Michael Levin: The electrical blueprints that orchestrate life | TED

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

Chris Anderson: Mike, welcome.

Chris Anderson: Mike, bem-vindo. Estou ansioso por esta conversa.

It's good to see you. I'm excited for this conversation.

Michael Levin: Thank you so much. I'm so happy to be here.

Michael Levin: Obrigado. Estou feliz por estar aqui.

CA: So, most of us have this mental model in biology

CA: Muitos de nós temos este modelo mental da biologia

that DNA is a property of every living thing,

de que o ADN é uma propriedade de todas as coisas vivas.

that it is kind of the software that builds the hardware of our body.

que é uma espécie do software que modela o hardware do nosso corpo.

That's how a lot of us think about this.

É assim que muitos de nós pensam nisto.

That model leaves too many deep mysteries.

Esse modelo deixa-nos com demasiados mistérios profundos.

Can you share with us some of those mysteries

Podes falar-nos de alguns desses mistérios

and also what tadpoles have to do with it?

e também o que á que os girinos têm a ver com isso?

ML: Sure. Yeah.

ML: Sim, claro.

I'd like to give you another perspective on this problem.

Gostava de vos dar outra perspetiva sobre este problema.

One of the things that DNA does is specify the hardware of each cell.

Uma das coisas que o ADN faz é especificar o hardware de cada célula.

So the DNA tells every cell what proteins it's supposed to have.

Assim, o ADN diz a cada célula que proteínas devem ter.

And so when you have tadpoles, for example,

E, assim, quando temos girinos, por exemplo,

you see the kind of thing

vemos o tipo de coisas

that most people think is sort of a progressive unrolling of the genome.

que a maioria das pessoas pensa que é um progressivo desenrolar do genoma.

Specific genes turn on and off,

Os genes específicos ligam e desligam

and a tadpole, as it becomes a frog,

e um girino, à medida que se transforma numa rã.

has to rearrange its face.

tem de rearranjar o seu rosto.

So the eyes, the nostrils, the jaws -- everything has to move.

Os olhos, as narinas, as maxilas — tudo tem de mudar.

And one way to think about it used to be that, well,

Costumávamos pensar que havia uma espécie

you have a sort of hardwired set of movements

de movimentos interligados

where all of these things move around and then you get your frog.

em que todas as coisas se movimentam e depois obtínhamos a nossa rã.

But actually, a few years ago, we found a pretty amazing phenomenon,

Ora, há uns anos, descobrimos um fenómeno espantoso.

which is that if you make so-called "Picasso frogs" --

Se tivermos as chamadas “rãs de Picasso”

these are tadpoles where the jaws might be off to the side,

— girinos em que as maxilas podem estar fora do sítio,

the eyes are up here, the nostrils are moved,

os olhos aqui em cima, as narinas estão deslocadas,

so everything is shifted --

está tudo fora de sítio —

these tadpoles make largely normal frog faces.

esses girinos acabam com rostos normais de rãs!

Now, this is amazing,

Isto é espantoso,

because all of the organs start off in abnormal positions,

porque todos os órgãos começam em posições anormais

and yet they still end up making a pretty good frog face.

mas acabam formando um rosto de rã perfeitamente normal.

And so what it turns out is that this system,

O que acontece é que este sistema

like many living systems,

como muitos outros sistemas vivos,

is not a hardwired set of movements,

não é um conjunto interligado de movimentos,

but actually works to reduce the error between what's going on now

mas funciona para reduzir o erro entre o que se passa neste momento

and what it knows is a correct frog face configuration.

e o que sabe ser a configuração correta da face duma rã.

This kind of decision-making

Este tipo de tomada de decisões

that involves flexible responses to new circumstances,

que envolve respostas flexíveis a novas circunstâncias,

in other contexts, we would call this intelligence.

noutros contextos, chamar-lhe-íamos inteligência.

And so what we need to understand now is not only the mechanisms

O que precisamos de perceber agora

é o mecanismo pelo qual estas células executam os seus movimentos,

by which these cells execute their movements

and gene expression and so on,

a expressão do gene, etc.,

but we really have to understand the information flow:

mas também temos de perceber o fluxo das informações.

Como é que estas células cooperam umas com as outras

How do these cells cooperate with each other

to build something large and to stop building

para criar uma coisa tão grande e deixar de a criar

when that specific structure is created?

quando essa estrutura específica fica pronta?

And these kinds of computations, not just the mechanisms,

Este tipo de cálculos, não apenas os mecanismos,

but the computations of anatomical control,

mas os cálculos do controlo anatómico,

are the future of biology.

são o futuro da biologia.

CA: And so I guess the traditional model

CA: Parece-me que o modelo tradicional

is that somehow cells are sending biochemical signals to each other

é que, de certo modo, as células enviam sinais bioquímicos umas às outras

that allow that development to happen the smart way.

que permitem que o desenvolvimento ocorra de forma inteligente.

But you think there is something else at work.

Mas tu achas que há mais qualquer coisa em funcionamento.

What is that?

O que será?

ML: Well, cells certainly do communicate biochemically and via physical forces,

ML: Claro, as células comunicam bioquimicamente e via forças físicas,

but there's something else going on that's extremely interesting,

mas há uma outra coisa que é extremamente interessante

and it's basically called bioelectricity,

e chama-se basicamente bioeletricidade,

bioeletricidade não neural.

non-neural bioelectricity.

So it turns out that all cells --

Todas as células

not just nerves, but all cells in your body --

— não só os nervos, mas todas as células do corpo —

communicate with each other using electrical signals.

comunicam umas com as outras usando sinais elétricos.

And what you're seeing here is a time-lapse video.

Vemos aqui um vídeo de câmara rápida.

For the first time,

Pela primeira vez,

we are now able to eavesdrop on all of the electrical conversations

podemos agora escutar as conversas elétricas

that the cells are having with each other.

que s células estão a ter umas com as outras.

So think about this.

Pensem no que estão a ver..

We're now watching --

Isto é um embrião de rã.

This is an early frog embryo.

This is about eight hours to 10 hours of development.

Tem cerca de oito a dez horas de desenvolvimento.

And the colors are showing you actual electrical states

As cores mostram-nos os estados elétricos

that allow you to see all of the electrical software

que nos permitem ver todo o software elétrico

that's running on the genome-defined cellular hardware.

que corre no hardware celular definido pelo genoma.

And so these cells are basically communicating with each other

Assim, estas células estão basicamente a comunicar umas com as outras

who is going to be head, who is going to be tail,

quem vai ser a cabeça, quem vai ser a cauda,

who is going to be left and right and make eyes and brain and so on.

quem vai estar à esquerda ou à direita fazer os olhos e o cérebro, etc.

And so it is this software

É este software que permite

that allows these living systems to achieve specific goals,

que estes sistemas vivos atinjam objetivos específicos,

goals such as building an embryo

como a criação de um embrião

or regenerating a limb for animals that do this,

ou a regeneração de um membro para os animais que fazem isso.

and the ability to see these electrical conversations

A capacidade de ver estas conversas elétricas

dão-nos algumas oportunidades extremamente notáveis

gives us some really remarkable opportunities

para visar ou re-escrever os objetivos

to target or to rewrite the goals towards which

com que estes sistemas vivos estão a funcionar.

these living systems are operating.

CA: OK, so this is pretty radical.

CA: OK, isso é muito radical.

Let me see if I understand this.

Vejamos se percebi.

O que estás a dizer é que, quando um organismo começa a evoluir,

What you're saying is that when an organism starts to develop,

à medida que uma célula se divide,

as soon as a cell divides,

electrical signals are shared between them.

os sinais elétricos são partilhados entre elas.

But as you get to, what, a hundred, a few hundred cells,

Mas, quando chegamos a umas centenas de células,

that somehow these signals end up forming essentially like a computer program,

esses sinais acabam por formar uma espécie de programa de computador

um programa que inclui todas as informações necessárias

a program that somehow includes all the information needed

to tell that organism

para dizer a esse organismo qual é o seu destino?

what its destiny is?

Is that the right way to think about it?

É esta a maneira certa de pensar nisto?

ML: Yes, quite.

ML: Sim, é isso. O que acontece é que essas células.

Basically, what happens is that these cells,

by forming electrical networks much like networks in the brain,

ao formarem redes elétricas parecidas com as redes no cérebro,

they form electrical networks,

formam redes elétricas,

and these networks process information including pattern memories.

e essas redes processam informações incluindo memórias padrão.

They include representation of large-scale anatomical structures

Incluem representação de estruturas anatómicas de grande escala

where various organs will go,

para onde irão diversos órgãos,

what the different axes of the animal -- front and back, head and tail --

quais os diferentes eixos do animal — frente e posterior, cabeça e cauda —

are going to be,

e como vão ser.

and these are literally held in the electrical circuits

E estes mantêm-se nos circuitos elétricos em grandes tecidos

across large tissues

in the same way that brains hold other kinds of memories and learning.

da mesma forma que o cérebro retém outro tipo de memórias e aprendizagem.

CA: So is this the right way to think about it?

CA: Então é essa a forma correta de pensar nisso?

Because this seems to be such a big shift.

Porque parece ser uma enorme mudança.

I mean, when I first got a computer,

Quando tive o meu primeiro computador,

I was in awe of the people who could do so-called "machine code,"

eu tinha uma enorme admiração pelas pessoas que faziam codificação,

like the direct programming of individual bits in the computer.

como a programação direta de bits individuais no computador,

um coisa impossível para o comum dos mortais.

That was impossible for most mortals.

To have a chance of controlling that computer,

Para poder controlar o computador,

you'd have to program in a language,

tínhamos de programar numa linguagem

which was a vastly simpler way of making big-picture things happen.

que era uma forma muito mais simples de traçar um quadro geral.

And if I understand you right,

Se bem compreendi,

what you're saying is that most of biology today has sort of taken place

dizes que a maior parte da biologia atual, de certa forma,

trying to do the equivalent of machine code programming,

tenta fazer o equivalente duma programação de código de máquina,

of understanding the biochemical signals between individual cells,

compreender os sinais bioquímicos entre células individuais,

when, wait a sec, holy crap, there's this language going on,

quando há esta linguagem a decorrer,

this electrical language, which, if you could understand that,

esta linguagem elétrica que, se a compreendermos,

that would give us a completely different set of insights

dar-nos-á um conjunto de ideias totalmente diferentes

into how organisms are developing.

sobre como os organismos se desenvolvem.

Is that metaphor basically right?

Esta metáfora tem alguma razão de ser?

ML: Yeah, this is exactly right.

ML: Sim, está perfeita.

So if you think about the way programming was done in the '40s,

Se pensarmos na forma como a programação era feita nos anos 40,

in order to get your computer to do something different,

a fim de levar o computador a fazer uma coisa diferente,

you would physically have to shift the wires around.

teríamos, fisicamente, de mudar os fios.

So you'd have to go in there and rewire the hardware.

Por isso, tínhamos de rebobinar o hardware.

You'd have to interact with the hardware directly,

Tínhamos de interagir diretamente com o hardware

and all of your strategies for manipulating that machine

e todas as nossas estratégias para manipular essa máquina

would be at the level of the hardware.

estariam ao nível do hardware.

And the reason we have this now amazing technology revolution,

A razão por que temos esta nova revolução tecnológica espantosa,

information sciences and so on,

as ciências tecnológicas, etc.,

is because computer science moved from a focus on the hardware

é porque a ciência informática deixou de se concentrar no hardware

on to understanding that if your hardware is good enough --

para compreender que, se o hardware for bom

and I'm going to tell you that biological hardware is absolutely good enough --

— e digo-vos que o hardware biológico é muitíssimo bom —

then you can interact with your system not by tweaking or rewiring the hardware,

então, podemos interagir com o sistema não afinando ou rebobinando o hardware,

but actually, you can take a step back and give it stimuli or inputs

mas podemos recuar um pouco e dar-lhe estímulos ou inputs

the way that you would give to a reprogrammable computer

tal como daríamos a um computador reprogramável

and cause the cellular network to do something completely different

e levar a rede celular a fazer uma coisa totalmente diferente

than it would otherwise have done.

do que teria feito, sem isso.

So the ability to see these bioelectrical signals

A capacidade de ver estes sinais bioelétricos

is giving us an entry point directly into the software

está a dar-nos um ponto de entrada diretamente no software

that guides large-scale anatomy,

que guia a anatomia, em grande escala,

which is a very different approach to medicine

o que é uma abordagem à medicina totalmente diferente

than to rewiring specific pathways inside of every cell.

do que rebobinar vias específicas no interior de cada célula.

CA: And so in many ways, this is the amazingness of your work

CA: De muitas formas, essa é a maravilha do teu trabalho:

is that you're starting to crack the code of these electrical signals,

vocês começam a decifrar o código desses sinais elétricos

and you've got an amazing demonstration of this

e conseguiram uma fantástica demonstração disso

in these flatworms.

com estes vermes planos.

Tell us what's going on here.

Fala-nos do que se passa aqui.

ML: So this is a creature known as a planarian.

ML: Esta é uma criatura conhecida por planária.

They're flatworms.

São vermes planos.

They're actually quite a complex creature.

São criaturas muito complexas.

They have a true brain, lots of different organs and so on.

Têm um verdadeiro cérebro, muitos órgãos diferentes, etc.

And the amazing thing about these planaria

O espantoso nestas planárias

is that they are highly, highly regenerative.

é que são profundamente regeneradoras.

So if you cut it into pieces -- in fact, over 200 pieces --

Se as cortarmos em pedaços — em mais de 200 pedaços —

every piece will rebuild exactly what's needed

cada pedaço reconstituirá exatamente o que for preciso

to make a perfect little worm.

para formar um pequeno verme perfeito.

So think about that.

Pensem nisso.

This is a system where every single piece

Este é um sistema em que cada pedaço

knows exactly what a correct planarian looks like

sabe exatamente como é formada uma planária correta

and builds the right organs in the right places and then stops.

e cria os órgãos certos nos locais certos e depois pára.

And that's one of the most amazing things about regeneration.

É uma das coisas mais espantosas sobre a regeneração.

So what we discovered is that if you cut it into three pieces

Descobrimos que, se a cortarmos em três pedaços

and amputate the head and the tail and you just take this middle fragment,

e amputarmos a cabeça e a cauda e ficarmos apenas com o fragmento do meio

which is what you see here,

que é o que veem aqui,

amazingly, there is an electrical gradient, head to tail, that's generated

gera-se um gradiente elétrico, da cabeça à cauda,

that tells the piece where the heads and the tails go

que é a peça onde ficam as cabeças e as caudas

and in fact, how many heads or tails you're supposed to have.

e, na verdade, quantas cabeças ou caudas que é suposto ter.

So what we learned to do is to manipulate this electrical gradient,

Assim, aprendemos a manipular este gradiente elétrico,

and the important thing is that we don't apply electricity.

e o que é importante é que não aplicamos eletricidade.

What we do instead was we turned on and off the little transistors --

O que fazemos foi ligar e desligar os pequenos transístores

they're actual ion channel proteins --

— na verdade são proteínas canais iónicos —

that every cell natively uses to set up this electrical state.

que todas as células usam naturalmente para estabelecer este estado elétrico.

So now we have ways to turn them on and off,

Agora temos formas de ligá-los e desligá-los

and when you do this, one of the things you can do

e, quando fazemos isso,

is you can shift that circuit to a state that says no, build two heads,

podemos mudar esse circuito para um estado que diz:

“Não. Cria duas cabeças ou não cria cabeça nenhuma.”

or in fact, build no heads.

And what you're seeing here are real worms that have either two or no heads

Vemos aqui que são vermes reais que têm duas cabeças ou nenhuma

que resulta disto,

that result from this,

because that electrical map is what the cells are using

porque o mapa elétrico é o que as células estão a usar

to decide what to do.

para decidir o que fazer.

And so what you're seeing here are live two-headed worms.

O que vemos aqui são vermes vivos com duas cabeças.

And, having generated these, we did a completely crazy experiment.

Depois de gerar estes, fizemos uma experiência totalmente louca.

You take one of these two-headed worms, and you chop off both heads,

Agarrámos nestes vermes de duas cabeças e cortámos-lhes as suas cabeças

and you leave just the normal middle fragment.

e ficámos apenas com o fragmento normal do meio.

Now keep in mind, these animals have not been genomically edited.

Reparem bem, estes animais não foram alterados genomicamente.

There's absolutely nothing different about their genomes.

Não há nada de diferente nos genomas deles.

Their genome sequence is completely wild type.

A sequência genética é totalmente do tipo selvagem.

So you amputate the heads, you've got a nice normal fragment,

Amputámos as cabeças, temos um fragmento normal,

and then you ask: In plain water, what is it going to do?

e perguntamos: Em água normal, o que vai fazer?

And, of course, the standard paradigm would say,

Claro, o paradigma normal diria:

well, if you've gotten rid of this ectopic extra tissue,

“Se te livraste desse tecido ectópico extra

the genome is not edited so it should make a perfectly normal worm.

“e o genoma não foi alterado.

“deve dar origem a um verme perfeitamente normal.”

And the amazing thing is that it is not what happens.

O espantoso é que não é isso o que acontece.

These worms, when cut again and again, in the future, in plain water,

Estes vermes, quando cortados vezes sem conta, em água normal,

they continue to regenerate as two-headed.

continuam a regenerar-se com duas cabeças.

Think about this.

Pensem nisso.

The pattern memory to which these animals will regenerate after damage

A memória do padrão que estes animais vão regenerar depois dos cortes

ficou registado permanentemente.

has been permanently rewritten.

And in fact, we can now write it back and send them back to being one-headed

Podemos escrevê-la de novo para eles voltarem a ter só uma cabeça

without any genomic editing.

sem alterar o genoma.

So this right here is telling you that the information structure

Isto diz-nos que a estrutura das informações

that tells these worms how many heads they're supposed to have

que dizem a estes vermes quantas cabeças devem ter

is not directly in the genome.

não está diretamente no genoma,

It is in this additional bioelectric layer.

Está nesta camada bioelétrica adicional.

Probably many other things are as well.

Tal como estarão muitas outras coisas.

And we now have the ability to rewrite it.

Agora temos a capacidade de reescrevê-las.

And that, of course, is the key definition of memory.

E, claro, isso é definição da memória.

It has to be stable, long-term stable, and it has to be rewritable.

Tem de ser estável, a longo prazo, e tem de poder ser emendada.

And we are now beginning to crack this morphogenetic code

gora estamos a começar a decifrar este código morfogenético

to ask how is it that these tissues store a map of what to do

para perguntar como é que estes tecidos guardam um mapa do que fazer

and how we can go in and rewrite that map to new outcomes.

e como podemos re-escrever esse mapa para um resultado novo,

CA: I mean, that seems incredibly compelling evidence

CA: Isso parece uma prova extremamente convincente

that DNA is just not controlling the actual final shape

de que não é o ADN que controla a forma final destes organismos,

of these organisms,

that there's this whole other thing going on,

que há outra coisa a acontecer,

and, boy, if you could crack that code,

e, se pudermos decifrar esse código,

what else could that lead to.

onde é que iremos parar.

By the way, just looking at these ones.

A propósito, só de olhar para estes.

What is life like for a two-headed flatworm?

Como será a vida para um verme com duas cabeças?

I mean, it seems like it's kind of a trade-off.

Parece que há uma espécie de contrapartida.

The good news is you have this amazing three-dimensional view of the world,

Por um lado, têm uma bela visão do mundo a três dimensões,

but the bad news is you have to poop through both of your mouths?

mas, infelizmente, vão ter de eliminar os dejetos pelas duas bocas?

ML: So, the worms have these little tubes called pharynxes,

ML: Os vermes têm uns tubinhos chamados faringes,

and the tubes are sort of in the middle of the body,

e os tubos estão mais ou menos no meio do corpo,

and they excrete through that.

e é por aí que saem as excreções.

These animals are perfectly viable.

Estes animais são perfeitamente viáveis.

They're completely happy, I think.

Sentem-se perfeitamente felizes, segundo creio.

The problem, however,

O problema é que as duas cabeças não cooperam muito bem,

is that the two heads don't cooperate all that well,

and so they don't really eat very well.

e por isso não comem muito bem.

But if you manage to feed them by hand,

Mas se pudermos alimentá-los à mão, continuarão para sempre.

they will go on forever,

and in fact, you should know these worms are basically immortal.

Convém saber que estes vermes são basicamente imortais.

So these worms, because they are so highly regenerative,

Estes vermes, como são tão regeneradores,

they have no age limit,

não têm limite de idade,

and they're telling us that if we crack this secret of regeneration,

e dizem-nos que, se decifrarmos este segredo da regeneração,

which is not only growing new cells but knowing when to stop --

que é não só criar novas células mas saber quando se deve parar

you see, this is absolutely crucial --

— isto é fundamental —

if you can continue to exert this really profound control

se pudermos continuar a exercer este controlo profundo

over the three-dimensional structures that the cells are working towards,

sobre as estruturas tridimensionais que as células vão criando,

you could defeat aging as well as traumatic injury

podemos vencer o envelhecimento assim como as lesões traumáticas

and things like this.

e coisas desse tipo.

So one thing to keep in mind is that this ability to rewrite

Uma coisa a não esquecer é que a capacidade de reescrever

the large-scale anatomical structure of the body

a estrutura anatómica em grande escala do corpo

is not just a weird planarian trick.

não é apenas um truque estranho das planárias.

It's not just something that works in flatworms.

Não é uma coisa que só funciona nos vermes planos.

What you're seeing here is a tadpole with an eye and a gut,

Estão a ver aqui um sapo com um olho e um intestino.

and what we've done is turned on a very specific ion channel.

Ligámos um canal iónico muito específico.

So we basically just manipulated these little electrical transistors

Basicamente, apenas manipulámos estes pequenos transístores elétricos

that are inside of cells,

que estão no interior das células,

and we've imposed a state on some of these gut cells

e impusemos um estado nalgumas dessas células intestinais

that's normally associated with building an eye.

que estão normalmente associadas à criação de um olho.

And as a result, what the cells do is they build an eye.

Em resultado, as células criaram um olho.

These eyes are complete.

Estes olhos estão completos.

They have optic nerve, lens, retina,

Têm nervo ótico, lente, retina,

all the same stuff that an eye is supposed to have.

tudo o que um olho deve ter.

They can see, by the way, out of these eyes.

A propósito, ele vê com estes olhos.

And what you're seeing here

E vemos agora aqui

is that by triggering eye-building subroutines

que desencadeando sub-rotinas de criação de olho

in the physiological software of the body,

no software fisiológico do corpo,

you can very easily tell it to build a complex organ.

podemos dizer facilmente para criar um órgão complexo.

And this is important for our biomedicine,

Isto é importante para a medicina biológica,

because we don't know how to micromanage the construction of an eye.

porque não sabemos como microgerir a construção de um olho.

I think it's going to be a really long time

Penso que vai passar muito tempo

before we can really bottom-up build things like eyes or hands and so on.

antes de podermos criar coisas como olhos ou mãos, etc.

But we don't need to, because the body already knows how to do it,

Mas não precisamos, porque o corpo já sabe como fazê-lo

and there are these subroutines that can be triggered

e há estas sub-rotinas que podem ser provocadas

by specific electrical patterns that we can find.

por padrões elétricos específicos que podemos encontrar.

And this is what we call "cracking the bioelectric code."

Isto é aquilo a que chamamos “quebrar o código bioelétrico”.

We can make eyes. We can make extra limbs.

Podemos fazer olhos, fazer membros extra.

Here's one of our five-legged tadpoles.

Este é um dos nossos sapos com cinco pernas.

We can make extra hearts.

Podemos fazer corações extra.

We're starting to crack the code to understand where are the subroutines

Estamos a começar a quebrar o código para perceber onde estão as sub-rotinas

in this software

neste software

that we can trigger and build these complex organs

que podemos provocar e construir estes órgãos complexos

long before we actually know how to micromanage the process

muito antes de sabermos como microgerir o processo

at the cellular level.

a nível celular.

CA: So as you've started to get to learn this electrical layer

CA: Assim, à medida que começarem a aprender esta camada elétrica

and what it can do,

e o que ela pode fazer,

you've been able to create --

vocês estarão aptos a criar

is it fair to say it's almost like a new, a novel life-form,

uma forma de vida nova,

chamada xenobot?

called a xenobot?

Talk to me about xenobots.

Fala-me dos xenobotes.

ML: Right.

ML: OK. Se pensarmos nisso, isto leva a uma previsão realmente estranha.

So if you think about this, this leads to a really strange prediction.

If the cells are really willing to build towards a specific map,

Se as células estão realmente dispostas a construir segundo um mapa específico,

we could take genetically unaltered cells,

podemos agarrar em células geneticamente não manipuladas,

and what you're seeing here is cells taken out of a frog body.

e o que vemos aqui são células retiradas do corpo duma rã.

They've coalesced in a way that asks them to re-envision their multicellularity.

Coalesceram de uma forma que lhes pede

que re-visualizem a sua multicelularidade.

And what you see here

Vemos aqui que,

is that when liberated from the rest of the body of the animal,

quando libertadas do resto do corpo do animal,

they make these tiny little novel bodies that are, in terms of behavior,

fazem estes pequenos corpos novos que, em termos de comportamento,

you can see they can move, they can run a maze.

como veem, movimentam-se, percorrem um labirinto.

They are completely different from frogs or tadpoles.

São totalmente diferentes de rãs ou sapos.

Frog cells, when asked to re-envision what kind of body they want to make,

Quando pedimos às células de rãs para re-visualizar

que tipo de corpo querem fazer

do something incredibly interesting.

fazem uma coisa extremamente interessante.

They use the hardware that their genetics gives them,

Usam o hardware que a genética lhes dá,

for example, these little hairs, these little cilia

por exemplo, estes pequenos cabelos, estes pequenos cílios,

that are normally used to redistribute mucus on the outside of a frog,

que normalmente são usados pra redistribuir o muco no exterior da rã,

those are genetically specified.

estão geneticamente especificados.

But what these creatures did,

Mas estas criaturas,

because the cells are able to form novel kinds of bodies,

como as células conseguem formar novos tipos de corpos,

they have figured out how to use these little cilia

descobriram como usar estes pequenos cílios

to instead row against the water, and now have locomotion.

para remar através da água e gora têm locomoção.

So not only can they move around, but they can, and here what you're seeing,

Assim, não só se podem deslocar, mas podem, e é o que estão a ver,

is that these cells are coalescing together.

estas células estão a coalescer juntamente.

Now they're starting to have conversations about what they are going to do.

Estão a ter conversas sobre o que é que vão fazer.

You can see here the flashes are these exchanges of information.

Podem ver aqui: os flashes são essas trocas de informações.

Keep in mind, this is just skin.

Não se esqueçam, isto é apenas pele.

There is no nervous system. There is no brain. This is just skin.

Não há sistema nervoso. Não há cérebro. É apenas pela.

This is skin that has learned to make a new body

Isto é pele que aprendeu a fazer um novo corpo

and to explore its environment and move around.

e a explorar o seu ambiente e deslocar-se.

And they have spontaneous behaviors.

Têm comportamentos espontâneos.

You can see here where it's swimming down this maze.

Podem ver aqui onde está nadar neste labirinto.

At this point, it decides to turn around and go back where it came from.

Nesta altura, decide virar-se e voltar para o sítio de onde veio.

So it has its own behavior, and this is a remarkable model system

Tem um comportamento próprio, e isto é um sistema modelo notável

for several reasons.

por várias razões.

First of all, it shows us the amazing plasticity of cells

Primeiro, mostra-nos a espantosa plasticidade das células

that are genetically wild type.

que geneticamente são do tipo selvagem.

There is no genetic editing here.

Não há aqui nenhuma alteração genética.

These are cells that are really prone to making some sort of functional body.

São células que são propensas a fazer qualquer tipo de corpo funcional.

The second thing,

A segunda coisa, foi feita em colaboração

and this was done in collaboration with Josh Bongard's lab at UVM,

com o laboratório de Josh Bongard na Universidade de Vermont.

they modeled the structure of these things and evolved it in a virtual world.

Modelaram a estrutura destas coisas e a desenvolveram num mundo virtual.

So this is literally -- on a computer, they modeled it on a computer.

Modelaram-na num computador.

So this is literally the only organism that I know of on the face of this planet

Isto é o único organismo que eu conheço à face deste planeta

whose evolution took place not in the biosphere of the earth

cuja evolução ocorreu não na biosfera da Terra

but inside a computer.

mas dentro de um computador.

So the individual cells have an evolutionary history,

Assim, as células individuais têm uma história evolutiva,

but this organism has never existed before.

mas este organismo nunca existiu anteriormente.

It was evolved in this virtual world,

Evoluiu neste mundo virtual,

and then we went ahead and made it in the lab,

e depois avançámos e fizemo-la no laboratório,

and you can see this amazing plasticity.

podem ver esta espantosa plasticidade.

This is not only for making useful machines.

Isto não é apenas para fazer máquinas úteis.

You can imagine now programming these to go out into the environment

Imaginem programar estas coisas para irem para o ambiente

and collect toxins and cleanup,

apanhar toxinas e fazer limpeza,

or you could imagine ones made out of human cells

ou imaginem outras feitas de células humanas

that would go through your body and collect cancer cells

que percorram o nosso corpo e apanhem as células cancerosas

or reshape arthritic joints,

ou refaçam articulações artríticas,

deliver pro-regenerative compounds,

entreguem compostos pró-regeneradores,

all kinds of things.

todo o tipo de coisas.

But not only these useful applications -- this is an amazing sandbox

Mas não só estas aplicações úteis — isto é um caixa de areia espantosa

for learning to communicate morphogenetic signals to cell collectives.

para ensinar a comunicar sinais morfogenéticos a coletivos de células.

So once we crack this, once we understand how these cells decide what to do,

Depois de quebrar este código,

depois de percebermos como estas células decidem o que gazer

and then we're going to, of course, learn to rewrite that information,

e depois de aprendermos a re-escrever essas informações,

the next steps are great improvements in regenerative medicine,

os passos seguintes são ótimas melhorias na medicina regeneradora,

because we will then be able to tell cells to build healthy organs.

porque conseguiremos dizer às células para criarem órgãos saudáveis.

And so this is now a really critical opportunity

Assim, isto é agora uma oportunidade realmente crítica

to learn to communicate with cell groups,

para aprender a comunicar com grupos de células,

not to micromanage them, not to force the hardware,

não pra as microgerir, não para forçar o hardware

to communicate and rewrite the goals that these cells are trying to accomplish.

para comunicar e reescrever as metas que estas células estão a tentar atingir.

CA: Bom, é uma coisa alucinante.

CA: Well, it's mind-boggling stuff.

Finally, Mike, give us just one other story

Finalmente, Mike, conta-nos mais uma história

about medicine that might be to come

sobre medicina que pode vir a aparecer

as you develop this understanding

à medida que desenvolves esta compreensão

of how this bioelectric layer works.

de como funciona a camada bioelétrica.

ML: Yeah, this is incredibly exciting because, if you think about it,

ML: Isto é extremamente excitante porque, se pensarmos nisso,

most of the problems of biomedicine --

a maioria dos problemas da biomedicina

birth defects, degenerative disease, aging, traumatic injury, even cancer --

— defeitos de nascimento, doenças degenerativas, envelhecimento,

danos traumáticos, até o cancro —

all boil down to one thing:

reduzem-se todos uma coisa:

cells are not building what you would like them to build.

as células não estão a construir o que gostaríamos que elas construíssem.

And so if we understood how to communicate with these collectives

Se compreendermos como comunicar com este coletivo

and really rewrite their target morphologies,

e pudermos reescrever as suas morfologias alvo,

we would be able to normalize tumors,

podemos conseguir normalizar tumores,

we would be able to repair birth defects,

conseguiremos reparar defeitos de nascimento,

induce regeneration of limbs and other organs,

induzir regeneração de membros e de outros órgãos,

and these are things we have already done in frog models.

e estas cão coisas que já fizemos em modelos de rãs.

And so now the next really exciting step

Assim, o próximo passo realmente excitante

is to take this into mammalian cells

é agarrar nas células de mamíferos

and to really turn this into the next generation of regenerative medicine

e transformar isto na próxima geração da medicina regeneradora

where we learn to address all of these biomedical needs

onde aprendemos a abordar todas essas necessidades biomédicas

by communicating with the cell collectives

comunicando com os coletivos de células

and rewriting their bioelectric pattern memories.

e reescrevendo as suas memórias padrão bioelétricas.

And the final thing I'd like to say is that the importance of this field

Uma coisa que queria dizer para acabar é que a importância desta área

is not only for biomedicine.

não é só para a biomedicina.

You see, this, as I started out by saying,

Como comecei por dizer,

this ability of cells in novel environments

esta capacidade de as células, em novos ambientes,

to build all kinds of things besides what their genome tells them

criarem todo o ripo de coisas

para além do que o seu genoma lhes diz

is an example of intelligence,

é um exemplo de inteligência

and biology has been intelligently solving problems

e a biologia tem resolvido problemas de forma inteligente

long before brains came on the scene.

muito antes de entrarem em cena os cérebros.

And so this is also the beginnings of a new inspiration for machine learning

Isto é também o começo duma nova inspiração

para a aprendizagem de máquinas

that mimics the artificial intelligence of body cells, not just brains,

que imita a inteligência artificial das células do corpo,

não apenas do cérebro,

for applications in computer intelligence.

para aplicações em inteligência de computadores.

CA: Mike Levin, thank you for your extraordinary work

CA: Mike Levin, obrigado pelo teu trabalho extraordinário

and for sharing it so compellingly with us.

e por partilhá-lo connosco de forma tão convincente.

Thank you.

Obrigado.

ML: Thank you so much. Thank you, Chris.

ML: Muito obrigado. Obrigado, Chris.