Carl Schoonover: How to look inside the brain

Translator: Yasmina Hablani Reviewer: Veronica Martinez Starnes

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

Ce dessin du cerveau est vieux de mille ans.

It's a diagram of the visual system.

C’est un diagramme du système visuel.

And some things look very familiar today.

Et certaines choses semblent très familières aujourd’hui.

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

Deux yeux en bas, le nerf optique qui sort par l’arrière.

There's a very large nose

Il y a un très gros nez

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

qui n’a pas l’air d’être relié à quoi que ce soit en particulier.

And if we compare this

Et si nous nous le comparons

to more recent representations of the visual system,

à des représentations plus récentes du système visuel,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

vous verrez que les choses sont devenues bien plus complexes

over the intervening thousand years.

au cours de mille ans.

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

Et c’est parce qu’aujourd’hui nous pouvons voir ce qu’il y a à l’intérieur du cerveau,

rather than just looking at its overall shape.

plutôt que de juste regarder sa forme générale.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Imaginez que vous vouliez comprendre comment fonctionne un ordinateur

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

et que tout ce que vous pouviez voir soit un clavier, une souris, un écran.

You really would be kind of out of luck.

Vous auriez très peu de chance.

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

Vous voulez être capable de l’ouvrir, de le fendre,

look at the wiring inside.

de regarder le câblage à l’intérieur.

And up until a little more than a century ago,

Et jusqu’à il y a un peu plus d’un siècle,

nobody was able to do that with the brain.

personne n’était capable de le faire avec le cerveau.

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

Personne n’avait eu un aperçu des connexions du cerveau.

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

Et c’est parce que si vous sortez le cerveau du crâne

and you cut a thin slice of it,

et que vous en coupez une tranche mince,

put it under even a very powerful microscope,

que vous le mettez sous un microscope même très puissant,

there's nothing there.

il n’y a rien là.

It's gray, formless.

C’est gris, sans forme.

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

Il n’y a pas de structure. Ça ne vous dira rien.

And this all changed in the late 19th century.

Tout cela a changé à la fin du XIXe siècle.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

Soudain, de nouveaux colorants chimiques pour le tissu cérébral ont été développés

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

et ils nous ont donné les premiers aperçus des connexions cérébrales.

The computer was cracked open.

L’ordinateur a été ouvert.

So what really launched modern neuroscience

Ce qui a vraiment lancé la neuroscience moderne

was a stain called the Golgi stain.

a été un colorant appelé coloration de Golgi.

And it works in a very particular way.

Et elle fonctionne d’une manière très particulière.

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

Au lieu de colorer toutes les cellules à l’intérieur d’un tissu,

it somehow only stains about one percent of them.

elle colore seulement environ un pour cent d’entre elles.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Elle éclaircit la forêt, révèle les arbres à l’intérieur.

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

Si tout avait été marqué, rien n’aurait été visible.

So somehow it shows what's there.

Donc, elle montre en quelque sorte ce qui est là.

Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,

Le neuroanatomiste espagnol Santiago Ramón y Cajal,

who's widely considered the father of modern neuroscience,

qui est largement considéré comme le père des neurosciences modernes,

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

a appliqué cette coloration de Golgi, qui a donné des résultats qui ressemblent à ceci,

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

et nous a vraiment donné une notion moderne de la cellule nerveuse, le neurone.

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

Et si vous considérez le cerveau comme un ordinateur,

this is the transistor.

ceci est le transistor.

And very quickly Cajal realized

Très rapidement Cajal s’est rendu compte

that neurons don't operate alone,

que les neurones ne fonctionnent pas seuls,

but rather make connections with others

mais qu’ils établissent plutôt des connexions avec d’autres

that form circuits just like in a computer.

qui forment des circuits, exactement comme dans un ordinateur.

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

Aujourd’hui, un siècle plus tard, quand les chercheurs veulent visualiser les neurones,

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

ils les éclairent de l’intérieur plutôt que de les assombrir.

And there's several ways of doing this.

Et il y a plusieurs manières de le faire.

But one of the most popular ones

Mais l’une des plus courantes

involves green fluorescent protein.

implique une protéine fluorescente verte.

Now green fluorescent protein,

Cette protéine

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

qui assez curieusement provient d’une méduse bioluminescente,

is very useful.

est très utile.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Parce que si vous pouvez obtenir le gène de la protéine fluorescente verte

and deliver it to a cell,

et l’apporter à une cellule,

that cell will glow green --

cette cellule aura une lueur verte,

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

ou n’importe quelle autre variante de la protéine verte fluorescente,

you get a cell to glow many different colors.

vous obtenez une cellule à la lueur de plusieurs couleurs différentes.

And so coming back to the brain,

Pour en revenir au cerveau,

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

ceci provient d’une souris génétiquement modifiée, appelé « Brainbow. »

And it's so called, of course,

Et on l’appelle comme ça, bien sûr,

because all of these neurons are glowing different colors.

parce que tous ces neurones luisent de différentes couleurs.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Parfois les neuroscientifiques doivent identifier

individual molecular components of neurons, molecules,

des composants moléculaires individuels des neurones, les molécules,

rather than the entire cell.

plutôt que la cellule entière.

And there's several ways of doing this,

Il y a plusieurs manières de le faire,

but one of the most popular ones

mais une des plus courantes

involves using antibodies.

consiste à utiliser des anticorps.

And you're familiar, of course,

Et bien sûr, vous connaissez bien

with antibodies as the henchmen of the immune system.

les anticorps comme les sbires du système immunitaire.

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

Il apparait qu’ils sont si utiles au système immunitaire

because they can recognize specific molecules,

parce qu’ils peuvent reconnaitre des molécules spécifiques,

like, for example, the coat protein

Comme, par exemple, la protéine de code

of a virus that's invading the body.

d’un virus qui envahit le corps.

And researchers have used this fact

Les chercheurs ont utilisé ce fait

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

pour reconnaître des molécules spécifiques à l’intérieur du cerveau,

recognize specific substructures of the cell

reconnaître des sous-structures spécifiques de la cellule

and identify them individually.

et les identifier individuellement.

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

Beaucoup des images que je vous ai montrées ici sont très belles,

but they're also very powerful.

mais elles sont aussi très puissantes.

They have great explanatory power.

Elles ont une grande puissance explicative.

This, for example, is an antibody staining

Ceci, par exemple, est une coloration d’anticorps

against serotonin transporters in a slice of mouse brain.

contre des transporteurs de sérotonine dans une tranche de cerveau de souris.

And you've heard of serotonin, of course,

Vous avez sûrement entendu parler de la sérotonine

in the context of diseases like depression and anxiety.

dans le contexte de maladies telles que la dépression et l’anxiété.

You've heard of SSRIs,

Vous avez entendu parler des ISRS

which are drugs that are used to treat these diseases.

qui sont des médicaments utilisés pour traiter ces maladies.

And in order to understand how serotonin works,

Pour comprendre le fonctionnement de la sérotonine,

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

il est essentiel de comprendre où se trouvent les machines à sérotonine.

And antibody stainings like this one

Et les colorations d’anticorps comme celle-ci

can be used to understand that sort of question.

peuvent être utilisées pour comprendre ce type de question.

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

J’aimerais vous laisser avec la pensée suivante :

Green fluorescent protein and antibodies

La protéine fluorescente verte et les anticorps

are both totally natural products at the get-go.

sont des produits totalement naturels à l’origine.

They were evolved by nature

La nature les a fait évoluer

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

afin d’obtenir une méduse à lueur verte pour une raison quelconque,

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

ou pour détecter la protéine de code d’un virus envahisseur, par exemple.

And only much later did scientists come onto the scene

C’est seulement beaucoup plus tard que les chercheurs sont entrés en scène

and say, "Hey, these are tools,

et on dit : « Hé, ce sont des outils,

these are functions that we could use

ce sont des fonctions que nous pourrions utiliser

in our own research tool palette."

dans notre propre palette d’outils de recherche. »

And instead of applying feeble human minds

Et au lieu d’utiliser des esprits humains faibles

to designing these tools from scratch,

à la conception de ces outils à partir de rien,

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

il y avait ces solutions toutes prêtes juste là dans la nature

developed and refined steadily for millions of years

développées et affinées progressivement pendant des millions d’années

by the greatest engineer of all.

par le meilleur de tous les ingénieurs.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)