Carl Schoonover: How to look inside the brain

Tradutor: Nadja Nathan Revisor: Viviane Ferraz Matos

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

Esse é um desenho do cérebro de 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 bem familiares hoje.

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

Dois olhos na base, o nervo óptico fluindo da parte de trás.

There's a very large nose

Tem um nariz muito grande

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

que não parece estar ligado a nada em particular.

And if we compare this

E se comparamos isso

to more recent representations of the visual system,

às representações do sistema visual mais recentes,

you'll see that things have gotten substantially more complicated

verão que as coisas tornaram-se substancialmente mais complicadas

over the intervening thousand years.

através dos mil anos passados.

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

E isso porque hoje podemos ver o que está dentro do cérebro,

rather than just looking at its overall shape.

em vez de apenas olharmos para a sua forma em geral.

Imagine you wanted to understand how a computer works

Imaginem que gostariam de entender como um computador funciona

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

e que só podiam ver um teclado, um mouse, uma tela.

You really would be kind of out of luck.

Vocês não teriam como entender.

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

Vocês quereriam abri-lo, abri-lo todo,

look at the wiring inside.

e examinar a fiação dentro dele.

And up until a little more than a century ago,

E, até pouco mais de um século atrás,

nobody was able to do that with the brain.

ninguém era capaz de fazer isso com o cérebro.

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

Ninguém tinha tido um vislumbre da fiação do cérebro.

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

E isso porque se vocês tirarem o cérebro do crânio

and you cut a thin slice of it,

e cortarem uma fatia fina dele e

put it under even a very powerful microscope,

a colocarem em um microscópio mesmo muito poderoso,

there's nothing there.

não haverá nada.

It's gray, formless.

É cinzento, sem forma.

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

Não tem estrutura. Não nos informa nada.

And this all changed in the late 19th century.

E tudo isso mudou no final do século XIX.

Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed

De repente, novos corantes químicos para o tecido cerebral foram desenvolvidos

and they gave us our first glimpses at brain wiring.

e nos deram os primeiros vislumbres das fiações cerebrais.

The computer was cracked open.

Abriu-se o computador por completo.

So what really launched modern neuroscience

Portanto, o que de fato lançou a neurociência moderna

was a stain called the Golgi stain.

foi uma coloração chamada Golgi.

And it works in a very particular way.

E ela funciona de uma maneira muito específica.

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

Em vez de tingir todas as células dentro de um tecido,

it somehow only stains about one percent of them.

ela, de alguma forma, apenas tinge cerca de um por cento delas.

It clears the forest, reveals the trees inside.

Ela desmata a floresta, revela as árvores no seu interior.

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

Se tudo tivesse sido rotulado, nada seria visível.

So somehow it shows what's there.

Então, de alguma forma revela 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 considerado o pai da neurociência moderna,

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

aplicou essa coloração de Golgi, que produz dados como este,

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

e realmente nos proporcionou a noção moderna da célula nervosa, o neurônio.

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

E, se pensam que o cérebro é como um computador,

this is the transistor.

este é o transistor.

And very quickly Cajal realized

E imediatamente Cajal percebeu

that neurons don't operate alone,

que os neurônios não operam sozinhos,

but rather make connections with others

mas estabelecem conexões 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,

Hoje, um século depois, quando pesquisadores querem visualizar neurônios,

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

eles os iluminam a partir de dentro em vez de escurecê-los.

And there's several ways of doing this.

E há várias formas de fazer isto.

But one of the most popular ones

Mas uma das formas mais populares

involves green fluorescent protein.

tem a ver com a proteína verde fluorescente.

Now green fluorescent protein,

Agora, a proteína verde fluorescente,

which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,

que curiosamente é encontrada na água-viva bioluminescente,

is very useful.

é muito útil.

Because if you can get the gene for green fluorescent protein

Porque se pudermos obter o gene da proteína verde fluorescente

and deliver it to a cell,

e introduzi-lo numa célula,

that cell will glow green --

esta célula ficará com brilho verde --

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

ou, qualquer uma das muitas variantes da proteína verde fluorescente,

you get a cell to glow many different colors.

conseguimos que uma célula brilhe com muitas cores diferentes.

And so coming back to the brain,

Voltando a falar do cérebro,

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

este é de um rato geneticamente modificado chamado “Brainbow” (cérebro arco-íris).

And it's so called, of course,

E é assim chamado, claro,

because all of these neurons are glowing different colors.

porque todos estes neurônios brilham com cores diferentes.

Now sometimes neuroscientists need to identify

Às vezes os neurocientistas precisam identificar

individual molecular components of neurons, molecules,

os componentes moleculares individuais dos neurônios, as moléculas,

rather than the entire cell.

em vez da célula toda.

And there's several ways of doing this,

E há várias maneiras de fazer isto,

but one of the most popular ones

mas uma das mais populares

involves using antibodies.

tem a ver com anticorpos.

And you're familiar, of course,

E, sem dúvida, vocês estão familiarizados

with antibodies as the henchmen of the immune system.

com anticorpos agindo como os capangas do sistema imunitário.

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

Mas acontece que eles são muito úteis para o sistema imunitário

because they can recognize specific molecules,

porque podem reconhecer 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 invadindo o corpo.

And researchers have used this fact

E pesquisadores aproveitam este fato

in order to recognize specific molecules inside of the brain,

para reconhecer moléculas específicas dentro do cérebro,

recognize specific substructures of the cell

reconhecer subestruturas específicas da célula

and identify them individually.

e as identificar individualmente.

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

E muitas das imagens que estou mostrando a vocês aqui são muito lindas,

but they're also very powerful.

mas também são muito poderosas.

They have great explanatory power.

Elas têm um grande poder explanatório.

This, for example, is an antibody staining

Esta, por exemplo, é uma coloração do 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,

Vocês sem dúvida já ouviram falar de serotonina,

in the context of diseases like depression and anxiety.

em relação à doenças como depressão e ansiedade.

You've heard of SSRIs,

Ouviram falar dos ISRS,

which are drugs that are used to treat these diseases.

que são as drogas usadas para o tratamento dessas doenças.

And in order to understand how serotonin works,

E para se entender como a serotonina funciona,

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

é fundamental entender-se onde se encontra o mecanismo da serotonina.

And antibody stainings like this one

E colorações de anticorpos como esta

can be used to understand that sort of question.

podem ser usadas para entendermos este tipo de questão.

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

Eu gostaria de deixar-lhes com o seguinte pensamento:

Green fluorescent protein and antibodies

Tanto as proteínas como os anticorpos verde fluorescentes

are both totally natural products at the get-go.

são, de partida, produtos completamente naturais.

They were evolved by nature

Evoluíram naturalmente

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

para fazer uma água-viva com brilho verde por algum motivo,

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

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

And only much later did scientists come onto the scene

E somente muito mais tarde os cientistas chegaram a esta cena

and say, "Hey, these are tools,

e disseram: Ei, essas são ferramentas,

these are functions that we could use

essas são funções que poderíamos usar

in our own research tool palette."

em nossa própria paleta de ferramentas de pesquisas.”

And instead of applying feeble human minds

E, em vez de usar as mentes humanas ineficazes

to designing these tools from scratch,

para criar estas ferramentas a partir do nada,

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

lá estavam estas soluções já prontas bem ali, na natureza,

developed and refined steadily for millions of years

desenvolvidas e aperfeiçoadas durante milhões de anos

by the greatest engineer of all.

pelo maior engenheiro de todos os tempos.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)