TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
Дейвид Андерсън: Мозъкът ви не е само торба с химикали
Filmed:
Readability: 5
1,482,186 views
Съвременните лекарства за психични заболявания действат на химиите в целия мозък, но невробиологът Дейвид Андерсън вярва в по-друг нюанс за това как работи мозъкът. Той представя ново проучване, което може да доведе дo целенасочени психиатрични лечения -- които действат по-ефективно и нямат странични ефекти. Как го прави? За начало, като ядоса куп винени мушици (Заснето в TEDxCaltech.)
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
Вдигнете ръка, ако имате някой близък
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
в семейството или приятелския кръг,
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
който страда от форма на умствено заболяване.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Да, Така си и мислех, Не съм изненадан.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
Сега вдигнете ръка, ако мислите, че
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
изследването на винените мушици има нещо общо
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
с разбирането за умствените заболявания на хората.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Да. Така си и мислех, Не съм изненадан.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Виждам, че работата ми е наполовина свършена.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Както разбрахме от д-р Инсел тази сутрин,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
психическите отклонения като аутизъм, депресия и шизофрения
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
имат ужасно влияние върху човешкото страдание.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
Знаем много по-малко за тяхното лечение
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
и разбирането на основния им механизъм,
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
отколкото знаем за болестите на тялото.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Замислете се: През 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
втората декада на века,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
ако се опасявате от ракова диагноза
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
и отидете при доктора си, ви изписват костно сканиране,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
биопсии и кръвни тестове.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
През 2013, ако се притеснявате от диагноза депресия,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
отивате при доктора си и какво получавате?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Въпросник.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
Сега, част от причината за това е, че имаме
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
крайно опростено и изключително старомодно мнение
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
за биологичните основи на психичните отклонения.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Склонни сме да ги разглеждаме --
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
и медиите помагат и насърчават за това мнение --
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
като химически дисбаланс в мозъка,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
като че мозъкът е някаква голяма торба с химическа супа,
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
пълна с допамин, серотонин и норепинефирин.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Тази гледна точка се подкрепя от факта,
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
че много от лекарствата, изписвани за лечение на отклоненията,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
например Прозак, действат като тотално променят мозъчната химия,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
сякаш умът ни наистина е торба с химическа супа.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Но това не може да е отговорът,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
защото тези медикаменти всъщност не влияят толкова добре.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Много хора не ги приемат или спират да го правят,
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
заради неприятните им странични ефекти.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
Тези лекарства имат толкова много,
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
защото да се опитат да лекуват сложно психично разстройство
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
е като да опитват да сменят маслото на двигател
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
като отворят тубата и го излеят върху мотора.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
Част от маслото ще попадне на правилното място,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
но много от него по-скоро ще навреди, отколкото да помогне.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Сега, зараждащо се мнение,
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
това също сте чули от д-р Инсел тази сутрин,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
е че психичните заболявания са действително
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
разстройства на неврални вериги, които пренасят
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
емоции, настроения и чувства.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
Когато мислим за познание,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
правим аналог на мозъка с компютър, Това не е проблем.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Излиза, че компютърната аналогия
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
е валидна и за емоциите.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
Просто не го възприемаме така.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Но знаем доста малко за невралните вериги
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
на психичните разстройства,
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
поради поразителната доминантност
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
на хипотезата за химически дисбаланс.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
Сега, не че химическите процеси не са важни
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
при психичните заболявания.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
Само че не окъпват мозъка като супа.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
По-скоро, се освобождават на дадени места
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
и действат на определени синапси
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
за да променят потока от данни в мозъка.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Така че, ако наистина искаме да разберем
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
биологичните принципи на психичните отклонения,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
трябва да открием тези места в мозъка,
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
където действат химикалите.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
В противен случай, ще продължаваме да заливаме с масло умствените двигатели
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
и да носим последствията.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
За да започнем да преодоляваме невежеството си
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
за ролята на мозъчните химични процеси в умствените вериги,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
е полезно да работим върху, както биолозите го наричаме,
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"тестови организми",
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
животни като винените мушици и лабораторните мишки,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
на които можем да приложим силни генетични техники,
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
за да разпознаем молекулярно и да открием
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
даден клас неврони,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
както чухте от Алън Джоунс тази сутрин.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
Щом веднъж го направим,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
можем действително да активираме дадени неврони
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
или да унищожим или спрем активността им.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Ако ограничим действието на определен вид неврони
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
и видим, че поведение е блокирано,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
можем да заключим, че тези неврони
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
са необходими за това поведение.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
От друга страна, ако активираме група неврони
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
и видим, че това предизвиква поведение,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
заключваме, че тези неврони са причинителите му.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
По този начин, с тези опити,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
можем да извлечем причинно-следствени връзки
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
между активността на специфични неврони
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
в дадени вериги и определени поведения,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
нещо изключително трудно, ако не невъзможно,
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
за постигане в момента при хората.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Но може ли организъм като плодовата мушица, която е --
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
е чудесен тестови организъм,
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
защото има малък мозък,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
способност за сложни и комплексни поведения,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
диша бързо и е евтино.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Но може ли подобен организъм
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
да ни научи нещо за емоционалните състояния?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Дали тези организми дори имат такива
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
или са просто малки дигитални роботи?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Чарлс Дарвин вярвал, че насекомите имат чувства
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
и ги изразяват в поведението си, както написал
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
през 1872 в монографа за изява на емоции при човека и животните.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
Моят прочут колега, Сиймор Бензър, също вярваше в това.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
Сиймор е човекът, който въведе употребата на дрозофила
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
тук в CalTech през 60те като тестов организъм,
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
за да изучаваме връзката м/у гени и поведение.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
Сиймор ме привлече в CalTech в края на 1980.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
Той бе моят джедай и равин, докато беше там,
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
и Сиймор ме научи да обичам мушиците
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
и да играя с науката.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Та как да зададем този въпрос?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
Едно е да вярваме, че мухите имат емоционални състояния,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
но как наистина да разберем дали това е така или не?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Така, при хората често отгатваме емоционални състояния,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
както ще чуете по-късно днес, от лицеви изражения.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
Малко е трудно, обаче, да направим това с мухите.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Смях)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
Това е като да кацнем на Марс
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
и да гледаме през прозореца на совалката
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
към малките зелени човечета, които я обграждат
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
и опитваме да отгатнем " Как да разбера
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
дали те имат чувства или не?"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
Какво да направим? Не е толкова лесно.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Е, един от начините, които може да започнем,
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
е да опитаме да направим обща характеристика
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
или свойства на емоционалните състояния
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
като възбудимост и да видим дали можем да открием
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
поведения при мухите, които да проявяват някои от тези свойства.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Три важни, за които се сещам,
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
са постоянство, натрупване на интензивност и валентност.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
Упоритост значи дълго съществуване.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Всички знаем, че подбудата, която предизвиква емоция,
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
кара емоцията да продължава дълго след като стимулът го няма.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
Натрупването на интензитет е както звучи.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
Можете на увеличите или намалите интензитета на една емоция.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Ако сте малко нещастни, краищата на устните ви
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
са надолу и подсмърчате,
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
и ако сте много недоволни, сълзи се стичат по лицето ви
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
и може да хлипате.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
Валентност означава добра или лоша, позитивна или негативна.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
Решихме да проверим дали можем да провокираме мухите да покажат
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
поведение, което наблюдаваме
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
при прочутата оса на масата за пикник,
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
нали знаете, тази, която не престава да се връща при хамбургера ви
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
колкото по-настоятелно опитвате да я изпъдите,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
и сякаш става все по-раздразнена.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
Направихме устройства, което наричаме пъф-о-мат,
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
с който пускаме леки въздушни струйки на винени мушици
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
в пластмасови тръби в лабораторията
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
и ги отвяваме.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
И открихме, че ако ги отвеем
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
няколко пъти с пъф-о-мата,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
ставаха хиперактивни
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
и продължаваха да се въртят безцелно след като струята е спряна
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
и им отнемаше време да се успокоят.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
Определихме количествено това поведението,
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
използвайки двигателен проследяващ софтуер,
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
разработен със сътрудника ми Пиетро Перона,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
който е в електротехническата дивизия на CalTech
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
Тази количественост ни показа, че
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
след няколко такива въздушни струи,
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
мухите изглежда изпадат в състояние на хиперактивност,
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
което е устойчиво, продължително,
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
а сякаш и постепенно.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Още струи, или по-силни такива,
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
карат състоянието да се задържи по-дълго
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
После искахме да опитаме да разберем
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
какво контролира продължителността на състоянието.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
Решихме да използваме пъф-о-мата
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
и автоматизирания проследяващ софтуер
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
да прегледаме стотици мутирали винени мушици,
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
за да проверим дали ще намерим някои, които да реагират различно на въздушните струи.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
Това е едно от хубавите неща на мушиците.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Има складове, в които можете просто да се обадите
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
и да поръчате стотици мушици с различни мутации
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
и да ги анализирате, за да откриете
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
кой ген е засегнат от мутацията.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
Чрез анализа открихме една мутация,
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
на която отнема много по-дълго време за успокояване
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
след въздушната струя
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
и когато изследвахме гена, който е повлиян от мутацията,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
се оказа допаминов рецептор.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
Точно така -- мухите, като хората, имат допамин,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
и той действа на мозъците и синапсите им
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
чрез същите молекули на допаминови рецептори,
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
които вие и аз имаме.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
Допаминът има редица важни функции в мозъка,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
включително за внимание, възбудимост, компенсация
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
и аномалии в допаминовата система се свързват
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
с някои умствени разстройства като наркомания,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
Паркинсон и ХРНВ.
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
В генетиката е малко нелогично.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
Отгатваме обичайните функции на нещо
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
по това какво не се случва, когато го отстраним,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
по противоположното на каквото видим, когато го махнем.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Като премахнем допаминовия рецептор
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
и на мухите им трябва повече време да се успокоят
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
заключваме, че нормалната функция на този рецептор и допамина
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
е да спомага на мушиците да се успокояват по-бързо след струята.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
А това наподобява ХРНВ,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
който е свързан с разстройства на допаминовата система при хората.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
Наистина, ако увеличим нивото на допамин при обикновените мухи
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
като им даваме кокаин
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
след като вземем разрешително от Агенцията за борба с наркотиците
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
-- о Боже -- (Смях)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
откриваме, че действително тези нахранени с кокаин мухи
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
се успокояват по-бързо
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
и това пак напомня за ХРНВ,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
който често се лекува с лекарства като Риталин,
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
който действа подобно на кокаин.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
Бавно започнах да осъзнавам, че това, което започна
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
като игрив опит да дразним винени мушици
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
може в действителност да има връзка с човешките психични заболявания.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Колко далеч се простира тази аналогия?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Както много от вас знаят, индивидите, засегнати от ХРНВ,
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
имат и проблеми със запомнянето.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Това важи ли за нашите мухи с мутации на допаминовия рецептор?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Изненадващо, отговорът е да.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Както Сиймор показа през 70те,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
мухи, като пойните птици, както току що чухте,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
могат да учат.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
Можете да научите муха да избягва аромат, показан тук в синьо,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
ако свържете миризмата с шок.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
После, когато дадете на тренираните мухи шанс да изберат
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
между тръба със синия и с друг аромат,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
те избягват тази със синия аромат, която е свързана с шок.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Е, ако направите този тест на мухи с допамин рецепторни мутации,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
те не се учат. Запомнянето е нулево.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
Отпадат от CalTech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Това сочи, че тези мухи имат две аномалии
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
или фенотипи, както ги наричаме в генетиката,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
които се откриват при ХРНВ: хиперактивност и неспособност за заучаване.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Каква е причинната връзка, ако я има, между тези фенотипи?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
При ХРНВ често се смята, че хиперактивността
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
причинява неспособността за заучаване.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
Децата не могат да стоят спокойно, за да се съсредоточат, и не възприемат.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
Но е абсолютно възможно проблемът с възприемането
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
да причинява хиперактивността.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Тъй като децата не могат да учат, търсят други неща за отвличане на вниманието.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
И последна вероятност е да няма никаква връзка
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
между неспособността за запомняне и хиперактивността,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
а че са причинени от общ скрит механизъм на ХРНВ.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
Хората от много време се питат за това
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
при хората, но с мухите можем да го проверим.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
И можем да го направим като ровим дълбоко в съзнанието
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
на мушицата и започнем да разплитаме връзките му, използвайки генетиката.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
Взимаме мухи с мутации на допаминовия рецептор
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
и генетично възстановяваме, или излекуваме, допаминовия рецептор
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
като поставяме здраво копие на гена на допаминовия рецептор
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
обратно в мозъка на мухата.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Но във всяка муха, го връщаме само в определени неврони,
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
а в други не, и така тестваме всяка от тези мухи
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
за способността им да научават и за хиперактивност.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Учудващо, открихме, че можем напълно да разграничим тези две аномалии.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Ако сложим здраво копие на допаминовия рецептор обратно,
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
в тази елипсовидна структура наречена централна част,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
мухите вече не са хиперактивни, но все още не могат да запомнят.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
От друга страна, ако поставим рецептора в друга структура,
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
наречена гъбовидно тяло,
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
проблемът със запомнянето се избягва, мухите помнят добре,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
но още са хиперактивни.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
Това ни показва, че допаминът
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
не олива мозъка на тези мухи като в супа.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
По-скоро, действа, за да контролира различни функции
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
на две отделни вериги.
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
И проблемът с наличието на две нередности с нашите мухи с допамин рецептори
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
е, че един и същ рецептор управлява две различни функции
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
в две различни области на мозъка.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Дали същото важи за ХРНВ при хората
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
не знаем, но този вид резултати
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
трябва поне да ни накарат да обмислим вероятността.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Тези резултати убеждават все повече мен и колегите ми,
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
че мозъкът не е торба с химическа супа,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
и е грешно да опитваме да лекуваме сложно психично заболяване
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
като само променим вкуса на супата.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
Трябва да използваме своята изобретателност и своите научни познания
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
и да опитаме да създадем ново поколение на медикаменти,
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
които действат на дадени неврони и определени области в мозъка,
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
които са засегнати от специфично психично разстройство.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
Ако го постигнем, може би ще излекуваме заболяванията
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
без неприятните странични ефекти,
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
слагайки маслото обратно в мисловния двигател
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
точно където трябва. Благодаря ви.
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