Carl Schoonover: How to look inside the brain

Tradutor: Ilona Bastos Revisora: Sara Leite

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

Este é um desenho do cérebro com mil anos.

It's a diagram of the visual system.

É um diagrama do sistema visual.

And some things look very familiar today.

E algumas coisas parecem-nos hoje muito familiares.

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

Dois olhos na base, o nervo ótico fluindo a partir da zona posterior.

There's a very large nose

Há um nariz muito largo

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

que parece não estar ligado a nada em particular.

And if we compare this

Se compararmos isto

to more recent representations of the visual system,

com representações mais recentes do sistema visual

you'll see that things have gotten substantially more complicated

verão que as coisas se tornaram substancialmente mais complicadas

over the intervening thousand years.

durante esses mil anos.

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

E isso porque hoje podemos ver o que está no interior do cérebro

rather than just looking at its overall shape.

em vez de olharmos apenas para a sua forma geral.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Imaginem que queriam compreender como funciona um computador

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

e só podiam ver um teclado, um rato, um ecrã.

You really would be kind of out of luck.

Vocês não teriam sorte nenhuma.

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

Vocês querem poder abri-lo, escancará-lo,

look at the wiring inside.

olhar para as ligações internas.

And up until a little more than a century ago,

Até há pouco mais de um século

nobody was able to do that with the brain.

ninguém conseguia fazer isso com o cérebro.

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

Ninguém tinha um vislumbre das ligações cerebrais,

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

porque, se retirarem um cérebro do crânio

and you cut a thin slice of it,

e lhe cortarem uma fatia fina,

put it under even a very powerful microscope,

mesmo que a vejam a um microscópio muito potente,

there's nothing there.

não há nada ali.

It's gray, formless.

É cinzento, sem forma.

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

Não tem estrutura. Não vos dirá nada.

And this all changed in the late 19th century.

Tudo isto mudou no final do séc. XIX.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

De repente, foram desenvolvidos

novos corantes químicos para o tecido cerebral

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

o que nos proporcionou o primeiro vislumbre das ligações cerebrais.

The computer was cracked open.

O computador foi escancarado.

So what really launched modern neuroscience

Portanto, o que lançou a neurociência moderna

was a stain called the Golgi stain.

foi uma coloração chamada "coloração de Golgi".

And it works in a very particular way.

Funciona de uma forma muito particular.

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

Em vez de tingir todas as células no interior de um tecido,

it somehow only stains about one percent of them.

tinge apenas cerca de 1% das mesmas.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Limpa a floresta, revela as árvores no seu interior.

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

Se tudo tivesse ficado marcado, nada teria ficado visível.

So somehow it shows what's there.

Portanto, de certa forma, revela-nos o que lá existe.

Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,

O neuroanatomista espanhol Santiago Ramon y Cajal,

who's widely considered the father of modern neuroscience,

que é geralmente considerado o pai da neurociência moderna,

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

aplicou esta coloração de Golgi, e produziu dados com este aspeto,

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

e ao fazê-lo deu-nos a noção atual da célula nervosa, o neurónio.

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

Se estiverem a pensar no cérebro como um computador,

this is the transistor.

isto é o transístor.

And very quickly Cajal realized

Muito rapidamente, Cajal percebeu

that neurons don't operate alone,

que os neurónios não operam sozinhos,

but rather make connections with others

mas, antes, estabelecem ligações com outros

that form circuits just like in a computer.

que formam circuitos, tal como num computador.

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

Um século mais tarde, quando os investigadores querem ver os neurónios,

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

iluminam-nos a partir do interior, em vez de os escurecer.

And there's several ways of doing this.

Há várias maneiras de fazer isto.

But one of the most popular ones

Uma das mais populares envolve proteína verde fluorescente.

involves green fluorescent protein.

Now green fluorescent protein,

A proteína verde fluorescente,

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

que, curiosamente, vem de uma alforreca bioluminescente,

is very useful.

é muito útil.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Porque, obtendo o gene da proteína verde fluorescente

and deliver it to a cell,

e introduzindo-o numa célula, essa célula ficará verde brilhante

that cell will glow green --

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

ou, com as muitas atuais variantes da proteína verde fluorescente,

you get a cell to glow many different colors.

obteremos células a brilhar em muitas cores diferentes.

And so coming back to the brain,

Assim, voltando ao cérebro,

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

este é de um rato geneticamente modificado, chamado "Brainbow".

And it's so called, of course,

Chama-se assim, obviamente,

because all of these neurons are glowing different colors.

porque todos estes neurónios brilham em cores diferentes.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Por vezes os neurocientistas precisam de identificar

individual molecular components of neurons, molecules,

componentes moleculares individuais dos neurónios, moléculas,

rather than the entire cell.

em vez de células inteiras.

And there's several ways of doing this,

Há várias maneiras de fazer isso,

but one of the most popular ones

mas uma das mais populares envolve o uso de anticorpos.

involves using antibodies.

And you're familiar, of course,

Claro, vocês estão familiarizados com os anticorpos,

with antibodies as the henchmen of the immune system.

como guarda-costas do sistema imunitário.

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

Acontece que eles são muito úteis ao sistema imunitário

because they can recognize specific molecules,

porque reconhecem moléculas específicas,

like, for example, the coat protein

como, por exemplo, a proteína código

of a virus that's invading the body.

de um vírus que esteja a invadir o corpo.

And researchers have used this fact

Os investigadores aproveitaram este facto

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

para reconhecerem moléculas específicas no interior do cérebro,

recognize specific substructures of the cell

reconhecer estruturas específicas da célula

and identify them individually.

e identificá-las individualmente.

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

Muitas das imagens que vos tenho estado a mostrar aqui

but they're also very powerful.

são muito belas, mas também muito poderosas.

They have great explanatory power.

Têm um grande poder explicativo.

This, for example, is an antibody staining

Esta, por exemplo, é a coloração de um anticorpo

against serotonin transporters in a slice of mouse brain.

contra os transportadores de serotonina numa fatia de cérebro de rato.

And you've heard of serotonin, of course,

Já ouviram falar da serotonina

in the context of diseases like depression and anxiety.

no contexto de doenças como a depressão e a ansiedade.

You've heard of SSRIs,

Ouviram falar de ISRSs,

which are drugs that are used to treat these diseases.

que são fármacos usados para tratar estas doenças.

And in order to understand how serotonin works,

Para se compreender como a serotonina funciona,

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

é fundamental compreender onde está o mecanismo de funcionamento da serotonina.

And antibody stainings like this one

can be used to understand that sort of question.

Podem usar-se colorações de anticorpos como esta

para compreender esse tipo de questões.

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

Gostava de vos deixar o seguinte pensamento:

Green fluorescent protein and antibodies

Tanto as proteínas como os anticorpos verde fluorescente

are both totally natural products at the get-go.

são, à partida, produtos inteiramente naturais.

They were evolved by nature

Evoluíram naturalmente

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

para conferir à alforreca um brilho verde, seja qual for a razão,

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

ou para detetar a proteína código de um vírus invasor, por exemplo.

And only much later did scientists come onto the scene

E só muito mais tarde é que os cientistas entraram em cena

and say, "Hey, these are tools,

e disseram: "Espera, isto são ferramentas,

these are functions that we could use

"isto são funções que podíamos usar

in our own research tool palette."

"na nossa paleta de ferramentas de pesquisa."

And instead of applying feeble human minds

Em vez de porem pobres mentes humanas

to designing these tools from scratch,

a conceber estas ferramentas a partir do nada,

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

serviram-se destas soluções prontas a usar ali mesmo, na Natureza,

developed and refined steadily for millions of years

desenvolvidas e aperfeiçoadas durante milhões de anos

by the greatest engineer of all.

pelo melhor engenheiro existente.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)