Mary Lou Jepsen: How we can use light to see deep inside our bodies and brains
ماري لو جابسين: كيف يمكننا استخدام الضوء لرؤية ما في أعماق أجسامنا وأدمغتنا
Mary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
وضوء الأشعة تحت الحمراء القريب غير الضار
near-infrared light
just like this.
faster and cheaper health care.
لرعاية صحية أفضل وأسرع وأرخص.
this key and a couple of other keys
وغيرها من الطرق الأساسية الجوهرية
and the spot it makes on my hand?
والبقعة التي يصنعها على يدي؟
the lights down, please --
وإنما ترون يدي تلمع.
spreads out, it scatters.
what scattering is,
حتى نرى ما في أعماق أجسامنا وأدمغتنا.
optical properties as human flesh.
متشابهة مع لحم البشر.
putting it on the light.
هل يمكنكم رؤية الضوء عبرها؟
هل يمكنكم رؤيته؟
using red light and infrared light,
الضوء الأحمر وضوء الأشعة تحت الحمراء،
piece of chicken on it,
لا يزال يمر الضوء خلالها،
وذلك بسبب تبعثر الضوء.
about the scatter
تبعثر الضوء حتى نستطيع رؤية الورم.
the early part of my career on
فيها تمكّن من إزالة تبعثر الضوء.
in physics in the 70s,
في سبعينيات القرن الماضي.
it enables you to do with light.
فيما يتعلق بالضوء.
all of the rays, all of the photons
في كل المواقع والزوايا بنفس الوقت.
and all of the angles, simultaneously.
تقنية الصور التجسيمية ثلاثية الأبعاد...
bouncing off of the barriers,
التي ترتد على الحواجز،
being scattered by our bodies.
of the scattering maze,
إلى قاع المتاهة المبعثِرة،
and bouncing everywhere.
at the bottom inside of the screen,
في القاع داخل الشاشة،
of each marble exiting the maze.
تخرج من المتاهة.
marbles from below
to exactly the right position and angle,
لكل كرة رخام في الموقع والزاوية الصحيحة،
at the top of the scatter matrix.
to your eyes than red or infrared,
من الضوء الأحمر أو الأشعة تحت الحمراء.
in front of this brain
وسنجعلُ تيارًا ضوئيًا ينبثق عنه.
الضوء الأخضر.
of densely scattering tissue.
لأنسجة متبعثرة بكثافة.
no one's done this before,
حيث لم يقم بها أحد من قبل،
to ever see this.
that we can focus deep into tissue.
أننا نستطيع التركيز بعمق داخل الأنسجة.
is the second key
إزالة البعثرة هي الأمر المهم الثاني
of our bodies and brains.
لكن ماذا عن الجمجمة والعظام؟
skull and bones?
without seeing through bone?"
ما خلال العظام؟".
skullsunlimited.com.
at our lab and here at TED.
في مختبرنا وهنا في TED.
ويمرُ عبر عظامنا كذلك.
and bones and flesh with just red light.
عبر الجمجمة، العظام واللحم.
but they cause tumors.
"إكس" بذلك، ولكنهما تسببان الأورام.
to come back here
than making a brain lase.
من إحداث أشعة ليزر في الدماغ.
we could focus through brain tissue.
التي نستطيع تحصيلها عبر أنسجة الدماغ.
we put a bare camera die in front of it.
خافتة أمامها.
of a millimeter wide.
أي 2 ميكرون: 2 مليون من المتر.
full width half max --
تبلغ نصف العرض بالكامل على الأكثر.
in the human brain.
يمثل قطر أصغر خلية عصبية في الدماغ البشري.
through skull and brain to a neuron.
عبر الجمجمة والدماغ إلى الخلية العصبية.
we're doing this for the first time here.
سنقوم بعمل هذا لأول مرة هنا.
so we've made a breakthrough.
وبذلك أحدثنا تقدمًا كبيرًا.
that's not just 50 marbles.
هذه ليست مجرد 50 كرة رخامية.
وتريليونات من وحدات الضوء،
by the hologram,
عن طريق الصور ثلاثية الأبعاد،
ولتظهر كبؤرة.
densely scattering brain,
ونحن متحمسون حياله.
it fills a room,
وتملأ غرفة،
what I just showed you.
بالبؤرة التي أريتكم إياها.
could enable dramatically lower cost,
تكاليف هذه الصورة بشكل ملحوظ،
على الأورام في هذه العينة...
the light going in here,
بدقة نصف مليميتر، وهذا هو الورم الذي وجده.
"يبدو جيدًا، ولكنه نظام ضخم نوعًا ما.
but that's kind of a big system.
a honking-big MRI machine,
آلة تصوير الرنين المغناطيسي الضخمة،
to shrink it down?"
في ذلك الجهاز بمكوّن أصغر...
big element in that system
of a child's fingernail.
inventing, prototype-developing
وأطور نماذج أولية،
of consumer electronics --
على الإلكترونيات الاستهلاكية...
الفيزياء البصرية الضوئية.
لنكمل هيكلنا ونختبر الحالات الصعبة
and test the corner cases
لصنع كل شريحة.
to fabricate each chip.
slim down the system, speed it up
من حجم النظام وسرّعته
and de-scattering of light
وإزالة تبعثر الضوء لرؤية أعماق أجسامنا.
better, faster and cheaper health care.
على رعاية صحية أفضل وأسرع وأرخص.
that can replace the functionality
ذات ملايين الدولارات
إلكترونيات المستهلك المعتادة،
line a ski hat, put inside a pillow.
أو كقبعة تزلج تضعونها داخل وسادة.
"جعلنا الضوء يمر عبر أجسامنا،
de-scattering the light.
تزيل تبعثر الضوء.
chip inventions, exactly,
المبتكرة الجديدة تمامًا لنفحص أجسامنا؟".
the integrated circuits
الدوائر الكهربائية المتكاملة التي صممناها،
of our current bulky system.
حجم تكتل نظامنا الحالي.
emits a sonic ping,
صوت أزيز الرصاص،
through that sonic spot
يغيرُ اللون قليلًا،
of the police car siren changes
عندما تسرع لتسبقككم.
I haven't told you yet,
الصور ثلاثية الأبعاد لم أخبركم عنه بعد.
can make a hologram.
باستخدام حزم ضوئية ذات درجة لونية متماثلة
that's coming off of the sonic spot,
الذي ينبثق عن البقعة الصوتية،
of orange light
تحت الشريحة المجاورة
on the camera chip.
على شريحة الكاميرا، مثل هذه.
information just about that sonic spot,
يمكن استنباط معلومات عن البقعة الصوتية فقط
all of the red light.
focus the light back down into the brain
تركيز الضوء مرة أخرى في أسفل الدماغ
or part of the brain.
to shift the sonic focus to another spot.
إلى بقعة أخرى.
we scan out the brain.
نستطيع تصوير الدماغ بشكل كامل.
this iconic image of X-ray diffraction
انحراف صورة الأشعة السينية هذه
for the first time.
منقوص الأكسجين (DNA) لأول مرة.
with our chips,
and decoding the information,
في جزء من المليون من الثانية
at finding blood.
في العثور على الدم.
red light and infrared light.
وضوء الأشعة تحت الحمراء.
going right through it.
you can see it on the -- there it is.
the light goes everywhere.
واللحم يبعثر الضوء.
بحجم أكبر من حجم مليمتر مكعب أو اثنين
than a cubic millimeter or two
as normal flesh.
من اللحم الطبيعي.
detecting cancers early,
تستطيعون اكتشاف السرطان مبكرًا،
as it grows or shrinks.
لتروا إن كان ينمو أو يتقلص.
at finding out where blood isn't,
باكتشاف الأماكن التي لا يصلها الدم،
أو عندما يتغير لون الدم
versus not carrying oxygen,
عن لونه عندما لا يحمله،
نشاط الخلايا العصبية.
هو أفضل معقِم، وهذا صحيح تمامًا.
is the best disinfectant.
by shining light deep inside of lungs.
عن طريق تسليط الضوء في أعماق الرئتين.
noninvasively.
of what this technology can do.
لما يمكنُ أن تقوم به تقنيتنا.
أما النوع الآخر يحدث نتيجة التمزق.
within an hour or two,
في غضون ساعة أو ساعتين،
reduce the damage to the brain.
الضرر الناتج من السكتة الدماغية بشكل كبير.
خاطئ للسبب يسبب موت المريض.
ساعة أو اثنتين من حدوث السكتة الدماغية.
within an hour or two of a stroke.
inexpensive imaging,
والمحمول والرخيص،
can decode the type of stroke
أن تحلل نوع السكتة الدماغية
lacks access to medical imaging.
medical imaging can save countless lives.
والرخيص إنقاذ حياة عدد لا يحصى من البشر.
focusing through skull and brain
نظامنا الذي يركز غبر الجمجمة والدماغ
you can activate or inhibit neurons,
تنشيط أو كبح نشاط الخلايا العصبية،
we can match spec by spec
الذي يقيس كمية استخدام الأكسجين في الدماغ.
at the color change in the blood,
بدلًا من استخدام زنة المغناطيس.
that with fMRI scanners today,
تصوير الرنين المغناطيسي المستخدمة اليوم،
images and dreams of those being scanned.
ورؤية أحلام من تم تصويرهم وفحصهم.
that puts all three of these capabilities
في نفس النظام...
with light and sound,
باستخدام الضوء والصوت،
mapping oxygen use in the brain --
للأكسجين المستخدَم في الدماغ...
يسمح بتواصل الحاسوب والدماغ،
brain-computer communication,
no optional brain surgery required.
ودون جراحة دماغ اختيارية لازمة.
that suffer globally with brain disease.
من أمراض الدماغ على مستوى العالم.
يمكننا الذهاب لتحقيقه.
the whole body's in reach.
you want to see it again?
لكنه ليس كذلك.
is not knowing about our bodies,
وأدمغتنا وأمراضنا لنعالجها بفعالية.
ABOUT THE SPEAKER
Mary Lou Jepsen - Inventor, entrepreneur, optical physicistMary Lou Jepsen pushes the edges of what's possible in optics and physics, to make new types of devices, leading teams and working with huge factories that can ship vast volumes of these strange, new things.
Why you should listen
Mary Lou Jepsen is one of the world’s foremost engineers and scientists in optics, imaging and display -- inventing at the hairy, crazy edge of what physics allows, aiming to do what seems impossible and leading teams to achieve these in volume in partnership with the world’s largest manufacturers, in Asia. She has more than 200 patents published or issued.
Jepsen is the founder and CEO of Openwater, which aims to use new optics to see inside our bodies. Previously a top technical exec at Google, Facebook, Oculus and Intel, her startups include One Laptop Per Child, where she was CTO and chief architect on the $100 laptop. She studied at Brown, MIT and Rhode Island School of Design, and she was a professor at both MITs -- the one in Cambridge, Mass., and the Royal Melbourne Institute of Tech in Australia.
Mary Lou Jepsen | Speaker | TED.com