Allan Jones: A map of the brain

Translator: Hiwa Foundation Reviewer: Hanasa-hiwa foundation

Humans have long held a fascination

زۆر دەمێکە مرۆڤەکان حەزێکیان هەیە

for the human brain.

بۆ مێشکی ئازاد

We chart it, we've described it,

ئێمە خۆمان هێڵکاریمان بۆ کردوە، وەسفمان کردوە

we've drawn it,

وێنەمان کێشاوە

we've mapped it.

نەخشەمان بۆ داناوە

Now just like the physical maps of our world

هەروەک نەخشە فیزیاییەکانی ئەم جیهانەی کە ئێستا هەمانە

that have been highly influenced by technology --

کە بەشێوەیەکی زۆر لە ژێر کاریگەری تەکنەلۆژیادایە

think Google Maps,

وەک نەخشەکانی گوگڵ

think GPS --

وەک سیستەمی گشتی دیاری کردنی خاڵێک لەسەر زەوی

the same thing is happening for brain mapping

هەمان شت ڕوودەدات بۆ نەخشەکاری مێشکی مرۆڤ

through transformation.

بەناو گوێزەرەوەکاندا

So let's take a look at the brain.

کەواتە با سەیرێکی مێشک بکەین

Most people, when they first look at a fresh human brain,

زۆربەی خەڵک، کاتێک بۆ یەکەم جار سەیری مێشکی مرۆڤێکی زیندوو دەکەن

they say, "It doesn't look what you're typically looking at

دەڵێن: وا دەرناکەوێت ئەوەی سەیری دەکەن ئاسایی بێت

when someone shows you a brain."

کاتێک کەسێک مێشکێکت نیشان دەدات

Typically, what you're looking at is a fixed brain. It's gray.

ئەوەی تۆ سەیری دەکەیت مێشکێکی جێگیرە. ئەوە ڕەساسیە

And this outer layer, this is the vasculature,

ئەم بەرگە دەرەکیە، تۆڕێکی خوێناوی دەردەخات

which is incredible, around a human brain.

وە زۆر سەرنجڕاکێشە، دەوری مێشکی ئادەمیزادی داوە

This is the blood vessels.

ئەمەش موولوولەی خوێنە

20 percent of the oxygen

لە %٢٠ ی ئۆکسجینە

coming from your lungs,

لە سییەکانتەوە دێت

20 percent of the blood pumped from your heart,

لە %٢٠ی خوێن لە دڵتەوە دێت

is servicing this one organ.

بۆ ئەم تاکە ئەندامە خزمەت دەکەن

That's basically, if you hold two fists together,

لە ڕاستیدا ئەگەر تۆ هەردوو مستەکۆڵەت بگریت بەیەکەوە

it's just slightly larger than the two fists.

مێشک گەورەترە لە هەردوو مستە کۆڵەکەت

Scientists, sort of at the end of the 20th century,

زاناکان لەبەشێ لە کۆتایی سەدەی بیستەمدا

learned that they could track blood flow

ئەوەیان زانی کە دەتوانن شوێنی ڕژێنەرە خوێنیەکان بکەون

to map non-invasively

بۆ دروستکردنی نەخشەیەک

where activity was going on in the human brain.

بۆ شوێنە چالاکەکانی مێشکی مرۆڤ

So for example, they can see in the back part of the brain,

بۆ نمونە، ئەوان دەتوانن بەشی پشتەوەی مێشک ببینن

which is just turning around there.

کاتێک سەیری ئەولایە دەکەین

There's the cerebellum; that's keeping you upright right now.

مۆخ دەبینین، کە هاوسەنگیتان دەپارێزێت لەم چرکەیەدا

It's keeping me standing. It's involved in coordinated movement.

ئێستا وادەکات کە من بەپێوە بوەستم. بەرپرسە لەسەر جوڵە ڕێکخەرەکان

On the side here, this is temporal cortex.

لەم لایەی ترەوە، ئەمە توێکڵی کاتییە

This is the area where primary auditory processing --

وە ئەمەش ئەو شوێنەیە کە چارەسەرە یەکەمینیەکانی بیستنی لێدەکرێت

so you're hearing my words,

لەبەرئەوەیە تۆ گوێ بیستی منیت

you're sending it up into higher language processing centers.

ئێوە دەینرێن بۆ سەرووتر بۆ بنکەی چارەسەرکردنی زمان

Towards the front of the brain

بەرەوب بەشی پێشەوەی مێشک

is the place in which all of the more complex thought, decision making --

لەوێ هەموو نەشتەرگەریە ئاڵۆزەکان دەکرێت، وە بڕیارەکان دەدرێت

it's the last to mature in late adulthood.

ئەمە کۆتا بەشە کە گەشەدەکات لەماوەی گەورەبوندا

This is where all your decision-making processes are going on.

ئەمە ئەو بەسەی مێشکە کە هەموو بڕیارەکانی تۆ دەیدەیت بەردەوامی دەبێت

It's the place where you're deciding right now

ئەو شوێنەیە کە تۆ ئێستا لەم ساتەدا بڕیاری تێدا دەدەیت

you probably aren't going to order the steak for dinner.

لەوانەیە تۆ بەنیاز نەبیت کەسێک داوا بکەیت بۆ نانخواردنی ئێوارە

So if you take a deeper look at the brain,

هەر بۆیە ئەگەر بەشێوەیەکی قووڵتر سەیری مێشک بکەیت

one of the things, if you look at it in cross-section,

بۆ نمونە ئەگەر سەیری پانە بڕگەیەکی بکەیت

what you can see

ئەوەی کە تۆ بەدی دەکەیت

is that you can't really see a whole lot of structure there.

ئەوەیە کە تۆ ناتوانیت بەتەواوەتی زۆربەی پێکهێنەرەکانی ببینیت

But there's actually a lot of structure there.

بەڵام لەڕاستیدا زۆربەی پێکهێنەرەکانی مێشک دەبینیت

It's cells and it's wires all wired together.

هەموو خانەو دەمارەکان پێکەوە لکاون

So about a hundred years ago,

هەربۆیە نزیکەی سەد ساڵ لەمەو پێش

some scientists invented a stain that would stain cells.

هەندێک لە زاناکان بۆیەیەکیان دۆزییەوە کە خانەکان بۆیە دەکات

And that's shown here in the the very light blue.

هەروەک لێرەدا منیشان دراوە بەڕەنگی شینێکی کاڵ

You can see areas

دەتوانیت ئەو ناوچانە ببینیت

where neuronal cell bodies are being stained.

کە خانە دەماریەکانی لەش تیایدا مۆڵگەی داوە

And what you can see is it's very non-uniform. You see a lot more structure there.

دەبینیت کە زۆر بە ناڕێکی مۆڵگەیان کردوە، زۆر پێکهێنەری جۆراو جۆر بەدی دەکەیت

So the outer part of that brain

لەبەرئەوە بەشی دەرەوەی مێشک

is the neocortex.

شێوەی توێکڵە

It's one continuous processing unit, if you will.

ئەمەش یەکەیەکی پڕۆسەیەکی بەردەوامە، ئەگەر سەیری بکەیت

But you can also see things underneath there as well.

بەڵام هەروەها دەتوانیت بەباشی شتەکانی ژێرەوە ببینیت

And all of these blank areas

هەروەها هەموو ئەو ناوچە بەتاڵانە

are the areas in which the wires are running through.

ئەو ناوچانەن کە دەمارەکانی بەناودا دەڕوات

They're probably less cell dense.

ئەمانەش تا ڕادەیەک چڕییان کەمە

So there's about 86 billion neurons in our brain.

نزیکەی (٨٦) بلیۆن دەمارەخانە هەیە

And as you can see, they're very non-uniformly distributed.

هەروەک دەبینی بە شێوەیەکی ناڕێکانە دابەش بوون پرش و بڵاوبوونەتەوە

And how they're distributed really contributes

وە ڕێگەی دابەش کردنی بەڕاستی دەگونجێت

to their underlying function.

لەگەڵ کارە سەرەتاییەکاندا

And of course, as I mentioned before,

بێگومان هەر وەک چۆن پێشتر باسم کرد

since we can now start to map brain function,

کەواتە ئێستا توانای ئەوەمان هەیە کە نەخشەی هێڵکاری ئەرکەکانی مێشک بکەین

we can start to tie these into the individual cells.

دەتوانین ئەم هێڵکارییە تاکو تاکە خانەیەک دیاری بکەین

So let's take a deeper look.

کەواتە با تۆزێک بە قوڵتر سەیر بکەین

Let's look at neurons.

با سەیرێکی دەمارەخانەکان بکەین

So as I mentioned, there are 86 billion neurons.

کەواتە وەک باسم کرد، نزیکەی ٨٦ بلیۆن دەمارەخانە هەیە

There are also these smaller cells as you'll see.

هەروەها وەک دەبینن ئەم خانە بچوکانەی تریش هەیە

These are support cells -- astrocytes glia.

ئەمانە پاڵپشتە خانەن ... ئەسترۆکیتس گلیا

And the nerves themselves

وە دەمارەکانیش خۆیان

are the ones who are receiving input.

هەڵدەستن بەوەرگرتنی هەموو شەپۆلە هاتووەکان

They're storing it, they're processing it.

ئەوانن کە هەڵیدەگرن و چارەسەری دەکەن

Each neuron is connected via synapses

وە هەموو دەمارە خانەیەکی بەستراوەتەوە بە گەیەنەرەوە

to up to 10,000 other neurons in your brain.

کە نزیکەی ١٠٠٠٠ لە مێشکماندا

And each neuron itself

وە هەر دەمارە خانەیەک خۆشی

is largely unique.

بە شێوەیەکی فراوان لەوی تر ناچێت و ناچونیەکە

The unique character of both individual neurons

خاسیەتی نا چوونیەکی لە هەریەک لە خانە دەمارێک

and neurons within a collection of the brain

وە لەو خانە دەمارە لەناو کۆمەڵە دەماری مێشکدا

are driven by fundamental properties

بە پێی سیفاتە بنچینەییەکان جیا کراونەتەوە

of their underlying biochemistry.

لەسەر بنەمای سەرەکی بایۆ کیمیایی

These are proteins.

ئەوانیش پڕۆتینەکانن

They're proteins that are controlling things like ion channel movement.

ئەوانە پڕۆتینەکانن کە کۆنتڕۆڵی ئەو شتانە دەکەن وەکو جووڵە کانەڵی ئایۆنی

They're controlling who nervous system cells partner up with.

ئەوان کۆنتڕۆڵی ئەوە دەکەن کە کام سیستەمی دەمارە خانە بەشدار دەبێت لەگەڵی دا

And they're controlling

وە کۆنتڕۆڵی دەکەن

basically everything that the nervous system has to do.

بە شێوەیەکی بنەڕەتی هەموو ئەو شتانەی کە دەمارە سیستەمەکان دەبێ پێی هەستن کۆنتڕۆڵی دەکەن

So if we zoom in to an even deeper level,

کەواتە ئەگەر بە شێوەیەکی نزیکتر، بۆ ئاستێکی قوڵتر

all of those proteins

هەموو ئەم پڕۆتینانە

are encoded by our genomes.

ئینکۆدیان هەیە لە توخمەکانماندا

We each have 23 pairs of chromosomes.

هەموو یەکێک لە ئێمە ٢٣ جووت کڕۆمۆسۆمی هەیە

We get one from mom, one from dad.

یەکێکیان لە دایکمانەوە و وە یەکێکیان لە باوکمانەوە وەریدەگرین

And on these chromosomes

لەسەر ئەم کڕۆمۆسۆمانە

are roughly 25,000 genes.

نزیکەی ٢٥٠٠٠ جین هەیە

They're encoded in the DNA.

کە لەناو (دی ئێن ئەی)دا ڕیز بەند بوون

And the nature of a given cell

وە سروشتی هەر یەک لەو خانانە

driving its underlying biochemistry

کیمیای زینەدەوەری ئە خانەیە نیشان دەدات

is dictated by which of these 25,000 genes

کە کام لەم ٢٥٠٠٠ جینە

are turned on

کارا دەبێت

and at what level they're turned on.

وە لە چ ئاستێکدا کارا دەبێت

And so our project

بۆیە ئێمە پڕۆژەکەمان

is seeking to look at this readout,

بە دوای ئەوەدا دەگەڕێت

understanding which of these 25,000 genes is turned on.

کە بۆیان دەربکەوێت کام لەم ٢٥٠٠٠ جینە کارا دەبێت

So in order to undertake such a project,

کەواتە بۆ ئەوەی کە بتوانین پڕۆژەیەکی وا بگرینە ئەستۆ

we obviously need brains.

ئەوا ئاشکرایە کە پێویستمان بە مێشک دەبێت

So we sent our lab technician out.

بۆیە ئێمە تەکنیکی تاقیگەکەمان ناردە دەرێ

We were seeking normal human brains.

بە دوای مێشکی ئادەمیزادی ئاسایدا دەگەڕاین

What we actually start with

وە لێرەوە دەستمان پێ کرد

is a medical examiner's office.

نوسینگەی پزیشکی شەرعی

This a place where the dead are brought in.

ئەو شوێنەی کە لاشەکانی بۆ دێت

We are seeking normal human brains.

بە دوای مێشکێکی ئاسایدا دەگەڕاین

There's a lot of criteria by which we're selecting these brains.

وە زۆر شت هەیە کە ئێمە لەسەر بنەماکانی ئەو مێشکانە هەڵدەبژێرین

We want to make sure

دەمانەوێت دڵنیا بین لەوەی

that we have normal humans between the ages of 20 to 60,

کە مرۆڤی ئاسایمان دەست بکەوێت لە نێوان ٢٠ بۆ ٦٠ ساڵان دا

they died a somewhat natural death

وە بە شێوەیەکی ئاسایی مردبێتن

with no injury to the brain,

بەبێ هیچ لێدانێک لە مێشکیاندا

no history of psychiatric disease,

بەبێ هیچ مێژویەکی نەخۆشی لە مێشکیاندا

no drugs on board --

وە بەبێ خواردنی هیچ مادەیەکی بێ هۆشکەر

we do a toxicology workup.

ئێمە پشکنینی ژەهراوی بوون دەکەین

And we're very careful

وە ئێمە دەبێت زۆر ئاگاداربین

about the brains that we do take.

لە هەڵبژاردنی ئەو مێشکانەی کە دەیبەین

We're also selecting for brains

ئێمە ئەو مێشکانە هەڵدەبژێرین

in which we can get the tissue,

کە بتوانین شانەکانیمان دەست بکەوێت

we can get consent to take the tissue

وە ئێمە دەبێت ڕازی بوونمان دەست بکەوێت بۆ وەرگرتنی ئەو شانانە

within 24 hours of time of death.

لەماوەی ٢٤ کاتژمێری مردندا

Because what we're trying to measure, the RNA --

...لەبەر ئەوەی ئێمە دەیپێوین، ئاڕ ئێن ئەی

which is the readout from our genes --

ئەویش ئەو خوێندنەوانەیە کە لە جیننەتەکانەوە دەستمان دەکەوێت

is very labile,

وە زۆر ناجێگیرە

and so we have to move very quickly.

بۆیە دەبێت زۆر بەخێرایی بجوڵێین

One side note on the collection of brains:

وە تێبینییەک هەیە لە بابەتی کۆکردنەوەی مێشکەکاندا

because of the way that we collect,

بەهۆی ئەو ڕێگەیەی کە مێشکەکانی پێ کۆدەکەینەوە

and because we require consent,

وە لەبەر ئەوەی ئێمە پێویستمان بە ڕەزامەندی

we actually have a lot more male brains than female brains.

ئێمە مێشکی نێرینەمان زیاتر دەست کەوت وەك لە مێینە

Males are much more likely to die an accidental death in the prime of their life.

نێرینەکان زیاتر دووچاری مردن دەبنەوە لە تەمەنی گەنجیاندا

And men are much more likely

وە لە نێرینەکاندا ئاسانترە

to have their significant other, spouse, give consent

وەرگرتنی ڕەزامەندی لە کەس و کاریان

than the other way around.

لە چاو مێینەکاندا

(Laughter)

پێکەنین

So the first thing that we do at the site of collection

بۆ یەکەم شت لە شوێنی کۆکردنەوەکە دەیکەین

is we collect what's called an MR.

کۆکردنەوەی ئەوەیە کە پێی دەڵێن، ئێم ئاڕ

This is magnetic resonance imaging -- MRI.

ئەمە زرنگدانەوەی موگناتیسی ئێم ئاڕە

It's a standard template by which we're going to hang the rest of this data.

ئەمە نموونەیەکی پێوانەییە کە لە ڕێگەیەوە دەتوانین زانیارییەکان لەبەر بکەین

So we collect this MR.

بۆیە ئەم (ئێم ئاڕ)ە کۆدەکەینەوە

And you can think of this as our satellite view for our map.

دەتوانین بیشوبهێنین بە نەخشەی سەتەلایتەوە

The next thing we do

وە هەنگاوی داهاتوومان

is we collect what's called a diffusion tensor imaging.

کۆکردەوەی (ئۆ تی ئای) وەێنەی ناوە داگیر کراوەکانی ناو خانەکان

This maps the large cabling in the brain.

ئەمەش وامان لێ دەکات نەخشەی پێکەوە بەستراوەکانی مێشک بکەین

And again, you can think of this

وە جارێکی تر دەتوانین بیشوبهێنین

as almost mapping our interstate highways, if you will.

بە نەخشەی دابەش بوونی ڕێگا خێراکانی نێوان ویلایەتەکان

The brain is removed from the skull,

مێشکەکە دەردەهێنرێت لە ئێسکەکە

and then it's sliced into one-centimeter slices.

پاشان پارچە پارچە دەکرێت بە پانی سانتیمەترێک

And those are frozen solid,

وە ئەو پارچانە بە بەستوویی دەپارێزرێت

and they're shipped to Seattle.

وە پاشان دەنێردرێت بۆ شاری سیاتڵ

And in Seattle, we take these --

لە سیاتڵ ئەمەنە دەبەین

this is a whole human hemisphere --

ئەمە وەک نیوەی بەشێکی مێشک وایە

and we put them into what's basically a glorified meat slicer.

وە دەیخەینە ناو ئامێری قیمەوە

There's a blade here that's going to cut across

لێرەدا گوێزانێک هەیە کە گۆشتەکە بە ستوونی دەبڕێت و

a section of the tissue

پارچە پارچەی دەکات

and transfer it to a microscope slide.

وە دەیگوێزێتەوە بۆ مایکرۆسکۆپ سلاید

We're going to then apply one of those stains to it,

پاشان یەکێک لەو بۆیانەی لێ دەدەین

and we scan it.

وە سکانی دەکەین

And then what we get is our first mapping.

پاشان یەکەم دابەش بوونمان دەست دەکەوێت

So this is where experts come in

لێرەوە شارەزاکان دێن

and they make basic anatomic assignments.

کەدێن هەندێ شوێنی سادە تەشریح دەکەن

You could consider this state boundaries, if you will,

دەتوانن ئەمە بشوبهێنن بە سنوری وویلایەتەکان، ئەگەر بتوانین

those pretty broad outlines.

بەراوردی بکەین لەگەڵ ئەو هێڵە دیارانە

From this, we're able to then fragment that brain into further pieces,

لێرەوە دەتوانین مێشک دابەش بکەین چەند پارچەیەکی زۆردا

which then we can put on a smaller cryostat.

لە وێشەوە کە (کرایۆستات) بچوکترە

And this is just showing this here --

وە دەتوانن لێرەدا بیبینن

this frozen tissue, and it's being cut.

ئەمە خانەیەکی بەستووە کە دەتوانێ لەت بکرێ

This is 20 microns thin, so this is about a baby hair's width.

وە ئەستووریەکەی (٢٠ میکرۆنە) مانای بە قەدەر ئەستووری تاڵی قژی کۆرپەیەک

And remember, it's frozen.

وە بیرتان بێ ئەمە بەستوویەتی

And so you can see here,

وە دەتوانن بیبینن

old-fashioned technology of the paintbrush being applied.

بەکارهێنانی شێوازێکی کۆن ئەویش بەکار ‌ێنانی فڵچەیە

We take a microscope slide.

ئەمە بەشەکانی مایکرۆسۆب دەگرین

Then we very carefully melt onto the slide.

زۆر بە ووریاییەوە دەینوسێنین بە پارچە خانەیەوە

This will then go onto a robot

ئەمەش دەگوێزرێتەوە بۆ رۆبۆرتەکە

that's going to apply one of those stains to it.

ئەویش لە ڕێی خۆیەوە یەکێ لەو بۆیانەی دەکات

And our anatomists are going to go in and take a deeper look at this.

وە شارەزایانی تەشریح چاوێکی ووردی پیادا دەخشێنن

So again this is what they can see under the microscope.

جارێکی تر لە ژێر مایکرۆسکۆبەکەوە ئەمە دەبینین

You can see collections and configurations

تێبینی چەند کۆمەڵ و گرێیە دەکەن

of large and small cells

هی خانەی گەورە و بچوک

in clusters and various places.

بە کۆمەڵ و بە جیا جیا

And from there it's routine. They understand where to make these assignments.

لەوێوە کارەکە وەک ڕۆتینێکی لێ دێت. دەتوانن سوێنی نموونەکان دیاری بکەن

And they can make basically what's a reference atlas.

دەتوانن زۆر بە ئاسانی نەخشەیەکی وەک ئەتڵەسی بۆ بکەن

This is a more detailed map.

ئەمە نەخشەیەکی چڕ و پڕ و داڕێژراوە

Our scientists then use this

زاناکان دواتر ئەو مارجانە بەکار بهێنن

to go back to another piece of that tissue

بۆ گەڕانەوەی بۆسەر پارچەیەکی تری ئەو خانەیە

and do what's called laser scanning microdissection.

تەشریحی لێزەریشی بۆ دەکەین

So the technician takes the instructions.

بۆیە تەکنیکییەکان زانیاری وەردەگرن

They scribe along a place there.

وە دەوروبەری ئەو شوێنە دیاری دەکەن

And then the laser actually cuts.

پاشان لیێزەرەکە دەیان بڕێت

You can see that blue dot there cutting. And that tissue falls off.

دەتوانیت ئەو خاڵە سەوزە ببینیت کە دەیبڕێت،. ئەو بەشەی لێ جیا دەکاتەوە

You can see on the microscope slide here,

دەتوانن لێرەدا ئەم سلایدە ووردبینییە ببینن

that's what's happening in real time.

ئەمەش ئەوەیە کە لە ڕاستیدا ڕوو دەدات

There's a container underneath that's collecting that tissue.

لە خوارەوە شوێنێک هەیە بۆ کۆکردنەوەی ئەو خانەیە

We take that tissue,

ئەو خانەیە وەردەگرین

we purify the RNA out of it

وە (ئاڕ ئێن ئەی)ەکی لێ دەردەهێنین

using some basic technology,

بە بەکارهێنانی تەکنیکێکی سادە و ئاسان

and then we put a florescent tag on it.

وە هێمایەکی پرشنگداری لەسەر دادەنێین و

We take that tagged material

ئەو ماددەیە دەبەین

and we put it on to something called a microarray.

لەناو مایکرۆئاری دایدەنێین

Now this may look like a bunch of dots to you,

ئێستا ئەمانە وەک کۆمەڵێک خاڵ وان

but each one of these individual dots

بەڵام هەریەک لەم خاڵانە

is actually a unique piece of the human genome

یەکەیەکی دەگمەنی جینناتی ئادەمیزادە

that we spotted down on glass.

کە لە خوارەوە لە شوشەکەدا گرتومانە

This has roughly 60,000 elements on it,

کە نزیکەی ٦٠٠٠٠ توخمی تێدایە

so we repeatedly measure various genes

بۆیە ئێمە بەردەوام خوێندن لەسەر توخمی جیاواز دەکەین

of the 25,000 genes in the genome.

لەم ٢٥٠٠٠ کە لەم توخمەدا هەیە

And when we take a sample and we hybridize it to it,

ئێمە کاتێک نموونەیەک دەبەین و هجنی دەکەین لەگەڵیدا

we get a unique fingerprint, if you will,

ئەنجامەکەی دەگمەن دەبێت

quantitatively of what genes are turned on in that sample.

لەلایەن ئەوەی کە کام لەم توخمانە چالاکە

Now we do this over and over again,

ئێستا ئەم کارە دووبارە و دووبارە دەکەینەوە

this process for any given brain.

بۆ هەموو مێشکێک

We're taking over a thousand samples for each brain.

ئێمە زیاتر لە ١٠٠٠ نمونەمان دەست دەکەوێت بۆ هەر مێشکێک

This area shown here is an area called the hippocampus.

ئەم ناوچە ئاشکرایەی ئێرە پێی دەوترێت هیپۆکامپەس

It's involved in learning and memory.

بەرپرسە لە فێربوون و لەبەرکردن

And it contributes to about 70 samples

٧٠ نموونە زیاتری تێدا بەشدارە

of those thousand samples.

لەم ١٠٠٠ نموونەیە

So each sample gets us about 50,000 data points

وە هەر نمونەیەک نزیکەی ٥٠ هەزار خاڵی زانیاریمان پێ دەبەخشێت

with repeat measurements, a thousand samples.

لەگەڵ کارە دووبارە بووەکانی هەر نموونەیەکدا بۆ هەر هەزار نموونەیەک

So roughly, we have 50 million data points

نزیکەی ٥٠ ملیۆن خاڵی زانیاریمان دەست دەکەوێت

for a given human brain.

بۆ هەر مێشکێک

We've done right now

وە تا ئێستا

two human brains-worth of data.

کۆی زانیاری دوو مێشکمان دەست کەوتووە

We've put all of that together

هەموو ئەمانەمان کۆ کردەوە

into one thing,

بۆ بەکارهێنانی یەک شت

and I'll show you what that synthesis looks like.

ئێستا نیشانتان دەدەم

It's basically a large data set of information

بەشێوەیەکی سادە ئەمە کۆمەڵێک بەیاناتی گەورەیە

that's all freely available to any scientist around the world.

کە لەبەر دەستی هەموو زانایەکی ئەم جیهانەدایە

They don't even have to log in to come use this tool,

تەنانەت پێویست ناکات خۆیان ناونووس بکەین بۆ بەکارهێنانی ئەم ئامێرە

mine this data, find interesting things out with this.

کلیک لەسەر زانیارییەکان دەکەیت و ئەوەت دەست دەکەوێت کە بۆی دەگەڕێیت

So here's the modalities that we put together.

ئەمە ئەو نموونانەیە کە کۆمان کردەوە ەیەکەوە

You'll start to recognize these things from what we've collected before.

ئێوە ئەوە دەناسنەوە کە پێشتر بەیەکەوە کۆمان کردنەوە

Here's the MR. It provides the framework.

ئێم ئاڕ ەکە چوارچێوە سەرەکییەکەیە

There's an operator side on the right that allows you to turn,

ئەوە ئامێرەکانە لەو لاوە دەخولێتەوە و

it allows you to zoom in,

دەتوانن گەورەی بکەن

it allows you to highlight individual structures.

وە ڕێتان پێ دەدات کە هێما لەسەر شتی دیاری کراو دابنێن

But most importantly,

بەڵام گرنگترینیان

we're now mapping into this anatomic framework,

ئەوەیە کە ئێمە نەخشە بۆ ئەو هەیکەلی تەشریحە دروست دەکەین

which is a common framework for people to understand where genes are turned on.

کە ئەمەش وەک چوارچێوەیەکی سەرەکی وایە بۆ ئەوانەی بەدوای شوێنی توخمە چالاکەکاندا دەگەڕێن

So the red levels

ئاستە سورەکە

are where a gene is turned on to a great degree.

ئەو شوێنەیە کە توخمەکان بەشێوەیەکی بەرز چالاک بووە

Green is the sort of cool areas where it's not turned on.

وە سەوزەکە ئەو شوێنە هێمایانەیە کە توخمەکان چالاک نین

And each gene gives us a fingerprint.

هەموو توخمێک شوێن دەستێکمان نیشان دەدات

And remember that we've assayed all the 25,000 genes in the genome

لەیادتان بێت ئێمە دیراسەری هەموو ٢٥٠٠٠ توخمێکمان کرد لە جینۆمێکدا

and have all of that data available.

هەموو ئەو بەیاناتەمان دەست کەوتووە

So what can scientists learn about this data?

زاناکان چۆن سوود لەم زانیارییە وەردەگرن

We're just starting to look at this data ourselves.

خۆشمان ئێستا سەیری ئەم زانیارییانە دەکەین

There's some basic things that you would want to understand.

وە چەند شتێک هەیە کە دەتانەوێت لێی تێبگەن

Two great examples are drugs,

دوو دەرمان هەیە بۆ نموونەی ئەوە

Prozac and Wellbutrin.

پڕۆزاک و وێڵبورتین

These are commonly prescribed antidepressants.

ئەمانە دەرمانی ناسراوی ئیکتبائە

Now remember, we're assaying genes.

وە ئێستا ئەوەتان لە یاد بێت کە ئێمە دیراسەی توخماکان دەکەین

Genes send the instructions to make proteins.

وە توخمەکان تەواو دەنێرێن کە پڕۆتین دروست بکەن

Proteins are targets for drugs.

دەرمانەکانیش ئامانجەکەیان پڕۆتینە

So drugs bind to proteins

بۆیە دەرمانەکان پەیوەندییان بە پڕۆتینەوە هەیە

and either turn them off, etc.

لەوانەیە بەڕێگەیەک بێت بۆ نەمانیان

So if you want to understand the action of drugs,

بۆیە ئەگەر بتەوێت کاریگەری ئەم دەرمانە بزانیت

you want to understand how they're acting in the ways you want them to,

ئەبێت سەرنجی گاریگەرییەکەی بدەیت بە ڕەچاو کردنی ئەوەی کە دەتەوێت

and also in the ways you don't want them to.

وە ڕەچاوکردنی ئەوەشی کە ناتەوێت ڕوو بدات

In the side effect profile, etc.,

لە لایەنی کاریگەری ئەو توخمانەوە

you want to see where those genes are turned on.

دەبێت بزانین کام لە توخمانە چالاکە

And for the first time, we can actually do that.

بۆ یەکەم جار دەتوانین ئەمە بکەین

We can do that in multiple individuals that we've assayed too.

دەتوانین ئەمە لەسەر چەند توخمێکی تریش تاقی بکەینەوە کە پێشتر پشکنینمان بۆ کردووە

So now we can look throughout the brain.

بۆیە ئێستا دەتوانین لە هەموو مێشکەکەدا بگەڕێین

We can see this unique fingerprint.

ئەو شوێن دەستە دەگمەنانە ببینین

And we get confirmation.

وە ئێمە ئەنجاممان دەست دەکەوێت

We get confirmation that, indeed, the gene is turned on --

ئێمە ئەو ئەنجامانەمان دەست دەکەوێت کە ئەو توخمانە چالاکە

for something like Prozac,

بۆ شتێکی وەک پڕۆزاک

in serotonergic structures, things that are already known be affected --

وە زانینی ئەو شوێنانەی کە بە ڕاستی شێوەی هۆڕمۆنی پڕۆتینەکە کاریگەری تێ کردووە

but we also get to see the whole thing.

بەڵام دەتوانین هەموو شتەکان بزانین

We also get to see areas that no one has ever looked at before,

وە دەتوانین سەیری چەند شوێنێک بکەینکە تا ئێستا کەس نەیبینیوە

and we see these genes turned on there.

ئەم توخمە چالاکانەش دەبینین لێرەدا

It's as interesting a side effect as it could be.

زۆر سەرنج ڕاکێشە لەم شتە

One other thing you can do with such a thing

وە یەکێک لەو شتانەی کە دەتوانین بیکەین

is you can, because it's a pattern matching exercise,

کە دەتوانیت، لەبەرئەوەی ئیشی بەراورد کردنی نمونەکانە

because there's unique fingerprint,

لەبەرئەوەی جێ دەستی دەگمەن و تایبەت دیارە

we can actually scan through the entire genome

بەوە دەبێت کە پشکنینێکی تەواوی توخمەکان بکەین

and find other proteins

وە پڕۆتینەکانی تر بدۆزینەوە

that show a similar fingerprint.

کە هەمان جێ دەستی هەیە

So if you're in drug discovery, for example,

بۆیە ئەگەر بۆ نموونە لە تاقی کردنەوەی دەرمانێکدا

you can go through

دەتوانیت بگەڕێیت لە

an entire listing of what the genome has on offer

لیستێکی دوورو درێژی نیشاندانی جیننەتەکەیە

to find perhaps better drug targets and optimize.

بۆیە گەڕان بەدوای دەرمانێکدا تایبەت بێت بە تۆ

Most of you are probably familiar

وە زۆربەی زۆرتان لەوانەیە بزانن

with genome-wide association studies

دەربارەی فراوانی کاریگەری توخمەکە

in the form of people covering in the news

بە شێوەی هەواڵی سەرەکی لە مجەلەکاندا

saying, "Scientists have recently discovered the gene or genes

دەڵێ: کە زاناکان لە کۆتایدا توخم یان توخمەکان دەدۆزنەوە

which affect X."

کە کاریگەری هەیە لەسەر ئێکس

And so these kinds of studies

وە ئەم جۆرە گەڕانە

are routinely published by scientists

بە شێوەیەکی بەردەوام بڵاودەبێتەوە لە ڕێگەی زاناکانەوە و

and they're great. They analyze large populations.

بەسوودن. لێکۆڵینەوەی ژمارەیەکی زۆر خەڵک دەکەن

They look at their entire genomes,

هەموو توخمەکان دیراسە دەکەن

and they try to find hot spots of activity

هەوڵی دۆزینەوەی شوێنە چالاکەکانیان دەدەن

that are linked causally to genes.

کە بە تەواوی بە توخمەکانەوە بەستراوە

But what you get out of such an exercise

بەڵام ئەوەی کە دەستت دەکەوێت لەم تاقیکردنەوانە

is simply a list of genes.

بەندە لەسەر توخم

It tells you the what, but it doesn't tell you the where.

دەتوانن پێت بڵێت ئەمە چییە، بەڵام ناڵێت لە کوێدایە

And so it's very important for those researchers

بۆیە ئەمە گرنگە بۆ ئەم لێکۆڵەرەوانە

that we've created this resource.

کە ئێمە ئەم ئامێرەمان دروست کردووە

Now they can come in

ئێستا دەتوانن بێنە پێشەوە

and they can start to get clues about activity.

وە دەتوانن بیرۆکەتان بۆ بێت دەربارەی چالاکی

They can start to look at common pathways --

دەتوانن لە مەجالە ئاساییەکاندا بگەڕێن

other things that they simply haven't been able to do before.

بە شێوەیەکی نائاسایی کە پێشتر نەیان دەتوانی بیکەن

So I think this audience in particular

بۆیە دەڵێم کە ئەمە

can understand the importance of individuality.

دەتوانی گرنگی تاک تێبگات

And I think every human,

وە بە بڕوای من هەر مرۆڤێک

we all have different genetic backgrounds,

هەموومان توخممان جیاوازە

we all have lived separate lives.

هەموومان ژیانێکی جیاوازمان هەیە

But the fact is

بەڵام ڕاستی ئەوەیە کە

our genomes are greater than 99 percent similar.

توخمەکانمان لە %٩٩ لەیەک دەچن

We're similar at the genetic level.

لێک دەچن لە ئاستی توخمەکانەوە

And what we're finding

وە ئەوەی بۆمان دەرکەوت

is actually, even at the brain biochemical level,

لە ئاستی کیمیایی مێشکدا

we are quite similar.

بەتەواوی لەیەک دەچین

And so this shows it's not 99 percent,

ئەمەش ئەمە نیشان دەدات کە لە %٩٩ نییە

but it's roughly 90 percent correspondence

بەڵام نزیکەی لە %٩٠ یە

at a reasonable cutoff,

بە بەکارهێنانی نزیکەیەکی ڕاستەقینە

so everything in the cloud is roughly correlated.

بۆیە هەرشتێک لەمەدا بێت بەیەکەوە بەستراوە

And then we find some outliers,

لێرەدا هەندێک لە هێڵ دەرچوو دەبینین

some things that lie beyond the cloud.

وە هەندێک لەوانەی کە لەدەرەوەی ئەو هەورەن

And those genes are interesting,

ئەو توخمانە سەرنج ڕاکێشن

but they're very subtle.

بەڵام زۆر ووردن

So I think it's an important message

بۆیە بە بڕوای من پەیامێکی گرنگە

to take home today

کە ئەمڕۆ لەگەڵ خۆتان بیبەنە ماڵەوە

that even though we celebrate all of our differences,

لەگەڵ ئەوەی ئێمە جیاوازیمان هەیە

we are quite similar

بەڵام هەر لەیەکیش دەچین

even at the brain level.

تەنانەت لە ئاستی مێشکیشدا

Now what do those differences look like?

ئێستا ئەو جیاوازییانە چۆنن؟

This is an example of a study that we did

ئەمە نموونەی تاقیکردنەوەیەکە کە کردومانە

to follow up and see what exactly those differences were --

بە دوادا چوون و بینینی ئەو جیاوازییانە

and they're quite subtle.

کە بەتەواوی ووردن

These are things where genes are turned on in an individual cell type.

عیبارەی چەند توجمێکی چالاکە لەچەند جۆری خانەی تاکیدا

These are two genes that we found as good examples.

وە ئەم دوو جۆر توخمە جیاوازەی کە دۆزیومانەتەوە

One is called RELN -- it's involved in early developmental cues.

یەکێکیان (ئاڕ ئی ئێڵ ئێن)ە کە بەرپرسە لە گەشەی ئاماژەکان

DISC1 is a gene

ئەمە جینە

that's deleted in schizophrenia.

کە دەسڕێتەوە لە حاڵەتی شیزۆفێرنیدا

These aren't schizophrenic individuals,

ئەمانە یەکەی شیزۆفێرنی کەسی نییە

but they do show some population variation.

بەڵام چەند جیاوازییەک نیشان دەدات

And so what you're looking at here

بۆیە ئەوەی لێرەدا دەیبینن

in donor one and donor four,

لە بەخشەری یەک و چوار دا

which are the exceptions to the other two,

وە بە بەدەر دادەنرێت لە ئەوانی تر

that genes are being turned on

ئەم توخمانە چالاکن

in a very specific subset of cells.

لە هەندێک لە کۆمەڵە تایبەتەکانی خانەدا

It's this dark purple precipitate within the cell

ئەو پەڵە مۆرە چڕە کۆخانەیە

that's telling us a gene is turned on there.

ئەوە پێمان دەڵێت کە توخمێک چالاک بووە

Whether or not that's due

ئەمە دەگەڕێتەوە

to an individual's genetic background or their experiences,

بۆ ڕابردووی توخمەکە یان شارەزاییەکەی

we don't know.

ئەوەیان نازانین

Those kinds of studies require much larger populations.

ئەو جۆرە دیراسانە پێویستی بە ژمارەیەکی زۆری دانیشتوانە

So I'm going to leave you with a final note

بۆیە بە تێبینییەک بە جێتان دەهێڵم

about the complexity of the brain

دەربارەی ئاڵۆزی مێشک

and how much more we have to go.

وە دەبێت تا چەند بڕۆین

I think these resources are incredibly valuable.

بە بڕوای من ئەم ئامێرانە زۆر بە نرخە

They give researchers a handle

ئەمە چارەسەرێکە دەیدات بە لێکۆڵەرەوەکان

on where to go.

کە بەرەو کوێ بڕۆن

But we only looked at a handful of individuals at this point.

بەڵام ئێمە بە هەندێکی باشدا گەڕاین لەم ئاستەدا

We're certainly going to be looking at more.

وە بە دڵنییاییەوە بە دوای زیاتردا دەڕۆین

I'll just close by saying

وە ئەم باسە بەمە کۆتای پێ دەهێنم

that the tools are there,

کە ئامێرەکان لەبەر دەستدان

and this is truly an unexplored, undiscovered continent.

وە ئەمە بە ڕاستی کیشوەرێکی نە دۆزراوەیە

This is the new frontier, if you will.

ئەمە دوورترین شوێنە کە زانست پێی گەیشتووە

And so for those who are undaunted,

بۆ هەموو ئازاو بە جەرگەکان

but humbled by the complexity of the brain,

وە شیکردنەوە لە ئاڵۆزییەکانی مێشکدا

the future awaits.

داهاتوو چاوەڕوانە

Thanks.

سوپاس

(Applause)

چەپڵە لێدان