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

147,219 views ・ 2016-08-29

TED


A videó lejátszásához kattintson duplán az alábbi angol feliratokra.

Fordító: Júlia Martonosi Lektor: Zsuzsa Viola
Üdvözlök mindenkit!
Hoztam magammal egy babapelenkát.
Mindjárt meglátják, miért.
00:12
Hello, everybody.
0
12904
1405
A pelenkáknak érdekes tulajdonságuk van.
00:14
I brought with me today a baby diaper.
1
14333
2643
Hatalmasra tudnak dagadni, ha vizet öntünk beléjük,
gyerekek milliói kísérleteznek vele minden egyes nap.
00:18
You'll see why in a second.
2
18793
1722
(Nevetés)
00:20
Baby diapers have interesting properties.
3
20539
2010
Ennek az az oka,
00:22
They can swell enormously when you add water to them,
4
22573
2691
hogy nagyon okosan tervezték meg.
Ún. dagadó anyagból készülnek.
00:25
an experiment done by millions of kids every day.
5
25288
2984
Egy speciális anyagból, melyhez ha vizet adunk,
00:28
(Laughter)
6
28296
1150
00:29
But the reason why
7
29470
1494
00:30
is that they're designed in a very clever way.
8
30988
2190
hatalmasra dagad,
talán ezerszeresére is.
00:33
They're made out of a thing called a swellable material.
9
33202
2635
Ez egy nagyon hasznos ipari műanyag.
00:35
It's a special kind of material that, when you add water,
10
35861
2737
A csapatommal az MIT-n arra próbálunk rájönni,
00:38
it will swell up enormously,
11
38622
1430
hogyan tudnánk az aggyal valami hasonlót elérni.
00:40
maybe a thousand times in volume.
12
40076
2166
00:42
And this is a very useful, industrial kind of polymer.
13
42266
3236
Meg tudjuk-e növeszteni,
hogy belepillanthassunk,
00:45
But what we're trying to do in my group at MIT
14
45819
2526
láthassuk apró építőelemeit, biomolekuláit,
00:48
is to figure out if we can do something similar to the brain.
15
48369
3213
hogyan helyezkednek el a térben,
a szerkezetüket, a vezérlő elvet mögöttük.
00:51
Can we make it bigger,
16
51606
1159
00:52
big enough that you can peer inside
17
52789
1678
00:54
and see all the tiny building blocks, the biomolecules,
18
54481
2628
Ha ez sikerülne,
talán jobban megérthetnénk az agy működését,
00:57
how they're organized in three dimensions,
19
57133
2151
00:59
the structure, the ground truth structure of the brain, if you will?
20
59308
3485
a gondolatok, érzelmek, reakciók
és benyomások keletkezését.
01:02
If we could get that,
21
62817
1158
Megpróbálhatnánk megjelölni a pontos agyi elváltozásokat,
01:03
maybe we could have a better understanding of how the brain is organized
22
63999
3509
melyek betegséget okoznak,
01:07
to yield thoughts and emotions
23
67532
1659
például Alzheimert vagy epilepsziát vagy Parkinsont,
01:09
and actions and sensations.
24
69215
1719
01:10
Maybe we could try to pinpoint the exact changes in the brain
25
70958
3415
melyekre akad kezelés, gyógymód kevésbé,
és melyeknek gyakran nem tudjuk az okát vagy az eredetét,
01:14
that result in diseases,
26
74397
1776
01:16
diseases like Alzheimer's and epilepsy and Parkinson's,
27
76197
3212
hogy mitől is fordulnak elő.
01:19
for which there are few treatments, much less cures,
28
79433
2578
A kutatási csoportunk
egy új megközelítéssel próbálkozik,
01:22
and for which, very often, we don't know the cause or the origins
29
82035
3617
mással, mint amit az utóbbi száz évben próbáltak.
01:25
and what's really causing them to occur.
30
85676
2135
Tervezők vagyunk, felfedezők.
01:28
Now, our group at MIT
31
88613
1740
Olyan technológiára próbálunk rájönni,
01:30
is trying to take a different point of view
32
90377
2686
amivel megnézhetjük és megjavíthatjuk az agyat.
01:33
from the way neuroscience has been done over the last hundred years.
33
93087
3230
Méghozzá azért,
mert az agy hihetetlenül bonyolult.
01:36
We're designers. We're inventors.
34
96341
1579
01:37
We're trying to figure out how to build technologies
35
97944
2544
Az idegtudomány első száz éve alatt megtanultuk,
01:40
that let us look at and repair the brain.
36
100512
2456
hogy az agy egy nagyon bonyolult hálózat,
01:42
And the reason is,
37
102992
1151
01:44
the brain is incredibly, incredibly complicated.
38
104167
2801
nagyon speciális sejtekből: neuronokból épül fel,
nagyon komplex geometria alapján,
01:47
So what we've learned over the first century of neuroscience
39
107484
2887
és elektromos kisülések haladnak át ezeken a bonyolult alakú neuronokon.
01:50
is that the brain is a very complicated network,
40
110395
2303
01:52
made out of very specialized cells called neurons
41
112722
2480
Ráadásul ezek a neuronok hálózatokat alkotnak.
01:55
with very complex geometries,
42
115226
1667
Apró csomópontokban: szinapszisokban kapcsolódnak, kémiai anyagokat visznek át,
01:56
and electrical currents will flow through these complexly shaped neurons.
43
116917
4237
így tudnak a neuronok beszélni egymással.
02:01
Furthermore, neurons are connected in networks.
44
121653
2784
Az agy sűrűsége elképesztő.
02:04
They're connected by little junctions called synapses that exchange chemicals
45
124461
3835
Agyunk egy köbmilliméterében
kb. százezer ilyen kis neuron van,
02:08
and allow the neurons to talk to each other.
46
128320
2218
és kb milliárdnyi ilyen kapcsolódási pont.
02:10
The density of the brain is incredible.
47
130562
1940
02:12
In a cubic millimeter of your brain,
48
132526
2307
De mindez ennél is összetettebb.
Ha belenagyítanánk egy neuronba -
02:14
there are about 100,000 of these neurons
49
134857
2457
persze ez csak egy művészi ábrázolása -,
02:17
and maybe a billion of those connections.
50
137338
2517
ezernyi és ezernyi kis biomolekulát látnánk,
02:20
But it's worse.
51
140887
1382
02:22
So, if you could zoom in to a neuron,
52
142293
2305
apró, nanoméretű gépeket, komplex, 3D-s mintázatokban,
02:24
and, of course, this is just our artist's rendition of it.
53
144622
2750
02:27
What you would see are thousands and thousands of kinds of biomolecules,
54
147396
4207
melyek összessége közvetíti az elektromos impulzusokat,
a kémiai anyagcseréket, melyekkel a neuronok együtt dolgoznak,
02:31
little nanoscale machines organized in complex, 3D patterns,
55
151627
4400
hogy gondolatokat, érzéseket és ilyesmiket hozzanak létre.
02:36
and together they mediate those electrical pulses,
56
156051
2628
Nos, nem tudjuk, hogy ezek a neuronok hogyan szerveződnek,
02:38
those chemical exchanges that allow neurons to work together
57
158703
3937
hogy alkotnak hálózatot.
02:42
to generate things like thoughts and feelings and so forth.
58
162664
3669
Nem tudjuk, hogy a biomolekulák hogyan szerveződnek
a neuronokon belül,
02:46
Now, we don't know how the neurons in the brain are organized
59
166357
3764
hogy ilyen komplex és szervezett gépeket alkotnak.
Ha jobban meg akarjuk érteni,
02:50
to form networks,
60
170145
1174
02:51
and we don't know how the biomolecules are organized
61
171343
2500
új technológiákra van szükségünk.
02:53
within neurons
62
173867
1174
De ha lennének térképeink,
ha láthatnánk a molekulák és neuronok szerveződését,
02:55
to form these complex, organized machines.
63
175065
2405
02:57
If we really want to understand this,
64
177918
1820
a neuronok hálózatát,
02:59
we're going to need new technologies.
65
179762
1817
talán megérthetnénk, hogyan vezényli az agy
03:01
But if we could get such maps,
66
181603
1784
az érzékelési területekről érkező információt
03:03
if we could look at the organization of molecules and neurons
67
183411
2943
érzelmekkel és érzésekkel keverve,
melyekből döntéseket és tetteket generál.
03:06
and neurons and networks,
68
186378
1566
03:07
maybe we could really understand how the brain conducts information
69
187968
3437
Pontosan felismerhetnénk a molekuláris elváltozásokat
03:11
from sensory regions,
70
191429
1167
03:12
mixes it with emotion and feeling,
71
192620
1736
agyi rendellenességekben.
Amint tudnánk, hogyan változtak ezek a molekulák,
03:14
and generates our decisions and actions.
72
194380
2394
emelkedett-e a számuk, vagy változott-e a mintázatuk,
03:17
Maybe we could pinpoint the exact set of molecular changes that occur
73
197131
3789
használhatnánk őket új gyógyszerek célpontjaként,
03:20
in a brain disorder.
74
200944
1202
03:22
And once we know how those molecules have changed,
75
202170
2822
energiák eljuttatásának új módjaként,
hogy kijavíthassuk az eltéréseket
03:25
whether they've increased in number or changed in pattern,
76
205016
2780
03:27
we could use those as targets for new drugs,
77
207820
2939
az agyi rendellenességben szenvedőknél.
03:30
for new ways of delivering energy into the brain
78
210783
2271
Az utóbbi száz évben számos különböző technikát láttunk
03:33
in order to repair the brain computations that are afflicted
79
213078
3880
ezzel szembeszállni.
Mindannyian láttunk agyi felvételeket,
03:36
in patients who suffer from brain disorders.
80
216982
2299
melyeket MRI-vel készítettek.
03:39
We've all seen lots of different technologies over the last century
81
219793
3243
Nagy előnyük, hogy noninvazívak,
03:43
to try to confront this.
82
223060
1166
ezért használhatóak élő embereken.
03:44
I think we've all seen brain scans
83
224250
1880
De a képek a térben nem elég részletesek.
03:46
taken using MRI machines.
84
226154
2034
03:48
These, of course, have the great power that they are noninvasive,
85
228212
3347
Minden egyes folt, azaz voxel: háromdimenziós pixel;
03:51
they can be used on living human subjects.
86
231583
2355
neuronok millióit tartalmazhatja.
Ezzel a nagyítással nem tudjuk
03:54
But also, they're spatially crude.
87
234407
2231
a molekuláris változásokat kifigyelni,
03:56
Each of these blobs that you see, or voxels, as they're called,
88
236662
2990
a hálózati kapcsolatok változását sem,
03:59
can contain millions and millions of neurons.
89
239676
2689
melytől tudatos emberi lénynek tekintjük magunkat.
04:02
So it's not at the level of resolution
90
242389
1850
04:04
where it can pinpoint the molecular changes that occur
91
244263
2538
Ezenkívül vannak mikroszkópjaink.
04:06
or the changes in the wiring of these networks
92
246825
2286
Ezek természetesen fényt használnak, hogy láthassuk az apró dolgokat.
04:09
that contributes to our ability to be conscious and powerful beings.
93
249135
3946
Évszázadokig használták pl. baktériumok vizsgálatára.
04:13
At the other extreme, you have microscopes.
94
253797
3181
Az idegtudományban
mikroszkóp segítségével fedezték fel a neuronokat,
04:17
Microscopes, of course, will use light to look at little tiny things.
95
257002
3295
úgy 130 évvel ezelőtt.
04:20
For centuries, they've been used to look at things like bacteria.
96
260321
3075
De a fény használata korlátos.
04:23
For neuroscience,
97
263420
1151
Hagyományos mikroszkóppal nem láthatók a molekulák.
04:24
microscopes are actually how neurons were discovered in the first place,
98
264595
3412
Nem látni az apró kapcsolatokat.
04:28
about 130 years ago.
99
268031
1292
Ha tehát sokkal hatékonyabban akarjuk látni az agyat,
04:29
But light is fundamentally limited.
100
269347
2318
04:31
You can't see individual molecules with a regular old microscope.
101
271689
3298
a legelemibb szerkezetig lehatolni,
akkor ennél jobb megoldásokra van szükség.
04:35
You can't look at these tiny connections.
102
275011
2152
04:37
So if we want to make our ability to see the brain more powerful,
103
277187
3942
A csapatom pár éve tette fel a kérdést:
04:41
to get down to the ground truth structure,
104
281153
2168
Miért nem csináljuk fordítva?
Ha annyira bonyolult belenézni az agyba,
04:43
we're going to need to have even better technologies.
105
283345
3280
miért nem nagyítjuk fel az agyat?
04:47
My group, a couple years ago, started thinking:
106
287611
2224
Kezdetben két diák,
Fei Chen és Paul Tillberg dolgozott velem.
04:49
Why don't we do the opposite?
107
289859
1412
04:51
If it's so darn complicated to zoom in to the brain,
108
291295
2461
Most már viszont többen is besegítenek.
04:53
why can't we make the brain bigger?
109
293780
1943
Azzal próbálkozunk, hogy megfelelő polimereket,
04:56
It initially started
110
296166
1155
04:57
with two grad students in my group, Fei Chen and Paul Tillberg.
111
297345
2996
mint a pelenkában lévőket,
ténylegesen belehelyezünk az agyba.
05:00
Now many others in my group are helping with this process.
112
300365
2720
Ha ezt jól csinálnánk, és vizet adnánk hozzá,
05:03
We decided to try to figure out if we could take polymers,
113
303109
2762
elméletileg felfújhatnánk az agyat,
05:05
like the stuff in the baby diaper,
114
305895
1629
ahol már megkülönböztethetnénk az apró molekulákat egymástól.
05:07
and install it physically within the brain.
115
307548
2006
Láthatnánk a kapcsolódásokat, az agy térképét.
05:09
If we could do it just right, and you add water,
116
309578
2241
05:11
you can potentially blow the brain up
117
311843
1835
Ez kifejezetten drámai lenne.
05:13
to where you could distinguish those tiny biomolecules from each other.
118
313702
3377
Tartok egy kis bemutatót.
05:17
You would see those connections and get maps of the brain.
119
317103
2870
Tisztított pelenkaanyagot hoztam.
05:19
This could potentially be quite dramatic.
120
319997
1988
Egyszerűbb az internetről venni,
mint kivonni pár grammot a pelenkákból.
05:22
We brought a little demo here.
121
322009
3008
05:25
We got some purified baby diaper material.
122
325538
2575
Csak egy teáskanálnyit teszek ide
05:28
It's much easier just to buy it off the Internet
123
328137
2274
ebből a tisztított polimerből.
05:30
than to extract the few grains that actually occur in these diapers.
124
330435
3475
Ez itt egy kis víz.
Azt fogjuk látni,
05:33
I'm going to put just one teaspoon here
125
333934
2225
hogy a teáskanálnyi anyag
05:36
of this purified polymer.
126
336706
1794
mennyire nő meg.
05:39
And here we have some water.
127
339270
2152
Közel ezerszeresésre dagad,
05:41
What we're going to do
128
341446
1162
05:42
is see if this teaspoon of the baby diaper material
129
342632
3011
az önök szeme előtt.
05:45
can increase in size.
130
345667
1709
05:48
You're going to see it increase in volume by about a thousandfold
131
348687
3696
05:52
before your very eyes.
132
352407
1286
Önthetnék még többet bele,
de szerintem értik a lényeget,
hogy ez egy nagyon érdekes molekula,
és jól használva
06:01
I could pour much more of this in there,
133
361597
1972
talán képesek lennénk belenagyítani az agyba úgy,
06:03
but I think you've got the idea
134
363593
1558
ahogy korábban még soha.
06:05
that this is a very, very interesting molecule,
135
365175
2502
Akkor most egy kis kémia.
06:07
and if can use it in the right way,
136
367701
1912
Mi történik a polimerrel?
06:09
we might be able to really zoom in on the brain
137
369637
2321
06:11
in a way that you can't do with past technologies.
138
371982
2594
Ha bele tudnánk nagyítani,
valami ilyesmit látnánk, amit a képernyőn.
06:15
OK. So a little bit of chemistry now.
139
375227
2054
A polimerek atomok hosszú, vékony láncai.
06:17
What's going on in the baby diaper polymer?
140
377305
2442
06:19
If you could zoom in,
141
379771
1676
Ezek a láncok nagyon aprók,
06:21
it might look something like what you see on the screen.
142
381471
2673
nagyjából egy biomolekula szélességűek,
és ezek a polimerek nagyon sűrűek.
06:24
Polymers are chains of atoms arranged in long, thin lines.
143
384168
4492
Az egymástól való távolságuk
nagyjából egy biomolekulányi.
06:28
The chains are very tiny,
144
388684
1367
Ez nagyon jó,
06:30
about the width of a biomolecule,
145
390075
1864
mert így mindent szét tudnánk húzni az agyban.
06:31
and these polymers are really dense.
146
391963
1747
06:33
They're separated by distances
147
393734
1500
Ha vizet adunk hozzá,
06:35
that are around the size of a biomolecule.
148
395258
2252
akkor megköti a vizet, megdagad,
06:37
This is very good
149
397534
1165
a polimerláncok elmozdulnak egymástól,
06:38
because we could potentially move everything apart in the brain.
150
398723
3041
így az egész anyag nagyobb lesz.
06:41
If we add water, what will happen is,
151
401788
1848
06:43
this swellable material is going to absorb the water,
152
403660
2515
És mivel ezek a láncok olyan aprók,
és biomolekulányi távolságra vannak egymástól,
06:46
the polymer chains will move apart from each other,
153
406199
2400
így elméletileg felfújhatjuk az agyat,
06:48
and the entire material is going to become bigger.
154
408623
2634
olyan nagyra, hogy belenézhessünk.
06:51
And because these chains are so tiny
155
411615
1814
De itt egy rejtély:
Mégis hogyan helyezzük az agyba ezeket a polimerláncokat,
06:53
and spaced by biomolecular distances,
156
413453
2205
06:55
we could potentially blow up the brain
157
415682
2039
hogy széthúzhassuk a biomolekulákat?
06:57
and make it big enough to see.
158
417745
1633
Ha meg tudnánk csinálni,
akkor térképezhetnénk fel csak igazán az agyat.
07:00
Here's the mystery, then:
159
420020
1240
07:01
How do we actually make these polymer chains inside the brain
160
421284
3610
Megnézhetnénk a huzalozását.
Bekukucskálhatnánk és láthatnánk a benne lévő molekulákat.
07:04
so we can move all the biomolecules apart?
161
424918
2239
07:07
If we could do that,
162
427181
1151
Készítettünk magyarázó animációt,
07:08
maybe we could get ground truth maps of the brain.
163
428356
2397
amiben megnézhetjük,
07:10
We could look at the wiring.
164
430777
1389
07:12
We can peer inside and see the molecules within.
165
432190
3157
hogyan nézhetnek ki a biomolekulák, és hogyan választhatnánk szét őket.
07:15
To explain this, we made some animations
166
435925
2481
Első lépés: először is
07:18
where we actually look at, in these artist renderings,
167
438430
2603
minden egyes, itt barnával jelölt biomolekulához
07:21
what biomolecules might look like and how we might separate them.
168
441057
3541
egy kis horgot, fogót kapcsolnánk.
07:24
Step one: what we'd have to do, first of all,
169
444622
2549
Ezeket kellene széthúznunk egymástól,
07:27
is attach every biomolecule, shown in brown here,
170
447195
3389
és ehhez szükségünk van egy kis fogóra,
amihez a polimerek odakötődhetnek,
07:30
to a little anchor, a little handle.
171
450608
2159
07:32
We need to pull the molecules of the brain apart from each other,
172
452791
3095
hogy kifejtsék az erejüket.
Ha csak simán fogjuk a pelenkás polimert, és beledobjuk az agyba,
07:35
and to do that, we need to have a little handle
173
455910
2326
nyilvánvalóan csak megül a tetején.
07:38
that allows those polymers to bind to them
174
458260
2285
07:40
and to exert their force.
175
460569
1542
De hogyan juttatjuk be a polimereket?
És ebben van óriási szerencsénk.
07:43
Now, if you just take baby diaper polymer and dump it on the brain,
176
463278
3161
Mint kiderült, az építőelemek hozzáférhetők,
07:46
obviously, it's going to sit there on top.
177
466463
2037
monomereknek hívják őket,
07:48
So we need to find a way to make the polymers inside.
178
468524
2528
és ha bejuttatjuk az agyba,
és stimuláljuk a kémiai reakcióit,
07:51
And this is where we're really lucky.
179
471076
1788
akkor elkezdik azokat a hosszú láncokat felépíteni,
07:52
It turns out, you can get the building blocks,
180
472888
2188
az agyszöveten belül is.
07:55
monomers, as they're called,
181
475100
1372
07:56
and if you let them go into the brain
182
476496
1784
Megtalálják egymáshoz az utat a biomolekulák körül
07:58
and then trigger the chemical reactions,
183
478304
2036
és közöttük is,
08:00
you can get them to form those long chains,
184
480364
2702
létrehozva a bonyolult hálót,
mely végül lehetővé teszi, hogy széthúzzuk
08:03
right there inside the brain tissue.
185
483090
1798
08:05
They're going to wind their way around biomolecules
186
485325
2397
egymástól a molekulákat.
Amikor pedig a kis fogantyúk a közelben vannak,
08:07
and between biomolecules,
187
487746
1221
08:08
forming those complex webs
188
488991
1625
a polimer rákapcsolódik a fogóra, és mi pont ezt akarjuk,
08:10
that will allow you, eventually, to pull apart the molecules
189
490640
2862
hogy széthúzhassuk a molekulákat.
08:13
from each other.
190
493526
1175
08:14
And every time one of those little handles is around,
191
494725
3054
Az igazság pillanata.
E mintát egy kémiai anyaggal kell kezelnünk,
08:17
the polymer will bind to the handle, and that's exactly what we need
192
497803
3350
hogy fellazítsuk a molekulákat egymástól,
08:21
in order to pull the molecules apart from each other.
193
501177
2531
azután vizet adunk hozzá,
08:23
All right, the moment of truth.
194
503732
1693
a megdagadásra képes anyag elkezdi megkötni a vizet,
08:25
We have to treat this specimen
195
505449
2148
08:27
with a chemical to kind of loosen up all the molecules from each other,
196
507621
3446
a polimerláncok elmozdulnak,
de ezúttal a biomolekulák is velük tartanak.
08:31
and then, when we add water,
197
511091
1836
Ahogyan egy lufira rajzolunk,
08:32
that swellable material is going to start absorbing the water,
198
512951
2953
amit aztán felfújunk,
08:35
the polymer chains will move apart,
199
515928
1703
a kép ugyanaz marad,
08:37
but now, the biomolecules will come along for the ride.
200
517655
2722
de a tinta-részecskék elmozdulnak egymástól.
Ez az, amit már meg tudtunk csinálni, három dimenzióban.
08:40
And much like drawing a picture on a balloon,
201
520401
2164
08:42
and then you blow up the balloon,
202
522589
1587
Egy utolsó csavar a dologban.
08:44
the image is the same,
203
524200
1290
08:45
but the ink particles have moved away from each other.
204
525514
2548
Amint itt láthatják,
mindegyik biomolekulát barnával jelöltük.
08:48
And that's what we've been able to do now, but in three dimensions.
205
528086
3467
Azért, mert mind ugyanúgy néz ki.
A molekulák ugyanolyan atomokból épülnek fel,
08:51
There's one last trick.
206
531577
1999
csak más sorrendben.
08:53
As you can see here,
207
533600
1218
08:54
we've color-coded all the biomolecules brown.
208
534842
2109
Ezért még egy dolog szükséges,
08:56
That's because they all kind of look the same.
209
536975
2170
hogy láthatóvá tegyük őket.
Fel kell őket címkézni,
08:59
Biomolecules are made out of the same atoms,
210
539169
2105
világító színezékkel, hogy megkülönböztethessük őket.
09:01
but just in different orders.
211
541298
2240
Így az egyik típusú biomolekula kék színt kapna.
09:03
So we need one last thing
212
543562
1500
09:05
in order to make them visible.
213
545086
1695
Egy másik biomolekula pirosat.
09:06
We have to bring in little tags,
214
546805
1579
09:08
with glowing dyes that will distinguish them.
215
548408
3019
És így tovább.
Ez az utolsó lépés.
Így egy agy-jelleget látnánk,
09:11
So one kind of biomolecule might get a blue color.
216
551451
2673
és látnánk az egyes molekulákat is,
09:14
Another kind of biomolecule might get a red color.
217
554148
2351
mert kellő távolságra mozdultak egymástól,
09:16
And so forth.
218
556523
1276
09:17
And that's the final step.
219
557823
1552
és megkülönböztethetőek.
09:19
Now we can look at something like a brain
220
559399
2278
Abban reménykedünk, hogy a láthatatlant láthatóvá tehetjük.
09:21
and look at the individual molecules,
221
561701
1796
A kicsi és homályos dolgokat
09:23
because we've moved them far apart enough from each other
222
563521
2707
felfújhatjuk,
09:26
that we can tell them apart.
223
566252
1698
amíg az élet információs halmazává nem válnak.
09:27
So the hope here is that we can make the invisible visible.
224
567974
2834
Itt egy videó arról, hogyan is nézne ki.
09:30
We can turn things that might seem small and obscure
225
570832
2566
Van itt egy kis agy az edényben...
09:33
and blow them up
226
573422
1151
09:34
until they're like constellations of information about life.
227
574597
3177
mármint egy kis darabka agy.
Befecskendeztük a polimert,
09:37
Here's an actual video of what it might look like.
228
577798
2375
és most vizet adunk hozzá.
Amit látni fognak a videón,
09:40
We have here a little brain in a dish --
229
580197
2371
kb tizenhatszorosára van gyorsítva,
09:42
a little piece of a brain, actually.
230
582592
1747
ez a kis agyszövet növekedni kezd.
09:44
We've infused the polymer in,
231
584363
1596
09:45
and now we're adding water.
232
585983
1467
Akár százszoros méretváltoztatásra is képes.
09:47
What you'll see is that, right before your eyes --
233
587474
2358
09:49
this video is sped up about sixtyfold --
234
589856
1923
A legjobb rész, hogy mivel a polimerek annyira picik,
09:51
this little piece of brain tissue is going to grow.
235
591803
2725
ezért egyenlően tudjuk elválasztani őket egymástól.
09:54
It can increase by a hundredfold or even more in volume.
236
594552
3180
Ez itt egyenletes növekedés.
Nem veszítjük el az információ részleteit,
09:57
And the cool part is, because those polymers are so tiny,
237
597756
2949
csak könnyebben láthatóvá tesszük.
10:00
we're separating biomolecules evenly from each other.
238
600729
2559
Vegyünk tehát egy valós agyi áramkört,
10:03
It's a smooth expansion.
239
603312
1658
10:04
We're not losing the configuration of the information.
240
604994
2687
itt az agy egy darabja, például a memóriáé,
10:07
We're just making it easier to see.
241
607705
2700
és bele tudunk nagyítani.
Láthatjuk, ahogy az áramkörök szerveződnek.
10:11
So now we can take actual brain circuitry --
242
611333
2176
Talán egy nap olvashatunk is az emlékekben.
10:13
here's a piece of the brain involved with, for example, memory --
243
613533
3134
Megnézhetnénk, hogyan működnek a különböző áramkörök
10:16
and we can zoom in.
244
616691
1263
az érzelmek feldolgozásakor,
10:17
We can start to actually look at how circuits are configured.
245
617978
2890
hogyan tesz az agyszerkezetünk azért,
10:20
Maybe someday we could read out a memory.
246
620892
1968
hogy azok legyünk, akik vagyunk.
10:22
Maybe we could actually look at how circuits are configured
247
622884
2779
És persze, remélhetőleg megtalálhatjuk
10:25
to process emotions,
248
625687
1152
az agyi problémák molekuláris szintjét.
10:26
how the actual wiring of our brain is organized
249
626863
2922
10:29
in order to make us who we are.
250
629809
2567
Milyen lenne, ha beleláthatnánk az agysejtekbe,
és rájönnénk, hogy ez a 17 molekula változott meg
10:32
And of course, we can pinpoint, hopefully,
251
632400
2047
10:34
the actual problems in the brain at a molecular level.
252
634471
3159
ebben az agyszövetben az epilepszia miatt,
10:37
What if we could actually look into cells in the brain
253
637654
2569
vagy a Parkinson kór miatt,
10:40
and figure out, wow, here are the 17 molecules that have altered
254
640247
3083
vagy bármi más miatt.
Ha lenne egy listánk, hogy mi romolhat el,
10:43
in this brain tissue that has been undergoing epilepsy
255
643354
3455
ez lehetne a gyógyítási célpont.
10:46
or changing in Parkinson's disease
256
646833
1650
Pontosabb gyógyszereink lehetnének.
10:48
or otherwise being altered?
257
648507
1517
Vagy energiát juttathatunk az agy különböző területeire,
10:50
If we get that systematic list of things that are going wrong,
258
650048
3043
segítségként a Parkinsonosoknak vagy az epilepsziásoknak,
10:53
those become our therapeutic targets.
259
653115
2199
vagy olyan betegségekben, amelyek emberek milliárdjait
10:55
We can build drugs that bind those.
260
655338
1677
érintik a világon.
10:57
We can maybe aim energy at different parts of the brain
261
657039
2627
Érdekes dolog történik.
10:59
in order to help people with Parkinson's or epilepsy
262
659690
2687
Kiderült, hogy a gyógyászaton kívül
11:02
or other conditions that affect over a billion people
263
662401
2551
a növekedés más problémákban is segíthet.
11:04
around the world.
264
664976
1213
Ez egy valós emberi mellrákszövet.
11:07
Now, something interesting has been happening.
265
667246
2206
11:09
It turns out that throughout biomedicine,
266
669476
2705
Tudjuk, hogy ha a rákot nézzük,
11:12
there are other problems that expansion might help with.
267
672205
2666
vagy az immunrendszert,
az öregedést, a fejlődést,
11:14
This is an actual biopsy from a human breast cancer patient.
268
674895
3234
ezek mindegyike nagyobb léptékű biológiai rendszert is érint.
11:18
It turns out that if you look at cancers,
269
678505
2188
11:20
if you look at the immune system,
270
680717
1611
De a probléma a nanorészecskékkel kezdődik,
11:22
if you look at aging, if you look at development --
271
682352
2513
11:24
all these processes are involving large-scale biological systems.
272
684889
4497
a gépezettel, melyek a sejteket és a szerveket működtetik.
Most azt próbáljuk kitalálni, hogyan tudnánk
11:29
But of course, the problems begin with those little nanoscale molecules,
273
689410
4024
ezt a módszert az élet építőköveinek feltérképezésére használni
11:33
the machines that make the cells and the organs in our body tick.
274
693458
3869
betegségek esetén.
Be tudunk-e azonosítani molekuláris változást egy tumorban,
11:37
So what we're trying to do now is to figure out
275
697351
2222
11:39
if we can actually use this technology to map the building blocks of life
276
699597
3466
hogy így okosabban harcoljunk ellene,
olyan gyógyszerekkel, melyek csak azokat a sejteket ölik meg, amiket mi akarunk?
11:43
in a wide variety of diseases.
277
703087
1745
11:44
Can we actually pinpoint the molecular changes in a tumor
278
704856
2896
Tudják, sok gyógyszer nagyon kockázatos.
11:47
so that we can actually go after it in a smart way
279
707776
2369
Olykor csak találgatás.
11:50
and deliver drugs that might wipe out exactly the cells that we want to?
280
710169
3944
Álmaim szerint egy nagy kockázatú támadás helyett
11:54
You know, a lot of medicine is very high risk.
281
714137
2335
megbízhatóbban célozhatnánk.
Ha a Holdraszállásra gondolnak,
11:56
Sometimes, it's even guesswork.
282
716496
1782
ahol valóban landoltak is a Holdon,
11:58
My hope is we can actually turn what might be a high-risk moon shot
283
718626
3875
az konkrét tudáson alapult.
Ismertük a gravitációt,
12:02
into something that's more reliable.
284
722525
1769
ismertük az aerodinamikát.
12:04
If you think about the original moon shot,
285
724318
2055
Tudtunk rakétát építeni.
A tudományos kockázat kezelhető volt.
12:06
where they actually landed on the moon,
286
726397
1898
12:08
it was based on solid science.
287
728319
1444
Mégis hatalmas mérnöki tudás kell hozzá.
12:09
We understood gravity;
288
729787
1603
De a gyógyításban nem feltétlen ismerünk minden szabályt.
12:11
we understood aerodynamics.
289
731414
1341
12:12
We knew how to build rockets.
290
732779
1395
Ismerjük vajon mindet, ami a gravitáció megfelelője lenne,
12:14
The science risk was under control.
291
734198
2468
12:16
It was still a great, great feat of engineering.
292
736690
2753
vagy az aerodinamikáé?
12:19
But in medicine, we don't necessarily have all the laws.
293
739467
2645
Nem, ha a korábbi tecnikákat nézzük,
amikről ma beszéltem,
12:22
Do we have all the laws that are analogous to gravity,
294
742136
3109
de kiindulhatunk belőlük.
Feltérképezhetjük az élő rendszerek mintáit,
12:25
that are analogous to aerodynamics?
295
745269
2344
12:27
I would argue that with technologies
296
747637
1730
és rájöhetünk, hogyan győzzük le a minket sújtó betegségeket.
12:29
like the kinds I'm talking about today,
297
749391
1872
12:31
maybe we can actually derive those.
298
751287
1693
12:33
We can map the patterns that occur in living systems,
299
753004
2857
A feleségemnek és nekem van két gyerekünk,
12:35
and figure out how to overcome the diseases that plague us.
300
755885
4558
és biomérnökként az egyik álmom, hogy könnyebbé tegyem az életüket,
mint amilyen a miénk most.
Ha átváltoztathatnánk a biológiát és az orvoslást
12:41
You know, my wife and I have two young kids,
301
761499
2079
12:43
and one of my hopes as a bioengineer is to make life better for them
302
763602
3234
esély- és szerencsealapú, magas kockázatú törekvésről
12:46
than it currently is for us.
303
766860
1729
12:48
And my hope is, if we can turn biology and medicine
304
768613
3730
tudás- és keménymunka-alapúvá,
12:52
from these high-risk endeavors that are governed by chance and luck,
305
772367
4357
akkor az nagy előrelépés lenne.
Nagyon köszönöm.
(Taps)
12:56
and make them things that we win by skill and hard work,
306
776748
3927
13:00
then that would be a great advance.
307
780699
1898
13:02
Thank you very much.
308
782621
1206
13:03
(Applause)
309
783851
10383
Erről a weboldalról

Ez az oldal olyan YouTube-videókat mutat be, amelyek hasznosak az angol nyelvtanuláshoz. A világ minden tájáról származó, kiváló tanárok által tartott angol leckéket láthatsz. Az egyes videók oldalán megjelenő angol feliratokra duplán kattintva onnan játszhatja le a videót. A feliratok a videó lejátszásával szinkronban gördülnek. Ha bármilyen észrevétele vagy kérése van, kérjük, lépjen kapcsolatba velünk ezen a kapcsolatfelvételi űrlapon.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7