Steve McCarroll: How data is helping us unravel the mysteries of the brain
스티브 맥코렐(Steve McCarroll): 뇌의 신비를 밝히는데 도움을 주는 데이터
Steve McCarroll is conducting groundbreaking research on the causes of mental illness. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
in her neck and arm
목과 팔에 있는 혹을 발견했고
혜택을 받기 시작했습니다.
that science has of cancer.
about how she was doing
어떻게 지냈는지 알려주었습니다.
became available every few years.
몇 년 마다 등장했습니다.
that she was struggling heroically
투쟁하고 있는 줄로 알았습니다.
an innovative new medical treatment
의학 치료를 받았습니다.
그녀의 암을 물리쳤습니다.
this Thanksgiving with?
함께하려 하는지 맞춰 보시겠어요?
many people in this room,
갈수록 자주 얘기하는 여동생이요.
even in a decade --
10년 안에 우리의 삶에서
to have a specific illness.
were classmates in graduate school.
more disorganized.
잃는 것처럼 보였습니다.
got a job in a store ...
가게에서 일을 했습니다.
내성적으로 변했습니다
he started hearing voices
그는 목소리를 듣기 시작했고
were following him.
믿기 시작했습니다.
정신 분열증이 있다고 진단했고
the best drug they could.
somewhat quieter,
조용하게 만들었지만
or his social connectedness.
회복시키진 못했습니다.
and work and friends.
어디서 찾아야할지 모르겠습니다.
so much to offer my sister,
그렇게나 많은 것들을 주었으면서
millions of people like Robert?
그렇게 하지 못한 것일까요?
estimates that brain illnesses
and major depression
심각한 우울증과 같은 정신질환들이
of lost years of life and work.
앗아간 가장 큰 요인일 수 있다고 합니다.
often strike early in life,
초기에 나타날 뿐만 아니라,
their educations, starting careers,
직업을 가져 일을 시작하고,
자연스럽기 때문이죠.
초래할 수 있습니다.
to work at one's full potential;
발휘할 수 없게 방해하며
tragedies harder to measure:
많은 비극을 일으킵니다.
to pursue dreams and ideas.
잃어버리는 일들을 예로 들 수 있죠.
잠재력을 제한시킵니다.
방법들로 말이죠.
there's profound medical progress
심도있게 발전하는 시대에 살고 있습니다
is a great example,
of heart disease.
millions of heart attacks and strokes.
심장 질환과 뇌졸중을 치료할 것입니다.
of profound medical progress
의학적 발전의 여러 분야를 생각해보면,
that matter to an illness,
관련된 분자들을 발견했고
and measure those molecules in the body,
측정하는 법을 개발했으며
to interfere with those molecules
개발해냈습니다. 약이죠.
again and again and again.
that strategy has been limited,
뇌에 적용하긴 힘듭니다.
nearly enough, yet,
뇌가 어떻게 작동하는지
matter to each illness,
질병에 영향을 주는지,
matter to each illness.
질병에 영향을 주는지 배워야 합니다.
I want to tell you about today.
이야기하고 싶은 숙제입니다.
with which we try to turn the brain
빅 데이터 프로그램으로
I worked in computers and math,
컴퓨터와 수학을 융합하는 일을 하였고,
of the right kinds of data
올바른 데이터를 충분히 수집할 수 있다면,
새로운 도구가 될 수 있고,
and learn how it works.
이해하도록 도와준다는 것이죠.
are transforming
변화시키고 있으며,
in biology and medicine, too.
큰 부문을 변화시킬 수 있습니다.
the right kinds of data.
적절한 데이터가 필요합니다.
about the right things.
가지고 있어야 하며
new technologies and ideas.
the scientists in my lab.
움직이게 만든 숙제입니다.
two short stories from our work.
간략히 소개하겠습니다.
바꾸려고 하는 과정에서
into a big-data problem
and built from billions of cells.
구성되어 있다는 사실이었습니다.
they're specialists.
다재다능한 일꾼이 아니라
of different cellular careers,
전문적으로 담당합니다.
the cell types in our body
we don't even know today
of most of those talks would be.
강연을 할지 모릅니다.
important things about cell types.
많은 중요한 정보를 파악했습니다.
in size and shape.
that the other doesn't respond to,
다른 세포는 그 분자와 반응하지 않습니다.
been reaching these insights
다양한 가능성들을 배제했습니다.
분석하면서 말이죠.
all of this quickly and systematically.
배울 수 있길 원했습니다.
우리의 뇌 또는 다른 장기들의
all of the molecules
into a kind of cellular smoothie.
만들어야만 했습니다.
of the average cell --
연구해야만 합니다.
how a big city like New York works,
거대한 도시를 연구하는데
by reviewing some statistics
사용할 수 있다면
and important and exciting
재미있는 모든 것들은
and the specializations.
the brain not as a cellular smoothie
세포 스무디를 통해서보단,
파악하고 배울 수 있는
data about and learn from
연구하고 싶었습니다.
a technology for doing that.
한 기술을 개발했습니다.
tens of thousands of individual cells,
it's greeted by a tiny bead,
반응을 통해 작은 구슬로 바뀌고,
of DNA bar code molecules.
DNA 바코드 분자들을 운반합니다.
a different bar code sequence
전혀 다른 바코드 순서를 운반합니다.
transcripts it's making
that it's using to do its job.
특정 유전자들로 구성됩니다.
of these combined molecules
어떻게 배열되어 있는지 밝히고,
어떤 유전자로부터 왔는지
because we use droplets
"물방울-배열"이라고 부릅니다.
물방울을 사용하기 때문이죠.
to tag and inventory
모든 것들을 명명하고,
마음만 먹으면
of individual cells.
개별 세포들을 분석할 수 있습니다.
how to learn as much as we can
지식을 얻는 방법을 찾는 것이죠.
people used to tell us,
사람들은 이렇게 말했습니다.
the go-to for every major brain project."
자네들을 주목하게 만들거야."
is generating lots of exciting data.
모든 사람들이 흥미로운 데이터를
지도서를 만들었습니다.
their own Drop-seq system from scratch.
물방울-배열 시스템을 만들 수 있도록 말이죠.
downloaded from our lab website
저희 연구소 웹사이트를 통해
that any scientist could use
데이터를 분석하기 위해서라면
from Drop-seq experiments,
소프트웨어를 개발했습니다.
30,000 times in the past two years.
3만 번 정도 다운로드 되었습니다.
about discoveries that they've made
이 방법을 통해 얻은 발견들을
to make a human cell atlas.
제작하는데 사용되고 있습니다.
of the cell types in the human body
모두 표시한 지도가 될 것이고,
that each cell type uses to do its job.
특정 유전자를 알려줄 것입니다.
a second challenge that we face
프로그램으로 바꿀 때,
말씀드리겠습니다.
into a big data problem.
we'd like to learn from the brains
수많은 살아있는 사람들의 뇌를
accessible while we're living.
물리적으로 접근하기 어렵죠.
if we can't hold the molecules?
어떻게 분자에 대해 알아낼 수 있을까요?
the most informative molecules, proteins,
사실로부터 왔습니다.
to make all of our proteins.
반드시 사용하는 요리법이기 때문이죠.
from person to person to person
to vary from person to person
다른 특징들이 나타나죠.
makes of each protein.
특정 단백질의 양도 다르죠.
and it's all genetics,
이것은 곧 유전입니다.
that we learned about in school.
배운 유전과는 다르죠.
눈동자는 갈색이겠죠?
이렇게 간단합니다.
than a single pigment molecule.
훨씬 많은 분자들이 만들어내는 것이죠.
as the function of our brains
of thousands of genes.
상호작용하여 만듭니다.
varies meaningfully
combination of that variation.
특별한 결합인 셈이죠.
possible to make progress
점점 커지고 있습니다.
are sharing the data with one another
서로 정보를 공유하고 있습니다.
about a discovery we recently made
저희가 최근 발견한 것을
by 50,000 people from 30 countries,
정신분열증 유전연구를 위해
to genetic research on schizophrenia.
이 연구는 가능할 수 있었습니다.
미치는 가장 큰 영향력은
on risk of schizophrenia
많은 분자들을 코드화했다는 사실이
in our immune system.
was responsible.
명확하지 않았습니다.
a new way to analyze DNA with computers,
DNA를 분석하는 새로운 방법을 발명했고,
very surprising.
"complement component 4" --
유전자를 발견했습니다.
in different people's genomes,
수십 개의 다른 형태를 띄고,
make different amounts
결정하는 주체가
C4 protein our genes make,
더 많은 C4단백질을 만들어낼수록
높아지는 것을 발견했죠.
in a complex system.
한 가지 위험요소일 뿐입니다.
a molecule that matters.
이해한 것입니다.
were known for a long time
면역체계 속에서 일을 한다는 사실이
molecular Post-it note
분자 메모지처럼 행동합니다.
gets put on lots of debris
우리 몸의 수많은 잔해와
to eliminate them.
면역세포들을 부르죠.
that the C4 Post-it note
우리 뇌의 시냅스를 뒤집어 쓴 채로
of synapses is a normal part
시냅스의 생성과 소멸은
synapses all the time.
시냅스를 생성하고 제거합니다.
that in schizophrenia,
정신분열증에 걸렸을 경우,
may go into overdrive.
이는 유전의 결과입니다.
they're excited about this discovery,
이 발견이 정말 흥미롭다고 말했습니다.
on complement proteins for years
면역체계 속 보체 단백질에 대해
about how they work.
일하는지 많이 배웠죠.
that interfere with complement proteins,
분자를 개발하기도 했습니다.
in the brain as well as the immune system.
그것들을 실험하기 시작했습니다.
that might address a root cause
근본적인 원인을 해결하는 약을 개발하는데
by many scientists over many years
이 일이 성공적으로 끝나기를
데이터 기반의 과학적 시도들이
scientific approaches
새로운 해결방안을 제시하는
that are centuries old.
in our genomes
부분들이 수많이 있습니다.
to the next molecular insight
우리에게 알려줄 수 있습니다.
use these genes in different combinations.
서로 다른 방식으로 유전자들을 사용하죠.
work to generate
from that data,
가능한 모든 것들을 배운 후,
개척했길 바랐습니다.
are just two ways
뇌를 빅데이터의 문제로 바꾸려는
into a big data problem.
are creating a technology
뇌 속의 시냅스 연결망을
connections in the brain
to which other neurons
어떤 뉴런과 소통하는지,
throughout life and during illness.
이 소통이 어떻게 변하는지 알려줍니다.
to test in a single tube
같은 자극에 어떻게 다르게 반응하는지
of different people's genomes
people with diverse backgrounds
관심사가 서로 다른 사람들이
math, statistics, engineering.
수학, 통계학, 공학 분야의 사람들이죠.
rally people with diverse interests
다양한 분야의 사람들을 결집시켜
that we could hope to create?
어떤 모습일까요?
암이 발병한다고 알려졌던
about what causes cancer,
to personal psychological characteristics,
무지의 시대로부터 벗어나
of the true biological causes of cancer.
파악하는 현대 분자식 이해로 가고 있습니다.
leads to innovative medicine
so much work to do,
who have been cured of cancers
불가능하다고 여겨졌던 암을
a generation ago.
like my sister
수백 만의 암 생존자들은
that they didn't take for granted
수십 년의 시간과 새로운 기회들,
만끽하며 살고 있습니다.
to create around mental illness --
정신질환의 새로운 모습입니다.
ABOUT THE SPEAKER
Steve McCarroll - GeneticistSteve McCarroll is conducting groundbreaking research on the causes of mental illness.
Why you should listen
Steve McCarroll and the scientists in his lab use human genetics, molecular biology and engineering to create new ways of studying the human brain, reveal the ways in which genomes vary from person to person and discover the molecular and cellular processes that underlie brain illness. McCarroll and his team at Harvard have linked schizophrenia to specific gene variations that recruit immune molecules into "pruning" synapses in the brain, a discovery that is leading toward new ways of thinking about the biological basis of schizophrenia and new approaches for discovering medicines.
Prior to leading his lab, McCarroll earned his PhD in neuroscience at the University of California, San Francisco. He is also currently serving as Director of Genetics for the Broad Institute's Stanley Center for Psychiatric Research.
Steve McCarroll | Speaker | TED.com