Carl Schoonover: How to look inside the brain

Vertaald door: Christel Foncke Nagekeken door: Els De Keyser

This is a thousand-year-old drawing of the brain.

Dit is een 1000 jaar oude tekening van het brein.

It's a diagram of the visual system.

Het is een doorsnede van het visuele systeem.

And some things look very familiar today.

Sommige dingen zien er nog hetzelfde uit als vandaag.

Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.

Twee ogen onderaan, optische zenuw komende van achteraan.

There's a very large nose

Een zeer grote neus

that doesn't seem to be connected to anything in particular.

die schijnbaar niet verbonden is met iets in het bijzonder.

And if we compare this

Als we dit vergelijken met

to more recent representations of the visual system,

meer recente voorstellingen van het visuele systeem,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

zie je dingen die substantieel gecompliceerder zijn geworden

over the intervening thousand years.

over de voorbije duizend jaren.

And that's because today we can see what's inside of the brain,

Dat is omdat we vandaag in het brein kunnen kijken

rather than just looking at its overall shape.

in plaats van enkel naar de vorm.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Stel je voor dat je wil weten hoe een computer werkt

and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.

en alles wat je kon zien was een toetsenbord, een muis en een scherm.

You really would be kind of out of luck.

Je zou geen geluk hebben.

You want to be able to open it up, crack it open,

Je wil het open doen, ontleden,

look at the wiring inside.

vanbinnen naar de bedrading kijken.

And up until a little more than a century ago,

Tot een eeuw geleden was

nobody was able to do that with the brain.

niemand in staat om dat met het brein te doen.

Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.

Niemand had nog een glimp opgevangen van de bedrading van het brein.

And that's because if you take a brain out of the skull

Want als je een brein uit een schedel neemt

and you cut a thin slice of it,

en er dunne sneetjes afsnijdt

put it under even a very powerful microscope,

en onder een krachtige microscoop steekt,

there's nothing there.

zie je niets.

It's gray, formless.

Het is grijs en vormeloos.

There's no structure. It won't tell you anything.

Er is geen structuur. Het zegt je niets.

And this all changed in the late 19th century.

Dit veranderde allemaal einde 19e eeuw.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

Plots werden nieuwe chemische stoffen voor breinweefsel ontwikkeld

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

Ze gaven ons de eerste beelden van de bedrading van een brein.

The computer was cracked open.

De computer was opengebroken.

So what really launched modern neuroscience

De moderne neurowetenschappen werden eigenlijk

was a stain called the Golgi stain.

gelanceerd door de golgikleuring.

And it works in a very particular way.

Het werkt op een heel gelijkaardige manier.

Instead of staining all of the cells inside of a tissue,

In plaats van alle cellen in het weefsel te kleuren,

it somehow only stains about one percent of them.

kleurt het maar ongeveer één procent ervan.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Het verheldert het bos, je ziet de bomen erin.

If everything had been labeled, nothing would have been visible.

Mocht alles gelabeld zijn, zou je niets meer zien.

So somehow it shows what's there.

Op de een op andere manier toont het wat er is.

Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,

De Spaanse neuro-anatomist Santiage Ramon y Cajal,

who's widely considered the father of modern neuroscience,

die als de vader van de moderne neurowetenschap wordt beschouwd,

applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,

paste deze golgikleuring toe, en bekwam data die er zo uitzagen.

and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.

Ze gaven ons de moderne visie op zenuwcellen, het neuron.

And if you're thinking of the brain as a computer,

Als je denkt aan een brein zoals aan een computer,

this is the transistor.

dan is dit de transistor.

And very quickly Cajal realized

Zeer snel realiseerde Cajal zich

that neurons don't operate alone,

dat neuronen niet op zichzelf werken,

but rather make connections with others

maar verbinding maken met anderen

that form circuits just like in a computer.

die circuits vormen net zoals in een computer.

Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,

Vandaag, een eeuw later, als onderzoekers neuronen willen voorstellen,

they light them up from the inside rather than darkening them.

verlichten ze deze in plaats van ze te verdonkeren.

And there's several ways of doing this.

Er zijn verschillende manieren om dat te doen.

But one of the most popular ones

Eén van de meest populaire

involves green fluorescent protein.

gebeurt met groen fluorescerend eiwit.

Now green fluorescent protein,

Groen fluorescerend eiwit,

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

dat eigenaardig genoeg afkomstig is van een lichtgevende kwal,

is very useful.

is zeer bruikbaar.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Omdat als je het gen voor groen fluorescerend eiwit kan vinden,

and deliver it to a cell,

het afleveren aan een cel,

that cell will glow green --

zal die cel groen oplichten --

or any of the many variants now of green fluorescent protein,

of een of andere variant van groen fluorescerend eiwit,

you get a cell to glow many different colors.

krijg je een cel die in verschillende kleuren oplicht.

And so coming back to the brain,

Ik keer terug naar het brein.

this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."

Dit is een genetisch veranderde muis met de naam 'Brainbow'.

And it's so called, of course,

Zo wordt ze genoemd, natuurlijk,

because all of these neurons are glowing different colors.

omdat alle neuronen in een verschillende kleur oplichten.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Soms moeten neurowetenschappers

individual molecular components of neurons, molecules,

individuele moleculaire componenten van neuronen, moleculen, identificeren

rather than the entire cell.

in plaats van een volledige cel.

And there's several ways of doing this,

Er zijn verschillende manieren om dat te doen,

but one of the most popular ones

maar in een van de meest populaire

involves using antibodies.

gebruiken ze antilichamen.

And you're familiar, of course,

Je bent natuurlijk wel bekend met

with antibodies as the henchmen of the immune system.

antilichamen zoals de handlangers van het immuunsysteem.

But it turns out that they're so useful to the immune system

Het blijkt dat ze zo bruikbaar zijn voor het immuunsysteem

because they can recognize specific molecules,

omdat ze specifieke moleculen kunnen herkennen,

like, for example, the coat protein

zoals, bijvoorbeeld, de eiwitcode

of a virus that's invading the body.

van een virus dat het lichaam binnendringt.

And researchers have used this fact

Onderzoekers hebben dit feit gebruikt

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

om specifieke moleculen in het brein te herkennen,

recognize specific substructures of the cell

specifieke substructuren van de cel te herkennen

and identify them individually.

en ze individueel te identificeren.

And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,

Een hoop van deze beelden die ik jullie getoond heb, zijn heel mooi

but they're also very powerful.

maar ze zijn ook zeer krachtig.

They have great explanatory power.

Ze hebben een grote verklarende kracht.

This, for example, is an antibody staining

Dit, bijvoorbeeld, is een antilichaamkleuring

against serotonin transporters in a slice of mouse brain.

tegen serotonine-overbrengers in een schijfje van een muizenbrein.

And you've heard of serotonin, of course,

Je hebt natuurlijk al gehoord van serotonine

in the context of diseases like depression and anxiety.

in de context van ziektes zoals depressie en angst.

You've heard of SSRIs,

Je heb gehoord van SSRI's,

which are drugs that are used to treat these diseases.

die medicijnen zijn die gebruikt worden om deze ziektes te genezen.

And in order to understand how serotonin works,

Om te begrijpen hoe serotonine werkt,

it's critical to understand where the serontonin machinery is.

is het belangrijk om te verstaan waar deze serotonine-machinerie zit.

And antibody stainings like this one

Antilichaamkleuring zoals deze

can be used to understand that sort of question.

kan gebruikt worden om dat soort vragen te begrijpen.

I'd like to leave you with the following thought:

Ik wil jullie nog de volgende gedachte voorleggen:

Green fluorescent protein and antibodies

groen fluorescerend eiwit en antilichamen

are both totally natural products at the get-go.

zijn beide van in het begin totaal natuurlijke producten.

They were evolved by nature

Ze zijn ontwikkeld door de natuur

in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,

om een kwal groen te doen oplichten, om welke reden dan ook,

or in order to detect the coat protein of an invading virus, for example.

of om bijvoorbeeld de eiwitcode van een binnendringend virus te detecteren.

And only much later did scientists come onto the scene

Pas later verschenen wetenschappers op het toneel

and say, "Hey, these are tools,

en zeiden: 'Hé, dit zijn middelen,

these are functions that we could use

functies die we kunnen gebruiken

in our own research tool palette."

als aanvulling op onze eigen onderzoeksmiddelen.'

And instead of applying feeble human minds

In plaats dat zwakke menselijke breinen

to designing these tools from scratch,

dit moesten ontwerpen uit het niets,

there were these ready-made solutions right out there in nature

waren dit pasklare oplossingen recht uit de natuur,

developed and refined steadily for millions of years

ontwikkeld en verfijnd over miljoenen jaren

by the greatest engineer of all.

door de grootste ingenieur van allemaal.

Thank you.

Dank je

(Applause)

(Applaus)