TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
كارل شونوفر: كيف تنظر داخل الدماغ
Filmed:
Readability: 4.8
962,022 views
حدثت تطوّرات عظيمه في مجال فهمنا للدماغ، لكن كيف يمكنك فعلياً أن تدرس الأعصاب داخله؟ باستخدام صور خلّابه، عالم الأعصاب وزميل
TED
"تيد" ، كارل شونوفر يعرض الأدوات التي تمكننا من رؤية باطن أدمغتنا.
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writer
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist. Full bio
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
This is a thousand-year-old drawing of the brain.
0
359
3996
هذا رسم للدماغ عمره ألف سنة
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
انّه رسم تخطيطي للجهاز البصري
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
وبعض الأمور تبدو مألوفة جداً اليوم.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
العينان في الجزء السفلي، العصب البصري يمتد خارجاً من الخلف.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
وهناك أنف كبير جداً
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
لا يبدو أنه يرتبط بأي شيء على وجه الخصوص.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
وإذا قارنّا هذا
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
بنموذج أكثر حداثه للجهاز البصري
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
سترون أن الأمور أمست إلى حد كبير أكثر تعقيداً،
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
على مر الألف سنه الماضيه.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
وهذا لأنه يمكننا أن نرى اليوم ما هو داخل الدماغ،
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
بدلاً من مجرد النظر في شكله العام.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
تخيل أنك تريد أن تفهم كيفية عمل جهاز الحاسوب
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
وكل ما يمكنك أن تشاهده هو لوحة مفاتيح، فأرة، وشاشة.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
ستكون نوعاً ما غير محظوظ.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
سوف ترغب أن تفتحه، أن تكسره،
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
انظروا إلى الأسلاك الموصوله في داخله.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
ومنذ حتى أكثر من قرن مضى،
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
لم يكن أحد قادراً على القيام بهذا مع الدماغ.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
لم يملك أحد أيّ فكرةٍ عن أسلاك الدماغ.
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
وذلك لأنك إذا أخرجت الدماغ من الجمجمة
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
وقصصت شريحةً دقيقةً منه،
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
ووضعتها تحت مجهرقوي جداً،
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
فانك لن تجد فيها شيئاً.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
لونها رمادي، لا شكل لها.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
لا قوام لها. لن تفيدك بشيء.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
وتغيرهذا كله في أواخر القرن التاسع عشر.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
فجأة، تمّ تطوير أصباغ كيميائيه لنسيج الدماغ
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
وأعطتنا لمحات أوليّه عن توصيلات الدماغ.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
إنفتح الكمبيوتر على مصراعيه.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
إذاً فالذي أسس علم الأعصاب الحديث فعليّاً
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
هو صبغه تدعى صبغة جولجي ( Golgi ).
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
وهي تعمل بطريقة خاصة جداً.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
بدلاً من تلوين كافة الخلايا داخل نسيج،
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
فإنها بطريقه ما تلوّن واحد بالمئه من هذه الخلايا.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
كأنها تنظف الغابه وتكشف الأشجار في داخلها.
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
لو كانت كل الأشياء ملوّنه لن يكون هناك شئٌ واضح.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
إذاً بطريقة ما فإنها تظهر ما يوجد هناك.
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
عالم الأعصاب الإسباني "سانتياغو رامون ي كهال"،
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
الذي يعتبر عموما والد علم الأعصاب الحديث،
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
استخدم صبغة جولجي التي تنتج صوراً كهذه
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
وأعطانا فعليّاً المفهوم الحالي للخلية العصبية، العصبون.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
وإذا كنت تتخيّل الدماغ كجهاز كمبيوتر،
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
فهذا هو الترانزستور.
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
وسرعان ما أدرك "كهال"
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
أن الخلايا العصبية لا تعمل منفرده،
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
لكنها تنشئ صِلات مع غيرها
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
مما يشكل دوائراً تماماً كالكمبيوتر
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
اليوم، وبعد قرن، عندما يريد الباحثون معاينة الخلايا العصبية،
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
فإنهم يضيؤنها من الداخل بدلاً من تعتيمها.
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
وهناك عدة طرق للقيام بذلك.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
لكن واحده من أكثرها شيوعاً
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
تشمل البروتين الأخضر المضيء.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
الآن، البروتين الأخضر المضيء
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
وهو، من الغرابة بمكان، يأتي من قنديل البحر المضيء
02:35
is very useful.
55
139229
1238
هو مفيد جداً.
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
لأنه إذا امكنك الحصول على الوحده الوراثيّه للبروتين الأخضر المضيء
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
ووضعها داخل خلية
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
فسوف تتوهج تلك الخلية خَضاراً --
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
أو بلون آخر من ألوان البروتين المضيء المتنوّعه حاليّاً
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
يمكنك جعل الخلية تتوهج بألوان مختلفة متعدده.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
ولنعود الآن للدماغ،
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
هذا مأخوذ من فأر معدّل وراثياً يسمى برينبو (دماغ قزحي)
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
وسمّي كذلك بالطبع
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
لأن كل من هذه الخلايا العصبية متوهجة بألوان مختلفه
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
في بعض الأحيان يحتاج علماء الأعصاب لتحديد
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
مكوّنات جزيئيه فرديّه من العصبون، جزيئات
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
بدلاً من الخلية بأكملها
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
وهناك عدة طرق للقيام بذلك
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
لكن واحدة من أكثرها شعبية
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
تنطوي على استخدام الأجسام المضادة
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
وأنتم تعرفون بالطبع
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
أن الأجسام المضادة هي عصابة النظام المناعي
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
ولكن اتضح أنها مفيدة جداً للنظام المناعي
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
لأنها قادره على تمييز جزيئات محددة
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
مثلاً، وعلى سبيل المثال، البروتين المشفّر
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
لفيروس يغزو الجسم.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
وقد استخدم الباحثون هذه الحقيقة
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
حتى يتمكنوا من تمييز جزيئات محددة في داخل الدماغ
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
لتمييز مكونات فرعيّه محدده في الخليه
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
والتعرف عليها كلٌّ على حده
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
وكثير من الصور التي عرضتها لكم هنا جميلة جداً
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
لكنّها أيضاً قوية جداً
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
لديها قوة تفسيرية هائلة
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
هذا، على سبيل المثال، صباغ بالاجسام المضاده
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
ضد ناقلات السيروتونين في شريحة من دماغ فأر
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
ولابدّ أنكم سمعتم بالسيروتونين، بطبيعة الحال
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
في سياق أمراض مثل الاكتئاب والقلق.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
قد سمعتم بال SSRIs
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
وهي الأدوية التي تستخدم لعلاج هذه الأمراض
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
ومن أجل فهم كيفية عمل السيروتونين،
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
من المهم أن نعرف مكان آليات السيروتونين،
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
و الصبغ بالاجسام المضاده مثل هذا
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
يمكن استخدامه لفهم هذا النوع من الأسئله
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
أود أن اترككم مع الفكره الآتيه:
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
البروتين الأخضر المضيء والأجسام المضادة
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
كلاهما منتج طبيعي تماماً منذ البدء
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
تطورت من الطبيعه
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
حتى تمكّن قنديل البحر من أن يتوهج أخضراً لسبب ما
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
أو بهدف الكشف عن الشفره الوراثيّه لفيروس معدي مثلاً
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
وبعد فتره طويله ظهر العلماء في الساحه
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
وقالوا : " مهلاً، إنّ هذه أدوات،
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
هي وسائل يمكننا تسخيرها
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
ضمن مجموعة أدوات البحث العلمي".
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
وبدلاً من استخدام العقول البشرية الضعيفة
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
لتصميم هذه الأدوات من لا شيء،
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
كانت تلك الحلول الجاهزه موجوده أصلاً في الطبيعه
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
طُوِّرت و صُقلت بتوءده عبر ملايين السنين
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
على يد أعظم مهندس على الاطلاق.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
شكرا.
04:50
(Applause)
110
274877
2538
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writerCarl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist.
Why you should listen
Carl is a neuroscience PhD candidate at Columbia University, where he works on microanatomy and electrophysiology of rodent somatosensory cortex. He the author of Portraits of the Mind: Visualizing the Brain from Antiquity to the 21st Century, and has written for the New York Times, Le Figaro, the Huffington Post, Science, Scientific American, Design Observer, and Boing Boing. In 2008 he cofounded NeuWrite, a collaborative working group for scientists, writers, and those in between. He hosts a radio show on WkCR 89.9FM, which focuses on opera and classical music, and their relationship to the brain.
Carl Schoonover | Speaker | TED.com