TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
دايفيد أندرسون: الدماغ ليس مجرد حاوية لمواد كيميائية
Filmed:
Readability: 5
1,482,186 views
تعمل العقاقير المستخدمة لعلاج الأمراض النفسية عبر التأثير على كيميائية الدماغ وعمله بشكل عام، لهذا بدأ "دايفيد أندرسون" العالم والباحث في مجال الأعصاب أبحاثا تركز على معرفة وظائف الدماغ بشكل دقيق، وبالتالي تطوير أدوية تستهدف مواضع الخلل بالتحديد والذي يمكن أن يساعد في التقليل الأضرار الجانبية للأدوية النفسية الحالية ، و كانت البداية مع ذباب الفاكهة (المحاضرة ألقيت في معهد كاليفورنيا للتكنلوجيا).
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. Full bio
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 raise your hand if you know someone
0
630
3228
إرفعو أيديكم إذا كنتم تعرفون أحدا
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
من العائلة أو دائرة الأصدقاء
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
يعاني من مرض عقلي
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
نعم ، ليس أمرا مفاجئا ، لقد اعتقدت ذلك
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
حسنا، ارفعوا أيديكم إذا اعتقدتم
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
أن بحثا على ذباب الفاكهة له علاقة
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
بفهم المرض العقلي لدى الإنسان
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
لقد اعتقدت ذلك تماما
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
استطيع أن أرى أنني أفقد عملي الآن
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
وكما سمعنا من الدكتور "إنسل" هذا الصباح
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
الإضطرابات النفسية مثل الإكتئاب، والفصام ،ومرض التوحد
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
تحدث آثارا رهيبة على النفس الإنسانية
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
لازلنا لانعرف سوى القليل عن علاجها
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
وآلية تأثيرها
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
والتأثيرات الجسدية المصاحبة لها
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
تخيلوا ذلك : في عام ٢٠١٣
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
العقد الثاني من الألفية
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
وقد ساورك الشك بشأن الإصابة بالسرطان
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
فذهبت للطبيب ، وأجريت مسحا للعظام
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
وتحليلا للخلايا، واختباراً للدم
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
في ٢٠١٣: إذا ساورك الشك حول الإصابة بأعراض الإكتئاب
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
وذهبت للطبيب ، عندها مالذي ستحصل عليه؟
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
إستبيان
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
ذلك بسبب أن لدينا
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
نظرة تبسيط عفا عليها الزمن
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
للأساس البيولوجي للإضطرابات النفسية
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
والتي نميل لعرضها
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
في الصحافة على أنها خلل كيميائي فسيولوجي كالإيدز
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
لكن في الحالة النفسية تكون خلل في التوازن الكيميائي للدماغ
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
كما لو كان الدماغ كيس حساء كيميائي
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
مليئة بالسيروتونين،و الدوبامين والنورادرينالين
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
هذه النظرة تدعم تلك الحقيقة
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
وهي أن العديد من الأدوية التي توصف لعلاج الأعراض النفسية
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
كالبروزاك ، تعمل عن طريق التغيير في كيميائية الدماغ
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
كما لو كان الدماغ بالفعل كيس حساء كيميائي
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
لكن هذا لايمكن أن يكون الجواب
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
لأن هذه الأدوية في الواقع لاتعمل بشكل مثالي
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
الكثير من الأشخاص سيتوقفون عن تناولها ، أو لن يتناولوها على الإطلاق
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
بسبب الأضرار الجانبية لها
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
هذه الأدوية لها الكثير من الأضرار الجانبية
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
لأن استخدامها لعلاج اضطرابات نفسية معقدة
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
تماما مثل تغيير زيت السيارة
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
بفتح العلبة وسكبها فوق المحرك
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
القليل منه سينسكب في المكان الصحيح
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
لكن الكثير سيسبب الفوضى بدلا عن تحسين الوضع
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
وجهة النظر الناشئة الآن
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
والتي سمعتم عنها من الدكتور إنسل هذا الصباح
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
وهي أن الإضطرابات النفسية في الواقع هي
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
اضطرابات الدوائر العصبية
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
العاطفة والمزاج والشعور
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
عندما نتحدث عن الإدراك
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
فإننا نقيس الدماغ بجهاز الكمبيوتر ، لامشكلة في ذلك
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
وقد تبين أن هذا القياس
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
ينطبق أيضا على العاطفة
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
إلا أننا لانميل للتفكيربها بهذا الشكل
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
لذا لانعرف الكثير عن عن أساس هذه الدوائر
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
من الإضطرابات النفسية
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
بسبب هيمنة
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
فرضية الخلل في التوازن الكيميائى
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
حسنا، هذا لايعني أن الكيميائيات الدماغية ليست مهمة
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
في الإضطرابات العصبية
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
إلا أنها لاتسبح في الدماغ بعشوائية كالحساء
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
بل هي تنطلق في مواقع محددة جداً
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
وتعمل على نقاط عصبية دقيقة
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
لتغير تدفق المعلومات في الدماغ
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
لذا إذا أردنا الفهم الفعلي
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
للأساس البيولوجي للإضطرابات النفسية
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
علينا تحديد تلك المواقع في الدماغ
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
التي تنشط فيها تلك الكيميائيات
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
عدا ذلك، سنظل نسكب الزيت بشكل عشوائي على ذلك المحرك الدماغي
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
ونعاني الأضرار الجانبية لذلك
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
الآن ، ولنتغلب على نقص معرفتنا
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
بدور كيمياء الدماغ على الدوائر العصبية
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
من المفيد أن نعمل على مايدعوه علماء الأحياء
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"نموذج الكائنات الحية"
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
حيوانات مثل فئران المختبرات وذباب الفاكهة
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
حيث يمكن تطبيق تقنيات وراثية قوية
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
لنحدد وبدقة
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
ونصنف فئات من الخلايا العصبية
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
كما ذكر دكتور آلن جونز هذا الصباح
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
عندما نحقق ذلك
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
سيكون بإمكاننا تنشيط خلايا عصبية محددة
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
والقضاء على أخرى ومنع نشاطها
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
فإذا تم إيقاف نشاط خلايا معينة
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
سنجد أننا استطعنا إيقاف السلوك
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
إذا نستنتج أن هذه الخلايا العصبية
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
مهمة لذلك السلوك
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
وعلى الجانب الآخر، عندما ننشط مجموعة من تلك الخلايا
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
ونجد تأثيرا سلوكيا لذلك
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
نستنتج أن هذه الخلايا ضرورية لذلك السلوك
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
بهذا الشكل ، وبإجراء هذا النوع من الإختبارات
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
يمكن رسم العلاقة بين السبب والنتيجة
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
بين نشاط خلية عصبية محددة
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
في دائرة عصبية معينة وسلوك معين
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
وهو أمر غاية في الصعوبة، إن لم يكن من المستحيل
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
إجراؤه الآن على الإنسان
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
لكن هل يمكن لكائنات مثل ذبابة الفاكهة والتي تعد
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
نموذجا رائعا
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
وذلك لأن لها دماغا صغيرا
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
وقادرة على السلوكيات المعقدة والمتطورة
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
إنها تتكاثر بسرعة ، ورخيصة
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
لكن هل يمكن لكائن مثل هذا
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
أن يعلمنا شيئا عن الأوضاع العاطفية؟
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
هل لهذه الكائنات أوضاع عاطفية أساساً
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
أم أنها مجرد روبوتات رقمية صغيرة؟
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
"تشارلز داروين" كان يعتقد أن للحشرات مشاعر
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
وتعبر عنها عن طريق السلوك ، كما كتب ذلك
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
في دراسة له عام ١٨٧٢ في التعبير عن المشاعر لدى الأنسان والحيوان
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
زميلي "سايمور بينزر" يعتقد ذلك أيضا
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
سيمور هو أول من استخدم ذبابة الفاكهة
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
في الستينات الميلادية بإعتبارها النموذج الحي في معهد كاليفورنيا للتكنلوجيا
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
لدراسة العلاقة بين الجينات والسلوك
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
وظفني سيمور في المعهد في ؛أواخر الثمانينات
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
لقد كان عرابي ومرشدي
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
وعلمني أن أحب الذباب
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
وأن ألعب مع العلم
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
إذا ، كيف نطرح ذلك السؤال؟
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
هل للذبابة مشاعر
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
وكيف نتأكد ماإذا كان ذلك صحيح فعلا، أم لا؟
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
لدى البشر،غالبا ما نستدل علي الحالة العاطفية
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
من تعابير الوجه
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
وهذا بالطبع أمر صعب مع ذبابة الفاكهة
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(ضحك)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
إن الأمر يبدو مثل الهبوط على المريخ
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
والنظر من نافذة المركبة الفضائية
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
لكل أولئك الرجال الخضر الصغار الذين يحيطون بالمركبة
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
ومحاولة اكتشاف
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
فيما إذا كانت لهم مشاعر أم لا؟
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
ماذا يمكننا أن نفعل ؟ إنه ليس بالأمر السهل
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
لكن أحد الطرق التي يمكننا أن نبدأ بها
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
هو محاولة التوصل لبعض الخصائص العامة
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
أو خصائص الإنفعالات العاطفية
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
مثل الرغبة ، ونرى ما إذا يمكننا ملاحظة
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
السلوكيات التي قد تُظهرها الذبابة
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
لذا، فالعناصر الثلاثة التي يمكنني التفكير فيها
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
هي الإستمرارية، التدرج في الشدة ، والتكافؤ الجوهري
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
الإستمرارية تعني الديمومة
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
جميعنا يعلم أن الحافز الذي يُطلق المشاعر
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
يؤدي إلى بقاء الشعور لفترة حتى بعد زوال التحفيز
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
التدرج في المشاعر يعني مايبدو
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
أنه يمكنك رفع شدة العواطف أو تخفيضها
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
فلو كنت غير سعيد إلى حد ما فإن زوايا الفم
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
تميل للأسفل ، مع استنشاق الهواء بشدة
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
وفي حال غيرسعيد تماما، ستنزل الدموع من عينيك
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
وقد تتنهد
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
التكافؤ يعني الجودة أو السؤ، الإيجاب أو السلب
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
لذا قررنا أن نرى ماإذا كان ممكنا إثارة الذباب ليُظهر
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
نوعا من السلوك الذي يمكننا ملاحظته
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
مثل ذلك السلوك الذي تلاحظه من الدبور حول طاولة النزهه
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
ذلك الذي يستمر في العودة للنيل من البرجر خاصتك
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
وكلما حاولت أن تبعده
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
يبدو أنه يستمر في العودة بشكل مزعج ويبدوا أكثر إصرارا
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
لذا، قمنا ببناء آلة أسميناها آلة النفخ
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
والتي تمكننا من نفخ الهواء بخفة على ذباب الفاكهة
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
في أنابيب الإختبار البلاستيكية الموجودة لدينا في المختبر
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
أو نفخها بشدة
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
وقد وجدنا أنه في حالة أثرنا على هذه الذبابات
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
بعدة نفخات
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
سيؤدي بها بشكل أو بآخر لفرط في الحركة
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
وتستمر بالدوران لبعض الوقت حتى بعد توقف النفخات
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
وتستغرق فترة من الوقت لتهدأ
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
لذا قمنا بقياس هذا السلوك بشكل كمي
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
باستخدام برامج تتبع حركة متخصصة
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
قام بتطويرها مساعدي "بيترو بيرونا"
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
والذي يعمل في شعبة الهندسة الكهربائية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
وقد أظهرت لنا تلك القياسات مايلي
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
بتجربة إطلاق سلسلة من النفخات
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
يدخل الذباب في حالة فرط في الحركة
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
لمدة ليست بالقصيرة
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
وتبدو التأثيرات متدرجة
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
فبإزدياد عدد النفخات وشدتها
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
نجد أن حالة فرط الحركة تزداد شدة وتدوم لوقت أطول
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
هنا نريد أن نفهم
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
من المسؤول عن مدة استمرارية هذه الحالة
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
لذا قررنا استخدام آلة النفخ
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
وبرنامج تتبع الحركة المتخصص
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
لتصوير مئات من ذباب الفاكهة المعدل وراثيا
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
ونرى ماإذا كان أي منها سيظهر ردات فعل مختلفة عن الغالبية
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
وهذا أحد الأشياء الرائعة بشأن ذباب الفاكهة
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
حيث توجد تلك المستودعات التي يمكنك ومن خلال مكالمة هاتفية
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
طلب المئات من ذباب الفاكهة المختلفة والمعدلة جينيا
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
ومراقبتهم في المختبر ومعرفة
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
الجين المسؤول عن ذلك التغير
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
وبالفحص والتتبع ، لاحظنا أحد الذبابات المعدلة جينيا
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
تستغرق وقتا أطول للعودة لحالتها الطبيعية
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
بعد تأثير نفخات الهواء
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
وعند اختبار الجين المسؤول عن تلك الطفرة
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
وجدنا أنه يشير إلى مُستقبلات الدوبامين
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
نعم، هذا صحيح، الذباب كما الإنسان لديه دوبامين
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
والذي يعمل على أدمغته ونقاط إلتقاء الأعصاب لديه
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
من خلال نفس جزيئات مستقبلات الدوبامين
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
تلك التي توجد لدي ولديك
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
يلعب الدوبامين عددا من الوظائف الهامة في الدماغ
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
التي من ضمنها الإهتمام، المكافأة، والإثارة،
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
وقد تم ربط الإضطرابات في نظام الدوبامين
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
بعدد من الاضطرابات النفسية بما في ذلك إدمان المخدرات
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
مرض باركنسون ، واضطرابات فرط الحركة وتشتت الإنتباه
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
الآن في علم الوراثة
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
نميل للإستدلال على الوضع الطبيعي للشيء
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
عن طريق ملاحظة غياب الأعراض بغياب مؤثر
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
بواسطة معرفة العكس لما نراه
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
لذا فعندما نستبعد مستقبلات الدوبامين
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
ويستغرق الذباب وقتا أطول للهدوء والعودة للوضع الطبيعي بعد النفخ
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
نستنتج أن هذه هي الوظيفة الطبيعية لمستقبلات الدوبامين
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
هي أن تجعل الذباب يهدأ بشكل أسرع بعد نفخ الهواء
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
وهذا يذكرنا بحالات فرط الحركة وتشتت الإنتباه
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
والتي تم ربطها باضطرابات نظام الدوبامين في البشر
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
بالطبع ، إذا قمنا بزيادة مستويات الدوبامين في الذباب العادي
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
بإطعامها الكوكايين
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
بالطبع بعد الحصول على الرخصة من إدارة مكافحة المخدرات
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
ياإلهي (ضحك)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
سنجد في الواقع أن هذه الذبابات التي أعطيت الكوكايين
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
تهدأ بشكل أسرع من الذباب الطبيعي
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
وهذا يذكرنا بإضطرابات فرط الحركة وتشتت الإنتباه
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
والتي غالبا ماتُعالج بأدوية مثل الريتالين
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
والذي يعمل على غرار الكوكايين
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
وببطئ بدأت أدرك مابدأت به
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
وأن تلك المحاولات الهزلية لإزعاج ذباب الفاكهة
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
أصبح لها علاقة حقيقية ومهمة بالإضطرابات النفسية لدى الإنسان
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
كيف يمكن أن نشرح هذا التجانس ؟
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
كما يعلم الكثير منكم ، أن الأشخاص المصابين باضطرابات فرط الحركة وتشتت الإنتباه
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
يعانون من صعوبات في التعلم
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
هل هذا ينطبق على الذباب المعدل جينيا ؟
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
الأمر الملفت فعلا ، أنه ينطبق
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
كما أظهر ذلك سيمور في السبعينات الميلادية
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
الذباب ، تماما كالطيور المغردة
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
قابل للتعلم
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
يمكنك تدريب الذبابة على الطيران وتجنب الرائحة كما هو موضح هنا بالأزرق
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
حيث إذا زاوجت تلك الرائحة بصدمة
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
ثم أعطيت هذه الذبابات المدربة الفرصة للإختيار
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
بين أنبوب الرائحة المترافق مع صدمة وأنبوب آخر
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
ستجده يتجنب الأنبوب الذي يحوي رائحة مترافقة مع صدمة
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
لكن في حال إجراء هذا الإختبار على الذباب المعدل جينيا المستقبل للدوبامين
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
سنجد أن معدل التعلم لديه صفر، إنه لايتعلم
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
لقد أخفق وسيطرد من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
وهذا يعني أن لهذا الذباب حالتين من الحالات الغير طبيعية
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
أوكما ندعوها نحن علماء الوراثة "ظواهر"
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
وهي : فرط الحركة ، وعدم القدرة على التعلم
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
الآن ما هي العلاقة السببية بين هذه الظواهر؟
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
الفرضية الغالبة أن فرط الحركة مسبب لتشتت الإنتباه
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
وصعوبة التعلم
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
الطفل لايمكنه الجلوس بالقدر الذي يمكنه من التركيز وبالتالي القدرة على التعلم
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
لكن إحتمالية أن تكون صعوبة التعلم
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
هي السبب في تشتت الإنتباه ممكنة بالقدر نفسه
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
ولأن الطفل لايمكنه التعلم فهو يبحث عما يشتت انتباهه
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
والإحتمال الأخير هو أن لايكون هناك أي علاقة
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
بين الظاهرتين على الإطلاق
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
لكن المسبب آلية أساسية مشتركة في أعراض فرط الحركة و تشتت الإنتباه
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
يتساءل الناس عن ذلك لفترة طويلة
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
في البشر، لكن في الذباب فبالطبع يمكن إختبار ذلك
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
و الطريقة للقيام بذلك هو عن طريق الخوض عميقا في عقل
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
الذبابة والبدء بتفكيك الدوائر العصبية باستخدام علم الوراثة
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
حيث نقوم بأخذ الذبابات المعدلة جينيا
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
ونقوم بمعالجة أو استبدال مستقبلات الدوبامين وراثيا
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
و وضع نسخة جيدة من الجينات مستقبلات الدوبامين
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
في دماغ الذبابة
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
ولكن في كل ذبابة نقوم بالعملية على خلايا عصبية معينة
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
مختلفة عن الأخرى، ومن ثم نختبر كل واحدة من هذه الذبابات
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
من ناحية القدرة على التعلم وفرط الحركة
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
بشكل ملحوظ ، وجدنا أنه يمكننا فصل هاتين الظاهرتين تماما
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
إذا وضعنا نسخة جيدة من مستقبلات الدوبامين
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
في ذلك الهيكل البيضاوي والمسمى المركز
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
لن يكون لدى الذباب فرطا في الحركة لكنه مازال غير قادر على التعلم
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
ومن ناحية أخرى ، إذا وضعنا مستقبلات الدوبامين في موضع آخر
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
يدعى مجسم الفطر
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
نجد أن الذباب يكون قادرا عن التعلم
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
لكن فرط الحركة مازال قائما
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
وهذا يخبرنا أن الدوبامين
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
لايسبح في الدماغ بعشوائية
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
بل إنه يسيطر على وظيفتين مختلفتين
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
في منطقتين مختلفتين من الدماغ
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
لهذا السبب هناك خللين في مستقبلات الدوبامين في الذباب
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
وذلك لأن المستقبلات تسيطر على وظيفتين مختلفتين
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
في موضعين مختلفين من الدماغ
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
وسواء كان الشيء نفسه ينطبق على البشر أم لا
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
لانعلم حتى الآن، لكن مثل هذه النتائج
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
تفتح لنا الباب للنظر في هذا الإحتمال
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
هذه النتائج تجعلني وزملائي أكثر اقتناعا من أي وقت مضى
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
أن الدماغ ليس كيس حساء كيميائي
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
ومن الخطأ علاج الاضطرابات النفسية المعقدة
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
فقط عن طريق تغيير نكهة الحساء
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
و ما يتعين علينا القيام به هو استخدام إبداعنا ومعرفتنا العلمية
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
في محاولة تصميم جيل جديد من العلاجات
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
تستهدف خلايا عصبية محددة ومناطق محددة من الدماغ
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
تكون مؤثرة على اضطرابات النفسية خاصة
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
إذا استطعنا معالجة هذه الإضطرابات
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
بدون إحداث أضرار جانبية
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
سنكون قد وضعنا الزيت في المكان الصحيح المحدد له في المحرك
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
شكرا جزيلا
ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - NeurobiologistThrough 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.
David Anderson | Speaker | TED.com