How you can make a fruit fly eat veggies | DIY Neuroscience, a TED series

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TED


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Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta
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번역: Na-kyeong Kim 검토: Jihyeon J. Kim
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Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents,
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그레그 게이지: 아이들에게 채소를 먹이는 것은
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getting their kids to eat their vegetables.
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모든 부모의 오랜 과제입니다.
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But getting them to eat cookies or ice cream
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쿠키나 아이스크림을 먹이는 게
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is relatively easy,
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더 쉽죠.
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and that's because our brains prefer sweetness.
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이는 우리 뇌가 단맛을 선호하기 때문입니다.
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Now, there's a new technology called optogenetics
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그러나 이제는 광유전학이라는 새로운 과학 기술로
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which may be able to trick our taste buds,
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우리 미뢰를 속일 수 있을지도 모릅니다.
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for instance preferring vegetables over sweets.
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사탕보다 채소를 더 좋아하게 만드는 거죠.
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We're going to try this today using fruit flies.
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저희가 오늘 초파리로 한번 실험해보겠습니다.
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[DIY Neuroscience]
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[DIY 신경 과학]
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The reason why we experiment with fruit flies
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초파리로 실험을 하는 이유는
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is they have a small enough nervous system
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초파리는 충분히 작은 신경계를 갖춰
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that gives us a fighting chance to really understand what's going on.
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신경계 작용을 잘 이해하게 해줄 수도 있기 때문입니다.
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And believe it or not, their taste buds are very similar to ours.
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믿기 힘들겠지만, 초파리의 미뢰는 인간과 상당히 유사합니다.
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But before we try to manipulate their taste preferences,
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그러나 초파리의 입맛을 바꿔놓기 전에
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we need to establish: What is the baseline of the fruit fly?
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확실히 해야 할 게 있습니다. 초파리는 무엇을 먹을까요?
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What does it prefer?
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어떤 음식을 더 좋아할까요?
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We call this a control experiment.
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대조 실험으로 알 수 있습니다.
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Spencer's been hard at work doing this.
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스펜서가 열심히 하고 있네요.
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OK, Spencer, let's do our first experiment.
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좋아 스펜서, 첫 번째 실험을 해보자.
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We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli.
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초파리가 바나나와 브로콜리 중 무엇을 더 선호하는지 실험해보죠.
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So what do we need?
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그럼 실험에는 뭐가 필요하죠?
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Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies.
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스펜서 브라운: 파리 패드가 있어야 해요. 말하자면 파리용 아이패드죠.
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It measures the touch.
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초파리가 닿는 걸 감지해요.
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GG: You put a fly in each chamber?
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한 공간에 한 마리씩 넣는 건가요?
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SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli
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네 안에 바나나와 브로콜리를 넣고
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to see which one they prefer.
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어떤 쪽을 더 좋아하는지 볼 거예요.
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GG: In order to count how many times
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몇 번이나 초파리가
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the fruit fly eats a banana versus the broccoli,
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브로콜리 말고 바나나를 먹는지 세어보기 위해서
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these chambers have been outfitted with a small electrode
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공간마다 작은 전극을 연결해
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that sends data to a computer.
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컴퓨터에 데이터를 보냈습니다.
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And so what were your findings on banana versus broccoli?
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바나나 대 브로콜리 실험 결과는 어땠나요?
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SB: I found that the flies visited banana the most.
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초파리는 대부분 바나나를 먹었어요.
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GG: Both were there, but like most kids,
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대부분의 아이처럼 두 가지 음식이 있을 때
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they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
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브로콜리를 안 먹고 더 단 음식을 먹는 거군요.
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GG: Now a quick background on how taste works.
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그럼 맛을 느끼는 원리를 간단히 말씀드리죠.
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Taste buds are made up of specialized neurons
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미뢰는 미각 수용체라고 하는
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called taste receptors.
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특별한 신경 세포들로 구성되어 있습니다.
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When we eat something that triggers a particular taste,
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무언가를 먹으면 그 맛 신경세포가
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those taste neurons will fire a signal to the brain.
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특정한 맛이라는 신호를 뇌에 전달하죠.
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This allows our brain to know what's sweet and what's bitter.
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그러면 우리 뇌는 무엇이 달고 쓴지 알게 됩니다.
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So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire.
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초파리가 바나나를 먹으면 단맛 신경세포가 활성화 되죠.
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But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet.
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그러나 브로콜리를 먹을 때는 활성화되지 않습니다.
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But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire
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하지만 저희가 초파리가 브로콜리를 먹을 때마다
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every time the fruit fly eats broccoli?
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단맛 신경세포를 활성화시키면 어떨까요?
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We may be able to get the fruit fly
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초파리가 바나나만큼
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to like broccoli as much as banana.
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브로콜리를 좋아하게 만들 수 있겠죠.
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Enter optogenetics.
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광유전학의 세계로 들어가봅시다.
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This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm,
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이는 신경 과학계를 사로잡은 혁신적인 새로운 기술입니다.
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and in this case, "opto" means light
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이 때 광은 빛을 뜻하고
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and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified
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유전학은 초파리에게 특별한 유전자를 심어
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to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light.
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특정한 신경 세포들이 빛에 반응하게 바꾸는 겁니다.
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In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.
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저희는 특별한 유전자를 단맛 수용체에 삽입했습니다.
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Now here's the fun part.
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여기부터가 진짜 흥미롭습니다.
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Optogenetics means that we can control these special neurons
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광유전학은 이 특별한 신경 세포들을 조절해서
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whenever they're exposed to a bright-colored light,
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이들이 밝은 빛을 받을 때마다
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causing them to send messages to the brain.
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신경 세포들이 뇌에 메시지를 보내게 만듭니다.
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In this experiment, we're going to have these modified fruit flies
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이 실험에서 저희는 번형된 초파리들을
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choose between banana and broccoli again,
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다시 한번 바나나와 브로콜리 중 하나를 선택하게 할 겁니다.
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only this time, every time the fruit fly eats the broccoli,
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이번에는 초파리가 브로콜리를 먹을 때마다
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we're going to trigger a big bright red light.
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밝은 빨간 빛을 비출 겁니다.
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And when the channels see that red light, they're going to open up,
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빨간 빛이 비추면 이온 통로가 열리고
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and they're going to cause that neuron to fire,
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신경 세포를 활성화시켜
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and the sweet taste message will be sent to the brain.
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뇌에 단맛 메시지를 보내는 거죠.
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How do you get them out?
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초파리는 어떻게 꺼내나요?
02:51
SB: So we're going to be using a mouth aspirator,
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구강 흡입기를 이용할 거예요.
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so it's just two straws put together.
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그냥 빨대 두개 합친 거죠.
02:55
GG: So it's a fancy name for a straw.
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빨대를 있어보이게 부르는 거네요.
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SB: Basically.
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그렇죠.
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GG: So you're going to suck those out.
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초파리를 빨아 내는 거군요.
03:01
Have you ever sucked up a fly before?
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파리 삼켜 본 적도 있어요?
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SB: Once or twice.
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한 두번 있어요.
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GG: There we go. You got all four.
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됐네요, 네 마리 다 나왔어요.
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OK, perfect.
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좋아요.
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So you're going to turn on your OptoStimmers here.
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옵토스티머를 켜고요.
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You're going to park the light right on top of the chambers.
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조명을 위에 각각 하나씩 달아줍니다.
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So now we sit here and we wait for them to eat broccoli,
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이제 저희는 앉아서 초파리가 브로콜리 먹을 때까지 기다렸다가
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and then when the light fires,
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빛이 비추면
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they're going to think it's tasting something sweet.
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초파리는 단 걸 먹고 있다고 생각하게 되겠죠.
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Come on. Oh, he's getting closer.
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이리 와, 가까이 오네요.
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Come on. It tastes good now.
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먹어 봐, 이제 맛있어.
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SB: It's about to.
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다 왔네요.
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GG: Oh, he's back. All right!
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들어갔다 좋았어!
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All right, so now we see that some of these flies
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좋아요 이제 일부 초파리들은
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are switching over from the banana to the broccoli.
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바나나에서 브로콜리로 갈아 타겠죠.
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SB: Exactly, yeah.
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그렇습니다.
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GG: Every time this light goes off,
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그럼 빛이 켜질 때마다
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that means that they think they're tasting something sweet.
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초파리는 단 것을 먹고 있다고 생각한다는 거죠.
03:45
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
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네 이 친구는 또 먹으러 올 거예요.
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GG: So we saw that we were able to rescue broccoli
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저희는 초파리에게 브로콜리를 먹이고
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and make it just as appealing as banana to our fruit flies.
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바나나만큼 좋아하게 만들 수 있다는 걸 알게 되었습니다.
03:52
And we're able to replicate these same results
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그리고 모든 실험에서
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in all of our experiments.
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같은 결과를 도출해냈죠.
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So the question is: Can we do the same thing in humans?
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문제는 인간에게도 적용이 될까요?
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Well, that depends on a number of items.
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그건 몇 가지 사항에 달려있습니다.
04:00
First, do optogenetic tools even work in humans?
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첫 번째, 광유전학 기술이 사람에게도 적용되는가?
04:04
And that looks like the answer is yes,
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제가 보기엔 됩니다.
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and in fact, clinical trials are already being planned
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사실 광유전학으로 만성 통증과 실명을
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that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.
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치료하는 임상 시험도 이미 계획되어있습니다.
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And the next question is, can we easily trigger a light source
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두 번째는 채소를 먹을 때마다
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so that every time we eat vegetables, it will go off?
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빛을 비추는 게 쉽냐는 겁니다.
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For that, I'm afraid at least at this time, the answer is still no.
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그 점에 대해선 안타깝지만 아직은 쉽지 않습니다.
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But today, we got to witness just a taste of optogenetics
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그러나 오늘 광유전학에 대해 조금 엿볼 수 있었고
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and its amazing potential.
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놀라운 잠재력도 확인했습니다.
04:26
(Music)
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(음악)
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