TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
David Anderson: Il vostro cervello non è solo un sacco di elementi chimici
Filmed:
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I medicinali psichiatrici moderni agiscono sulla chimica di tutto il cervello, ma il neurobiologo David Anderson crede che le funzioni cerebrali siano più sfumate. Egli ci illumina su una nuova ricerca che potrebbe portare a dei trattamenti psichiatrici mirati -- che funzionano meglio ed evitano gli effetti collaterali. Come fa? Prima di tutto, fa arrabbiare un mucchio di moscerini della frutta. (Filmato a 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
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00:16
So raise your hand if you know someone
0
630
3228
Alzi la mano chi conosce qualcuno
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
in famiglia o nella propria cerchia di amici
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
che soffre di una malattia mentale.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Già. Come pensavo. Non mi sorprende.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
E alzi la mano chi pensa che
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
ricerche di base sui moscerini della frutta abbiano a che fare
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
col comprendere la malattia mentale negli umani.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Già. Come pensavo. Non mi sorprende nemmeno questo.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Vedo che qui c'è pane per i miei denti.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Come abbiamo sentito stamattina dal Dr. Insel,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
disordini psichici come autismo, depressione e schizofrenia
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
esigono un tributo enorme di sofferenza umana.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
Sappiamo molto meno sui trattamenti possibili
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
e la comprensione dei loro meccanismi di base
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
di quanto sappiamo sulle malattie del corpo.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Pensateci: nel 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
la seconda decade del millennio,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
se temete di avere il cancro
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
e andate dal medico, vi fanno la tac,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
biopsie ed esami del sangue.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
Nel 2013, se temete di avere la depressione,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
andate dal medico, e cosa vi danno?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Un questionario.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
Ora, in parte questo accade perché abbiamo
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
un visione semplicistica e sempre più antiquata
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
dei presupposti biologici dei disordini psichiatrici.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Tendiamo a vederli -
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
e la stampa divulgativa aiuta e appoggia questa visione -
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
come degli squilibri chimici nel cervello,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
come se il cervello fosse una specie di contenitore di zuppa chimica
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
piena di dopamina, serotonina e norepinefrina.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Questa visione è condizionata dal fatto
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
che molti medicinali prescritti per curare tali disordini,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
come il Prozac, agiscono modificando la chimica cerebrale,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
come se il cervello fosse davvero un contenitore di zuppa chimica.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Ma non può essere questa la risposta,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
perché questi medicinali non funzionano poi tanto bene.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Molte persone non li vogliono, o smettono di prenderli,
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
a causa di sgradevoli effetti collaterali.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
Questi medicinali hanno tanti effetti collaterali
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
perché usarli per trattare un disordine psichico complesso
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
è un po' come cercare di cambiare l'olio alla macchina
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
aprendo una lattina e versando olio su tutto il motore.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
Un po' sgocciolerà nel posto giusto,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
ma parecchio farà più male che bene.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Ora, sta emergendo una teoria
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
che avete sentito dal Dr. Insel stamattina,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
secondo cui i disordini psichici in realtà sono
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
disturbi dei circuiti neurali che mediano
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
l'emozione, l'umore e l'affettività.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
Quando pensiamo alla cognizione,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
paragoniamo il cervello a un computer. Senza problemi.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Pare che l'analogia con il computer
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
funzioni anche per l'emozione.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
E' solo che di solito non ce la raffiguriamo così.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Ma sappiamo molto meno delle basi circuitali
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
dei disordini psichici
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
a causa della preponderanza spaventosa
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
di questa ipotesi di sbilanciamento chimico.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
Ora, non è che gli elementi chimici non siano importanti
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
nei disordini psichici.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
E' solo che non infradiciano il cervello come zuppa.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
Piuttosto, vengono liberati in punti molto specifici
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
e agiscono su sinapsi specifiche
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
per cambiare il flusso d'informazioni nel cervello.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Perciò se vogliamo davvero capire
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
le basi biologiche dei disordini psichici,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
dobbiamo identificare questi punti del cervello
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
in cui agiscono gli elementi chimici.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
Altrimenti, continueremo a versare olio su tutto il motore mentale
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
e subirne le conseguenze.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
Ora per iniziare a sconfiggere la nostra ignoranza
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
sul ruolo della chimica cerebrale nel circuito cerebrale,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
è utile lavorare su quelli che i biologi chiamano
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"organismi campione",
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
animali come i moscerini della frutta e i topi di laboratorio,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
su cui possiamo applicare importanti tecniche genetiche
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
per indentificare e individuare a livello molecolare
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
classi specifiche di neuroni,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
come avete sentito nella conferenza di Allan Jones stamattina.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
In più, una volta che possiamo fare questo,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
possiamo attivare dei neuroni specifici
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
o distruggerne o inibirne l'attività.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Così se inibiamo un particolare tipo di neurone,
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
e scopriamo che azzera quel comportamento,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
possiamo concludere che quei neuroni
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
sono necessari per quel comportamento.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
D'altro canto, se attiviamo un gruppo di neuroni
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
e scopriamo che producono un comportamento,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
possiamo concludere che tali neuroni sono sufficienti a quel comportamento.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
In tal modo, eseguendo test di questo tipo,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
possiamo stabilire rapporti di causa e effetto
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
tra l'attività di neuroni specifici
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
in particolari circuiti e particolari comportamenti,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
qualcosa di estremamente difficile, se non impossibile,
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
da fare negli esseri umani in questo momento.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Ma può un organismo come il moscerino della frutta, che è --
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
è un fantastico organismo campione
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
perché ha un cervello piccolo,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
è capace di comportamenti complessi e sofisticati,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
si riproduce in fretta, e costa poco.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Ma un organismo come questo può
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
insegnarci qualcosa sugli stati di tipo emotivo?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Questi organismi hanno stati di tipo emotivo,
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
o sono solo una specie di robottini digitali?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Charles Darwin credeva che gli insetti provassero emozioni
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
e le esprimessero nel comportamento, come scrisse
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
nella monografia del 1872 sull'espressione delle emozioni nell'uomo e negli animali.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
E anche il mio collega eponimo, Seymur Benzer, ci credeva.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
Fu Seymur a introdurre l'uso della drosofilla (moscerino dell'aceto)
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
qui al CalTech negli anni Sessanta come organismo campione
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
per studiare il rapporto tra geni e comportamento.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
Seymour mi ingaggiò nel CalTech alla fine degli anni Ottanta.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
E' stato il mio Jedi e il mio rabbì per tutto il tempo che è stato qui,
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
e Seymour mi ha insegnato sia ad amare i moscerini
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
che a giocare con la scienza.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Quindi come porre questa domanda?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
Una cosa è credere che i moscerini abbiano stati di tipo emotivo,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
ma come facciamo a scoprire se è vero?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Ora, negli esseri umani spesso indoviniamo gli stati emotivi,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
come sentirete più tardi, dalle espressioni facciali.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
Però, è un po' difficile farlo con i moscerini della frutta.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Risate)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
E' un po' come atterrare su Marte
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
e guardare fuori della finestra dell'astronave
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
gli omini verdi che la circondano
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
e cercare d'indovinare, "Come faccio a scoprire
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
se hanno o meno emozioni?"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
Che possiamo fare? Non è così facile.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Uno dei modi in cui possiamo cominciare
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
è cercare di stabilire alcune carateristiche generali
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
o proprietà degli stati di tipo emotivo
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
come l'eccitazione, e cercare
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
un qualche comportamento dei moscerini che mostri tali proprietà.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Tre proprietà importanti che mi vengono in mente
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
sono la persistenza, le gradazioni d'intensità, e la valenza.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
Persistenza significa che dura a lungo.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Sappiamo tutti che lo stimolo che suscita un'emozione
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
fa sì che questa perduri molto dopo che lo stimolo è cessato.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
Gradazioni d'intensità significa proprio quello che sembra.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
Possiamo sintonizzarci sulle alte o basse frequenze di un'emozione.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Se siete un po' tristi, gli angoli della bocca
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
si curvano verso il basso e tirate su col naso,
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
e se siete davvero infelici, scorrono le lacrime
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
e forse singhiozzate.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
Valenza significa buona o cattiva, positiva o negativa.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
Perciò decidemmo di verificare se riuscivamo a provocare nei moscerini
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
il genere di comportamento che vedete
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
nella proverbiale vespa al pic-nic,
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
sapete, quella che continua a tornare sul vostro hamburger
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
e più cercate di scacciarla più torna,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
e sembra irritarsi sempre più.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
Abbiamo costruito un congegno, che chiamiamo tappeto-a-sbuffo,
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
in cui possiamo far uscire sbuffi d'aria contro i moscerini della frutta
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
in dei tubi nel nostro banco di laboratorio
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
e soffiarli via.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
E abbiamo scoperto che se sottoponiamo i moscerini
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
nel tappeto-a-sbuffo a molti sbuffi di fila,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
diventano come iperattivi
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
e continuano ad agitarsi per un po' dopo che gli sbuffi d'aria si sono arrestati
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
e ci mettono un po' a calmarsi.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
Così abbiamo quantificato il comportamento
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
usando un software di tracciamento di locomozione
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
sviluppato dal mio collaboratore Pietro Perona,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
che fa parte del dipartimento di ingegneria elettrica qui al CalTech.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
E questa quantificazione ci ha mostrato che,
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
sperimentando una sequenza di sbuffi d'aria,
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
i moscerini sembrano entrare un una specie di stato di iperattività
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
che è persistente, duraturo
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
e sembra anche avere diversi livelli.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Più sbuffi, o sbuffi più intensi,
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
fanno sì che quello stato duri più a lungo.
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
A quel punto volevamo cercare di capire
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
cosa controlli la durata di questo stato.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
Decidemmo di usare il nostro tappeto-a-sbuffo
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
e il nostro software di tracciatura automatica
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
per analizzare centinaia di tracciati di moscerini mutanti
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
per cercare qualsiasi risposta anomala agli sbuffi d'aria.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
E i moscrini della frutta hanno questo di straordinario.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Ci sono depositi che puoi semplicemente chiamare
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
e ordinare centinaia di boccette di moscerini con diverse mutazioni
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
e analizzarli a campione e scoprire
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
quale gene viene influenzato dalla mutazione.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
Così facendo le analisi, abbiamo scoperto un mutante
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
che impiegava molto più tempo degli altri a calmarsi
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
dopo gli sbuffi,
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
e quando abbiamo esaminato il gene influenzato da questa mutazione,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
scoprimmo che era collegato a un ricettore di dopamina.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
E' così -- i moscerini, come le persone, hanno la dopamina,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
e agisce sul loro cervello e sulle sinapsi
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
attraverso le stesse molecole ricettive per la dopamina
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
che abbiamo voi e io.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
La dopamina è responsabile di molte funzioni importanti del cervello,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
incluse nell'attenzione, eccitazione, ricompensa,
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
e disordini del sistema dopaminico sono stati collegati
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
a molti disturbi mentali come l'abuso di droghe,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
il morbo di Parkinson, e la sindrome da deficit di attenzione e iperattività (ADHD).
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
Ora, la genetica è un po' controintuitiva.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
Di solito capiamo la normale funzione di qualcosa
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
a seconda di quel che succede se la togliamo,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
dall'opposto di ciò che vediamo quando la togliamo.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Perciò quando eliminiamo il ricettore di dopamina
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
e i moscerini ci mettono più tempo a calmarsi,
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
da questo capiamo che la normale funzione di tale ricettore e della dopamina
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
è far sì che i moscerini si calmino più in fretta dopo gli sbuffi.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
E ci ricorda un po' l'ADHD,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
che è stata legata a disturbi del sistema dopaminico negli umani.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
In realtà, se alziamo il livello di dopamina nei moscerini normali
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
dando loro della cocaina
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
dopo appropriata autorizzazione della Digos
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
- oh mio Dio -- (Risate) -
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
scopriamo che questi moscerini cocainomani
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
si calmano più in fretta dei moscerini normali,
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
e anche questo ci ricorda la sindrome,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
che spesso viene trattata con droghe come il Ritalin
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
che ha effetti simili alla cocaina.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
Piano piano ho capito che quel che era iniziato
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
come un tentativo quasi scherzoso di disturbare dei moscerini della frutta
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
poteva servire davvero ai disturbi psichiatrici umani.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Ora, quanto lontano va l'analogia?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Come molti di voi sanno, molte persone affette dall'ADHD
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
hanno anche disturbi dell'apprendimento.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Succede anche ai nostri moscerini con la mutazione al ricettore dopaminico?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Notate bene, è così.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Come dimostrato da Seymour negli anni Settanta,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
i moscerini, come gli uccelli canori, l'avete appena sentito,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
possono imparare.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
Potete addestrare un moscerino a evitare un odore, che qui vedete in blu,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
se accoppiata l'odore a uno stimolo negativo.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
Quando date al moscerino addestrato la possibilità di decidere
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
tra il tunnel con l'odore da stimolo negativo e un altro odore,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
lui evita quello contenente l'odore blu che collega a uno stimolo negativo.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Be', se lo fate con moscerini dal ricettore dopaminico mutato,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
non imparano. Il loro livello d'apprendimento è pari a zero.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
Bocciati al CalTech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Significa che questi moscerini presentano due anomalie,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
o fenotipi, come li chiamiamo noi genetisti,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
che si trovano nella sindrome: iperattività e disturbi dell'apprendimento.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Quale relazione causale può esserci tra questi due fenotipi?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
Nell'ADHD, spesso si ritiene che l'ipereattività
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
causi i disturbi dell'apprendimento.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
I bambini non riescono a starsene seduti abbastanza a lungo da concentrarsi, quindi non imparano.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
Ma potrebbero anche essere i disturbi dell'apprendimento
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
a causare l'ipereattività.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Dal momento che non riescono a imparare, cercano qualcos'altro su cui fissare l'attenzione.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
E un'ultima possibilità è che non ci sia nessun legame
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
tra i disturbi dell'apprendimento e l'ipereattività,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
ma che siano entrambi causati da un meccanismo implicito nella sindrome.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
Ci siamo interrogati a lungo su questa cosa
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
negli umani, ma sui moscerini possiamo testarla.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
E lo facciamo scavando in profondità nella mente
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
del moscerino e iniziando a districare i suoi circuiti usando la genetica.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
Prendiamo i moscerini con la mutazione del ricettore dopaminico
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
e ristabiliamo geneticamente, o curiamo, il ricettore
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
rimettendo una buona copia del gene relativo
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
nel cervello del moscerino.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Ma in ogni moscerino, lo rimettiamo solo in alcuni neuroni
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
e non in altri, e poi testiamo ogni moscerino
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
quanto all'abilità di apprendimento e all'ipereattività.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Notate bene, scopriamo che possiamo dissociare completamente le due anomalie.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Se rimettiamo una buona copia del ricettore dopaminico
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
in questa struttura ellittica detta complesso centrale,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
i moscerini non sono più iperattivi, ma continuano a non imparare.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
D'altra parte, se rimettiamo il ricettore in un'altra struttura
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
detto il corpo fungineo,
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
recuperiamo i disturbi dell'apprendimento, i moscerini imparano bene,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
ma sono ancora iperattivi.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
Questo ci dice che la dopamina
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
non impregna il cervello di questi moscerini come una zuppa.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
Piuttosto, agisce controllando due funzioni diverse
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
in due circuiti diversi,
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
perciò abbiamo due problemi con i moscerini del ricettore dopaminico
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
perché lo stesso ricettore controlla due funzioni
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
in due diverse regioni del cervello.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Se questo valga anche per gli umani con l'ADHD
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
non lo sappiamo, ma questo genere di risultati
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
dovrebbe almeno farci prendere in considerazione la possibilità.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Perciò convincono sempre più me e i miei colleghi
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
che il cervello non è un contenitore di zuppa chimica,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
ed è sbagliato cercare di trattare dei disturbi psichiatrici complessi
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
cambiando il gusto della zuppa.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
Quel che dobbiamo fare è usare ingegno e sapere scientifico
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
per provare a creare una nuova generazione di farmaci
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
che sono pensati per specifici neuroni e specifiche regioni del cervello
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
coinvolte in particolari disordini psichiatrici.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
Se ci riusciamo, potremo curare quei disturbi,
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
senza sgradevoli effetti collaterali.
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
cambiando l'olio al motore mentale,
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
proprio dove serve. Vi ringrazio molto.
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