Carl Schoonover: How to look inside the brain

Fordító: Judit Szabo Lektor: Laszlo Kereszturi

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

Ez egy ezeréves rajz az agyról.

It's a diagram of the visual system.

A látószerveket ábrázolja.

And some things look very familiar today.

Pár részlet ma is ismerősnek tűnik.

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

Két szemgolyó lent, hátulról pedig csatlakoznak a látóidegek.

There's a very large nose

Itt egy hatalmas orr is,

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

ami látszólag semmihez sem kapcsolódik.

And if we compare this

Ha ezt összehasonlítjuk

to more recent representations of the visual system,

a látószervek mai modelljével,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

láthatjuk, hogy alapvetően sokkal bonyolultabbá vált

over the intervening thousand years.

a közbenső ezer évben.

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

Ez azért van, mert ma már látjuk, mi van az agyban,

rather than just looking at its overall shape.

nem pedig csak a külső alakját.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Képzeljék csak el, hogy a számítógép működésére kíváncsiak,

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

és csak egy egeret, billyentyűzetet, képernyőt látnak.

You really would be kind of out of luck.

Hát ez alapján nem sokra jutnának.

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

Ki kellene nyitni, feltörni,

look at the wiring inside.

megnézni az áramköröket.

And up until a little more than a century ago,

Nem egészen száz évvel ezelőttig

nobody was able to do that with the brain.

senki nem tudta ezt megtenni az aggyal.

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

Senki nem látott bele az agy áramköreibe.

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

Mégpedig azért, mert ha az agyat kivesszük a koponyából,

and you cut a thin slice of it,

vágunk belőle egy vékony szeletet,

put it under even a very powerful microscope,

és nagy teljesítményű mikroszkóp alá tesszük,

there's nothing there.

akkor semmit nem fogunk látni.

It's gray, formless.

Szürke maszlag az egész.

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

Nincs szerkezete. Nem derül ki belőle semmi.

And this all changed in the late 19th century.

Mindez teljesen megváltozott a XIX. sz. végén.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

Egyszercsak feltaláltak agyszövet színezésére alkalmas vegyi anyagokat,

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

és ezek elsőként betekintést engedtek az agy kapcsolási rajzába.

The computer was cracked open.

Feltörték a számítógépet.

So what really launched modern neuroscience

Ami igazi lökést adott a modern agykutatásnak,

was a stain called the Golgi stain.

az a Golgi-festés volt.

And it works in a very particular way.

Nagyon különleges módon működik a dolog.

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

Ahelyett, hogy az összes sejtet befestené a szövetben,

it somehow only stains about one percent of them.

valamiért csak egy százalékukat színezi el.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Feltárja az erdőt, és megmutatja benne a fákat.

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

Ha minden jelölve lenne, semmi nem lenne látható.

So somehow it shows what's there.

Tehát megmutatja, mi van itt.

Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,

Santiago Ramon y Cajal spanyol ideganatómus,

who's widely considered the father of modern neuroscience,

akit sokan a modern idegtudomány atyjának tartanak,

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

a Golgi-festést használva hasonló adatokhoz jutott,

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

és megalkotta az idegsejt, a neuron fogalmát.

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

Ha számítógépként gondolunk az agyra,

this is the transistor.

akkor ez a tranzisztornak felel meg.

And very quickly Cajal realized

Cajal hamar rájött,

that neurons don't operate alone,

hogy a neuronok nem önállóan üzemelnek,

but rather make connections with others

hanem kapcsolatban vannak egymással,

that form circuits just like in a computer.

és áramköröket alkotnak, mint egy számítógép.

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

Ma, egy századdal később, ha a kutatók látni akarják a neuronokat,

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

sötétítés helyett belülről megvilágítják őket.

And there's several ways of doing this.

Sokféle módszer van erre.

But one of the most popular ones

Az egyik legnépszerűbb

involves green fluorescent protein.

a zöld világító fehérje alkalmazása.

Now green fluorescent protein,

A zölden világító protein, ami érdekes módon

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

egy természetes világítóanyaggal rendelkező medúzából származik,

is very useful.

nagyon hasznos.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Ha a zölden világító protein génjét

and deliver it to a cell,

be tudjuk tenni egy sejtbe,

that cell will glow green --

az a sejt is zölden fog világítani --

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

vagy a zölden világító protein bármelyik változatával működik ez,

you get a cell to glow many different colors.

többféle színben is világíthat egy sejt.

And so coming back to the brain,

Visszatérve az agyra,

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

ez egy génmanipulált egér, Szivárvagy képe.

And it's so called, of course,

Természetesen azért hívjuk így,

because all of these neurons are glowing different colors.

mert ezek a neuronok különböző színekben pompáznak.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Az idegkutatóknak néha egyedi molekuláris

individual molecular components of neurons, molecules,

alkotóelemeket kell beazonosítaniuk,

rather than the entire cell.

nem pedig egy egész sejtet.

And there's several ways of doing this,

Sokféle módszer van erre,

but one of the most popular ones

az egyik legnépszerűbb

involves using antibodies.

antitestek alkalmazásával jár.

And you're familiar, of course,

Mint tudjuk, az antitestek

with antibodies as the henchmen of the immune system.

az immunrendszer végrehajtói.

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

Kiderült, hogy azért olyan hasznosak az immunrendszer számára,

because they can recognize specific molecules,

mert felismernek bizonyos molekulákat,

like, for example, the coat protein

mint például egy, a szervezetet megtámadó

of a virus that's invading the body.

vírus kód proteinjét.

And researchers have used this fact

A kutatók arra használják ezt,

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

hogy bizonyos típusú molekulákat azonosítsanak be az agyban,

recognize specific substructures of the cell

felismerjenek alszerkezeteket a sejtekben,

and identify them individually.

és egyenként azonosítsák őket.

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

A legtöbb kép, amit itt mutattam, nagyon szép,

but they're also very powerful.

de nagyon nagy jelentőséggel is bír.

They have great explanatory power.

Óriási magyarázó erejük van.

This, for example, is an antibody staining

Ez itt péládul azt mutatja, ahogy antitestek

against serotonin transporters in a slice of mouse brain.

befestik a szerotonin neurotranszmittereket egy szelet egéragyban.

And you've heard of serotonin, of course,

A szerotonin és a depresszió, szorongás

in the context of diseases like depression and anxiety.

közötti kapcsolat közismert.

You've heard of SSRIs,

Hallottunk az SSRI-kről,

which are drugs that are used to treat these diseases.

ezen betegségek kezelésére való gyógyszerekről.

And in order to understand how serotonin works,

Hogy megértsük, hogyan működik a szerotonin,

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

azt is meg kell értenünk, hol van a szerotonin gépezet.

And antibody stainings like this one

Antitest festékek, mint ez is,

can be used to understand that sort of question.

segítenek ennek megválaszolásában.

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

A következő gondolattal szeretnék zárni:

Green fluorescent protein and antibodies

A zöld világító protein és az antitestek

are both totally natural products at the get-go.

mind természetes anyagok a kezdettől fogva.

They were evolved by nature

A természet fejlesztette ki őket,

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

hogy a medúza zölden világítson valamiért,

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

vagy hogy egy támadó vírust beazonosítsunk.

And only much later did scientists come onto the scene

Csak jóval később léptek színre a kutatók,

and say, "Hey, these are tools,

és mondták, hogy "Hé, hát ezek eszközök,

these are functions that we could use

módszerek, amiket felvehetünk

in our own research tool palette."

a kutatási eszközeink palettájára."

And instead of applying feeble human minds

Ahelyett, hogy gyarló emberi aggyal

to designing these tools from scratch,

a semmiből kellene megtervezni ilyen dolgokat,

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

itt vannak ezek a készregyártott megoldások a természetben,

developed and refined steadily for millions of years

évmilliók alatt kidolgozva és finomítva

by the greatest engineer of all.

a legnagyobb mérnök által.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)