What investigating neural pathways can reveal about mental health | Kay M. Tye

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Fordító: Zsuzsa Viola Lektor: Reka Lorinczy

I'm going to start by saying something you think you know to be true.

Azzal kezdem, hogy mondok valamit, amiről azt gondolják, hogy igaz.

Your brain creates all facets of your mind.

Agyunk hozza létre elménk minden megnyilvánulását.

So then why do we treat mental and physical illnesses

De akkor miért kezeljük a lelki és a fizikai betegségeket

so differently,

annyira másképp,

if we think we know that the mind comes from the brain?

ha azt gondoljuk, tudjuk, hogy az elme az agy szüleménye?

As a neuroscientist, I'm often told

Idegkutatóként gyakran mondták nekem,

that I'm not allowed to study how internal states

hogy nem tanulmányozhatom, hogy az olyan belső állapotok,

like anxiety or craving or loneliness

mint a szorongás, sóvárgás vagy magányosság

are represented by the brain,

hogyan jelennek meg az agyban,

and so I decided to set out and do exactly that.

és ezért úgy határoztam, hogy nekilátok, és pontosan ezt teszem.

My research program is designed to understand the mind

Kutatóprogramom az elme megértését célozza

by investigating brain circuits.

az agyi áramkörök vizsgálatán keresztül.

Specifically, how does our brain give rise to emotion.

Pontosabban, hogyan hozza létre agyunk az érzelmeket.

It's really hard to study feelings and emotions,

Nagyon nehéz az érzelmeket és az érzéseket tanulmányozni,

because you can't measure them.

mivel nem tudjuk mérni őket.

Behavior is still the best and only window

A viselkedés adja a legjobb és az egyetlen rálátást

into the emotional experience of another.

mások érzelmi élményére.

For both animals and people,

Emberek és állatok esetében egyaránt –

yes, self-report is a behavioral output.

igen, az önbevallás viselkedési forma.

Motivated behaviors fall into two general classes:

A motivált viselkedések két osztályba sorolhatók:

seeking pleasure and avoiding pain.

Az élvezet keresése és a fájdalom elkerülése.

The ability to approach things that are good for you

Az a képesség, hogy megtegyük, ami jó számunkra,

and avoid things that are bad for you

és elkerüljük, ami rossz,

alapvető a túléléshez.

is fundamental to survival.

And in our modern-day society,

És modern társadalmunkban nehéz megmondani a különbséget,

trouble telling the difference can be labeled as a mental illness.

amit lelki betegségnek is címkézhetünk.

If I was having car trouble,

Ha valami baj volna az autómmal,

and I took my car to the mechanic,

és elvinném a szerelőhöz,

the first thing they do is look under the hood.

legelőször is a motorháztető alá vetnének egy pillantást.

But with mental health research,

De a lelki betegségek kutatásánál

you can't just pop open the hood with the press of a button.

nem nyithatjuk fel a motorháztetőt egyszerű gombnyomással.

So this is why we do experiments on animals.

Ezért kísérletezünk állatokkal.

Specifically, in my lab, mice.

Egész pontosan egerekkel az én laboromban.

To understand the brain, well, we need to study brains.

Ahhoz, hogy megértsük az agyat, nos, agyakat kell tanulmányozni.

And for the first time, we actually can.

És most először képesek vagyunk rá.

We can pop open the hood.

Kinyithatjuk a motorháztetőt.

We can look inside

Bepillanthatunk,

and do an experiment and see what comes out.

elvégezhetünk egy kísérletet, és láthatjuk, mit eredményez.

Technology has opened new windows into the black box that is our minds.

A technológia bepillantást enged az elménk fekete dobozába.

The development of optogenetic tools

Az optogenetikus eszközök kifejlesztése lehetővé tette a példa nélküli irányítást

has allowed us unprecedented control over specific neurons in the brain

meghatározott idegsejtek felett az agyban, és elektromos jelek kibocsátásával

and how they talk to each other by firing electrical signals.

egymással történő kommunikációik irányítását.

We can genetically engineer neurons to be light sensitive

Géntechnológiával az idegsejteket fényérzékennyé tehetjük,

and then use light to control how neurons fire.

majd fénnyel irányíthatjuk, mikor bocsássanak ki jeleket az idegsejtek.

This can change an animal's behavior,

Így meg tudjuk változtatni egy állat viselkedését,

giving us insight into what that neural circuit can do.

bepillantást nyerve abba, mit csinál az adott idegi áramkör.

Want to know how scientists figure this out?

Szeretnék tudni, hogyan csinálják ezt a tudósok?

Scientists developed optogenetic tools by borrowing knowledge

A tudósok optogenetikus eszközöket fejlesztettek ki

más alapvető tudományos ismereteket is felhasználva.

from other basic science fields.

Algae are single-celled organisms that have evolved to swim towards light.

Az algák egysejtű organizmusok, úgy fejlődtek, hogy a fény felé ússzanak.

And when blue light shines onto the eyespot of an algae cell,

Amikor kék fény éri egy algasejt szemfoltját,

a channel opens, sending an electrical signal

egy csatorna nyílik meg,

that makes little flagella flap

ami elektromos jeleket küld,

and propels the algae towards sunlight.

amelyek apró ostorcsapásokkal hajtják az algát a fény felé.

If we clone this light-sensitive part of the algae

Ha klónozzuk ezt a fényérzékeny részt az algából,

and then add it to neurons through genetic modification,

és aztán génmódosítással hozzáillesztjük az idegsejtekhez,

we can make neurons light-sensitive, too.

az idegsejteket is fényérzékennyé tehetjük.

Except, with neurons,

Kivéve, hogy az idegsejteknél –

when we shine light down an optical fiber deep into the brain,

amikor egy optikai szál mélyen világítunk le az agyba –

we change how they send electrical signals to other neurons in the brain

változtatunk azon, hogyan küldjenek elektromos jeleket más idegsejteknek,

and thus change the animal's behavior.

és így megváltoztatjuk az állat viselkedését.

With the help of my colleagues,

Munkatársaimmal

I pioneered the use of optogenetic tools

elsőként használtuk az optogenetikus eszközöket,

to selectively target neurons that are living in point A,

kiválasztottuk és megcéloztuk az A pontban lévő idegsejteket,

sending messages down wires aimed at point B,

hogy üzenetet küldjenek az áramkörökön át célzottan a B pontba anélkül,

leaving neighboring neurons going other places unaffected.

hogy szomszédos idegsejtek tevékenységére bármilyen hatással lettünk volna.

This approach allowed us to test the function of each wire

Ezzel a megközelítéssel tesztelhettük az áramkörök funkcióit

within the tangled mess that is our brain.

agyunk bonyolult szövevényén belül.

A brain region called the amygdala

Régóta ismert, hogy az agy egyik része, az amigdala

has long been thought to be important for emotion,

fontos szerepet tölt be az érzelmek irányításában,

and my laboratory discovered

és laboratóriumunk felfedezte,

that the amygdala resembles a fork in the road

hogy az amigdala hasonlít egy útelágazáshoz,

where activating one path can drive positive emotion and approach,

ahol az egyik ösvényt aktiválva pozitív érzelmet és hozzáállást váltunk ki,

and activating another path can drive negative emotion and avoidance.

a másikat aktiválva pedig negatív érzelmet és elkerülést.

I'm going to show you a couple of examples --

Mutatok önöknek néhány példát –

a taste of raw data --

kóstolót nyers adatokból –

of how we can use optogenetics to target specific neurons in the brain

hogyan használhatjuk az optogenetikát bizonyos idegsejtek célzására az agyban,

and get very specific changes in behavior.

hogy meghatározott viselkedésváltozást hozzunk létre.

Anxiety patients have abnormal communication

A pánikbetegeknél rendellenes kommunikáció zajlik

between two parts of the amygdala,

az amigdala két része között,

but in people, it's hard to know if this abnormality is cause or effect

de az embereknél nehéz megállapítani,

hogy ez a rendellenesség az oka vagy a következménye a betegségnek.

of the disease.

We can use optogenetics to target the same pathway in a mouse,

Használhatjuk az optogenetikát az idegpályák megcélzására egy egérnél,

és meglátjuk, mi történik.

and see what happens.

So this is the elevated plus maze.

Ez egy megemelt plusz útvesztő.

It's a widely used anxiety test

Létezik egy elterjedt szorongásteszt,

that measures the amount of time

amely azt az időt méri,

that the mouse spends in the safety of the closed arms

melyet az egér a zárt utak biztonságában tölt

relative to exploring the open arms.

a nyitott utak felfedezéséhez viszonyítva.

Mice have evolved to prefer enclosed spaces,

Az egerek úgy fejlődtek, hogy jobban szeretik a zárt tereket,

like the safety of their burrows,

mint például odújuk biztonságát,

but to find food, water, mates,

de ahhoz, hogy ételt, vizet, társat találjanak,

they need to go out into the open

ki kell merészkedniük a nyílt terepre,

where they're more vulnerable to predatory threats.

ahol jobban ki vannak téve a ragadozók fenyegetéseinek.

So I'm sitting in the background here,

Szóval, én itt ülök hátul,

and I'm about to flip the switch.

készülök rá, hogy megnyomjam a kapcsolót.

And now, when I flip the switch and turn the light on,

És most, amikor megnyomom a gombot, és bekapcsolom a világítást,

you can see the mouse begins to explore the open arms of the maze more.

láthatják, hogy az egér kezdi jobban felfedezni a nyílt teret.

And in contrast to drug treatments for anxiety,

És a szorongásra adott gyógyszeres kezeléssel ellentétben

there's no sedation, no locomotor impairment,

nincs nyugtató, nincs mozgásszervi károsodás,

just coordinated, natural-looking exploration.

csak irányított, természetesnek ható felfedezés.

So not only is the effect almost immediate,

Tehát nemcsak szinte azonnali a hatás,

but there are no detectable side effects.

hanem érzékelhető mellékhatások sincsenek.

Now, when I flip the switch off,

Most, amikor lekapcsolom a fényt,

you can see that the mouse goes back to its normal brain function

láthatják, hogy az egér visszanyeri normális agyi állapotát,

and back to its corner.

és visszamegy a sarokba.

When I was in the lab and I was taking these data,

Amikor a laborban ezeket az adatokat kaptam,

I was all by myself, and I was so excited.

teljesen egyedül voltam, és nagyon izgatottá váltam.

I was so excited, I did one of these quiet screams.

Annyira izgatott lettem, hogy halkan felkiáltottam.

(Silently) Aah!

(Csendesen) Aah!

(Laughter)

(Nevetés)

Why was I so excited?

Miért voltam olyan izgatott?

I mean, yeah, theoretically, I knew that the brain controlled the mind,

Úgy értem, elméletileg tudtam, hogy az agy irányítja az elmét,

but to flip the switch with my hand

de kapcsolóval váltani a kezemben,

and see the mouse change its behavioral state

és látni, hogy az egér ilyen gyorsan

so rapidly and so reversibly,

és oda-vissza változtatja meg a viselkedését –

it was really the first time that I truly believed it.

igazából ez volt az első alkalom, hogy valóban elhittem ezt.

Since that first breakthrough,

Az első áttörés óta

there have been a number of other discoveries.

számos egyéb felfedezést tettünk.

Finding specific neural circuits that can elicit dramatic changes

Találtunk jellegzetes idegi áramköröket,

amelyek drámai változásokat idéznek elő az állat viselkedésében.

in animal behavior.

Here's another example: compulsive overeating.

Íme, egy másik példa: a kényszerevés.

We can eat for two reasons.

Két ok miatt eszünk.

Seeking pleasure, like tasty food,

Az élvezet kedvéért, mint amilyen az ízletes étel,

or avoiding pain, like being hungry.

vagy a fájdalom elkerülése miatt, hogy ne legyünk éhesek.

How can we find a treatment for compulsive overeating

Hogyan gyógyíthatjuk meg a kényszerevést anélkül,

without messing up the hunger-driven feeding

hogy tönkretennénk az éhség vezérelte táplálkozást,

that we need to survive?

amely szükséges a túlélésünkhöz?

The first step is to understand

Az első lépés, hogy megértsük,

how the brain gives rise to feeding behavior.

hogyan utasít minket az agyunk az evésre.

This fully-fed mouse is just exploring a space

Ez a jóllakott egér épp felfedez egy helyet,

completely devoid of any food.

ahol egyáltalán nincs étel.

Here we're using optogenetics to target neurons living in the hypothalamus,

Az optogenetikával a hipotalamuszban található idegsejteket célozzuk meg,

sending messages down wires aimed at the midbrain.

üzeneteket küldünk az áramkörökön át a középagyba.

When I turn the light on, right here,

Amikor bekapcsoljuk a világítást, pont itt, láthatják,

you can see that the mouse immediately begins licking the floor.

hogy az egér azonnal elkezdi nyalni a padlót.

(Laughter)

(Nevetés)

This seemingly frenzied behavior

Ez a láthatóan kétségbeesett viselkedés hamarosan felerősödik,

is about to escalate into something I find really incredible.

és olyasmi történik, amit hihetetlennek találok.

It's kind of trippy, actually.

Igazából elég csodálatos.

Ready?

Készen állnak?

It's right here.

Pont most.

See, he picks up his hands as if he is eating a piece of food,

Látják? Felemeli a mancsait, mintha enne egy darab ételt,

but there's nothing there, he's not holding anything.

de semmi sincs ott, semmit nem fog.

So this circuit is sufficient to drive feeding behavior

Tehát ez az áramkör hatékony a táplálkozási viselkedés szabályozására,

in the absence of hunger,

még ha nincs is éhség,

even in the absence of food.

még ha nincs étel se.

I can't know for sure how this mouse is feeling,

Nem tudom biztosan, mit érez az egér,

but I speculate these neurons drive craving

de az idegpálya megcélzásával kiváltott viselkedés arra utal,

based on the behaviors we elicit when we target this pathway.

hogy ezek az idegsejtek sóvárgást idéznek elő.

Turn the light back off --

Lekapcsoljuk a világítást –

animal's back to normal.

és az állat újra normálisan viselkedik.

When we silence this pathway,

Ha lekapcsoljuk ezt az idegpályát,

we can suppress and reduce compulsive overeating

elnyomhatjuk és csökkenthetjük a kényszerevést anélkül,

without altering hunger-driven feeding.

hogy megváltoztatnánk az éhség vezérelte táplálkozást.

What did you take away from these two videos

Mit jelentett önöknek ez a két videó,

that I just showed you?

amit most mutattam?

That making a very specific change to neural circuits in the brain

Hogy az agyi idegi áramkörökön végrehajtott egyedi változtatások

can have specific changes to behavior.

egyedi viselkedésbeli változásokat hoznak létre.

That every conscious experience that we have

Hogy minden tudatos tapasztalatunkat

is governed by cells in our brain.

agysejtjeink irányítják.

I am the daughter of a physicist and a biologist,

Egy fizikus és egy biológus lánya vagyok,

who literally met on the boat coming to America

akik a szó szerint egy hajón találkoztak, amikor Amerikába jöttek,

in pursuit of an education.

hogy képzésüket folytassák.

So naturally,

Szóval, temészetesen,

since there was "no pressure" to be a scientist ...

mivel "semmi nyomás" nem nehezedett rám, hogy tudós legyek ...

(Laughter)

(Nevetés)

as a college student,

főiskolai hallgatóként döntenem kellett, hogy a pszichológiát,

I had to decide whether I wanted to focus on psychology, the study of the mind,

az elme tanulmányozását, vagy az idegtudományt,

or neuroscience, the study of the brain.

az agy tanulmányozását választom.

And I chose neuroscience,

Az idegtudományt választottam,

because I wanted to understand how the mind is born

mivel meg akartam érteni,

hogyan születik elme a biológiai szövetekből.

out of biological tissue.

But really, I've come full circle to do both.

De valójában mindkettővel foglalkozom.

And now my research program

És most a kutatóprogramom hidalja át a hézagot

bridges the gap between the mind and the brain.

az elme és az agy között.

Research from my laboratory

Laboratóriumi kutatásom azt sugallja,

suggests that we can begin to tie specific neural circuits

hogy elkezdhetjük az egyes idegi áramköröket

to emotional states.

érzelmi állapotokhoz kötni.

And we have found a number of circuits

Találtunk pár áramkört,

that control anxiety-related behavior,

amelyek a szorongással kapcsolatos viselkedésért felelősek,

compulsive overeating,

a kényszerevésért,

social interaction, avoidance

a szociális kapcsolatokért, elkerülésükért,

and many other types of motivated behaviors

és a motivált viselkedések sok más típusáért,

that may reflect internal emotional states.

amelyek talán belső érzelmi állapotokra adott válaszreakciók.

We used to think of functions of the mind as being defined by brain regions.

Úgy gondoltunk az elme funkcióira, hogy egy adott agyterület határozza meg őket.

But my work shows that within a given brain region,

De a munkám mutatja, hogy egy adott agyterületen

there are many different neurons doing different things.

sok különféle idegsejt sok különböző tevékenységet folytat.

And these functions are partly defined by the paths they take.

És ezek a funkciók részben az általuk bejárt útvonaltól függenek.

Here's a metaphor to help illustrate

Íme, egy metafora, amely illusztrálja,

how these discoveries change the way that we think about the brain.

hogyan változtatják meg e felfedezések azt, hogy mit gondolunk az agyról.

Let's say that the brain is analogous to the world

Mondjuk, hogy az agy a világ megfelelője,

and that neurons are analogous to people.

és az idegsejtek az embereké.

And we want to understand how information is transmitted across the planet.

Meg szeretnénk érteni, hogyan terjed az információ a bolygón.

Sure, it's useful to know

Biztosan hasznos tudni,

where a given person is located when recording what they're saying.

hol tartózkodik egy adott személy, amikor felvesszük, amit mond.

But I would argue that it's equally important

De kijelenthetem, hogy ugyanolyan fontos tudni,

to know who this person is talking to,

kivel beszél,

who is listening

kik figyelnek,

and how the people listening respond to the information that they receive.

és hogy a figyelő emberek hogyan reagálnak a kapott információkra.

The current state of mental health treatment

A lelki betegségek gyógyítása jelenleg

is essentially a strategy of trial and error.

lényegében próbákon és hibákon alapuló stratégia.

And it is not working.

És nem működik.

The development of new drug therapies for mental health disorders

A lelki betegségekre adott új gyógyszeres kezelések

has hit a brick wall,

falakba ütköztek,

with scarcely any real progress since the 1950s.

alig valami fejlődést értünk el az 1950-es évek óta.

So what does the future hold?

Mit tartogat a jövő?

In the near future,

A közeljövőben arra számítok,

I expect to see a mental health treatment revolution,

hogy a lelki betegségkezelés forradalmának leszek tanúja,

where we focus on specific neural circuits in the brain.

ahol meghatározott agyi idegi áramkörök állnak majd a középpontban.

Diagnoses will be made based on both behavioral symptoms

A diagnózisokat egyaránt a viselkedésre,

illetve a mérhető agyi aktivitásra alapozva állítják fel.

and measurable brain activity.

Further in the future,

A távolabbi jövőben képességeink kombinálásával,

by combining our ability to make acute changes to the brain

hogy azonnal beavatkozhatunk az agyműködésbe,

and get acute changes to behavior

és azonnal változást érhetünk el a viselkedésben,

with our knowledge of synaptic plasticity to make more permanent changes,

tudásunkkal a szinaptikus plaszticitásról maradandóbb változásokat érhetünk el,

we could push the brain into a state of fixing itself

ezzel az agyat az öngyógyítás állapotába juttathatjuk

by reprogramming neural circuits.

az idegi áramkörök újraprogramozásával.

Exposure therapy at the circuit level.

Az élményterápiát az idegpályák szintjén valósítjuk meg.

Once we switch the brain into a state of self-healing,

Amint az agyat az öngyógyítás állapotába juttatjuk,

this could potentially have long-lasting effects

lehetséges, hogy hosszan tartó hatásokat érhetünk el

with no side effects.

mellékhatások nélkül.

I can envision a future where neural circuit reprogramming

Elképzelem a jövőt, ahol idegi áramkörök újraprogramozásával

represents a potential cure, not just a treatment.

talán gyógyíthatunk is, nem csak kezelhetünk.

OK, but what about right now?

Rendben, de mi van itt és most?

If from this very moment forward,

Ha mostantól mindegyikünk

each and every one of you left this talk

igazán hinni fog abban,

and truly believed that the mind comes entirely from cells in your brain,

hogy az elmét agysejtjeink hozzák létre,

then we could immediately get rid of negative perceptions and stigmas

akkor azonnal megszabadulhatunk a negatív hozzáállástól és a szégyentől,

that prevent so many people

ami sok embert tart vissza attól,

from getting the mental health support that they need.

hogy megkapja a szükséges lelki támogatást.

Mental health professionals,

Mentális egészségügyi szakemberként

we're always thinking about what's the next new treatment.

mindig arról gondolkodunk, mi lesz a legújabb kezelés.

But before we can apply new treatments,

De mielőtt új kezeléseket alkalmazunk, arra van szükség,

we need people to feel comfortable seeking them.

hogy az emberek ne érezzék kellemetlennek igénybe venni őket.

Imagine how dramatically we could reduce the rates of suicides

Képzeljék el, milyen drámaian csökkenne

az öngyilkosságok és az iskolai lövöldözések száma,

and school shootings

if everyone who needed mental health support actually got it.

ha mindenki, akinek lelki támogatásra van szüksége, meg is kapná azt.

When we truly understand exactly how the mind comes from the brain,

Amikor majd igazán megértjük, hogyan keletkezik az elme az agyból,

we will improve the lives of everyone

Javítani fogunk mindenki életén,

who will have a mental illness in their lifetime --

aki élete során lelki beteg lesz –

half the population --

a népesség felén –

as well as everyone else with whom they share the world.

ugyanúgy, ahogy mindenki másén is, akivel osztoznak a világon.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)