Carl Schoonover: How to look inside the brain

Carl Schoonover : Comment voir à l'intérieur du cerveau

Traducteur: Elisabeth Buffard Relecteur: Ariella BALTIE

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

Voici un dessin du cerveau vieux de 1000 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 provient de 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 ne semble pas être relié à quoi que ce soit en particulier.

And if we compare this

Et si nous le comparons

to more recent representations of the visual system,

à des observations plus récentes du système visuel,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

vous verrez que les choses sont devenues considérablement plus complexes

over the intervening thousand years.

au cours du millénaire qui s'est écoulé.

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 qui est à l'intérieur du cerveau,

rather than just looking at its overall shape.

plutôt que de nous contenter de regarder sa forme globale.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Imaginez que vous vouliez comprendre le fonctionnement d'un ordinateur

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

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

You really would be kind of out of luck.

Vous n'auriez vraiment pas de chance.

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

Vous souhaitez pouvoir l'ouvrir,

look at the wiring inside.

regarder le circuit électrique 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 du système cérébral.

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

Car si vous sortez un cerveau du crâne

and you cut a thin slice of it,

et que vous en coupez une fine tranche,

put it under even a very powerful microscope,

puis que vous la placez sous un microscope même très puissant,

there's nothing there.

il n'y a rien.

It's gray, formless.

C'est gris, informe.

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 a changé à la fin du XIXe siècle.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

De nouvelles colorations chimiques pour le tissu cérébral ont soudain été développées

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

et nous ont donné nos premiers aperçus du système cérébral.

The computer was cracked open.

On avait entrouvert l'ordinateur.

So what really launched modern neuroscience

Ce qui a véritablement lancé la neuroscience moderne,

was a stain called the Golgi stain.

c'est une coloration appelée coloration de Golgi.

And it works in a very particular way.

Et elle fonctionne de façon 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 en colore seulement environ un pour cent.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Elle efface 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.

En un sens, elle montre 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, obtenant les données suivantes,

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

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

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

Et si vous pensez au cerveau comme à un ordinateur,

this is the transistor.

c'est le transistor.

And very quickly Cajal realized

Et Cajal s'est très vite rendu compte

that neurons don't operate alone,

que les neurones ne fonctionnent pas seul,

but rather make connections with others

mais établissent plutôt des connexions avec d'autres

that form circuits just like in a computer.

qui forment des circuits comme dans un ordinateur.

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

Aujourd'hui, un siècle plus tard, lorsque les chercheurs veulent visualiser des neurones,

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

ils les éclairent de l'intérieur plutôt que de les noircir.

And there's several ways of doing this.

Et il y a plusieurs façons 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,

La protéine fluorescente verte,

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

qui assez bizarrement vient 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 avec n'importe laquelle des nombreuses variantes de la protéine fluorescente verte,

you get a cell to glow many different colors.

vous obtenez une cellule qui prendra plusieurs couleurs différentes.

And so coming back to the brain,

Et donc pour en revenir au cerveau,

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

cela provient d'une souris génétiquement modifiée, appelée « Brainbow. »

And it's so called, of course,

Et on l'appelle ainsi, bien évidemment,

because all of these neurons are glowing different colors.

parce que tous ces neurones s'illuminent de couleurs différentes.

Now sometimes neuroscientists need to identify

De nos jours, les neuroscientifiques ont parfois besoin d'identifier

individual molecular components of neurons, molecules,

les 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,

Et il existe plusieurs façons de le faire,

but one of the most popular ones

mais l'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 étant les hommes de main du système immunitaire.

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

Mais il s'avère que s''ils sont tellement utiles pour le système immunitaire

because they can recognize specific molecules,

c'est parce qu'ils savent reconnaître les molécules spécifiques,

like, for example, the coat protein

comme, par exemple, le code de la protéine

of a virus that's invading the body.

d'un virus qui envahit le corps.

And researchers have used this fact

Les chercheurs s'en sont alors servi

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

pour reconnaître les molécules spécifiques à l'intérieur du cerveau,

recognize specific substructures of the cell

reconnaître les 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,

Et de nombreuses images que je vous ai montrées ici sont très belles,

but they're also very powerful.

mais elles sont également 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 les transporteurs de la sérotonine dans une coupe de cerveau de souris.

And you've heard of serotonin, of course,

Et vous avez certainement entendu parler de la sérotonine,

in the context of diseases like depression and anxiety.

dans le cadre de maladies comme 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,

Et afin de comprendre le fonctionnement de la sérotonine,

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

il est essentiel de comprendre d'où part la production de 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 genre de question.

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

Je voudrais vous laisser sur l'idée qui suit :

Green fluorescent protein and antibodies

La protéine fluorescente verte et les anticorps

are both totally natural products at the get-go.

sont deux produits totalement naturels à l'origine.

They were evolved by nature

C'est la nature qui 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 le code protéine d'un virus envahisseur, par exemple.

And only much later did scientists come onto the scene

Et ce n'est que bien plus tard que les chercheurs sont entrés en scène

and say, "Hey, these are tools,

et ont 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'avoir recours aux pauvres esprits humains

to designing these tools from scratch,

pour concevoir ces outils à partir de rien,

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

il existait ces solutions toutes prêtes, là dans la nature,

developed and refined steadily for millions of years

développées et perfectionnées régulièrement pendant des millions d'années

by the greatest engineer of all.

par le plus grand de tous les ingénieurs.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)