TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
דייויד אנדרסון: המוח שלכם הוא יותר משק של כימיקלים
Filmed:
Readability: 5
1,482,186 views
תרופות פסיכיאטריות מודרניות מטפלות בכימיה של המוח כולו, אבל הנוירוביולוג דייויד אנדרסון מאמין בראייה יותר מדוייקת על איך פועל המוח. הוא שופך אור על מחקר חדש שעשוי להוביל לתרופות פסיכיאטריות ממוקדות -- שפועלות טוב יותר ומפחיתות תופעות לוואי. כיצד הוא עושה זאת? קודם כל על ידי כך שהוא גורם לקבוצה של זבובי פירות להתעצבן.
(צולם ב-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
תרימו את ידכם אם אתם מכירים מישהו
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
במשפחה הקרובה או במעגל החברים שלכם
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
שסובל ממחלת נפש כלשהי.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
כן. כך חשבתי. לא מתפלא.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
והרימו את ידכם אם אתם חושבים
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
שלמחקר בסיסי על זבובי פירות יש קשר כלשהו
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
להבנה של מחלות נפש אצל בני אדם.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
כן. כך חשבתי. אני גם לא מופתע.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
אני יכול לראות שמצפה לי כאן עבודה רבה.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
כפי ששמענו מד"ר אינסל הבוקר,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
הפרעות פסיכיאטריות כמו אוטיזם, דיכאון וסכיזופרניה
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
גורמים לסבל אנושי נורא.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
אנחנו יודעים הרבה פחות על הטיפול בהם
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
וההבנה של המנגנונים הבסיסיים שלהם
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
ממה שאנו יודעים על מחלות של הגוף.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
חשבו על זה: ב-2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
העשור השני של המילניום,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
אם אתם מודאגים לגבי אבחון סרטן
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
אתם הולכים לרופא, עושים לכם סריקות עצם,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
ביופסיות ובדיקות דם.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
ב-2013, אם אתם מודאגים לגבי אבחון דיכאון,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
אתם הולכים לרופא, ומה אתם מקבלים?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
שאלון.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
עכשיו, חלק מהסיבה לכך היא שיש לנו
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
השקפה פשטנית ומיושנת
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
על הבסיס הביולוגי של הפרעות פסיכיאטריות.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
אנו נוטים לראות אותן -
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
והתקשורת תורמת לתפיסה זו -
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
כחוסר איזון כימי במוח,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
כאילו המוח הוא שקית של מרק כימי
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
מלא בדופמין, סרוטונין, ונוראדרנלין.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
השקפה זו מותנית בעובדה
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
שרבות מהתרופות הניתנות לטיפול בהפרעות אלה,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
כמו פרוזק, פועלות ע"י שינוי הכימיה במוח באופן גלובלי,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
כאילו המוח אכן הינו שקית של מרק כימי.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
אבל זו לא יכולה להיות התשובה,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
כי תרופות אלו אינן פועלות כל כך טוב.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
הרבה אנשים לא נוטלים אותן, או מפסיקים לקחת אותן,
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
בגלל תופעות הלוואי הבלתי נעימות שלהן.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
לתרופות אלו יש כל כך הרבה תופעות לוואי
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
מפני שהשימוש בהן לטיפול בהפרעה נפשית מורכבת
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
דומה לנסיון להחליף את שמן המנוע שלכם
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
על-ידי פתיחת פחית ושפיכתה על כל מערכת המנוע.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
חלק ממנה יטפטף לתוך המקום הנכון,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
אבל הרבה מזה יגרום ליותר נזק מתועלת.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
כעת, השקפה חדשה
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
שגם עליה שמעתם הבוקר מפי ד"ר אינסל,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
היא שהפרעות פסיכיאטריות הן למעשה
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
הפרעות של המעגלים העצביים שמתווכים
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
רגש, מצב רוח ורגשות.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
כאשר אנו חושבים על חשיבה,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
אנו משווים את המוח למחשב. זו אינה בעיה.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
ובכן מסתבר שאנלוגיית המחשב
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
תקפה באותה מידה לרגשות.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
אבל איננו נוטים לחשוב על זה כך.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
אבל אנחנו יודעים הרבה פחות על המסלולים העצביים
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
של הפרעות פסיכיאטריות
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
בגלל הדומיננטיות המוחצת
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
של ההשערה על חוסר איזון כימי.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
כעת, זה לא שכימיקלים אינם חשובים
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
בהפרעות פסיכיאטריות.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
אבל הם לא מציפים את המוח כמו מרק.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
אלא הם משתחררים במיקומים ספציפיים מאוד
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
ופועלים על סינפסות (מיסנפים) ספציפיות
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
כדי לשנות את זרימת המידע במוח.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
אז אם אנחנו באמת רוצים אי פעם להבין
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
את הבסיס הביולוגי של הפרעות פסיכיאטריות,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
אנחנו צריכים לאתר מיקומים אלה במוח
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
היכן שכימיקלים אלה פועלים.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
אחרת, נמשיך לשפוך שמן על כל מנועי הנפש שלנו
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
ולסבול מן ההשלכות.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
כדי להתחיל להתגבר על הבורות שלנו
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
לגבי תפקיד כימיית המוח במעגלי המוח,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
כדאי לעבוד על מה שאנחנו הביולוגים קוראים לו
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"אורגניזם מודל,"
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
בעלי חיים כמו זבובי פירות ועכברי מעבדה,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
שבהם נוכל ליישם טכניקות גנטיות חזקות
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
כדי לזהות מבחינה מולקולרית ולאתר במדויק
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
סוגים ספציפיים של נוירונים,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
כפי ששמעתם בשיחתו של אלן ג'ונס הבוקר.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
יתר על כן, ברגע שנוכל לעשות זאת,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
נוכל להפעיל נוירונים ספציפיים
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
או להרוס או לעכב את פעילותם של נוירונים אלה.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
אז אם אנחנו מעכבים סוג מסוים של נוירון,
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
ואנו מוצאים שהתנהגות נחסמת,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
אנו יכולים להסיק שנוירונים אלה
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
נחוצים עבור התנהגות זו.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
לעומת זאת, אם אנו מפעילים קבוצה של נוירונים
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
ומוצאים שהיא מייצרת את ההתנהגות,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
נוכל להסיק כי נוירונים אלה מספיקים להתנהגות.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
אז בדרך זו, על ידי בדיקה כזו,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
אנו יכולים להסיק קשרי סיבה ותוצאה
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
בין הפעילות של נוירונים ספציפיים
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
במעגלים מסוימים לבין התנהגויות מסוימות,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
דבר שהוא מאוד קשה, אם לא בלתי אפשרי,
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
לעשותו עכשיו בבני אדם.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
אך האם יש באפשרותו של אורגניזם כמו זבוב הפירות --
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
הוא אורגניזם מודל נהדר
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
משום שיש לו מוח קטן,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
הוא מסוגל להתנהגויות מורכבות ומתוחכמות,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
הוא מתרבה במהירות, והוא זול.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
אך האם אורגניזם כמו זה
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
יכול ללמד אותנו משהו על מצבים דמויי רגש?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
האם בכלל יש לאורגניזמים אלה מצבים דמויי-רגש,
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
או שהם רק רובוטים דיגיטליים קטנים?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
צ'ארלס דרווין האמין שלחרקים יש רגש
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
והם מבטאים אותו בהתנהגות שלהם, כפי שהוא כתב
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
במונוגרפיה שלו ב- 1872 על הבעת הרגשות באדם ובבעלי חיים.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
ועמיתי האפונימי, סימור בנזר האמין בזאת גם כן.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
סימור הוא האיש אשר הציג לראשונה את השימוש בדרוזופילה (זבוב הפירות)
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
כאן בקאלטק בשנות השישים כאורגניזם מודל
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
לחקר החיבור בין גנים לבין התנהגות.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
סימור גייס אותי לקאלטק בשלהי שנות השמונים.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
הוא היה הג'דיי והרב שלי בזמן שהוא היה כאן,
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
סימור לימד אותי גם לאהוב זבובים
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
וגם לשחק עם מדע.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
אז איך שואלים שאלה זו?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
זה דבר אחד להאמין שיש לזבובים מצבים דמויי-רגש,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
אך כיצד אנו מבררים אם זה נכון או לא?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
אצל בני אדם אנו לעתים מסיקים שיש מצבים רגשיים,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
כפי שתשמעו מאוחר יותר היום, מהבעות פנים.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
אבל זה קצת קשה לעשות זאת בזבובי פירות.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(צחוק)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
זה כמו לנחות על מאדים
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
ולהביט מהחלון של החללית שלכם
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
על כל היצורים הקטנים הירוקים שמקיפים אותה
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
ולנסות להבין "כיצד ניתן לברר
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
אם יש להם רגשות או לא?"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
מה אפשר לעשות? זה לא קל כל כך.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
ובכן, אחת הדרכים שבהן נוכל להתחיל
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
היא לנסות לחשוב על כמה מאפיינים כלליים
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
או תכונות של מצבים דמויי-רגש
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
כגון עוררות, ולראות אם אנחנו יכולים לזהות
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
כל התנהגות זבובית שמציגה כמה מתכונות אלה.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
אז שלושה חשובים שאני יכול לחשוב עליהם
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
הם התמדה, הדרגתיות בעוצמה, וערכיות.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
התמדה פירושה לטווח ארוך.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
כולנו יודעים שהגירוי שמעורר רגש
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
גורם לרגש להימשך זמן רב לאחר שהגירוי נעלם.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
הדרגתיות בעוצמה פירושה הוא כמו שחושבים.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
אפשר להגביר או להחליש את עוצמת הרגש.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
אם אתם קצת עצובים, זוויות הפה שלכם
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
נוטות מטה ואתם מאנפפים,
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
אם אתם מאוד אומללים, דמעות זולגות על לחייכם
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
ואתם עלולים לייבב.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
ערכיות פירושה טוב או רע, חיובי או שלילי.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
אז החלטנו לבדוק אם ניתן לגרות זבובים להציג
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
התנהגות שרואים
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
אצל הצרעה שמסתובבת ליד שולחן הפיקניק,
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
אתם יודעים, זו שתמיד חוזרת להמבורגר שלכם
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
ככל שתנסו יותר לנפנף אותה משם בנמרצות,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
והיא נדמית כמרוגזת מכך.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
אז בנינו מתקן, שאנו מכנים נשיפומט,
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
שבו נוכל להעביר נשיפות אוויר קטנות לזבובי פירות
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
בצינורות פלסטיק אלה על שולחן המעבדה שלנו
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
ולהעיף אותם.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
מצאנו שאם נתנו לזבובים אלה
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
בנשיפומט מספר נשיפות בזו אחר זו,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
הם נעשו מעט היפראקטיביים
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
והמשיכו להתרוצץ גם לאחר שהנשיפות הפסיקו
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
ולקח להם זמן מה כדי להירגע.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
אז כימתנו התנהגות זו
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
באמצעות תוכנת מעקב תנועתית
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
שפותחה עם שותפי למחקר פייטרו פרונה,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
שהוא בחטיבת הנדסת חשמל כאן בקאלטק.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
ומה שכימות זה הראה לנו הוא
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
שלאחר סדרת נשיפות אוויר אלו,
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
נראה שהזבובים נכנסים למעין מצב של היפראקטיביות
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
שהוא מתמיד, ארוך טווח,
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
וגם נראה שהוא מדורג,
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
יותר נשיפות, או נשיפות יותר חזקות,
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
גורמות למצב להימשך יותר זמן.
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
אז רצינו לנסות להבין
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
מה משפיע על משך הזמן של מצב זה.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
אז החלטנו להשתמש בנשיפומט שלנו
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
ובתוכנת המעקב האוטומטית שלנו
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
כדי לבחון מאות סוגים של זבובי פירות מוטנטים
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
כדי לחפש כאלה שהראו תגובות חריגות
לנשיפות האוויר.
לנשיפות האוויר.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
וזה אחד הדברים הטובים בזבובי פירות.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
אפשר פשוט להתקשר
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
ולהזמין מאות מבחנות של זבובים ממוטציות שונות
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
לבדוק אותם ואז לגלות
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
איזה גן מעורב במוטציה.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
וכך במהלך הבדיקה גילינו מוטנט
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
שדרש הרבה יותר זמן מהרגיל כדי להירגע
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
לאחר נשיפות האוויר,
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
וכאשר בחנו את הגן שהיה מעורב במוטציה זו,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
התברר שהוא מקודד קולטן דופמין.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
נכון - לזבובים, כמו לאנשים, יש דופמין,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
והוא פועל על מוחם, ועל הסינפסות שלהם
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
באמצעות אותן מולקולות של קולטני דופמין
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
שיש לכם ולי.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
דופמין ממלא מספר תפקידים חשובים במוח,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
לרבות קשב, עוררות, תגמול,
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
והפרעות של מערכת הדופמין נקשרו
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
למספר הפרעות נפשיות כולל התמכרות לסמים,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
מחלת פרקינסון, ו-ADHD (הפרעת קשב וריכוז).
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
כעת, בגנטיקה, זה קצת מנוגד לאינטואיציה.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
אנו נוטים להסיק את התפקוד התקין של משהו
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
על-ידי מה שלא קורה כשמוציאים אותו,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
על-ידי ההיפך ממה שרואים כשמוציאים אותו.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
לכן, כשמוציאים קולטן דופמין
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
ולזבובים לוקח זמן רב יותר כדי להירגע,
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
אנו מסיקים שתפקוד תקין של קולטן זה ודופמין
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
הוא לגרום לזבובים להירגע מהר יותר לאחר הנשיפה.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
וזה מזכיר קצת ADHD,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
שנקשר להפרעות במערכת הדופמין בבני אדם.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
ואכן, אם נגדיל את רמות הדופמין בזבובים רגילים
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
על ידי האכלתם בקוקאין,
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
לאחר קבלת הרשיון המתאים מהיחידה ללוחמה בסמים,
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
— הו אלוהים-- (צחוק) —
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
אנו אכן מוצאים שזבובים שקיבלו קוקאין
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
נרגעים מהר יותר מהרגיל,
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
וזה גם מזכיר ADHD,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
אשר לעתים קרובות מטופל בתרופות כמו ריטלין
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
שפועלות בדומה לקוקאין.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
אז התחלתי להבין שמה שהתחיל
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
כניסיון שובב להרגיז זבובי פירות
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
עשוי להיות רלוונטי להפרעה פסיכיאטרית אנושית.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
עכשיו, כמה רחוק אפשר לקחת את האנלוגיה הזו?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
כפי שרבים מכם יודעים, אנשים שסובלים מ-ADHD
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
סובלים גם מליקויי למידה.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
האם זה נכון גם לגבי הזבובים המוטנטים שלנו בקולטן הדופמין?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
למרבה הפלא, התשובה היא כן.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
כפי שסימור הראה עוד בשנות ה-70,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
זבובים, כמו ציפורי שיר, כפי ששמעתם,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
הם בעלי יכולת למידה.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
ניתן לאמן זבוב להימנע מריח, מוצג כאן בכחול,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
אם משייכים את הריח למכת חשמל.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
לאחר מכן כשנותנים לזבובים מאומנים אלה הזדמנות לבחור
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
בין צינור עם ריח הקשור לשוק, לבין ריח אחר,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
הוא יתחמק מהצינור המכיל את הריח הכחול שקושר לשוק.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
ובכן, אם עושים בדיקה זו בזבובים מוטנטים לקולטן דופמין,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
הם לא לומדים. ציון הלמידה שלהם הוא אפס.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
מעיפים אותם מקאלטק.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
אז לזבובים אלה יש שתי חריגות,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
או פנוטיפים, כפי שאנו הגנטיקאים קוראים להם,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
שמוצאים ב- ADHD: היפראקטיביות, ולקות למידה.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
עכשיו מה היחס הסיבתי, אם בכלל, בין פנוטיפים אלה?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
ב- ADHD, לעתים קרובות מניחים שההיפראקטיביות
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
גורמת ללקות הלמידה.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
הילדים לא יכולים לשבת בשקט מספיק זמן כדי להתרכז, ולכן אינם לומדים.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
אבל באותה מידה יכול להיות שלקויות הלמידה
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
הן שגורמות להיפראקטיביות.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
מכיוון שהילדים לא יכולים ללמוד, הם מחפשים דברים אחרים להסיח את תשומת הלב שלהם.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
ואפשרות אחרונה היא שאין קשר בכלל
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
בין לקויות למידה, להיפראקטיביות,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
אלא שהן נגרמות על ידי מנגנון משותף הקיים ב- ADHD.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
אנשים כבר תוהים על כך זה זמן רב
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
בקשר לבני אדם, אבל בזבובים אנו יכולים לבדוק זאת.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
והדרך שאנו עושים זאת היא להתעמק במוח
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
של הזבוב ולהתיר את המעגלים החשמליים שלו באמצעות גנטיקה.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
אנחנו לוקחים את הזבובים המוטנטים לקולטן הדופמין
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
ואנחנו משחזרים גנטית, או מרפאים, את קולטן הדופמין
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
על ידי החדרת עותק טוב של הגן של קולטן הדופמין
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
לתוך מוחו של הזבוב.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
אבל לתוך כל זבוב, אנו מחזירים אותו רק לנוירונים מסוימים
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
ולא לאחרים, ולאחר מכן אנו בוחנים אצל כל אחד מהם
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
את היכולת שלהם ללמוד ואת ההיפראקטיביות.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
להפתעתנו, גילינו שניתן להפריד לגמרי בין שתי הלקויות הללו.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
אם מכניסים עותק טוב של קולטן דופמין
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
למבנה אליפטי זה שנקרא סנטרל קומפלקס,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
הזבובים אינם עוד היפראקטיביים, אך הם עדיין לא יכולים ללמוד.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
לעומת זאת, אם אנו מחזירים את הקולטן למבנה שונה
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
בשם גוף הפטריה,
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
הלמידה ניצלת, הזבובים לומדים היטב,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
אבל הם עדיין היפראקטיביים.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
מה שאומר לנו שדופמין
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
אינו מציף את מוחם של זבובים אלה כמו מרק.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
אלא הוא שולט על שני תפקידים שונים
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
על שני מעגלים שונים,
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
אז הסיבה שיש לזבובים הללו שתי בעיות
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
היא שאותו קולטן שני תפקידים שונים
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
בשני אזורים שונים של המוח.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
אותו דבר נכון ב- ADHD אצל בני אדם
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
אנחנו לא יודעים, אבל תוצאות כאלה
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
צריכות לגרום לנו לשקול את האפשרות הזאת.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
אז התוצאות האלה גורמות לי ולעמיתיי להיות משוכנעים יותר מתמיד
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
שהמוח אינו שקית של מרק כימי,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
וזו טעות לנסות לטפל בהפרעות פסיכיאטריות מורכבות
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
רק על-ידי שינוי טעמו של המרק.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
מה שאנחנו צריכים לעשות הוא להשתמש בכושר ההמצאה ובידע המדעי שלנו
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
כדי לנסות לעצב דור חדש של טיפולים
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
שמכוונים לנוירונים ולאזורים מסוימים במוח
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
שמושפעים במיוחד בהפרעות פסיכיאטריות.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
אם נוכל לעשות זאת, אולי נצליח לרפא את ההפרעות הללו
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
ללא תופעות לוואי בלתי-נעימות,
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
לשוב ולשמן את מנועי הנפש שלנו,
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
בדיוק היכן שנחוץ. תודה רבה.
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