ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger.

Why you should listen

How is emotional behavior encoded in the brain? And what parts of the brain are affected by depression, ADHD and anxiety? This is what neurobiologist David Anderson researches in his lab at the California Institute for Technology by studying the brains of lab mice and fruit flies. By looking at how neural circuits give rise to emotions, Anderson hopes to advance a more nuanced view of psychiatric disorders -- that they aren’t the result of a simple “chemical imbalance,” but of a chemical imbalance at a specific site that has a specific emotional consequences. By researching these cause-and-effect relationships, Anderson hopes to pave the way for the development of new treatments for psychiatric disorders that are far more targeted and have far fewer side effects.

Trained by two Nobel laureates, Gunter Blobel and Richard Axel, Anderson is also an investigator at the Howard Hughes Medical Institute.

More profile about the speaker
David Anderson | Speaker | TED.com
TEDxCaltech

David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals

Девід Андерсон: Ваш мозок - це щось більше, ніж просто пакет із хімікатами

Filmed:
1,482,186 views

Сучасні ліки впливають на хімічні процеси усього мозку, але нейробіолог Девід Андерсон вірить в інший погляд стосовно того, як функціонує мозок. Він розповідає про нове дослідження, яке може призвести до створення спеціалізованих лікарських препаратів для психіатрії, які працюють краще і не мають побічних ефектів. Як він це робить? Для початку він просто розсердив зграю фруктових мушок. (Знято на TEDxCaltech.)
- Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:16
So raiseпідняти your handрука if you know someoneхтось
0
630
3228
Підніміть руку, якщо ви знаєте когось
00:19
in your immediateнегайний familyсім'я or circleколо of friendsдрузі
1
3858
2647
у вашій сім'ї або колі друзів,
00:22
who suffersстраждає from some formформа of mentalпсихічний illnessхвороба.
2
6505
3488
хто страждає від якоїсь форми психічної хвороби.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprisedздивований.
3
9993
2784
Я так і думав. Не дивно.
00:28
And raiseпідняти your handрука if you think that
4
12777
2295
І підніміть руку, якщо ви думаєте, що
00:30
basicосновний researchдослідження on fruitфрукти fliesлетить has anything to do
5
15072
2825
фундаментальні дослідження на плодових мушках не мають нічого спільного
00:33
with understandingрозуміння mentalпсихічний illnessхвороба in humansлюди.
6
17897
4462
з розумінням психічних захворювань у людей.
00:38
Yeah. I thought so. I'm alsoтакож not surprisedздивований.
7
22359
2793
Так. Я так і думав. Я також не здивований.
00:41
I can see I've got my work cutвирізати out for me here.
8
25152
3320
Я бачу, мені є що вам розповісти.
00:44
As we heardпочув from DrД-р. InselInsel this morningранок,
9
28472
2588
Як ми чули від доктора Інсела сьогодні вранці,
00:46
psychiatricпсихіатричних disordersрозлади like autismаутизм, depressionдепресія and schizophreniaшизофренія
10
31060
4213
психічні розлади, як-от аутизм, депресія і шизофренія,
00:51
take a terribleстрашний tollплата on humanлюдина sufferingстраждання.
11
35273
2875
спричиняють дуже багато людських страждань.
00:54
We know much lessменше about theirїх treatmentлікування
12
38148
3213
Ми знаємо мізерно мало про їхнє лікування
00:57
and the understandingрозуміння of theirїх basicосновний mechanismsмеханізми
13
41361
2606
і розуміємо їхні основні механізми зовсім не так добре,
00:59
than we do about diseasesхвороби of the bodyтіло.
14
43967
2619
як хвороби тіла.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Подумайте самі: у 2013 році,
01:05
the secondдругий decadeдесятиліття of the millenniumтисячоліття,
16
49229
1955
у другому десятилітті нового тисячоліття,
01:07
if you're concernedзацікавлений about a cancerрак diagnosisдіагностика
17
51184
2365
якщо вас турбує діагноз раку,
01:09
and you go to your doctorлікар, you get boneкістка scansсканує,
18
53549
2519
і ви підете до лікаря, ви отримаєте сканування кісток,
01:11
biopsiesбіопсія and bloodкров testsтести.
19
56068
2928
біопсію і аналізи крові.
01:14
In 2013, if you're concernedзацікавлений about a depressionдепресія diagnosisдіагностика,
20
58996
3865
У 2013 році, якщо вас турбує депресія,
01:18
you go to your doctorлікар, and what do you get?
21
62861
1963
ви йдете до лікаря, і що ви отримуєте?
01:20
A questionnaireАнкета.
22
64824
1987
Анкету.
01:22
Now, partчастина of the reasonпричина for this is that we have
23
66811
2429
Почасти причиною такого становища є
01:25
an oversimplifiedспрощені and increasinglyвсе частіше outmodedзастарілою viewвид
24
69240
3823
спрощений і надто застарілий погляд
01:28
of the biologicalбіологічний basisоснови of psychiatricпсихіатричних disordersрозлади.
25
73063
3887
на біологічну основу психічних розладів.
01:32
We tendсхильні to viewвид them --
26
76950
1243
Ми, як правило, розглядаємо їх -
01:34
and the popularпопулярний pressнатисніть aidsдопоміжні засоби and abetsabets this viewвид --
27
78193
2845
і популярна преса стимулює цей погляд і сприяє йому -
01:36
as chemicalхімічний imbalancesдисбалансів in the brainмозок,
28
81038
3016
як хімічний дисбаланс у головному мозку,
01:39
as if the brainмозок were some kindдоброзичливий of bagсумка of chemicalхімічний soupсуп
29
84054
3684
так, наче мозок є своєрідним пакетом із хімічним супом,
01:43
fullповний of dopamineдопамін, serotoninсеротонін and norepinephrineнорадреналін.
30
87738
4200
повним допаміну, серотоніну і норадреналіну.
01:47
This viewвид is conditionedКондиціонер by the factфакт
31
91938
2327
Цей погляд зумовлено тим,
01:50
that manyбагато хто of the drugsнаркотики that are prescribedпризначають to treatлікувати these disordersрозлади,
32
94265
3406
що багато препаратів, призначених для лікування цих захворювань,
01:53
like ProzacПрозак, actдіяти by globallyглобально changingзмінюється brainмозок chemistryхімія,
33
97671
4671
такі як прозак, діють, глобально змінюючи хімію мозку,
01:58
as if the brainмозок were indeedдійсно a bagсумка of chemicalхімічний soupсуп.
34
102342
3976
так, наче мозок дійсно є пакетом з хімічним супом.
02:02
But that can't be the answerвідповісти,
35
106318
1901
Але це не може бути розв'язком проблеми,
02:04
because these drugsнаркотики actuallyнасправді don't work all that well.
36
108219
3237
оскільки ці препарати не працюють аж так добре.
02:07
A lot of people won'tне буде take them, or stop takingвзяти them,
37
111456
3176
Багато людей не прийматимуть їх або припинять вживання
02:10
because of theirїх unpleasantнеприємно sideсторона effectsефекти.
38
114632
2657
через неприємні побічні ефекти.
02:13
These drugsнаркотики have so manyбагато хто sideсторона effectsефекти
39
117289
2060
Ці препарати мають так багато побічних ефектів тому,
02:15
because usingвикористовуючи them to treatлікувати a complexкомплекс psychiatricпсихіатричних disorderрозлад
40
119349
3956
що їхнє використання для лікування складних психічних розладів
02:19
is a bitбіт like tryingнамагаюся to changeзмінити your engineдвигун oilмасло
41
123305
2689
трохи схоже на спробу змінити мастило в двигуні,
02:21
by openingвідкриття a can and pouringналивання it all over the engineдвигун blockблок.
42
125994
4113
відкривши каністру і заливши його у блок циліндрів.
02:26
Some of it will dribbleм'яч into the right placeмісце,
43
130107
2150
Трохи масла потрапить у потрібне місце,
02:28
but a lot of it will do more harmшкодити than good.
44
132257
3101
але решта наробить більше шкоди, ніж користі.
02:31
Now, an emergingз'являється viewвид
45
135358
2238
Зараз розвивається інша теорія,
02:33
that you alsoтакож heardпочув about from DrД-р. InselInsel this morningранок,
46
137596
2950
про яку розповідав доктор Інсел сьогодні вранці.
02:36
is that psychiatricпсихіатричних disordersрозлади are actuallyнасправді
47
140546
2570
Згідно з нею, психічні розлади насправді є
02:39
disturbancesзбурення of neuralнейронний circuitsсхеми that mediateвиступати посередником
48
143116
3474
порушеннями у нервових ланцюгах, що переносять
02:42
emotionемоція, moodнастрій and affectвпливати.
49
146590
3519
емоції, настрій і афект.
02:46
When we think about cognitionпізнання,
50
150109
1762
Коли ми думаємо про пізнання,
02:47
we analogizeуподібнювати the brainмозок to a computerкомп'ютер. That's no problemпроблема.
51
151871
3576
ми уподібнюємо мозок до комп'ютера. Це не проблема.
02:51
Well it turnsвиявляється out that the computerкомп'ютер analogyаналогія
52
155447
2581
Що ж, виявляється, що аналогія з комп'ютером
02:53
is just as validдійсний for emotionемоція.
53
158028
2383
є так само правдивою і для емоцій.
02:56
It's just that we don't tendсхильні to think about it that way.
54
160411
2786
Просто ми не схильні думати про це таким чином.
02:59
But we know much lessменше about the circuitланцюг basisоснови
55
163197
3283
Але ми знаємо набагато менше про основи перебігу
03:02
of psychiatricпсихіатричних disordersрозлади
56
166480
1899
психічних розладів
03:04
because of the overwhelmingпереважна dominanceпанування
57
168379
2070
через домінування
03:06
of this chemicalхімічний imbalanceдисбаланс hypothesisгіпотеза.
58
170449
3352
гіпотези хімічного дисбалансу.
03:09
Now, it's not that chemicalsхімікалії are not importantважливо
59
173801
3827
Насправді хімічні речовини є важливими
03:13
in psychiatricпсихіатричних disordersрозлади.
60
177628
1537
у психічних розладах.
03:15
It's just that they don't batheкупатися the brainмозок like soupсуп.
61
179165
3972
Просто вони не плавають у мозку, як у супі.
03:19
RatherСкоріше, they're releasedвипущений in very specificконкретний locationsмісця розташування
62
183137
3649
Вони радше вивільняються у дуже специфічних ділянках
03:22
and they actдіяти on specificконкретний synapsesсинапсів
63
186786
2725
і діють на конкретні синапси,
03:25
to changeзмінити the flowтечія of informationінформація in the brainмозок.
64
189511
3688
щоб змінити потік інформації у головному мозку.
03:29
So if we ever really want to understandзрозуміти
65
193199
2437
Таким чином, якщо ми коли-небудь справді хочемо зрозуміти
03:31
the biologicalбіологічний basisоснови of psychiatricпсихіатричних disordersрозлади,
66
195636
2705
біологічні основи психічних розладів,
03:34
we need to pinpointточно визначити these locationsмісця розташування in the brainмозок
67
198341
3032
ми мусимо визначити ті ділянки головного мозку,
03:37
where these chemicalsхімікалії actдіяти.
68
201373
1734
на які діють ці хімічні речовини.
03:39
OtherwiseВ іншому випадку, we're going to keep pouringналивання oilмасло all over our mentalпсихічний enginesдвигуни
69
203107
3479
Інакше ми й далі розливатимемо мастило у наших розумових двигунах
03:42
and sufferingстраждання the consequencesнаслідки.
70
206586
2957
і страждатимемо від наслідків.
03:45
Now to beginпочати to overcomeподолати our ignoranceневігластво
71
209543
3059
Щоб подолати наше невігластво
03:48
of the roleроль of brainмозок chemistryхімія in brainмозок circuitryсхеми,
72
212602
3534
стосовно ролі хімії мозку у схемотехніці мозку,
03:52
it's helpfulкорисний to work on what we biologistsбіологи call
73
216136
2680
потрібно розпочати роботу над тим, що ми, біологи, називаємо
03:54
"modelмодель organismsорганізмів,"
74
218816
1579
"модельними організмами".
03:56
animalsтварини like fruitфрукти fliesлетить and laboratoryлабораторія miceмишей,
75
220395
3334
Це тварини на зразок плодових мушок і лабораторних мишей,
03:59
in whichкотрий we can applyзастосовувати powerfulпотужний geneticгенетичний techniquesтехніки
76
223729
3425
до яких ми застосовуємо потужні генетичні методики,
04:03
to molecularlymolecularly identifyідентифікувати and pinpointточно визначити
77
227154
3625
щоб якнайточніше визначити
04:06
specificконкретний classesкласи of neuronsнейрони,
78
230779
1563
конкретні класи нейронів,
04:08
as you heardпочув about in AllanАллан Jones'sДжонс talk this morningранок.
79
232342
2903
про що ви чули у сьогоднішній ранковій лекції Аллана Джонса.
04:11
MoreoverДо того ж, onceодин раз we can do that,
80
235245
2461
До того ж, як тільки нам це вдасться,
04:13
we can actuallyнасправді activateактивувати specificконкретний neuronsнейрони
81
237706
2749
ми насправді зможемо активувати певні нейрони,
04:16
or we can destroyзнищити or inhibitгальмувати the activityдіяльність of those neuronsнейрони.
82
240455
4211
або ж усунути чи пригнітити їхню активність.
04:20
So if we inhibitгальмувати a particularконкретно typeтип of neuronнейрон,
83
244666
2714
Таким чином, якщо ми пригнічуємо певний тип нейронів,
04:23
and we find that a behaviorповедінка is blockedзаблокований,
84
247380
2465
і бачимо, що поведінка блокується,
04:25
we can concludeукласти that those neuronsнейрони
85
249845
2214
ми можемо зробити висновок, що ці нейрони
04:27
are necessaryнеобхідний for that behaviorповедінка.
86
252059
2964
є необхідними для такої поведінки.
04:30
On the other handрука, if we activateактивувати a groupгрупа of neuronsнейрони
87
255023
2382
З іншого боку, якщо ми активуємо групу нейронів
04:33
and we find that that producesвипускає the behaviorповедінка,
88
257405
2814
і бачимо, що це змінює поведінку,
04:36
we can concludeукласти that those neuronsнейрони are sufficientдостатній for the behaviorповедінка.
89
260219
4074
то робимо висновок, що цих нейронів досить для корекції поведінки.
04:40
So in this way, by doing this kindдоброзичливий of testтест,
90
264293
3009
Таким чином, проводячи цей вид випробувань,
04:43
we can drawмалювати causeпричина and effectефект relationshipsвідносини
91
267302
3523
ми отримуємо причинно-наслідкові зв'язки
04:46
betweenміж the activityдіяльність of specificконкретний neuronsнейрони
92
270825
2356
між активністю певних нейронів
04:49
in particularконкретно circuitsсхеми and particularконкретно behaviorsповедінка,
93
273181
2913
у конкретних ланцюгах і конкретною поведінкою.
04:51
something that is extremelyнадзвичайно difficultважко, if not impossibleнеможливо,
94
276094
2437
Надзвичайно важко, ба навіть неможливо,
04:54
to do right now in humansлюди.
95
278531
5051
зробити це просто зараз в організмі людини.
04:59
But can an organismорганізм like a fruitфрукти flyлітати, whichкотрий is --
96
283582
2837
Але це можливо в організмі плодової мушки,
05:02
it's a great modelмодель organismорганізм
97
286419
2200
яка є чудовим модельним організмом,
05:04
because it's got a smallмаленький brainмозок,
98
288619
2538
тому що вона має невеликий мозок,
05:07
it's capableздатний of complexкомплекс and sophisticatedвитончений behaviorsповедінка,
99
291157
3787
здатна на складну поведінку,
05:10
it breedsпороди quicklyшвидко, and it's cheapдешево.
100
294944
3150
швидко розмножується і дешево коштує.
05:13
But can an organismорганізм like this
101
298094
1795
Але хіба може такий організм
05:15
teachвчити us anything about emotion-likeемоції, як statesдержави?
102
299889
3843
дати нам знання про емоційні стани?
05:19
Do these organismsорганізмів even have emotion-likeемоції, як statesдержави,
103
303732
3300
Чи мають ці організми емоційні стани,
05:22
or are they just little digitalцифровий robotsроботів?
104
307032
3363
чи вони є просто маленькими цифровими роботами?
05:26
CharlesЧарльз DarwinДарвін believedвірив that insectsкомахи have emotionемоція
105
310395
3200
Чарльз Дарвін вважав, що комахи мають емоції
05:29
and expressвиразити them in theirїх behaviorsповедінка, as he wroteписав
106
313595
2550
і демонструють їх своєю поведінкою, як він писав
05:32
in his 1872 monographМонографія on the expressionвираз of the emotionsемоції in man and animalsтварини.
107
316145
5193
у своїй монографії 1872 року про прояви емоцій у людини і тварин.
05:37
And my eponymousоднойменний colleagueколега, SeymourСеймур BenzerБензером, believedвірив it as well.
108
321338
3519
І мій колега, Сеймур Бензер, також вірив у це.
05:40
SeymourСеймур is the man that introducedвведений the use of drosophilaдрозофіли
109
324857
3414
Сеймур запровадив використання дрозофіли
05:44
here at CalTechКаліфорнійського технологічного інституту in the '60s as a modelмодель organismорганізм
110
328271
3523
тут, у Каліфорнійському технологічному інституті, у 60-их роках, як модельного організму
05:47
to studyвивчення the connectionз'єднання betweenміж genesгени and behaviorповедінка.
111
331794
3597
для вивчення зв'язку між генами і поведінкою.
05:51
SeymourСеймур recruitedна роботу me to CalTechКаліфорнійського технологічного інституту in the lateпізно 1980s.
112
335391
3607
Сеймур запросив мене до Каліфорнійського технологічного інституту наприкінці 1980-х років.
05:54
He was my JediДжедаїв and my rabbiРаббі while he was here,
113
338998
4434
Він був моїм джедаєм і моїм рабином, поки був тут,
05:59
and SeymourСеймур taughtнавчав me bothобидва to love fliesлетить
114
343432
2388
і Сеймур навчив мене любити мух,
06:01
and alsoтакож to playграти with scienceнаука.
115
345820
3049
а також гратися з наукою.
06:04
So how do we askзапитай this questionпитання?
116
348869
3116
Отже, як сформулювати запитання?
06:07
It's one thing to believe that fliesлетить have emotion-likeемоції, як statesдержави,
117
351985
4060
Одна річ - вірити, що мухи мають емоційні стани,
06:11
but how do we actuallyнасправді find out whetherчи то that's trueправда or not?
118
356045
3163
але як ми насправді дізнаємося, правда це чи ні?
06:15
Now, in humansлюди we oftenчасто inferзробити висновок emotionalемоційний statesдержави,
119
359208
3950
Зараз ми часто визначаємо людські емоційні стани,
06:19
as you'llти будеш hearпочуй laterпізніше todayсьогодні, from facialДогляд за шкірою обличчя expressionsвирази.
120
363158
3905
як ви почуєте трохи згодом, залежно від виразу обличчя.
06:22
HoweverОднак, it's a little difficultважко to do that in fruitфрукти fliesлетить.
121
367063
3720
Однак це трохи складно зробити у плодових мушок.
06:26
(LaughterСміх)
122
370783
3313
(Сміх)
06:29
It's kindдоброзичливий of like landingпосадка on MarsМарс
123
374096
3137
Це наче приземлитися на Марсі,
06:33
and looking out the windowвікно of your spaceshipкосмічний корабель
124
377233
2705
і дивитися з ілюмінатора свого космічного корабля
06:35
at all the little greenзелений menчоловіки who are surroundingоточуючих it
125
379938
2470
на маленьких зелених чоловічків, які оточили його,
06:38
and tryingнамагаюся to figureфігура out, "How do I find out
126
382408
2406
і намагатися з'ясувати: "Як мені дізнатися,
06:40
if they have emotionsемоції or not?"
127
384814
2355
мають вони емоції чи ні?"
06:43
What can we do? It's not so easyлегко.
128
387169
3543
Що ми можемо зробити? Це не так просто.
06:46
Well, one of the waysшляхи that we can startпочати
129
390712
2185
Що ж, як один із варіантів, можна
06:48
is to try to come up with some generalзагальний characteristicsхарактеристики
130
392897
4125
спробувати порівняти деякі загальні характеристики
06:52
or propertiesвластивості of emotion-likeемоції, як statesдержави
131
397022
3748
або властивості емоційних станів,
06:56
suchтакий as arousalзбудження, and see if we can identifyідентифікувати
132
400770
3464
таких як збудження, і подивитися, чи можемо ми визначити
07:00
any flyлітати behaviorsповедінка that mightможе exhibitекспонат some of those propertiesвластивості.
133
404234
5376
поведінку мух, яка може виявляти деякі з цих властивостей.
07:05
So threeтри importantважливо onesті, хто that I can think of
134
409610
2820
Трьома найважливішими я вважаю
07:08
are persistenceнаполегливість, gradationsПлавні переходи кольорів in intensityінтенсивність, and valenceВаланс.
135
412430
4672
сталість, градацію інтенсивності і валентність.
07:13
PersistenceНаполегливість meansзасоби long-lastingтривалий.
136
417102
2334
Сталість означає довготривалість.
07:15
We all know that the stimulusстимул that triggersтригери an emotionемоція
137
419436
3961
Ми всі знаємо, що подразник, який викликає емоцію,
07:19
causesпричини that emotionемоція to last long after the stimulusстимул is goneпішов.
138
423397
5016
змушує цю емоцію тривати ще довго після того, як стимул зникне.
07:24
GradationsПлавні переходи кольорів of intensityінтенсивність meansзасоби what it soundsзвуки like.
139
428413
3090
Градації інтенсивності показують, на що це схоже.
07:27
You can dialциферблат up the intensityінтенсивність or dialциферблат down the intensityінтенсивність of an emotionемоція.
140
431503
4583
Ви можете збільшувати або зменшувати інтенсивність емоції.
07:31
If you're a little bitбіт unhappyнещасний, the cornersкути of your mouthрот
141
436086
2600
Якщо ви невдоволені, кутики вашого рота
07:34
turnповорот down and you sniffleсякатися,
142
438686
1687
опускаються, і ви почуваєтеся пригніченими,
07:36
and if you're very unhappyнещасний, tearsсльози pourзалити down your faceобличчя
143
440373
3138
а якщо ви дуже нещасні, сльози течуть по обличчю,
07:39
and you mightможе sobрыдай.
144
443511
1832
і ви схлипуєте.
07:41
ValenceВаланс meansзасоби good or badпоганий, positiveпозитивний or negativeнегативний.
145
445343
4379
Валентність означає - добре чи погано, позитив чи негатив.
07:45
So we decidedвирішив to see if fliesлетить could be provokedспровокувала into showingпоказати
146
449722
4452
Тому ми вирішили подивитися, чи можна змусити мух демонструвати
07:50
the kindдоброзичливий of behaviorповедінка that you see
147
454174
2451
такий тип поведінки, який ви спостерігаєте
07:52
by the proverbialгорезвісний waspоси at the picnicпікнік tableстіл,
148
456625
2810
у славнозвісної оси під час пікніку.
07:55
you know, the one that keepsтримає comingприходить back to your hamburgerгамбургер
149
459435
2685
Ви знаєте, що вона повертається до вашого гамбургера,
07:58
the more vigorouslyенергійно you try to swatштовхати it away,
150
462120
2529
незважаючи на енергійні спроби відігнати її,
08:00
and it seemsздається to keep gettingотримувати irritatedдратує.
151
464649
2284
і здається роздратованою.
08:02
So we builtпобудований a deviceпристрій, whichкотрий we call a puff-o-matлисткові o-mat,
152
466933
3647
Тому ми побудували пристрій, який ми називаємо пуф-о-мат,
08:06
in whichкотрий we could deliverдоставити little briefкороткий airповітря puffsзатяжок to fruitфрукти fliesлетить
153
470580
4345
він дмухає повітрям на плодових мушок, які знаходяться
08:10
in these plasticпластик tubesтрубки in our laboratoryлабораторія benchлавка
154
474925
2776
у цих пластикових трубках на лабораторному столі,
08:13
and blowудар them away.
155
477701
1725
і здмухує їх.
08:15
And what we foundзнайдено is that if we gaveдав these fliesлетить
156
479426
3239
Ось що ми побачили:
08:18
in the puff-o-matлисткові o-mat severalкілька puffsзатяжок in a rowрядок,
157
482665
2848
якщо дмухнути на них кілька разів поспіль,
08:21
they becameстає somewhatдещо hyperactiveГіперАктив
158
485513
2689
вони стають дещо гіперактивними
08:24
and continuedпродовжується to runбіжи around for some time after the airповітря puffsзатяжок actuallyнасправді stoppedзупинився
159
488202
4435
продовжують бігати протягом деякого часу після того, як рух повітря зупиняється,
08:28
and tookвзяв a while to calmспокійний down.
160
492637
2864
і лише з часом заспокоюються.
08:31
So we quantifiedкількісно this behaviorповедінка
161
495501
2189
Ми кількісно оцінили цю поведінку
08:33
usingвикористовуючи customКористувальницькі locomotorопорно-рухового trackingвідстеження softwareпрограмне забезпечення
162
497690
3012
за допомогою спеціального програмного забезпечення, яке відстежує рухи,
08:36
developedрозроблений with my collaboratorспівавтор PietroП'єтро PeronaPerona,
163
500702
2800
що його мені допоміг розробити П'єтро Перона,
08:39
who'sхто це? in the electricalелектричний engineeringінженерія divisionподіл here at CalTechКаліфорнійського технологічного інституту.
164
503502
3612
який працює тут, у відділі електротехніки Каліфорнійського технологічного інституту.
08:43
And what this quantificationкількісне визначення showedпоказав us is that,
165
507114
2814
І ця кількісна оцінка показала нам, що
08:45
uponна experiencingпереживає a trainпоїзд of these airповітря puffsзатяжок,
166
509928
3224
після тренування з повітряними струменями
08:49
the fliesлетить appearз'являтися to enterвходити a kindдоброзичливий of stateдержава of hyperactivityгіперактивності
167
513152
4314
мухи входять у стан гіперактивності,
08:53
whichкотрий is persistentстійкі, long-lastingтривалий,
168
517466
2598
який триває досить довго
08:55
and alsoтакож appearsз'являється to be gradedградуйовані.
169
520064
2504
і є ступінчастим.
08:58
More puffsзатяжок, or more intenseінтенсивний puffsзатяжок,
170
522568
2859
Більша кількість подувів, або більша їх інтенсивність
09:01
make the stateдержава last for a longerдовше periodперіод of time.
171
525427
3913
збільшують тривалість цього стану.
09:05
So now we wanted to try to understandзрозуміти something
172
529340
2036
Потім ми спробували з'ясувати що-небудь
09:07
about what controlsконтролі the durationтривалість of this stateдержава.
173
531376
3714
про те, що контролює тривалість цього стану.
09:10
So we decidedвирішив to use our puff-o-matлисткові o-mat
174
535090
2851
Тому ми вирішили використати наш пуф-о-мат
09:13
and our automatedавтоматизований trackingвідстеження softwareпрограмне забезпечення
175
537941
2055
і наше програмне забезпечення для автоматизованого відстежування,
09:15
to screenекран throughчерез hundredsсотні of linesлінії of mutantмутанти fruitфрукти fliesлетить
176
539996
3782
для того, щоб перевірити сотні ліній мутованих плодових мушок,
09:19
to see if we could find any that showedпоказав abnormalАномальні responsesвідповіді to the airповітря puffsзатяжок.
177
543778
5079
щоб побачити ту, яка б показала будь-яку ненормальну реакцію на подуви повітря.
09:24
And this is one of the great things about fruitфрукти fliesлетить.
178
548857
2347
Плодові мушки мають чудову властивість.
09:27
There are repositoriesрепозиторії where you can just pickпідібрати up the phoneтелефон
179
551204
2793
Є сховища, де ви можете просто узяти телефонну трубку
09:29
and orderзамовлення hundredsсотні of vialsфлаконів of fliesлетить of differentінший mutantsмутанти
180
553997
3641
і замовити сотні флаконів з мухами, котрі мають різні мутації,
09:33
and screenекран them in your assayаналіз and then find out
181
557638
2172
проаналізувати їх, а потім з'ясувати,
09:35
what geneген is affectedпостраждалих in the mutationмутація.
182
559810
3319
який саме ген уражений мутацією.
09:39
So doing the screenекран, we discoveredвідкритий one mutantмутанти
183
563129
3512
Це дослідження виявило одного мутанта,
09:42
that tookвзяв much longerдовше than normalнормальний to calmспокійний down
184
566641
3474
який потребував набагато більше часу, щоб заспокоїтися
09:46
after the airповітря puffsзатяжок,
185
570115
2277
після подувів повітря,
09:48
and when we examinedрозглянуто the geneген that was affectedпостраждалих in this mutationмутація,
186
572392
3950
і коли ми дослідили ген, уражений цією мутацією,
09:52
it turnedобернувся out to encodeкодувати a dopamineдопамін receptorрецептор.
187
576342
3605
то виявили, що він кодує рецептори допаміну.
09:55
That's right -- fliesлетить, like people, have dopamineдопамін,
188
579947
3011
Саме так - мухи, як і люди, мають допамін,
09:58
and it actsактів on theirїх brainsмозок and on theirїх synapsesсинапсів
189
582958
2772
який діє на їхні мозок і синапси
10:01
throughчерез the sameтой же dopamineдопамін receptorрецептор moleculesмолекули
190
585730
2550
через ті самі молекули рецептора дофаміну,
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
які є у нас із вами.
10:06
DopamineДофамін playsграє a numberномер of importantважливо functionsфункції in the brainмозок,
192
590669
3486
Допамін має кілька важливих функцій у мозку:
10:10
includingв тому числі in attentionувага, arousalзбудження, rewardнагорода,
193
594155
3113
зокрема увага, збудження, винагорода
10:13
and disordersрозлади of the dopamineдопамін systemсистема have been linkedпов'язаний
194
597268
3413
і порушення допамінової системи пов'язані
10:16
to a numberномер of mentalпсихічний disordersрозлади includingв тому числі drugнаркотик abuseзловживання,
195
600681
3100
з низкою психічних розладів, на кшталт зловживання наркотиками,
10:19
Parkinson'sПаркінсона diseaseхвороба, and ADHDСДУГ.
196
603781
4234
хвороби Паркінсона і СДУГ.
10:23
Now, in geneticsгенетика, it's a little counterintuitiveтакий, що суперечить.
197
608015
2790
У наш час це вважається дещо нелогічним у генетиці .
10:26
We tendсхильні to inferзробити висновок the normalнормальний functionфункція of something
198
610805
3260
Ми робимо висновок про нормальну функцію чого-небудь,
10:29
by what doesn't happenстатися when we take it away,
199
614065
3710
зважаючи на те, що не відбувається, коли ми її забираємо,
10:33
by the oppositeнавпаки of what we see when we take it away.
200
617775
3003
на противагу тому, що відбувається, коли ми її забираємо.
10:36
So when we take away the dopamineдопамін receptorрецептор
201
620778
3013
Отож, коли допамінові рецептори неактивні,
10:39
and the fliesлетить take longerдовше to calmспокійний down,
202
623791
2557
і мухи потребують більше часу, щоб заспокоїтися,
10:42
from that we inferзробити висновок that the normalнормальний functionфункція of this receptorрецептор and dopamineдопамін
203
626348
3846
то ми робимо висновок, що нормальне функціонування цих рецепторів і допаміну
10:46
is to causeпричина the fliesлетить to calmспокійний down fasterшвидше after the puffЛисткове.
204
630194
4485
змушує мух швидше заспокоїтися після подуву.
10:50
And that's a bitбіт reminiscentнагадує of ADHDСДУГ,
205
634679
2950
І це трохи нагадує СДУГ,
10:53
whichкотрий has been linkedпов'язаний to disordersрозлади of the dopamineдопамін systemсистема in humansлюди.
206
637629
3975
що його пов'язують із порушенням допамінової системи в організмі людини.
10:57
IndeedДійсно, if we increaseзбільшити the levelsрівні of dopamineдопамін in normalнормальний fliesлетить
207
641604
4606
Справді, коли ми підвищуємо рівень допаміну в нормальних мух,
11:02
by feedingгодування them cocaineкокаїн
208
646210
1710
годуючи їх кокаїном -
11:03
after gettingотримувати the appropriateвідповідний DEADEA licenseліцензія
209
647920
2972
після отримання відповідної ліцензії Управління з боротьби з наркотиками -
11:06
— oh my God -- (LaughterСміх) —
210
650892
4000
-- о Боже мій – (Сміх) —
11:10
we find indeedдійсно that these cocaine-fedКокаїн годували fliesлетить
211
654892
3172
ми справді бачимо, що нагодовані кокаїном мухи
11:13
calmспокійний down fasterшвидше than normalнормальний fliesлетить do,
212
658064
3042
заспокоюються швидше, ніж нормальні,
11:17
and that's alsoтакож reminiscentнагадує of ADHDСДУГ,
213
661106
3199
і це також нагадує СДУГ,
11:20
whichкотрий is oftenчасто treatedлікувався with drugsнаркотики like RitalinRitalin
214
664305
2045
який часто лікують препаратами на зразок риталіну,
11:22
that actдіяти similarlyаналогічно to cocaineкокаїн.
215
666350
3019
що діють аналогічно до кокаїну.
11:25
So slowlyповільно I beganпочався to realizeусвідомити that what startedпочався out
216
669369
3149
Поволі я почав розуміти - те, що почалося
11:28
as a ratherшвидше playfulграйливий attemptспроба to try to annoyдратувати fruitфрукти fliesлетить
217
672518
3649
як досить кумедна спроба подратувати плодових мушок,
11:32
mightможе actuallyнасправді have some relevanceрелевантність to a humanлюдина psychiatricпсихіатричних disorderрозлад.
218
676167
3976
може насправді стосуватися психічних розладів у людей.
11:36
Now, how farдалеко does this analogyаналогія go?
219
680143
2226
Отже, як далеко прямує ця аналогія?
11:38
As manyбагато хто of you know, individualsособистості afflictedстраждає with ADHDСДУГ
220
682369
3122
Як багатьом із вас відомо, люди, що страждають на СДУГ,
11:41
alsoтакож have learningнавчання disabilitiesобмеженими можливостями.
221
685491
2337
мало здатні до навчання.
11:43
Is that trueправда of our dopamineдопамін receptorрецептор mutantмутанти fliesлетить?
222
687828
3566
Невже це також стосується наших мух з мутантними рецепторами допаміну?
11:47
RemarkablyПримітно, the answerвідповісти is yes.
223
691394
2720
Дивовижно, але відповідь буде позитивна.
11:50
As SeymourСеймур showedпоказав back in the 1970s,
224
694114
2628
Як довів Сеймур ще у 1970-х роках,
11:52
fliesлетить, like songbirdsСпівочі птахи, as you just heardпочув,
225
696742
2451
мухи, подібно до співочих птахів, як ви щойно чули,
11:55
are capableздатний of learningнавчання.
226
699193
1733
здатні до навчання.
11:56
You can trainпоїзд a flyлітати to avoidуникати an odorзапах, shownпоказано here in blueсиній,
227
700926
4443
Ви можете навчити муху уникати запаху, зображеного тут синім кольором,
12:01
if you pairпара that odorзапах with a shockшок.
228
705369
2388
якщо поєднаєте запах з шоком.
12:03
Then when you give those trainedнавчений fliesлетить the chanceшанс to chooseвибирай
229
707757
3384
Коли ви даєте тренованим мухам шанс обирати
12:07
betweenміж a tubeтрубка with the shock-pairedшок в парі odorзапах and anotherінший odorзапах,
230
711141
3154
між трубками з запахом-шоком та звичайним запахом,
12:10
it avoidsдозволяє уникнути the tubeтрубка containingщо містять the blueсиній odorзапах that was pairedпарі with shockшок.
231
714295
4200
вони уникають трубки з запахом, пов'язаним із шоком.
12:14
Well, if you do this testтест on dopamineдопамін receptorрецептор mutantмутанти fliesлетить,
232
718495
3502
Якщо ви проведете цей тест на мухах з мутантними рецепторами допаміну -
12:17
they don't learnвчитися. TheirЇх learningнавчання scoreоцінка is zeroнуль.
233
721997
2465
вони не навчаться. Їхній навчальний бал дорівнює нулю.
12:20
They flunkзавалити out of CalTechКаліфорнійського технологічного інституту.
234
724462
3811
Їх виключили з Каліфорнійського технологічного інституту.
12:24
So that meansзасоби that these fliesлетить have two abnormalitiesаномалії,
235
728273
4748
Це означає, що ці мухи мають дві аномалії,
12:28
or phenotypesфенотип, as we geneticistsгенетики call them,
236
733021
3050
або фенотипи (як ми, генетики, називаємо їх),
12:31
that one findsзнаходить in ADHDСДУГ: hyperactivityгіперактивності and learningнавчання disabilityінвалідність.
237
736071
5512
які проявляються у СДУГ: гіперактивність і погану здатність до навчання.
12:37
Now what's the causalпричинний relationshipвідносини, if anything, betweenміж these phenotypesфенотип?
238
741583
4363
Отож, який причинно-наслідковий зв'язок між цими фенотипами?
12:41
In ADHDСДУГ, it's oftenчасто assumedпередбачається that the hyperactivityгіперактивності
239
745946
3913
Щодо СДУГ, часто вважається, що гіперактивність
12:45
causesпричини the learningнавчання disabilityінвалідність.
240
749859
1906
спричиняє нездатність до навчання.
12:47
The kidsдіти can't sitсидіти still long enoughдостатньо to focusфокус, so they don't learnвчитися.
241
751765
3719
Діти не можуть всидіти досить довго, щоб зосередитися, отже, вони не вчаться.
12:51
But it could equallyоднаково be the caseсправа that it's the learningнавчання disabilitiesобмеженими можливостями
242
755484
3296
Але може бути й так, що саме нездатність до навчання
12:54
that causeпричина the hyperactivityгіперактивності.
243
758780
1872
є причиною гіперактивності.
12:56
Because the kidsдіти can't learnвчитися, they look for other things to distractвідволікати theirїх attentionувага.
244
760652
4470
Оскільки діти не можуть вчитися, вони дивляться на інші речі, які привертають їхню увагу.
13:01
And a finalфінал possibilityможливість is that there's no relationshipвідносини at all
245
765122
3057
Зрештою, може виявитись, що зовсім не існує зв'язку
13:04
betweenміж learningнавчання disabilitiesобмеженими можливостями and hyperactivityгіперактивності,
246
768179
2404
між нездатністю до навчання та гіперактивністю,
13:06
but that they are causedвикликаний by a commonзагальний underlyingОсновні mechanismмеханізм in ADHDСДУГ.
247
770583
4915
але вони можуть бути наслідком загального основного механізму СДУГ.
13:11
Now people have been wonderingцікаво about this for a long time
248
775498
2342
Люди цікавилися цим тривалий час,
13:13
in humansлюди, but in fliesлетить we can actuallyнасправді testтест this.
249
777840
3488
і ми можемо перевірити це на мухах.
13:17
And the way that we do this is to delveзаглиблюватися deeplyглибоко into the mindрозум
250
781328
3084
Ми робимо це, заглиблюючися у розум
13:20
of the flyлітати and beginпочати to untangleрозплутати its circuitryсхеми usingвикористовуючи geneticsгенетика.
251
784412
4266
мухи і починаємо розплутувати його схемотехніку за допомогою генетики.
13:24
We take our dopamineдопамін receptorрецептор mutantмутанти fliesлетить
252
788678
2462
Ми беремо мух із мутованими рецепторами допаміну
13:27
and we geneticallyгенетично restoreвідновлення, or cureвилікувати, the dopamineдопамін receptorрецептор
253
791140
4564
і генетично відновлюємо рецептори дофаміну,
13:31
by puttingпокласти a good copyскопіювати of the dopamineдопамін receptorрецептор geneген
254
795704
3235
вставляючи нормальну копію гену рецепторів допаміну
13:34
back into the flyлітати brainмозок.
255
798939
2051
назад у мозок мухи.
13:36
But in eachкожен flyлітати, we put it back only into certainпевний neuronsнейрони
256
800990
3835
Але у кожної мухи ми відновлюємо лише певні нейрони,
13:40
and not in othersінші, and then we testтест eachкожен of these fliesлетить
257
804825
3714
і тоді ми тестуємо кожну з цих мух
13:44
for theirїх abilityздібності to learnвчитися and for hyperactivityгіперактивності.
258
808539
3668
на здатність вчитися і гіперактивність.
13:48
RemarkablyПримітно, we find we can completelyповністю dissociateвідокремити these two abnormalitiesаномалії.
259
812207
4818
Чудово, що ми можемо повністю відокремити ці дві аномалії.
13:52
If we put a good copyскопіювати of the dopamineдопамін receptorрецептор back
260
817025
2663
Якщо ми вставляємо нормальну копію рецептора допаміну
13:55
in this ellipticalеліптичний structureструктура calledназивається the centralцентральний complexкомплекс,
261
819688
2961
у цю еліптичну структуру, яка називається центральним комплексом,
13:58
the fliesлетить are no longerдовше hyperactiveГіперАктив, but they still can't learnвчитися.
262
822649
4077
мухи вже не є гіперактивні, але вони все ж таки не можуть вчитися.
14:02
On the other handрука, if we put the receptorрецептор back in a differentінший structureструктура
263
826726
2726
З іншого боку, коли ми вставили рецептор в іншу структуру,
14:05
calledназивається the mushroomГриб bodyтіло,
264
829452
1518
так зване грибоподібне тіло,
14:06
the learningнавчання deficitдефіцит is rescuedврятований, the fliesлетить learnвчитися well,
265
830970
3085
то позбулися дефіциту навчання, і мухи вчилися добре,
14:09
but they're still hyperactiveГіперАктив.
266
834055
1830
але гіперактивність залишилася.
14:11
What that tellsрозповідає us is that dopamineдопамін
267
835885
2250
Це свідчить про те, що дофамін
14:14
is not bathingкупання the brainмозок of these fliesлетить like soupсуп.
268
838135
3392
не омиває мозок цих мух, наче суп.
14:17
RatherСкоріше, it's actingдіючи to controlКОНТРОЛЬ two differentінший functionsфункції
269
841527
3162
Він радше контролює дві різні функції
14:20
on two differentінший circuitsсхеми,
270
844689
1634
у двох різних схемах.
14:22
so the reasonпричина there are two things wrongнеправильно with our dopamineдопамін receptorрецептор fliesлетить
271
846323
3904
Отже, причиною цих двох аномалій є те,
14:26
is that the sameтой же receptorрецептор is controllingконтроль two differentінший functionsфункції
272
850227
4175
що той самий рецептор контролює дві різні функції
14:30
in two differentінший regionsрегіони of the brainмозок.
273
854402
2863
в двох різних областях мозку.
14:33
WhetherЧи the sameтой же thing is trueправда in ADHDСДУГ in humansлюди
274
857265
3062
Чи це також стосується СДУГ у людини,
14:36
we don't know, but these kindsвидів of resultsрезультати
275
860327
2376
ми не знаємо, але такі результати
14:38
should at leastнайменше causeпричина us to considerрозглянемо that possibilityможливість.
276
862703
3477
закликають нас розглянути цю можливість.
14:42
So these resultsрезультати make me and my colleaguesколеги more convincedпереконаний than ever
277
866180
3973
Тому ці результати переконали мене й моїх колег більше, ніж будь-коли,
14:46
that the brainмозок is not a bagсумка of chemicalхімічний soupсуп,
278
870153
3412
що мозок не є пакетом із хімічним супом,
14:49
and it's a mistakeпомилка to try to treatлікувати complexкомплекс psychiatricпсихіатричних disordersрозлади
279
873565
3527
і це помилка - намагатися лікувати складні психічні розлади,
14:52
just by changingзмінюється the flavorсмак of the soupсуп.
280
877092
2711
просто змінивши смак супу.
14:55
What we need to do is to use our ingenuityвинахідливість and our scientificнауковий knowledgeзнання
281
879803
4217
Нам потрібно використати винахідливість і наукові знання,
14:59
to try to designдизайн a newновий generationпокоління of treatmentsпроцедури
282
884020
2708
щоб розробити нове покоління терапії,
15:02
that are targetedцілеспрямований to specificконкретний neuronsнейрони and specificконкретний regionsрегіони of the brainмозок
283
886728
4288
орієнтованої на конкретні нейрони і конкретні області мозку,
15:06
that are affectedпостраждалих in particularконкретно psychiatricпсихіатричних disordersрозлади.
284
891016
3338
уражені специфічними психічними розладами.
15:10
If we can do that, we mayможе be ableздатний to cureвилікувати these disordersрозлади
285
894354
3200
Якщо ми це зробимо, то зможемо лікувати ці порушення
15:13
withoutбез the unpleasantнеприємно sideсторона effectsефекти,
286
897554
2047
без неприємних побічних ефектів,
15:15
puttingпокласти the oilмасло back in our mentalпсихічний enginesдвигуни,
287
899601
2746
заливати мастило у наші розумові двигуни
15:18
just where it's neededнеобхідний. Thank you very much.
288
902347
3184
лише туди, де це необхідно. Щиро дякую.
Translated by Irina Strelnikova
Reviewed by Oksana Hoynyak

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger.

Why you should listen

How is emotional behavior encoded in the brain? And what parts of the brain are affected by depression, ADHD and anxiety? This is what neurobiologist David Anderson researches in his lab at the California Institute for Technology by studying the brains of lab mice and fruit flies. By looking at how neural circuits give rise to emotions, Anderson hopes to advance a more nuanced view of psychiatric disorders -- that they aren’t the result of a simple “chemical imbalance,” but of a chemical imbalance at a specific site that has a specific emotional consequences. By researching these cause-and-effect relationships, Anderson hopes to pave the way for the development of new treatments for psychiatric disorders that are far more targeted and have far fewer side effects.

Trained by two Nobel laureates, Gunter Blobel and Richard Axel, Anderson is also an investigator at the Howard Hughes Medical Institute.

More profile about the speaker
David Anderson | Speaker | TED.com