Conception to birth -- visualized | Alexander Tsiaras

アレグザンダー・シアラス 「受胎から誕生までを可視化する」

翻訳: Yasushi Aoki 校正: Hidetoshi Yamauchi

I was offered a position as associate professor of medicine

私は医学准教授 兼

and chief of scientific visualization

科学的可視化主任として

at Yale University

イェール大学医学部に

in the department of medicine.

招かれました

And my job was to write many of the algorithms and code

私の仕事は NASAのために

for NASA to do virtual surgery

宇宙飛行士の宇宙滞在に備えた

in preparation for the astronauts going into deep-space flight,

ロボットポッドによる仮想手術用の

so they could be kept in robotic pods.

プログラムを書くことでした

One of the fascinating things about what we were working on

取り組んだ中で特に素晴らしかったのは

スキャン技術を使って かつては見ることのできなかったものを

is that we were seeing, using new scanning technologies,

見られるようにしたことです

things that had never been seen before.

単に病気の処置というだけではなく

Not only in disease management,

but also things that allowed us to see things about the body

驚異に満ちた人の体の仕組みを

that just made you marvel.

見ることができるようにしたのです

I remember one of the first times we were looking at collagen.

コラーゲンを最初に見たときのことをよく覚えています

And your entire body, everything --

体中のいたる部分

your hair, skin, bone, nails --

髪 皮膚 骨 爪

everything is made of collagen.

様々なものがコラーゲンでできています

And it's a kind of rope-like structure that twirls and swirls like this.

縄のような構造をしており

こんな風にくねり 渦巻いています

コラーゲンの構造が変わる場所は

And the only place that collagen changes its structure

目の中の

is in the cornea of your eye.

角膜だけです

In your eye, it becomes a grid formation,

そこでは格子状になっていて

and therefore, it becomes transparent, as opposed to opaque.

透明になるのです

So perfectly organized a structure,

完璧に整った構造で 神秘を感ぜずには

it was hard not to attribute divinity to it.

いられませんでした

Because we kept on seeing this in different parts of the body.

そのようなものを体の至る所で

目にしたからです

One of the opportunities I had

国立衛生研究所と 興味深いMRI装置に

was one person was working on a really interesting

取り組んでいる人物と

micromagnetic resonance imaging machine with the NIH.

一緒に仕事する機会がありました

And what we were going to do

私たちがやっていたのは

was scan a new project

この新しい技術を使って

on the development of the fetus from conception to birth

受胎から誕生までの胎児の発達を

スキャンするというプロジェクトです

using these new technologies.

So I wrote the algorithms and code,

私がアルゴリズムを書き

and he built the hardware -- Paul Lauterbur --

ポール・ラウターバーがハードウェアを作りました

then went onto win the Nobel Prize for inventing the MRI.

彼は後にMRIの発明でノーベル賞を手にしています

I got the data.

私はデータを手にしました

And I'm going to show you a sample of the piece,

「受胎から誕生まで」の

"From Conception to Birth."

一部をご覧に入れましょう

(Music)

(音楽)

[From Conception to Birth]

「受胎から誕生まで」

[Oocyte]

卵母細胞

[Sperm]

精子

[Egg Inseminated]

受精卵

[24 Hours: Baby's first division]

24時間 最初の卵割

[The fertilized ovum divides a few hours after fusion...]

受精卵は融合後数時間で分裂し･･･

[And divides anew every 12 to 15 hours.]

12〜15時間ごとに卵割を繰り返す

初期胚

[Early Embryo]

栄養はまだ卵黄嚢から取っている

[Yolk sack still feeding baby.]

[25 Days: Heart chamber developing.]

25日目 心腔が発達する

[32 Days: Arms & hands are developing]

32日目 腕と手が発達する

[36 Days: Beginning of the primitive vertebrae]

36日目 原始的な脊椎が現れる

[These weeks are the period of the most rapid development

この時期に胚は最も急速に成長する

of the fetus.]

[If the fetus continues to grow at this speed for the entire 9 months,

このペースで成長し続けたなら 生まれる頃には

it would be 1.5 tons at birth.]

1.5トンにもなっているだろう

[45 Days]

45日目

胚の心拍の速さは母親の2倍

[Embryo's heart is beating twice as fast as the mother's.]

[51 Days]

51日目

[Developing retina, nose and fingers]

52日目 網膜 鼻 指が発達する

子宮内で絶えず動いているが

[The fetus' continual movement in the womb

is necessary for muscular and skeletal growth.]

これは筋肉と骨格を発達させるため不可欠である

[12 Weeks: Indifferent penis]

12週目 未分化のペニス—

[Girl or boy yet to be determined]

見た目上 男女はまだわからない

[8 Months]

8ヶ月目

[Delivery: The expulsion stage]

分娩 娩出期

[The moment of birth]

誕生の時

(拍手)

(Applause)

ありがとうございます

Alexander Tsiaras: Thank you.

ご覧の通り

But as you can see,

when you actually start working on this data,

このデータに取り組んでいると

その見事さに打たれます

it's pretty spectacular.

And as we kept on scanning more and more,

スキャンしていくごとに

working on this project,

プロジェクトで作業するほどに感じます

２つの単純な細胞が

looking at these two simple cells

やがて人間という魔法のような存在へと成長する

that have this unbelievable machinery that will become the magic of you.

驚くべき機構を備えているのです

And as we kept on working on this data,

このデータに取り組み

looking at small clusters of the body,

まだ小さな塊の体に目を向けると

these little pieces of tissue

胚盤胞の外側の

that were the trophoblasts coming off of the blastocyst,

栄養膜組織が

突然子宮の側面に付着し

all of a sudden burrowing itself into the side of the uterus,

「ここにいよう」と言います

saying, "I'm here to stay."

Having conversation and communications

卵胞ホルモン 黄体ホルモンを使って

with the estrogens, the progesterones,

突然 コミュニケーションを取り始め

saying, "I'm here to stay, plant me,"

「ここに根付くことにしよう」と伝え

この驚くべき三角の胚を作り

building this incredible trilinear fetus

44日目には

that becomes, within 44 days, something that you can recognize,

それと認識できる形になり

and then at nine weeks is really kind of a little human being.

９週間で

小さな人間のようになります

The marvel of this information:

驚くべきは情報です

How do we actually have this biological mechanism

体の中の生物学的メカニズムは

情報をどうやって

inside our body

to actually see this information?

得ているのでしょう？

I'm going to show you something pretty unique.

変わったものをお見せしましょう

25日目の人の心臓です

Here's a human heart at 25 days.

2本の子縄のようなものが

It's just basically two strands.

And like this magnificent origami,

見事な折り紙のように

cells are developing at one million cells per second at four weeks,

4週目には

毎秒百万個の細胞を作り出しながら

as it's just folding on itself.

自らを折り畳み

Within five weeks, you start to see the early atrium and the early ventricles.

５週間目には初期の心房と心室が現れ

6週目には心臓内部に

Six weeks, these folds are now beginning

乳頭状突起ができはじめ

with the papilla on the inside of the heart

心臓の弁のそれぞれが

actually being able to pull down each one of those valves in your heart

このようにできていき

until you get a mature heart --

やがて成熟した心臓ができあがります

and then basically the development of the entire human body.

体全体も基本的に同じように発達します

遺伝的構造の中のメカニズムが

The magic of the mechanisms inside each genetic structure

神経細胞が正確にどこに行くべきなのか

saying exactly where that nerve cell should go --

魔法のように伝えます

the complexity of these,

それがどのように行われるかの

the mathematical models of how these things are indeed done

数学的モデルの複雑さは

人の理解力を越えています

are beyond human comprehension.

私自身数学者ですが

Even though I am a mathematician,

これら一連の命令が

I look at this with marvel

of how do these instruction sets not make these mistakes

ミスすることもなく

私たちの体を作っていくのを

as they build what is us?

驚きをもって見ています

It's a mystery, it's magic, it's divinity.

ミステリーであり 魔法であり 神を思わせます

Then you start to take a look at adult life.

成長した体に目を向けましょう

Take a look at this little tuft of capillaries.

毛細血管の小さな房

It's just a tiny sub-substructure, microscopic.

小さな顕微鏡的下部構造です

But basically by the time you're nine months and you're given birth,

９ヶ月で産み落とされる時には

you have almost 60,000 miles of vessels inside your body.

体の中に６万マイル近くの

血管ができていますが

And only one mile is visible.

見えているのはそのうちの１マイルだけ

59,999 miles

あとの59,999マイルは

that are basically bringing nutrients and taking waste away.

栄養を運び 老廃物を運び出しています

The complexity of building that within a single system

このようなシステムを作り出す複雑さは

is, again, beyond any comprehension or any existing mathematics today.

どのような理解も

既知の数学さえ越えています

And then instructions set,

脳から体の様々な部分へと

from the brain to every other part of the body --

送られる命令の体系･･･

この折り畳みの複雑さを見てください

look at the complexity of the folding.

Where does this intelligence

皺によってより多くの情報を

of knowing that a fold can actually hold more information,

保持できるという知恵は どこからくるのか

赤ちゃんの脳の成長を見るといいです

so as you actually watch the baby's brain grow.

And this is one of the things we're doing.

これは実際 今私たちがしていることです

We're launching two new studies

生まれた瞬間から赤ちゃんの脳を

of scanning babies' brains from the moment they're born.

スキャンする新しい研究を立ち上げています

Every six months until they're six years old,

６歳になるまで６ヶ月ごとに行い

we're going to be doing about 250 children,

250人ほどを対象にすることになるでしょう

watching exactly how the gyri and the sulci of the brains fold

脳回と溝がどう織り込まれ

to see how this magnificent development

この発達が記憶や人間という驚異に

どうつながるのかを見たいと思っています

actually turns into memories and the marvel that is us.

And it's not just our own existence,

自分自身の存在だけではありません

but how does the woman's body understand

女性の体は遺伝子構造を

どう理解しているのか 自分の体を作るだけでなく

to have genetic structure that not only builds her own,

それはまた 自らを

but then has the understanding

that allows her to become

歩く免疫学的心血管システム

a walking immunological, cardiovascular system

移動可能な子育てシステムへと

that basically is a mobile system

作り上げる知恵を

that can actually nurture,

持ち合わせているという驚異

treat this child with a kind of marvel

that is beyond, again, our comprehension --

これもまた我々の理解を超えているものであり

我々という存在がもつ魔法です

the magic that is existence, that is us?

どうもありがとうございました

Thank you.

(Applause)

(拍手)