David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals

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TED


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00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast
0
0
7000
번역: K Bang 검토: Surie Lee
00:15
So raise your hand if you know someone
1
15890
3228
그럼 여러분 가족이나 친구중
00:19
in your immediate family or circle of friends
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19118
2647
정신 질환으로 고통받는 사람을 아시는 분들은
00:21
who suffers from some form of mental illness.
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21765
3488
손을 들어 보시겠습니까?
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
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25253
2784
예, 생각대로네요, 놀랍지 않습니다.
00:28
And raise your hand if you think that
5
28037
2295
그리고 여러분 중 초파리에 대한 기본적인 연구가
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
6
30332
2825
인간 정신 질환의 이해를 위한 연구와 어떤 관계가 있을거라고
00:33
with understanding mental illness in humans.
7
33157
4462
생각되시는 분들은 손을 들어 보세요.
00:37
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
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37619
2793
예 역시, 놀랍지 않은 결과네요.
00:40
I can see I've got my work cut out for me here.
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40412
3320
제가 적합한 연구를 하고 있다는 걸 알 수 있군요.
00:43
As we heard from Dr. Insel this morning,
10
43732
2588
인셀 박사가 아침에 이야기하셨듯이,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
11
46320
4213
자폐증, 우울증, 정신 분열증 같은 정신 질환으로
00:50
take a terrible toll on human suffering.
12
50533
2875
많은 인류가 고통받고 있습니다.
00:53
We know much less about their treatment
13
53408
3213
우리는 이런 정신 질환의 기본적인 매커니즘에 대해서는
00:56
and the understanding of their basic mechanisms
14
56621
2606
신체와 관련된 질병보다
00:59
than we do about diseases of the body.
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59227
2619
잘 알지 못합니다.
01:01
Think about it: In 2013,
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61846
2643
새 천년을 맞은지 십년도 더 지난
01:04
the second decade of the millennium,
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64489
1955
2013년 현재
01:06
if you're concerned about a cancer diagnosis
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66444
2365
우리는 암 검진을 받아야겠다고 생각하면
01:08
and you go to your doctor, you get bone scans,
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68809
2519
의사에게 가서 골수 검사를 받거나,
01:11
biopsies and blood tests.
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71328
2928
조직 검사를 받거나 혈액 검사를 받으면 됩니다.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
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74256
3865
같은 2013년이지만 우울증에 대해 걱정이 되어
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
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78121
1963
의사에게 가면, 무슨 검사를 받지요 ?
01:20
A questionnaire.
23
80084
1987
질문서입니다.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
24
82071
2429
이렇게 된 부분적인 이유는
01:24
an oversimplified and increasingly outmoded view
25
84500
3823
우리가 정신 질환의 생리적 기초에 대해 너무 단순화되고
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
26
88323
3887
뒤떨어진 생각을 갖고 있기 때문입니다.
01:32
We tend to view them --
27
92210
1243
우리는 이런 정신 질환의 원인을
01:33
and the popular press aids and abets this view --
28
93453
2845
인기있는 기사에서 말하듯이
01:36
as chemical imbalances in the brain,
29
96298
3016
두뇌가 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린 등의 화학 물질로
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
30
99314
3684
가득 채워진 것으로 보고,
01:42
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
31
102998
4200
이들 화학 물질 불균형 때문이라고 생각하곤 합니다.
01:47
This view is conditioned by the fact
32
107198
2327
이런 시각은 사실 정신 질환을 다루기 위해
01:49
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
33
109525
3406
프로작같은 약들이 전반적인 뇌화학 구조를
01:52
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
34
112931
4671
바꾼다는 사실에 기초하고 있습니다.
01:57
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
35
117602
3976
마치 정말 뇌가 화학 물질로 가득 차 있는 것처럼 다루는 것이죠.
02:01
But that can't be the answer,
36
121578
1901
그러나 이것은 답이 아닙니다.
02:03
because these drugs actually don't work all that well.
37
123479
3237
이런 약품으로는 실질적으로 치료가 되지 않기 때문입니다.
02:06
A lot of people won't take them, or stop taking them,
38
126716
3176
많은 사람들이 이 약을 복용하지 않거나 중단하는데
02:09
because of their unpleasant side effects.
39
129892
2657
불쾌한 부작용이 많기 때문입니다.
02:12
These drugs have so many side effects
40
132549
2060
이 약품들은 매우 다양한 부작용이 있습니다.
02:14
because using them to treat a complex psychiatric disorder
41
134609
3956
왜냐하면 복잡한 정신 질환의 치유를 위해 약을 복용하는 것은
02:18
is a bit like trying to change your engine oil
42
138565
2689
마치 자동차 엔진 오일을 바꾸기 위해
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
43
141254
4113
엔진 오일을 엔진 전체에 퍼붓는 것과 같기 때문입니다.
02:25
Some of it will dribble into the right place,
44
145367
2150
일부는 우연히 맞아들어 약효를 볼 수도 있겠지만
02:27
but a lot of it will do more harm than good.
45
147517
3101
대부분은 나쁜 영향을 줍니다.
02:30
Now, an emerging view
46
150618
2238
이미 인셀 박사로부터 아침에 들으셨겠지만
02:32
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
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152856
2950
요즘 대두되는 의견은
02:35
is that psychiatric disorders are actually
48
155806
2570
정신 질환은 실질적으로
02:38
disturbances of neural circuits that mediate
49
158376
3474
감정, 기분이나 영향을 조정하는
02:41
emotion, mood and affect.
50
161850
3519
뇌신경 회로 계통의 문제로 보고 있습니다.
02:45
When we think about cognition,
51
165369
1762
우리가 인식에 대해 생각해 볼 때
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
52
167131
3576
보통 뇌를 컴퓨터와 같다고 생각합니다. 문제 없지요.
02:50
Well it turns out that the computer analogy
53
170707
2581
컴퓨터에 비유하는 것이
02:53
is just as valid for emotion.
54
173288
2383
감정에는 유효한 것으로 밝혀졌습니다.
02:55
It's just that we don't tend to think about it that way.
55
175671
2786
단지 그런 방식으로 생각하지 않는다는 것뿐 입니다.
02:58
But we know much less about the circuit basis
56
178457
3283
그러나 회로의 관점으로는
03:01
of psychiatric disorders
57
181740
1899
정신 질환에 대해 잘 모릅니다.
03:03
because of the overwhelming dominance
58
183639
2070
그것은 화학 물질의 불균형이 원인이라는
03:05
of this chemical imbalance hypothesis.
59
185709
3352
가정이 주류를 이루기 때문입니다.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
60
189061
3827
자, 정신 질환에 화학 물질은
03:12
in psychiatric disorders.
61
192888
1537
중요하지 않습니다.
03:14
It's just that they don't bathe the brain like soup.
62
194425
3972
뇌에 화학 물질이 스프처럼 고여있는게 아닙니다.
03:18
Rather, they're released in very specific locations
63
198397
3649
그보다 화학 물질은 뇌 신경 체계의 특정 부위에서 분비되어
03:22
and they act on specific synapses
64
202046
2725
특정한 시냅스에 작용하고
03:24
to change the flow of information in the brain.
65
204771
3688
뇌에서 정보의 흐름을 변화시킵니다.
03:28
So if we ever really want to understand
66
208459
2437
따라서 우리가 정신 질환의 생리적 원인을
03:30
the biological basis of psychiatric disorders,
67
210896
2705
정확하게 이해하려면
03:33
we need to pinpoint these locations in the brain
68
213601
3032
이 화학 물질들이 뇌의 어느 부위에 분비되어
03:36
where these chemicals act.
69
216633
1734
작동하는지 정확히 알아야 합니다.
03:38
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
70
218367
3479
이렇게 하지 않으면 계속해서 정신의 엔진인 우리의 뇌에
03:41
and suffering the consequences.
71
221846
2957
오일을 붓고그 부작용을 겪어야만 할 겁니다.
03:44
Now to begin to overcome our ignorance
72
224803
3059
뇌전달 회로의 화학 물질에 대한 무지를
03:47
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
73
227862
3534
극복하기 위한 시작으로
03:51
it's helpful to work on what we biologists call
74
231396
2680
우리 생물학자들이 부르는
03:54
"model organisms,"
75
234076
1579
"유기체 모델"로 실험하는 것이 유용합니다.
03:55
animals like fruit flies and laboratory mice,
76
235655
3334
초파리나 실험용 쥐 같은 동물들이죠.
03:58
in which we can apply powerful genetic techniques
77
238989
3425
이런 모델에 강력한 유전자 기술을 적용하여
04:02
to molecularly identify and pinpoint
78
242414
3625
분자학적으로 특정 신경 세포를 정확히
04:06
specific classes of neurons,
79
246039
1563
찾아낼 수 있습니다.
04:07
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
80
247602
2903
아침에 앨런 존스의 강연에서 들으셨듯이 말이죠.
04:10
Moreover, once we can do that,
81
250505
2461
더욱이 이걸 할 수만 있게 된다면,
04:12
we can actually activate specific neurons
82
252966
2749
우리는 실제로 특정 신경세포를 활성화시키거나,
04:15
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
83
255715
4211
또는 없애버리거나 억제할 수 있게 됩니다.
04:19
So if we inhibit a particular type of neuron,
84
259926
2714
만약 우리가 특정 신경세포를 억제하고,
04:22
and we find that a behavior is blocked,
85
262640
2465
어떤 행동이 제어된다면
04:25
we can conclude that those neurons
86
265105
2214
그 신경세포가 그러한 행동에
04:27
are necessary for that behavior.
87
267319
2964
작용한다는 것을 알 수 있습니다.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
88
270283
2382
다른 각도로 얘기하자면, 신경세포 그룹을 활성화 시긴 다음,
04:32
and we find that that produces the behavior,
89
272665
2814
특정 행동들을 생성할 수 있으면
04:35
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
90
275479
4074
이런 신경세포들이 행동을 촉발한다고 결론 지을 수 있습니다.
04:39
So in this way, by doing this kind of test,
91
279553
3009
이런 방법, 이런 테스트를 통해
04:42
we can draw cause and effect relationships
92
282562
3523
특정 뇌회로의 거동사이의
04:46
between the activity of specific neurons
93
286085
2356
인과관계,
04:48
in particular circuits and particular behaviors,
94
288441
2913
특히, 회로와 특정 행동간의 인과 관계를 파악할 수 있게 됩니다.
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
95
291354
2437
물론 이것을 인간에게 지금 당장 실험하기는
04:53
to do right now in humans.
96
293791
5051
매우 어려운 것입니다.
04:58
But can an organism like a fruit fly, which is --
97
298842
2837
그렇지만 실험 모델 개체로 매우 훌륭한,
05:01
it's a great model organism
98
301679
2200
초파리와 같은 실험체로는 가능합니다.
05:03
because it's got a small brain,
99
303879
2538
왜냐하면 초파리는 뇌는 작지만
05:06
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
100
306417
3787
복잡하고 미묘한 행동을 할 수 있으며,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
101
310204
3150
키우기도 쉽고, 저렴하기 때문입니다.
05:13
But can an organism like this
102
313354
1795
이런 개체로
05:15
teach us anything about emotion-like states?
103
315149
3843
우리의 감정 상태 같은 것을 알아 볼 수 있을까요 ?
05:18
Do these organisms even have emotion-like states,
104
318992
3300
이런 개체들이 도대체 감정이라는 건 있는 건지,
05:22
or are they just little digital robots?
105
322292
3363
아니면 초소형 디지털 로봇 같은 것인지 ?
05:25
Charles Darwin believed that insects have emotion
106
325655
3200
찰스 다윈은 곤충들이 감정이 있다고 믿었는데,
05:28
and express them in their behaviors, as he wrote
107
328855
2550
행동에서 그런 걸 표현한다고, 1872년 저술한
05:31
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
108
331405
5193
'인간과 동물의 감정 표현'이라는 논문에서 언급했습니다.
05:36
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
109
336598
3519
저와 이름이 비슷한 세이모어 밴져도 그렇게 믿었습니다.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
110
340117
3414
세이모어는 이곳 칼텍에서 60년대부터 초파리를
05:43
here at CalTech in the '60s as a model organism
111
343531
3523
실험 개체로 도입했던 인물 입니다.
05:47
to study the connection between genes and behavior.
112
347054
3597
유전자와 행동의 연결성을 연구하기 위해서였죠.
05:50
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
113
350651
3607
세이마르가 80년대에 저를 칼텍으로 데려왔습니다.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
114
354258
4434
그가 바로 저의 스승이며 랍비였습니다.
05:58
and Seymour taught me both to love flies
115
358692
2388
그는 저에게 초파리를 사랑하고
06:01
and also to play with science.
116
361080
3049
과학을 즐기도록 가르쳐 주셨죠.
06:04
So how do we ask this question?
117
364129
3116
그럼 어떻게 이런 질문을 할 수 있을까요 ?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
118
367245
4060
파리가 감정 상태를 가졌다고 믿는다면,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
119
371305
3163
이게 사실일지 아닐지 어떻게 알 수 있을까요 ?
06:14
Now, in humans we often infer emotional states,
120
374468
3950
사람은 겉으로 표현되는 표정을 보고
06:18
as you'll hear later today, from facial expressions.
121
378418
3905
감정 상태를 종종 추정합니다.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
122
382323
3720
그렇지만 초파리는 이게 좀 어렵죠.
06:26
(Laughter)
123
386043
3313
(웃음)
06:29
It's kind of like landing on Mars
124
389356
3137
이건 화성에 착륙했을 때
06:32
and looking out the window of your spaceship
125
392493
2705
우주선 밖을 보니
06:35
at all the little green men who are surrounding it
126
395198
2470
초록색 사람들에 둘러싸여 있을 때
06:37
and trying to figure out, "How do I find out
127
397668
2406
"이들이 감정이 있는지 없는지 어떻게 알지?"라고
06:40
if they have emotions or not?"
128
400074
2355
생각하는 것과 같습니다.
06:42
What can we do? It's not so easy.
129
402429
3543
우리가 뭘 할 수 있을까요? 쉽지는 않죠.
06:45
Well, one of the ways that we can start
130
405972
2185
글쎄요, 우리가 시작할 수 있는 방법은
06:48
is to try to come up with some general characteristics
131
408157
4125
감정 상태의 일반적인
06:52
or properties of emotion-like states
132
412282
3748
특징이나 상태에 대해
06:56
such as arousal, and see if we can identify
133
416030
3464
특히 흥분상 태 같은 것들을
06:59
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
134
419494
5376
초파리에게서 찾을 수 있으면 될 것 같습니다.
07:04
So three important ones that I can think of
135
424870
2820
그래서 제가 생각할 수있는 중요한 3가지는
07:07
are persistence, gradations in intensity, and valence.
136
427690
4672
항상성, 밀도의 단계적 차이, 그리고 유의성 등 입니다.
07:12
Persistence means long-lasting.
137
432362
2334
항상성은 오래 견디는 것을 의미합니다.
07:14
We all know that the stimulus that triggers an emotion
138
434696
3961
우리는 감정의 자극을 받으면
07:18
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
139
438657
5016
자극이 없어져도 그로 인한 감정은 오래 간다는건 알죠.
07:23
Gradations of intensity means what it sounds like.
140
443673
3090
밀도의 단계적 차이는 그게 어떻게 들리는가와 같습니다.
07:26
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
141
446763
4583
감정의 강도를 올리거나 내리거나 할 수 있는거죠.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
142
451346
2600
여러분들의 좀 기분이 안좋으면 입술이 쳐지고
07:33
turn down and you sniffle,
143
453946
1687
훌쩍거리지요.
07:35
and if you're very unhappy, tears pour down your face
144
455633
3138
매우 기분이 안좋으면 눈물이 흘러 내리고
07:38
and you might sob.
145
458771
1832
울음을 터트립니다.
07:40
Valence means good or bad, positive or negative.
146
460603
4379
유의성은 나쁘거나 좋거나 또는 긍정적이거나 부정적인 것을 의미 합니다.
07:44
So we decided to see if flies could be provoked into showing
147
464982
4452
그래서 초파리에게 말벌들이 피크닉 테이불
07:49
the kind of behavior that you see
148
469434
2451
햄버거에 달려들고
07:51
by the proverbial wasp at the picnic table,
149
471885
2810
여러분들은 그것을 쫓아내려고 계속해서
07:54
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
150
474695
2685
노력해도 다시 돌아오는,
07:57
the more vigorously you try to swat it away,
151
477380
2529
그래서 여러분들을 짜증나게 하는
07:59
and it seems to keep getting irritated.
152
479909
2284
행동을 만들어 내기로 했었습니다.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
153
482193
3647
그래서 "퍼프-오-매트"라는 장치를 만들었는데
08:05
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
154
485840
4345
이 장치는 실험실의 플라스틱 튜브에 있는
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
155
490185
2776
초파리에게 공기를 불어
08:12
and blow them away.
156
492961
1725
날려 보내는 장치 입니다.
08:14
And what we found is that if we gave these flies
157
494686
3239
이 파리들이 연속적으로 여러차례
08:17
in the puff-o-mat several puffs in a row,
158
497925
2848
퍼프-오-매트에서 공기를 맞으면
08:20
they became somewhat hyperactive
159
500773
2689
점점 항진적인 활동을 보여
08:23
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
160
503462
4435
공기가 멈춰도 계속해서 어느 정도 날아다니다가
08:27
and took a while to calm down.
161
507897
2864
멈추는 것을 발견했습니다.
08:30
So we quantified this behavior
162
510761
2189
그래서 이런 행동들을 정량화했는데
08:32
using custom locomotor tracking software
163
512950
3012
이 학교의 전기공학부에 근무하고 있는
08:35
developed with my collaborator Pietro Perona,
164
515962
2800
제 동료 피에트로 페로나와 함께 개발한
08:38
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
165
518762
3612
이동 추적 소프트웨어를 사용했습니다.
08:42
And what this quantification showed us is that,
166
522374
2814
이 정량화된
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
167
525188
3224
일련의 공기 분사의 결과를 보면
08:48
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
168
528412
4314
초파리들이 활동이 항진되는 것을 보여주는데
08:52
which is persistent, long-lasting,
169
532726
2598
이것들은 항상성이 있고, 지속되며
08:55
and also appears to be graded.
170
535324
2504
측정이 가능한 것처럼 보였습니다.
08:57
More puffs, or more intense puffs,
171
537828
2859
좀더 많고 집중적으로 공기를 분사하면
09:00
make the state last for a longer period of time.
172
540687
3913
이런 긴장 상태가 오래 지속되었습니다.
09:04
So now we wanted to try to understand something
173
544600
2036
그래서 우리는 이런 긴장 상태를 지속시키는 무언가를
09:06
about what controls the duration of this state.
174
546636
3714
찾아내기로 마음 먹었습니다.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
175
550350
2851
그래서 우리는 이 퍼프-오-매트와
09:13
and our automated tracking software
176
553201
2055
자동 추적 소프트웨어를 이용하여
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
177
555256
3782
수백 마리의 유전자 변형 초파리의 움직임을 파악하여
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
178
559038
5079
이 공기 분사에 이상 반응을 보이는 것들을 발견하려 했습니다.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
179
564117
2347
이것은 초파리를 실험체로 사용하는 아주 좋은 예이지요.
09:26
There are repositories where you can just pick up the phone
180
566464
2793
전화 한 통으로 유전자가 변형된 여러 종류의
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
181
569257
3641
초파리를 주문하고
09:32
and screen them in your assay and then find out
182
572898
2172
이것들을 이용하여 실험하여 어느 유전자 변형이
09:35
what gene is affected in the mutation.
183
575070
3319
이런 영향을 주었는지 실험할 수 있는 저장소는 많습니다.
09:38
So doing the screen, we discovered one mutant
184
578389
3512
이 실험 결과 우리는
09:41
that took much longer than normal to calm down
185
581901
3474
한 유전자 변이가 정상보다 오랜 기간이 걸려
09:45
after the air puffs,
186
585375
2277
진정되는 것을 발견했는데,
09:47
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
187
587652
3950
우리가 발견한 유전자 변형체는
09:51
it turned out to encode a dopamine receptor.
188
591602
3605
도파민 수용을 담당하는 유전자 코드에 의한 것이었습니다.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
189
595207
3011
맞습니다. 초파리들도 인간과 같이
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
190
598218
2772
도파민이 있고, 또 이게 뇌에 작용하고 있고
10:00
through the same dopamine receptor molecules
191
600990
2550
여러분들과 제가 갖고 있는 동일한 도파민 수용체를 통해
10:03
that you and I have.
192
603540
2389
동일하게 작용합니다.
10:05
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
193
605929
3486
도파민은 뇌의 여러 부분에 중요하게 작용하는데
10:09
including in attention, arousal, reward,
194
609415
3113
특히 주의력, 분노 또는 보상 심리에 작용하며
10:12
and disorders of the dopamine system have been linked
195
612528
3413
특히 약물 남용, 파킨스병, 주의력 결핍증 등의 정신 질환을 포함한
10:15
to a number of mental disorders including drug abuse,
196
615941
3100
여러가지 도파민 시스템 장애와
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
197
619041
4234
연관성이 있습니다.
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
198
623275
2790
유전 공학에서는 이건 좀 직관과는 반대의 경우인데,
10:26
We tend to infer the normal function of something
199
626065
3260
우리는 일반적 기능들을 우리가 그걸 없앴을 때
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
200
629325
3710
발생하지 않는 것을 관찰하는 방법으로 알아보는 경향이 있습니다.
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
201
633035
3003
반대로, 없앴을 때 관찰할 수 있도록 하는게 아니라 말이죠.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
202
636038
3013
그래서 우리가 도파민 수용체를 없앴을 때
10:39
and the flies take longer to calm down,
203
639051
2557
초파리가 진정하는데 오래 걸리면
10:41
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
204
641608
3846
도파민 수용체와 초파리가 진정되는 것이
10:45
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
205
645454
4485
원인과 결과라고 해석할 수 있지요.
10:49
And that's a bit reminiscent of ADHD,
206
649939
2950
이건 주의력 장애를 연상시키는데요.
10:52
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
207
652889
3975
주의력 결핍은 인간의 도파민 장애와 연관이 있습니다.
10:56
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
208
656864
4606
사실 우리가 초파리에게 DEA에서 인증된
11:01
by feeding them cocaine
209
661470
1710
마약을 이용하여 초파리들의 도파민 레벨을
11:03
after getting the appropriate DEA license
210
663180
2972
올리게 되면
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
211
666152
4000
세상에나! (웃음)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
212
670152
3172
우리는 사실 마약을 먹은 초파리가
11:13
calm down faster than normal flies do,
213
673324
3042
일반적인 초파리보다 빨리 진정되는 것을 발견했고
11:16
and that's also reminiscent of ADHD,
214
676366
3199
주의력 장애에 사용되는
11:19
which is often treated with drugs like Ritalin
215
679565
2045
마약 성분과 비슷한 리탈린 같은 약품도
11:21
that act similarly to cocaine.
216
681610
3019
마찬가지라는 것을 알게 되었습니다.
11:24
So slowly I began to realize that what started out
217
684629
3149
그래서 점진적으로 저는 인간의 정신 질환과
11:27
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
218
687778
3649
초파리들을 화나게 하는
11:31
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
219
691427
3976
행동간의 연관성에 대해 깨닫기 시작했습니다.
11:35
Now, how far does this analogy go?
220
695403
2226
이 연구가 얼마나 진행되었을까요?
11:37
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
221
697629
3122
여러분들이 아시다시피 주의력 결핍 장애를 가진 사람들은
11:40
also have learning disabilities.
222
700751
2337
학습 능력에 문제가 있습니다.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
223
703088
3566
이게 도파민 수용체가 변이된 초파리에게도 적용될까요 ?
11:46
Remarkably, the answer is yes.
224
706654
2720
놀랍게도 답은 "예" 입니다.
11:49
As Seymour showed back in the 1970s,
225
709374
2628
세이모어가 1970년대에 보여주었듯이
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
226
712002
2451
노래하는 새들과 마찬가지로
11:54
are capable of learning.
227
714453
1733
초파리도 학습 능력이 있습니다.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
228
716186
4443
여기 파란색으로, 냄새와 전기 충격을 함께 주면
12:00
if you pair that odor with a shock.
229
720629
2388
파리가 이 냄새를 피하도록 학습시킬 수 있습니다.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
230
723017
3384
그리고 이 훈련된 초파리들에게
12:06
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
231
726401
3154
충격기가 붙은 관과 다른 관의 냄새를 선택하게 하면
12:09
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
232
729555
4200
초파리는 충격기가 있는 파란색관을 피합니다.
12:13
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
233
733755
3502
그렇지만 도파민 수용체 변형 초파리들은
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
234
737257
2465
학습하지 않습니다. 그들은 학습 능력이 없습니다.
12:19
They flunk out of CalTech.
235
739722
3811
그들은 칼텍연구소에 실패를 안겼지요.
12:23
So that means that these flies have two abnormalities,
236
743533
4748
이것은 이 파리들이 두 가지 비정상적인 것
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
237
748281
3050
또는 유전학적 용어로 유전자 형질을 가졌는데
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
238
751331
5512
ADHD에서 찾아볼 수 있는 과잉 행동이나 학습 장애입니다.
12:36
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
239
756843
4363
이 두 가지 유전 형질의 인과 관계는 있는 것일까요 ?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
240
761206
3913
주의력 장애는 과잉 행동이 학습 장애를 만든다고
12:45
causes the learning disability.
241
765119
1906
종종 가정합니다.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
242
767025
3719
아이들이 오랫동안 집중을 못하니 학습을 못하죠.
12:50
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
243
770744
3296
그러나 학습 장애가 동일하게 과잉 행동의
12:54
that cause the hyperactivity.
244
774040
1872
원인이기도 합니다.
12:55
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
245
775912
4470
학습 못하는 아이들은 관심을 끌 다른 것을 찾기 때문이죠.
13:00
And a final possibility is that there's no relationship at all
246
780382
3057
마지막 가능성은 이 두가지에 연관성이 전혀 없다는 겁니다.
13:03
between learning disabilities and hyperactivity,
247
783439
2404
학습 장애와 과잉 행동간에요.
13:05
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
248
785843
4915
그러나 이 두가지가 주의력 장애에서 발견되는 공통적 특징입니다.
13:10
Now people have been wondering about this for a long time
249
790758
2342
사람들은 이에 대해 오랜동안 생각해 왔는데,
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
250
793100
3488
우리는 파리로 이것을 실제로 실험했습니다.
13:16
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
251
796588
3084
유전 공학을 이용하여 초파리의 인식을 심도있게 파악하여
13:19
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
252
799672
4266
유전자를 사용하는 회로을 발견하기 시작한 것이죠.
13:23
We take our dopamine receptor mutant flies
253
803938
2462
우리는 도파민 수용체 변형 초파리를 이용하여
13:26
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
254
806400
4564
유전 공학적으로 도파민 수용체를 복구하거나 치료했는데
13:30
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
255
810964
3235
도파민 수용체를 복제하여 다시 주입시키는 방법을
13:34
back into the fly brain.
256
814199
2051
사용했습니다.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
257
816250
3835
그러나 파리마다 일정 부분의 뉴런만 복구하여
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
258
820085
3714
어느 단계로 학습하고 행동하는지
13:43
for their ability to learn and for hyperactivity.
259
823799
3668
테스트했습니다.
13:47
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
260
827467
4818
놀랍게도 이 두가지 비정상을 완전히 분리하는데 성공했습니다.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
261
832285
2663
도파민 수용체 복제체를 중앙 복합체라 부르는
13:54
in this elliptical structure called the central complex,
262
834948
2961
타원형 구조에 다시 완전히 복구하면
13:57
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
263
837909
4077
초파리가 과잉 행동은 하지 않지만 여전히 학습은 못합니다.
14:01
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
264
841986
2726
반대로 구름체라 부르는 다른 지점으로
14:04
called the mushroom body,
265
844712
1518
도파민 수용체를 복구하면
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
266
846230
3085
학습 능력은 복구되고 잘 학습하지만
14:09
but they're still hyperactive.
267
849315
1830
그들은 여전히 과잉 행동을 합니다.
14:11
What that tells us is that dopamine
268
851145
2250
이것으로 도파민은 파리의 뇌에
14:13
is not bathing the brain of these flies like soup.
269
853395
3392
스프처럼 있는 것이 아니라고 알게 되었습니다.
14:16
Rather, it's acting to control two different functions
270
856787
3162
그보다는 도파민은 두가지 기능을
14:19
on two different circuits,
271
859949
1634
두가지 다른 회로에서 제어한다는 겁니다.
14:21
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
272
861583
3904
도파민 수용체 변형 파리들에게 잘못되었던 원인은
14:25
is that the same receptor is controlling two different functions
273
865487
4175
같은 수용체가 두 가지 다른 뇌의 지점에 있는
14:29
in two different regions of the brain.
274
869662
2863
기능을 제어하기 때문에 발생했습니다.
14:32
Whether the same thing is true in ADHD in humans
275
872525
3062
주의력 장애인 인간에게도
14:35
we don't know, but these kinds of results
276
875587
2376
아직은 모르지만 이런 결과로 볼 때
14:37
should at least cause us to consider that possibility.
277
877963
3477
적어도 같은 가능성을 생각해 볼 수 있습니다.
14:41
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
278
881440
3973
그래서 이 연구 결과에 의해 저와 동료들은 어느 때보다도
14:45
that the brain is not a bag of chemical soup,
279
885413
3412
뇌는 화학물질 스프로 가득찬 덩어리가 아니고
14:48
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
280
888825
3527
이 스프의 맛만 다르게 하는 치료는 맞지 않다는 것을
14:52
just by changing the flavor of the soup.
281
892352
2711
확신하게 되었습니다.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
282
895063
4217
우리의 독창성과 과학 지식을 통해
14:59
to try to design a new generation of treatments
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899280
2708
새로운 세대의 치료법을 만들어야 합니다.
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that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
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901988
4288
즉 정신 질환을 일으키는 특정 뉴런과 뇌 영역에 대해
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that are affected in particular psychiatric disorders.
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906276
3338
치료하는 방법을 만드는 겁니다.
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If we can do that, we may be able to cure these disorders
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3200
이렇게 된다면,
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without the unpleasant side effects,
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정신의 엔진에 오일을 퍼부어 생기는
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putting the oil back in our mental engines,
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불쾌한 부작용없이
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just where it's needed. Thank you very much.
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정신 질환을 치료하게 될 겁니다. 대단히 감사합니다.
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