biomolecules brown.

ما با رنگ قهوه‌ای زیست مولکول‌ها را کدگذاری کرده ایم.

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

چون همگی به نوعی شبیه هم هستند.

Biomolecules are made out of the same atoms,

زیست مولکول‌ها از اتم‌های مشابهی ساخته شده‌اند،

but just in different orders.

اما در ترتیب‌هایی متفاوت.

So we need one last thing

پس یک چیز دیگر هم نیاز داریم

in order to make them visible.

تا آنها را قابل دیدن کنیم.

We have to bring in little tags,

باید پرچسب‌های کوچکی آماده کنیم،

with glowing dyes that will distinguish them.

با رنگ‌های درخشان که آن‌ها را متمایز کند.

So one kind of biomolecule might get a blue color.

پس یک نوع زیست مولکول ممکن است آبی شود.

Another kind of biomolecule might get a red color.

و نوع دیگری زیست مولوکول قرمز می‌شود.

And so forth.

و به همین صورت.

And that's the final step.

و این آخرین قدم است.

Now we can look at something like a brain

حالا به چیزی شبیه مغز نگاه می‌کنیم

and look at the individual molecules,

و مولوکول‌های جدا از هم را ببینیم،

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

چون آنها را به اندازه‌ای از هم دور کرده‌ایم

that we can tell them apart.

که می‌توانیم آن‌ها را مشخص کنیم.

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

پس حالا امید‌مان این است که بتوانیم چیز‌های نامرئی را دیدنی کنیم.

We can turn things that might seem small and obscure

می‌توانیم چیز‌هایی که کوچک و نامشخص به نظر می‌آیند را

and blow them up

آنقدر بزرگ کنیم که

until they're like constellations of information about life.

آن‌ها به اندازه‌ی آسمان، اطلاعاتی در مورد زندگی داشته باشند.

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

این یک فیلم واقعی از آنچه ممکن است به نظر بیاید.

We have here a little brain in a dish --

اینجا یک مغز کوچک در ظرف داریم --

a little piece of a brain, actually.

در واقع، قطعه کوچکی از مغز.

We've infused the polymer in,

ما پلیمر را در آن وارد کرده‌ایم.

and now we're adding water.

و آب اضافه می‌کنیم.

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

چیزی که درست در برابر چشمانتان می‌بینید --

this video is sped up about sixtyfold --

این فیلم حدود شصت برابر تند شده --

this little piece of brain tissue is going to grow.

این قطعه کوچک از بافت مغز در حال بزرگ شدن است.

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

می‌تواند حدود صد برابر یا بیشتر در حجم بزرگ شود.

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

و نقطه جالب این که، چون این پلیمر‌ها خیلی کوچکند،

we're separating biomolecules evenly from each other.

ما زیست مولکول‌ها را به یک نسبت از هم جدا می‌کنیم.

It's a smooth expansion.

یک گسترش آرام است.

We're not losing the configuration of the information.

ما ترکیب‌های اطلاعاتی را از دست نمی‌دهیم.

We're just making it easier to see.

تنها دیدنشان را راحت می‌کنیم.

So now we can take actual brain circuitry --

حالا واقعا می‌توانیم مدار‌های واقعی مغز را --

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

اینجا قطعه‌ای از مغز را داریم که بیشتر درگیرِ مثلا حافظه است --

and we can zoom in.

و می‌توانیم بزرگش کنیم.

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

می‌توانیم واقعا ببینیم که چگونه مدارها ترکیب شده‌اند

Maybe someday we could read out a memory.

ممکن است روزی بتوانیم، خاطره‌ای را بخوانیم.

Maybe we could actually look at how circuits are configured

شاید بتوانیم واقعا ترکیب مدار‌ها را

to process emotions,

برای پردازش احساسات ببینیم،

how the actual wiring of our brain is organized

اتصالات واقعی مغز ما چطور سازماندهی شده

in order to make us who we are.

تا ما را، خودمان کند.

And of course, we can pinpoint, hopefully,

و البته، امیدوارم که بتوانیم،

the actual problems in the brain at a molecular level.

مشکلات واقعی مغز را در سطح مولکولی بفهمیم.

What if we could actually look into cells in the brain

چه می‌شد اگر می‌توانستیم به سلول‌های مغز نگاه کنیم

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

و بفهمیم، وای، ۱۷ مولوکولی که تغییر کرده‌اند

in this brain tissue that has been undergoing epilepsy

در این بافت مغز که صرع دارد اینجا هستند

or changing in Parkinson's disease

یا بخاطر بیماری پارکینسون تغییر کرده‌اند

or otherwise being altered?

یا به هر دلیلی تغییر کرده‌اند؟

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

اگر به همین شیوه لیست منظم ایرادها تهیه شود،

those become our therapeutic targets.

آنها هدفهای درمانی ما خواهند بود.

We can build drugs that bind those.

می‌توانیم داروهایی برای اتصالشان بسازیم.

We can maybe aim energy at different parts of the brain

ممکن است بتوانیم انرژی بخش‌های مختلفی از مغز را هدف بگیریم

in order to help people with Parkinson's or epilepsy

تا به بیماران پارکینسون یا صرع

or other conditions that affect over a billion people

یا بیماری‌های دیگر که نزدیک یک میلیارد نفر را

around the world.

در دنیا درگیر کرده کمک کنیم.

Now, something interesting has been happening.

اکنون، اتفاق جالبی در حال وقوع است.

It turns out that throughout biomedicine,

مشخص شده که از طریق زیست داروها،

there are other problems that expansion might help with.

مشکلات دیگری را هم از طریق این افزایش حجم می‌توان درمان کرد.

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

این یک نمونه برداری واقعی از یک بیمار سرطان سینه است.

It turns out that if you look at cancers,

مشخص شده که اگر به سرطان‌ها توجه کنیم،

if you look at the immune system,

اگر به سیستم ایمنی توجه کنیم،

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

اگر به افزایش سن توجه کنیم، اگر به سیر تکاملی توجه کنیم --

all these processes are involving large-scale biological systems.

تمامی این فرایند‌ها درگیر ساختار‌های زیستی بزرگی هستند.

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

اما مسلما، این مشکلات با آن مولکول‌های کوچک اندازه نانو آغاز می‌شوند،

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

دستگاه‌هایی که موجب فعالیت سلول‌ها و اعضای بدن ما می‌شوند.

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

کاری که اکنون انجام می‌دهیم این است که ببینیم آیا می‌شود

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

از این فناوری برای نقشه برداری از اجزای سازنده حیات

در انواع بیماری‌ها استفاده کنیم.

in a wide variety of diseases.

Can we actually pinpoint the molecular changes in a tumor

آیا واقعا می‌توانیم تغییرات مولکولی یک تومور را مشخص کنیم

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

تا هوشمندانه‌تر با آن مبارزه کنیم

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

و داروهایی برای حذف دقیق سلول‌هایی که می‌خواهیم را فراهم کنیم؟

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

همانطور که می‌دانید، خیلی از دارو‌ها خطرات بالایی دارند.

Sometimes, it's even guesswork.

وبعضی اوقات از راه گمانه‌زنی تهیه می‌شوند.

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

امیدوارم کاری که ممکن است یک حدس پر خطر باشد را

into something that's more reliable.

تبدیل به چیزی مطمئن‌تر کنیم.

If you think about the original moon shot,

اگر به هدف اولیه انسان در رسیدن به ماه فکر کنید،

where they actually landed on the moon,

وقتی که واقعا روی ماه نشستند،

it was based on solid science.

این کار بر مبنای اصول دقیق علمی بود.

We understood gravity;

ما جاذبه را می‌شناختیم؛

we understood aerodynamics.

ما ایرودینامیک را می‌دانستیم.

We knew how to build rockets.

می‌دانستیم چطور موشک بسازیم.

The science risk was under control.

خطرات علمی قابل مدیریت بود.

It was still a great, great feat of engineering.

و همچنان یک موفقیت خیلی بزرگ مهندسی است.

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

اما در پزشکی، لزوما همه این قوانین را نداریم.

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

آیا قوانینی مشابه جاذبه،

that are analogous to aerodynamics?

یا ایرودینامیک را داریم؟

I would argue that with technologies

من آن را مشابه فناوری‌هایی

like the kinds I'm talking about today,

که امروز درباره‌اش صحبت کردم می‌دانم،

maybe we can actually derive those.

شاید واقعا بتوانیم آنها را ایجاد کنیم.

We can map the patterns that occur in living systems,

می‌توانیم الگوهای ساختار‌های زنده را نقشه برداری کنیم،

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

و بفهمیم تا چطور بر بیماری‌هایی که آزارمان می‌دهند غلبه کنیم.

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

من و همسرم، دو فرزند کوچک داریم،

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

و یکی از آرزوهایم به عنوان مهندس پزشکی این است که زندگی را برایشان

than it currently is for us.

از آنچه برایمان است بهتر کنم.

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

و امیدوارم، تا بتوانیم زیست شناسی و پزشکی را

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

از این فعالیت‌های پر خطر که بر مبنای شانس و اقبال است،

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

تبدیل به کارهایی کنیم که در آن‌ها بر اساس مهارت و تلاش برنده می‌شویم،

then that would be a great advance.

پیشرفتی بسیار عظیم خواهد بود.

Thank you very much.

خیلی متشکرم.

(Applause)

(تشویق حضار)