Allan Jones: A map of the brain

164,817 views ・ 2011-11-10

TED


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

מתרגם: Yubal Masalker מבקר: Sigal Tifferet
00:15
Humans have long held a fascination
0
15260
2000
מזה זמן רב בני-אדם
00:17
for the human brain.
1
17260
2000
מוקסמים מהמוח.
00:19
We chart it, we've described it,
2
19260
3000
עשינו תרשימים שלו, תארנו אותו,
00:22
we've drawn it,
3
22260
2000
ציירנו אותו,
00:24
we've mapped it.
4
24260
3000
מיפינו אותו.
00:27
Now just like the physical maps of our world
5
27260
3000
אבל בדיוק כמו מפות העולם
00:30
that have been highly influenced by technology --
6
30260
3000
שהושפעו רבות מהטכנולוגיה --
00:33
think Google Maps,
7
33260
2000
לדוגמא מפות גוגל,
00:35
think GPS --
8
35260
2000
או GPS --
00:37
the same thing is happening for brain mapping
9
37260
2000
אותו הדבר קורה היום עם מיפוי מוח
00:39
through transformation.
10
39260
2000
בגלל השינויים הרבים.
00:41
So let's take a look at the brain.
11
41260
2000
הבה נעיף מבט על המוח.
00:43
Most people, when they first look at a fresh human brain,
12
43260
3000
רוב האנשים, כאשר רואים לראשונה מוח אדם טרי,
00:46
they say, "It doesn't look what you're typically looking at
13
46260
3000
הם אומרים, "הוא לא נראה כמו מה שבדרך-כלל רואים
00:49
when someone shows you a brain."
14
49260
2000
כאשר מישהו מראה לך מוח."
00:51
Typically, what you're looking at is a fixed brain. It's gray.
15
51260
3000
בדרך-כלל, מה שרואים זה מוח שעבר טיפול. הוא אפור.
00:54
And this outer layer, this is the vasculature,
16
54260
2000
שיכבה חיצונית זו, זוהי מערכת כלי-דם,
00:56
which is incredible, around a human brain.
17
56260
2000
שהיא מדהימה, סביב המוח האנושי.
00:58
This is the blood vessels.
18
58260
2000
אלה הם כלי-הדם.
01:00
20 percent of the oxygen
19
60260
3000
20 אחוז מהחמצן
01:03
coming from your lungs,
20
63260
2000
שמגיע מהריאות,
01:05
20 percent of the blood pumped from your heart,
21
65260
2000
20 אחוז מהדם שנשאב מהלב,
01:07
is servicing this one organ.
22
67260
2000
משרתים איבר יחיד זה.
01:09
That's basically, if you hold two fists together,
23
69260
2000
בגדול, אם מחזיקים שני אגרופים צמודים,
01:11
it's just slightly larger than the two fists.
24
71260
2000
הוא קצת יותר גדול מהם.
01:13
Scientists, sort of at the end of the 20th century,
25
73260
3000
מדענים, בסביבות סוף המאה ה-20,
01:16
learned that they could track blood flow
26
76260
2000
למדו שהם יכולים לעקוב
01:18
to map non-invasively
27
78260
3000
אחר זרם דם כדי למפות בצורה לא-פולשנית,
01:21
where activity was going on in the human brain.
28
81260
3000
מקומות בהם יש פעילות במוח האדם.
01:24
So for example, they can see in the back part of the brain,
29
84260
3000
לדוגמא, הם יכולים להסתכל בחלק האחורי של המוח,
01:27
which is just turning around there.
30
87260
2000
שבדיוק פונים לשם.
01:29
There's the cerebellum; that's keeping you upright right now.
31
89260
2000
יש את המוח הקטן; שמחזיק אותנו זקופים ממש עכשיו.
01:31
It's keeping me standing. It's involved in coordinated movement.
32
91260
3000
הוא מחזיק אותי עומד. הוא קשור בתנועה מתואמת.
01:34
On the side here, this is temporal cortex.
33
94260
3000
כאן בצד, זוהי אונה רקתית.
01:37
This is the area where primary auditory processing --
34
97260
3000
זהו המקום בו מתרחש עיבוד השמיעה הראשוני --
01:40
so you're hearing my words,
35
100260
2000
כך אתם שומעים את מילותיי,
01:42
you're sending it up into higher language processing centers.
36
102260
2000
אתם משגרים אותן אל מרכזי עיבוד שפה יותר גבוהים.
01:44
Towards the front of the brain
37
104260
2000
בקידמת המוח מתרחשים
01:46
is the place in which all of the more complex thought, decision making --
38
106260
3000
התהליכים היותר מורכבים של מחשבה, קבלת החלטות --
01:49
it's the last to mature in late adulthood.
39
109260
4000
אזור זה הוא האחרון להתפתח בתקופת הבגרות המאוחרת.
01:53
This is where all your decision-making processes are going on.
40
113260
3000
כאן מתרחשים כל תהליכי קבלת ההחלטות.
01:56
It's the place where you're deciding right now
41
116260
2000
זה האזור בו אתם מחליטים ברגע זה
01:58
you probably aren't going to order the steak for dinner.
42
118260
3000
שאינכם מתכוונים להזמין את הסטייק לארוחה.
02:01
So if you take a deeper look at the brain,
43
121260
2000
כך שאם מתבוננים יותר עמוק לתוך המוח,
02:03
one of the things, if you look at it in cross-section,
44
123260
2000
אם מסתכלים עליו בחתך רוחב,
02:05
what you can see
45
125260
2000
מה שמבחינים
02:07
is that you can't really see a whole lot of structure there.
46
127260
3000
הוא שלא ניתן לראות את המבנה לפרטיו.
02:10
But there's actually a lot of structure there.
47
130260
2000
אבל למעשה יש בזה המון פירוט.
02:12
It's cells and it's wires all wired together.
48
132260
2000
אלה תאים וחיווטים המחוברים זה לזה.
02:14
So about a hundred years ago,
49
134260
2000
לפני כמאה שנה,
02:16
some scientists invented a stain that would stain cells.
50
136260
2000
כמה מדענים המציאו חומר שצובע תאים.
02:18
And that's shown here in the the very light blue.
51
138260
3000
הוא נראה כאן בתכלת בהירה.
02:21
You can see areas
52
141260
2000
ניתן לראות אזורים
02:23
where neuronal cell bodies are being stained.
53
143260
2000
בהם תאי עצב נצבעים.
02:25
And what you can see is it's very non-uniform. You see a lot more structure there.
54
145260
3000
ורואים שזה לא אחיד. יש הרבה מבנים.
02:28
So the outer part of that brain
55
148260
2000
כך שהחלק החיצוני של המוח
02:30
is the neocortex.
56
150260
2000
הוא הניאו-קורטקס.
02:32
It's one continuous processing unit, if you will.
57
152260
3000
אם תרצו, זוהי יחידת עיבוד אחת רצופה.
02:35
But you can also see things underneath there as well.
58
155260
2000
אבל ניתן גם לראות דברים מתחת.
02:37
And all of these blank areas
59
157260
2000
וכל האזורים הריקים הללו
02:39
are the areas in which the wires are running through.
60
159260
2000
הם האזורים בהם עוברים הסיבים.
02:41
They're probably less cell dense.
61
161260
2000
ככל הנראה הם פחות צפופים בתאים.
02:43
So there's about 86 billion neurons in our brain.
62
163260
4000
ישנם כ-86 מיליארד תאי-עצב במוח שלנו.
02:47
And as you can see, they're very non-uniformly distributed.
63
167260
3000
וכפי שרואים, הם אינם מפוזרים באופן אחיד.
02:50
And how they're distributed really contributes
64
170260
2000
אופן פיזורם קובע מהותית
02:52
to their underlying function.
65
172260
2000
את צורת פעולתם.
02:54
And of course, as I mentioned before,
66
174260
2000
וכפי שהזכרתי קודם,
02:56
since we can now start to map brain function,
67
176260
3000
מאחר ואנו יכולים עתה להתחיל למפות את פעילות המוח,
02:59
we can start to tie these into the individual cells.
68
179260
3000
נוכל להתחיל ולקשור אותם לתאים מוגדרים.
03:02
So let's take a deeper look.
69
182260
2000
הבה נתבונן יותר עמוק.
03:04
Let's look at neurons.
70
184260
2000
נתבונן בתאי-עצב.
03:06
So as I mentioned, there are 86 billion neurons.
71
186260
2000
כפי שאמרתי, ישנם 86 מיליארד תאי-עצב.
03:08
There are also these smaller cells as you'll see.
72
188260
2000
יש גם תאים יותר קטנים כפי שרואים.
03:10
These are support cells -- astrocytes glia.
73
190260
2000
אלה כולם תאים תומכים -- אסטרוציטים, תאי גלייה.
03:12
And the nerves themselves
74
192260
3000
העצבים עצמם,
03:15
are the ones who are receiving input.
75
195260
2000
הם אלה שמקבלים את הקלט.
03:17
They're storing it, they're processing it.
76
197260
2000
הם מאחסנים אותו, הם מעבדים אותו.
03:19
Each neuron is connected via synapses
77
199260
4000
כל עצב מחובר באמצעות סינפסה
03:23
to up to 10,000 other neurons in your brain.
78
203260
3000
לעד 10,000 תאי-עצב אחרים במוח שלנו.
03:26
And each neuron itself
79
206260
2000
כל תא-עצב
03:28
is largely unique.
80
208260
2000
הוא מאוד ייחודי.
03:30
The unique character of both individual neurons
81
210260
2000
האופי הייחודי, הן של תאי-העצב הבודדים
03:32
and neurons within a collection of the brain
82
212260
2000
והן של תאי-העצב בתוך איזור במוח,
03:34
are driven by fundamental properties
83
214260
3000
נקבע על-ידי מאפיינים
03:37
of their underlying biochemistry.
84
217260
2000
ביוכימיים בסיסיים.
03:39
These are proteins.
85
219260
2000
אלה הם חלבונים.
03:41
They're proteins that are controlling things like ion channel movement.
86
221260
3000
חלבונים המווסתים דברים כמו תנועת תעלות יונים.
03:44
They're controlling who nervous system cells partner up with.
87
224260
4000
הם שולטים על הקשרים שיוצרים תאי מערכת עצבים.
03:48
And they're controlling
88
228260
2000
בעיקרון הם שולטים על כל דבר
03:50
basically everything that the nervous system has to do.
89
230260
2000
הקשור במערכת עצבים.
03:52
So if we zoom in to an even deeper level,
90
232260
3000
אם נתמקד ברמה יותר עמוקה,
03:55
all of those proteins
91
235260
2000
כל החלבונים האלה
03:57
are encoded by our genomes.
92
237260
2000
מקודדים על-ידי הגנומים שלנו.
03:59
We each have 23 pairs of chromosomes.
93
239260
3000
לכל אחד מאיתנו יש 23 זוגות של כרומוזומים.
04:02
We get one from mom, one from dad.
94
242260
2000
אחד מקבלים מאמא ואחד מאבא.
04:04
And on these chromosomes
95
244260
2000
ובכרומוזומים אלה
04:06
are roughly 25,000 genes.
96
246260
2000
יש בערך 25,000 גנים.
04:08
They're encoded in the DNA.
97
248260
2000
הם מקודדים ב-DNA.
04:10
And the nature of a given cell
98
250260
3000
והאופי של כל תא,
04:13
driving its underlying biochemistry
99
253260
2000
שקובע את הביוכימיה שלו,
04:15
is dictated by which of these 25,000 genes
100
255260
3000
מוכתב על-ידי אילו גנים מתוך ה-25,000
04:18
are turned on
101
258260
2000
יופעלו
04:20
and at what level they're turned on.
102
260260
2000
ובאיזו רמה הם יופעלו.
04:22
And so our project
103
262260
2000
המיזם שלנו
04:24
is seeking to look at this readout,
104
264260
3000
שואף להתבונן בפלט הזה,
04:27
understanding which of these 25,000 genes is turned on.
105
267260
3000
ולהבין איזה מבין 25,000 הגנים הללו מופעלים.
04:30
So in order to undertake such a project,
106
270260
3000
לכן מובן מאליו שכדי לבצע מיזם כזה,
04:33
we obviously need brains.
107
273260
3000
אנו זקוקים למוחות.
04:36
So we sent our lab technician out.
108
276260
3000
לכן שלחנו את טכנאי המעבדה לחפש.
04:39
We were seeking normal human brains.
109
279260
2000
חיפשנו מוחות אדם רגילים.
04:41
What we actually start with
110
281260
2000
התחלנו אצל
04:43
is a medical examiner's office.
111
283260
2000
פתולוג.
04:45
This a place where the dead are brought in.
112
285260
2000
זה המקום אליו מובאים המתים.
04:47
We are seeking normal human brains.
113
287260
2000
אנו מחפשים מוחות אדם רגילים.
04:49
There's a lot of criteria by which we're selecting these brains.
114
289260
3000
יש הרבה קריטריונים לפיהם אנו בוחרים מוחות אלה.
04:52
We want to make sure
115
292260
2000
ברצוננו לוודא
04:54
that we have normal humans between the ages of 20 to 60,
116
294260
3000
שיש בידינו אנשים רגילים בגילאים 20 עד 60,
04:57
they died a somewhat natural death
117
297260
2000
שהם נפטרו במוות טבעי
04:59
with no injury to the brain,
118
299260
2000
ללא פגיעה מוחית,
05:01
no history of psychiatric disease,
119
301260
2000
שאין להם היסטוריה של מחלת נפש,
05:03
no drugs on board --
120
303260
2000
שלא היה שימוש בסמים --
05:05
we do a toxicology workup.
121
305260
2000
אנו עושים בדיקות רעלים.
05:07
And we're very careful
122
307260
2000
אנו מאוד נזהרים בנוגע
05:09
about the brains that we do take.
123
309260
2000
למוחות שאנו בוחרים.
05:11
We're also selecting for brains
124
311260
2000
כמו-כן אנו בוחרים מוחות
05:13
in which we can get the tissue,
125
313260
2000
שניתן ליטול מהם ריקמה,
05:15
we can get consent to take the tissue
126
315260
2000
שאנו יכולים לקבל הסכמה לנטילת הריקמה
05:17
within 24 hours of time of death.
127
317260
2000
בתוך 24 שעות משעת הפטירה.
05:19
Because what we're trying to measure, the RNA --
128
319260
3000
מכיוון שהדבר שאנו מנסים למדוד, ה-RNA --
05:22
which is the readout from our genes --
129
322260
2000
שהוא הפלט מטעם הגנים --
05:24
is very labile,
130
324260
2000
הוא מאוד לא יציב,
05:26
and so we have to move very quickly.
131
326260
2000
ולכן עלינו לפעול במהירות רבה.
05:28
One side note on the collection of brains:
132
328260
3000
הערת שוליים על איסוף מוחות:
05:31
because of the way that we collect,
133
331260
2000
בגלל הדרך בה אנו אוספים,
05:33
and because we require consent,
134
333260
2000
ומשום שאנו זקוקים להסכמה,
05:35
we actually have a lot more male brains than female brains.
135
335260
3000
יש לנו הרבה יותר מוחות של גברים מאשר נשים.
05:38
Males are much more likely to die an accidental death in the prime of their life.
136
338260
3000
לגברים יש סבירות הרבה יותר גבוהה למות באופן לא צפוי בשלב מוקדם של חייהם.
05:41
And men are much more likely
137
341260
2000
ולגברים יש סבירות יותר גבוהה
05:43
to have their significant other, spouse, give consent
138
343260
3000
שבת-זוגם תתן את הסכמתה
05:46
than the other way around.
139
346260
2000
מאשר המצב ההפוך.
05:48
(Laughter)
140
348260
4000
(צחוק)
05:52
So the first thing that we do at the site of collection
141
352260
2000
לכן הדבר הראשון שאנו עושים באתר האיסוף
05:54
is we collect what's called an MR.
142
354260
2000
זה ליטול את מה שנקרא MR.
05:56
This is magnetic resonance imaging -- MRI.
143
356260
2000
זוהי הדמיה בתהודה מגנטית -- MRI.
05:58
It's a standard template by which we're going to hang the rest of this data.
144
358260
3000
זוהי תבנית סטנדרטית שבאמצעותה נציג את כל הנתונים.
06:01
So we collect this MR.
145
361260
2000
אנו אוספים את ה-MR.
06:03
And you can think of this as our satellite view for our map.
146
363260
2000
מעין מבט-על לצורך המפה שלנו.
06:05
The next thing we do
147
365260
2000
הדבר הבא שאנו עושים
06:07
is we collect what's called a diffusion tensor imaging.
148
367260
3000
זו הדמיית DTI.
06:10
This maps the large cabling in the brain.
149
370260
2000
היא ממפה את הכבלים הגדולים במוח.
06:12
And again, you can think of this
150
372260
2000
אפשר לחשוב על זה כמעט
06:14
as almost mapping our interstate highways, if you will.
151
374260
2000
כמו מיפוי של כבישים מהירים בין-עירוניים.
06:16
The brain is removed from the skull,
152
376260
2000
המוח מוסר מהגולגולת,
06:18
and then it's sliced into one-centimeter slices.
153
378260
3000
ואז נפרס לפרוסות בנות 1 ס"מ.
06:21
And those are frozen solid,
154
381260
2000
הן עוברות הקפאה
06:23
and they're shipped to Seattle.
155
383260
2000
ונשלחות לסיאטל.
06:25
And in Seattle, we take these --
156
385260
2000
בסיאטל אנו נוטלים אותן --
06:27
this is a whole human hemisphere --
157
387260
2000
זוהי אונת מוח אנושית שלמה --
06:29
and we put them into what's basically a glorified meat slicer.
158
389260
2000
ואנו שמים אותן בחותך הבשר המהולל.
06:31
There's a blade here that's going to cut across
159
391260
2000
יש להב שיחתוך
06:33
a section of the tissue
160
393260
2000
מקטע מהריקמה,
06:35
and transfer it to a microscope slide.
161
395260
2000
ואז להעבירו אל זכוכית נושאת.
06:37
We're going to then apply one of those stains to it,
162
397260
2000
לאחר-מכן צובעים אותו
06:39
and we scan it.
163
399260
2000
ואז סורקים אותו.
06:41
And then what we get is our first mapping.
164
401260
3000
כך מקבלים את המיפוי הראשון.
06:44
So this is where experts come in
165
404260
2000
כאן נכנסים לפעולה המומחים שלנו
06:46
and they make basic anatomic assignments.
166
406260
2000
והם מבצעים משימות אנטומיות פשוטות.
06:48
You could consider this state boundaries, if you will,
167
408260
3000
אפשר לדמיין את קוי-המיתאר העבים הללו
06:51
those pretty broad outlines.
168
411260
2000
בתור גבולות בין מדינות.
06:53
From this, we're able to then fragment that brain into further pieces,
169
413260
4000
מכאן אנו יכולים לפצל את פיסת המוח לחלקים יותר קטנים, שאותם אפשר להניח
06:57
which then we can put on a smaller cryostat.
170
417260
2000
על-גבי התקן השומר על טמפרטורה נמוכה.
06:59
And this is just showing this here --
171
419260
2000
כאן פשוט רואים את כל זה --
07:01
this frozen tissue, and it's being cut.
172
421260
2000
את הריקמה הקפואה, כאשר היא נחתכת.
07:03
This is 20 microns thin, so this is about a baby hair's width.
173
423260
3000
העובי של זה הוא 20 מיקרון, שזה כמו עובי שיער תינוק.
07:06
And remember, it's frozen.
174
426260
2000
ויש לזכור שזה קפוא.
07:08
And so you can see here,
175
428260
2000
כאן ניתן לראות טכנולוגיה ישנה --
07:10
old-fashioned technology of the paintbrush being applied.
176
430260
2000
שימוש במברשת צבע.
07:12
We take a microscope slide.
177
432260
2000
לוקחים זכוכית נושאת
07:14
Then we very carefully melt onto the slide.
178
434260
3000
ומתיכים מתחתיה בזהירות.
07:17
This will then go onto a robot
179
437260
2000
אחר-כך זה מועבר לרובוט
07:19
that's going to apply one of those stains to it.
180
439260
3000
שיצבע אותו באחד הצבעים ההם.
07:26
And our anatomists are going to go in and take a deeper look at this.
181
446260
3000
חוקרי האנטומיה יבחנו את זה באופן יותר מעמיק.
07:29
So again this is what they can see under the microscope.
182
449260
2000
וזה מה שהם רואים תחת מיקרוסקופ.
07:31
You can see collections and configurations
183
451260
2000
ניתן לראות ריכוזים ומבנים
07:33
of large and small cells
184
453260
2000
של תאים גדולים וקטנים
07:35
in clusters and various places.
185
455260
2000
בקבוצות באזורים שונים.
07:37
And from there it's routine. They understand where to make these assignments.
186
457260
2000
מכאן זו עבודה שגרתית.
07:39
And they can make basically what's a reference atlas.
187
459260
3000
הם יכולים ליצור מין אטלס שהוא מראה-מקום.
07:42
This is a more detailed map.
188
462260
2000
זו מפה יותר מפורטת.
07:44
Our scientists then use this
189
464260
2000
המדענים שלנו משתמשים בזה
07:46
to go back to another piece of that tissue
190
466260
3000
כדי לחזור לפיסה אחרת מאותה ריקמה ולבצע
07:49
and do what's called laser scanning microdissection.
191
469260
2000
את מה שקרוי LMD.
07:51
So the technician takes the instructions.
192
471260
3000
הטכנאים לוקחים את ההוראות.
07:54
They scribe along a place there.
193
474260
2000
הם מסמנים לאורך האזור.
07:56
And then the laser actually cuts.
194
476260
2000
ואז הלייזר ממש חותך.
07:58
You can see that blue dot there cutting. And that tissue falls off.
195
478260
3000
ניתן לראות את הנקודה הכחולה חותכת. ואותה ריקמה נופלת מטה.
08:01
You can see on the microscope slide here,
196
481260
2000
ניתן לראות זאת על הזכוכית הנושאת,
08:03
that's what's happening in real time.
197
483260
2000
שזה מה שקורה בזמן אמת.
08:05
There's a container underneath that's collecting that tissue.
198
485260
3000
ישנו מיכל למטה אשר קולט את הריקמה.
08:08
We take that tissue,
199
488260
2000
אנו לוקחים את הריקמה,
08:10
we purify the RNA out of it
200
490260
2000
מזקקים ממנה את ה-RNA
08:12
using some basic technology,
201
492260
2000
באמצעות טכנולוגיה פשוטה,
08:14
and then we put a florescent tag on it.
202
494260
2000
ואז מצמידים לה תג פלואורוצנטי.
08:16
We take that tagged material
203
496260
2000
אנו לוקחים את החומר המתוייג
08:18
and we put it on to something called a microarray.
204
498260
3000
ומניחים אותו על-גבי מה שנקרא מערך-מיקרו.
08:21
Now this may look like a bunch of dots to you,
205
501260
2000
זה עשוי להיראות לכם כאוסף של נקודות,
08:23
but each one of these individual dots
206
503260
2000
אבל כל אחת מהנקודות
08:25
is actually a unique piece of the human genome
207
505260
2000
היא למעשה גן אנושי ייחודי
08:27
that we spotted down on glass.
208
507260
2000
שניקדנו איתו את הזכוכית.
08:29
This has roughly 60,000 elements on it,
209
509260
3000
יש כאן בערך 60,000 נקודות, וזה אומר
08:32
so we repeatedly measure various genes
210
512260
3000
שאנו עושים מדידות חוזרות של גנים שונים
08:35
of the 25,000 genes in the genome.
211
515260
2000
מ-25,000 הגנים שבגנום.
08:37
And when we take a sample and we hybridize it to it,
212
517260
3000
כאשר אנו נוטלים דוגמית ומכליאים אותה עם זה,
08:40
we get a unique fingerprint, if you will,
213
520260
2000
אנו מקבלים טביעת-אצבע ייחודית
08:42
quantitatively of what genes are turned on in that sample.
214
522260
3000
כמותית של אילו גנים מופעלים באותה דוגמית.
08:45
Now we do this over and over again,
215
525260
2000
אנו עושים זאת שוב ושוב,
08:47
this process for any given brain.
216
527260
3000
את התהליך הזה לכל מוח נתון.
08:50
We're taking over a thousand samples for each brain.
217
530260
3000
אנו נוטלים יותר מאלף דוגמיות מכל מוח.
08:53
This area shown here is an area called the hippocampus.
218
533260
3000
אזור זה המוצג כאן נקרא היפוקמפוס.
08:56
It's involved in learning and memory.
219
536260
2000
הוא קשור בלמידה וזיכרון.
08:58
And it contributes to about 70 samples
220
538260
3000
הוא תורם לכ-70 דוגמיות
09:01
of those thousand samples.
221
541260
2000
מתוך אלף דוגמיות.
09:03
So each sample gets us about 50,000 data points
222
543260
4000
לכן כל דוגמית נותנת לנו כ-50,000 נקודות מידע
09:07
with repeat measurements, a thousand samples.
223
547260
3000
במדידות חוזרות, אלף דוגמיות.
09:10
So roughly, we have 50 million data points
224
550260
2000
לכן יש לנו כ- 50 מיליון נקודות מידע
09:12
for a given human brain.
225
552260
2000
למוח אנושי אחד.
09:14
We've done right now
226
554260
2000
עד עכשיו הספקנו לאסוף מידע
09:16
two human brains-worth of data.
227
556260
2000
השווה-ערך לשני מוחות אנושיים.
09:18
We've put all of that together
228
558260
2000
חיברנו את הכל ביחד
09:20
into one thing,
229
560260
2000
לדבר אחד,
09:22
and I'll show you what that synthesis looks like.
230
562260
2000
ואראה לכם כיצד נראה מיזוג זה.
09:24
It's basically a large data set of information
231
564260
3000
בעיקרון זה מערך גדול של מידע
09:27
that's all freely available to any scientist around the world.
232
567260
3000
הזמין חינם לכל מדען בעולם.
09:30
They don't even have to log in to come use this tool,
233
570260
3000
אין צורך אפילו להתחבר כדי להשתמש בכלי זה,
09:33
mine this data, find interesting things out with this.
234
573260
4000
לחפור במידע, למצוא עם זה דברים מעניינים.
09:37
So here's the modalities that we put together.
235
577260
3000
הנה האופנויות שאנו מחברים.
09:40
You'll start to recognize these things from what we've collected before.
236
580260
3000
תוכלו לזהות דברים אלה ממה שאספנו קודם.
09:43
Here's the MR. It provides the framework.
237
583260
2000
הנה ה-MR. הוא מספק את המסגרת.
09:45
There's an operator side on the right that allows you to turn,
238
585260
3000
שם מימין יש את הממשק למפעיל שמאפשר להטות,
09:48
it allows you to zoom in,
239
588260
2000
לבצע זום פנימה
09:50
it allows you to highlight individual structures.
240
590260
3000
ולהדגיש מבנים מסויימים.
09:53
But most importantly,
241
593260
2000
אבל הכי חשוב,
09:55
we're now mapping into this anatomic framework,
242
595260
3000
אנו ממפים היום את המערכת האנטומית הזאת,
09:58
which is a common framework for people to understand where genes are turned on.
243
598260
3000
שהיא המערכת המקובלת כדי שאנשים יבינו היכן הגנים מופעלים.
10:01
So the red levels
244
601260
2000
האזורים האדומים הם המקום
10:03
are where a gene is turned on to a great degree.
245
603260
2000
בו הגן מופעל ברמה גבוהה.
10:05
Green is the sort of cool areas where it's not turned on.
246
605260
3000
ירוק זה מין אזורים קרים בהם הוא אינו מופעל.
10:08
And each gene gives us a fingerprint.
247
608260
2000
כל גן נותן לנו טביעת-אצבע.
10:10
And remember that we've assayed all the 25,000 genes in the genome
248
610260
5000
יש לזכור שבחנו את כל 25,000 הגנים שבגנום
10:15
and have all of that data available.
249
615260
4000
וכל המידע הזה זמין.
10:19
So what can scientists learn about this data?
250
619260
2000
מה יכולים המדענים ללמוד ממידע זה?
10:21
We're just starting to look at this data ourselves.
251
621260
3000
אנו בעצמנו רק מתחילים לחקור מידע זה.
10:24
There's some basic things that you would want to understand.
252
624260
3000
יש כמה דברים בסיסיים שהיינו רוצים להבין.
10:27
Two great examples are drugs,
253
627260
2000
שתי דוגמאות מצויינות הן של התרופות,
10:29
Prozac and Wellbutrin.
254
629260
2000
פרוזאק וולבוטרין.
10:31
These are commonly prescribed antidepressants.
255
631260
3000
אלה תרופות שכיחות נגד דיכאון.
10:34
Now remember, we're assaying genes.
256
634260
2000
יש לזכור שאנו בוחנים גנים.
10:36
Genes send the instructions to make proteins.
257
636260
3000
גנים שולחים את ההוראות ליצירת חלבונים.
10:39
Proteins are targets for drugs.
258
639260
2000
חלבונים הם מטרות של תרופות.
10:41
So drugs bind to proteins
259
641260
2000
תרופות מתחברות לחלבונים
10:43
and either turn them off, etc.
260
643260
2000
ובין היתר מפסיקות את פעילותם וכו'.
10:45
So if you want to understand the action of drugs,
261
645260
2000
לכן אם רוצים להבין את פעולת התרופות,
10:47
you want to understand how they're acting in the ways you want them to,
262
647260
3000
צריך להבין כיצד הן פועלות בדרכים שאנו רוצים שיפעלו,
10:50
and also in the ways you don't want them to.
263
650260
2000
וגם בדרכים שאין אנו חפצים בהן.
10:52
In the side effect profile, etc.,
264
652260
2000
בתופעות לוואי וכו',
10:54
you want to see where those genes are turned on.
265
654260
2000
רוצים לראות היכן אותם גנים מופעלים.
10:56
And for the first time, we can actually do that.
266
656260
2000
ולראשונה, אנו ממש יכולים לבצע זאת.
10:58
We can do that in multiple individuals that we've assayed too.
267
658260
3000
אנו גם יכולים לעשות זאת באנשים רבים שבחנו.
11:01
So now we can look throughout the brain.
268
661260
3000
כעת אנו יכולים להסתכל אל תוך המוח.
11:04
We can see this unique fingerprint.
269
664260
2000
אנו יכולים לראות את טביעת-האצבע הייחודית.
11:06
And we get confirmation.
270
666260
2000
ואנו גם מקבלים אישור לכך.
11:08
We get confirmation that, indeed, the gene is turned on --
271
668260
3000
אנו מקבלים אישור שאכן הגן הופעל --
11:11
for something like Prozac,
272
671260
2000
בגלל משהו כמו פרוזאק,
11:13
in serotonergic structures, things that are already known be affected --
273
673260
3000
במערכות של סרוטונין, אפקט שכבר מוכר לנו --
11:16
but we also get to see the whole thing.
274
676260
2000
אבל אנו גם מצליחים לראות את התמונה כולה.
11:18
We also get to see areas that no one has ever looked at before,
275
678260
2000
אנו גם מצליחים לראות אזורים שאף אחד לא בחן מעולם,
11:20
and we see these genes turned on there.
276
680260
2000
ואנו יכולים לראות את הגנים האלה מופעלים שם.
11:22
It's as interesting a side effect as it could be.
277
682260
3000
זו תופעת לוואי מעניינת.
11:25
One other thing you can do with such a thing
278
685260
2000
דבר נוסף שניתן לעשות עם זה,
11:27
is you can, because it's a pattern matching exercise,
279
687260
3000
בגלל שזה תרגיל בהתאמת תבניות,
11:30
because there's unique fingerprint,
280
690260
2000
כי יש טביעת-אצבע ייחודית,
11:32
we can actually scan through the entire genome
281
692260
2000
אנו יכולים לסרוק את כל הגנום
11:34
and find other proteins
282
694260
2000
ולמצוא חלבונים אחרים
11:36
that show a similar fingerprint.
283
696260
2000
המראים אותה טביעת-אצבע.
11:38
So if you're in drug discovery, for example,
284
698260
3000
כך לדוגמא אם רוצים לגלות תרופות חדשות,
11:41
you can go through
285
701260
2000
ניתן לעבור על כל הרשימה
11:43
an entire listing of what the genome has on offer
286
703260
2000
של מה שהגנום יכול לתת
11:45
to find perhaps better drug targets and optimize.
287
705260
4000
כדי לאתר אולי מטרות עדיפות עבור התרופות ולהפיק מהן את המירב.
11:49
Most of you are probably familiar
288
709260
2000
רבים מכם ודאי מכירים
11:51
with genome-wide association studies
289
711260
2000
מחקרי גנום מלא GWAS בצורת
11:53
in the form of people covering in the news
290
713260
3000
התאמות מכלילות של גנום כאשר שדרי חדשות מספרים
11:56
saying, "Scientists have recently discovered the gene or genes
291
716260
3000
"מדענים גילו לאחרונה את הגן או הגנים
11:59
which affect X."
292
719260
2000
המשפיעים על X".
12:01
And so these kinds of studies
293
721260
2000
מחקרים מהסוג הזה
12:03
are routinely published by scientists
294
723260
2000
מתפרסמים כשיגרה על-ידי המדענים
12:05
and they're great. They analyze large populations.
295
725260
2000
וזה טוב. הם מנתחים אוכלוסיות גדולות.
12:07
They look at their entire genomes,
296
727260
2000
הם מסתכלים על הגנום השלם שלהם,
12:09
and they try to find hot spots of activity
297
729260
2000
ומחפשים אזורי פעילות "חמים"
12:11
that are linked causally to genes.
298
731260
3000
הקשורים באופן סיבתי לגנים.
12:14
But what you get out of such an exercise
299
734260
2000
אבל מה שמתקבל ממחקר כזה
12:16
is simply a list of genes.
300
736260
2000
זו רק רשימה של גנים.
12:18
It tells you the what, but it doesn't tell you the where.
301
738260
3000
היא אומרת לנו מה, אבל לא היכן.
12:21
And so it's very important for those researchers
302
741260
3000
לכן זה מאוד חשוב לחוקרים אלה
12:24
that we've created this resource.
303
744260
2000
שיצרנו את המאגר הזה.
12:26
Now they can come in
304
746260
2000
כעת הם יכולים לבוא
12:28
and they can start to get clues about activity.
305
748260
2000
ולהתחיל לקבל רמזים לגבי פעילות.
12:30
They can start to look at common pathways --
306
750260
2000
הם יכולים להסתכל על מסלולים משותפים --
12:32
other things that they simply haven't been able to do before.
307
752260
3000
דברים שהם פשוט לא יכלו לעשות קודם.
12:36
So I think this audience in particular
308
756260
3000
אני חושב שקהל זה במיוחד
12:39
can understand the importance of individuality.
309
759260
3000
יכול להבין את חשיבות האינדיבידואליות.
12:42
And I think every human,
310
762260
2000
אני סבור שלכל אדם
12:44
we all have different genetic backgrounds,
311
764260
4000
יש רקע גנטי שונה,
12:48
we all have lived separate lives.
312
768260
2000
כולנו חיינו חיים נפרדים זה מזה.
12:50
But the fact is
313
770260
2000
אבל העובדה היא
12:52
our genomes are greater than 99 percent similar.
314
772260
3000
שהגנומים שלנו זהים ביותר מ-99 אחוז.
12:55
We're similar at the genetic level.
315
775260
3000
אנו דומים ברמה הגנטית.
12:58
And what we're finding
316
778260
2000
ומה שאנו מוצאים, שלמעשה,
13:00
is actually, even at the brain biochemical level,
317
780260
2000
אפילו ברמה הביוכימית של המוח,
13:02
we are quite similar.
318
782260
2000
אנו די דומים.
13:04
And so this shows it's not 99 percent,
319
784260
2000
כאן רואים שזה לא 99 אחוז,
13:06
but it's roughly 90 percent correspondence
320
786260
2000
אלא בקירוב 90 אחוז של התאמה
13:08
at a reasonable cutoff,
321
788260
3000
בחתך מייצג, כך שהכל בתוך
13:11
so everything in the cloud is roughly correlated.
322
791260
2000
הענן די תואם אחד לשני.
13:13
And then we find some outliers,
323
793260
2000
אבל אנו מוצאים כמה מחוץ לתחום,
13:15
some things that lie beyond the cloud.
324
795260
3000
כמה הנמצאים מחוץ לענן.
13:18
And those genes are interesting,
325
798260
2000
הגנים הללו מעוררים עניין,
13:20
but they're very subtle.
326
800260
2000
אבל ההבדלים מאוד עדינים.
13:22
So I think it's an important message
327
802260
3000
לכן אני סבור שזה מסר חשוב
13:25
to take home today
328
805260
2000
לקחת היום הביתה
13:27
that even though we celebrate all of our differences,
329
807260
3000
והוא שלמרות שאנו משבחים את הנבדלות בינינו,
13:30
we are quite similar
330
810260
2000
אנו די דומים
13:32
even at the brain level.
331
812260
2000
אפילו ברמת המוח.
13:34
Now what do those differences look like?
332
814260
2000
איך נראים ההבדלים הללו?
13:36
This is an example of a study that we did
333
816260
2000
זוהי דוגמא למחקר שעשינו
13:38
to follow up and see what exactly those differences were --
334
818260
2000
כדי לעקוב ולראות מה הם בדיוק ההבדלים --
13:40
and they're quite subtle.
335
820260
2000
והם די עדינים.
13:42
These are things where genes are turned on in an individual cell type.
336
822260
4000
אלה הם הדברים בגללם גנים מתעוררים בתאים מסויימים בלבד.
13:46
These are two genes that we found as good examples.
337
826260
3000
אלה הם שני גנים שמצאנו כדוגמאות טובות.
13:49
One is called RELN -- it's involved in early developmental cues.
338
829260
3000
אחד נקרא RELN -- קשור באותות התפתחותיים מוקדמים.
13:52
DISC1 is a gene
339
832260
2000
DISC1 הוא גן
13:54
that's deleted in schizophrenia.
340
834260
2000
שנשמט בסכיזופרניה.
13:56
These aren't schizophrenic individuals,
341
836260
2000
אלה לא אנשים סכיזופרניים,
13:58
but they do show some population variation.
342
838260
3000
אבל הם כן מציגים שוני מהאוכלוסיה הרגילה.
14:01
And so what you're looking at here
343
841260
2000
אז מה שרואים כאן
14:03
in donor one and donor four,
344
843260
2000
בתורם 1 ותורם 4,
14:05
which are the exceptions to the other two,
345
845260
2000
שהם שונים משני האחרים,
14:07
that genes are being turned on
346
847260
2000
שגנים מופעלים
14:09
in a very specific subset of cells.
347
849260
2000
במערכות-מישנה מאוד מסויימות של תאים.
14:11
It's this dark purple precipitate within the cell
348
851260
3000
אלה הכתמים הכהים הסגולים בתוך התא
14:14
that's telling us a gene is turned on there.
349
854260
3000
האומרים לנו שגן הופעל שם.
14:17
Whether or not that's due
350
857260
2000
אם זה בגלל הרקע הגנטי של אותו אדם
14:19
to an individual's genetic background or their experiences,
351
859260
2000
או בגלל חוויותיו,
14:21
we don't know.
352
861260
2000
איננו יודעים.
14:23
Those kinds of studies require much larger populations.
353
863260
3000
מחקרים כאלה דורשים אוכלוסיות הרבה יותר גדולות.
14:28
So I'm going to leave you with a final note
354
868260
2000
לסיום אשאיר אתכם עם הערה אחרונה
14:30
about the complexity of the brain
355
870260
3000
על מורכבות המוח
14:33
and how much more we have to go.
356
873260
2000
ועד כמה הרבה עוד עלינו לעבור.
14:35
I think these resources are incredibly valuable.
357
875260
2000
אני סבור שמאגרי מידע אלה חשובים עד מאוד.
14:37
They give researchers a handle
358
877260
2000
הם נותנים לחוקרים כיוון
14:39
on where to go.
359
879260
2000
לאן להתקדם.
14:41
But we only looked at a handful of individuals at this point.
360
881260
3000
אבל בדקנו רק קומץ אנשים בשלב זה.
14:44
We're certainly going to be looking at more.
361
884260
2000
בטוח שנבדוק עוד.
14:46
I'll just close by saying
362
886260
2000
אסיים באומרי
14:48
that the tools are there,
363
888260
2000
שהכלים כבר קיימים,
14:50
and this is truly an unexplored, undiscovered continent.
364
890260
4000
וזוהי באמת יבשת שלמה שעדיין לא נתגלתה ולא נחקרה.
14:54
This is the new frontier, if you will.
365
894260
4000
אם תרצו, זוהי החזית החדשה.
14:58
And so for those who are undaunted,
366
898260
2000
ולכן עבור כל אלה העשויים ללא חת
15:00
but humbled by the complexity of the brain,
367
900260
2000
אבל חשים ענווה מול מורכבות המוח,
15:02
the future awaits.
368
902260
2000
העתיד מחכה לכם.
15:04
Thanks.
369
904260
2000
תודה.
15:06
(Applause)
370
906260
9000
(מחיאות כפיים)

Original video on YouTube.com
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7