TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
Carl Schoonover: Hoe kijk je in het brein?
Filmed:
Readability: 4.8
962,022 views
Er is een opmerkelijke vooruitgang in het begrijpen van de hersenen, maar hoe kan je eigenlijk de neuronen in de hersenen bestuderen? Met behulp van prachtige beelden toont neurowetenschapper en TED Fellow Carl Schoonover de middelen die ons toelaten in onze hersenen te kijken.
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writer
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist. Full bio
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
This is a thousand-year-old drawing of the brain.
0
359
3996
Dit is een 1000 jaar oude tekening van het brein.
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
Het is een doorsnede van het visuele systeem.
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
Sommige dingen zien er nog hetzelfde uit als vandaag.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
Twee ogen onderaan, optische zenuw komende van achteraan.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
Een zeer grote neus
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
die schijnbaar niet verbonden is met iets in het bijzonder.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
Als we dit vergelijken met
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
meer recente voorstellingen van het visuele systeem,
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
zie je dingen die substantieel gecompliceerder zijn geworden
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
over de voorbije duizend jaren.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
Dat is omdat we vandaag in het brein kunnen kijken
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
in plaats van enkel naar de vorm.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
Stel je voor dat je wil weten hoe een computer werkt
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
en alles wat je kon zien was een toetsenbord, een muis en een scherm.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
Je zou geen geluk hebben.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
Je wil het open doen, ontleden,
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
vanbinnen naar de bedrading kijken.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
Tot een eeuw geleden was
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
niemand in staat om dat met het brein te doen.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
Niemand had nog een glimp opgevangen van de bedrading van het brein.
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
Want als je een brein uit een schedel neemt
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
en er dunne sneetjes afsnijdt
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
en onder een krachtige microscoop steekt,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
zie je niets.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
Het is grijs en vormeloos.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
Er is geen structuur. Het zegt je niets.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
Dit veranderde allemaal einde 19e eeuw.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
Plots werden nieuwe chemische stoffen voor breinweefsel ontwikkeld
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
Ze gaven ons de eerste beelden van de bedrading van een brein.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
De computer was opengebroken.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
De moderne neurowetenschappen werden eigenlijk
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
gelanceerd door de golgikleuring.
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
Het werkt op een heel gelijkaardige manier.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
In plaats van alle cellen in het weefsel te kleuren,
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
kleurt het maar ongeveer één procent ervan.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
Het verheldert het bos, je ziet de bomen erin.
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
Mocht alles gelabeld zijn, zou je niets meer zien.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
Op de een op andere manier toont het wat er is.
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
De Spaanse neuro-anatomist Santiage Ramon y Cajal,
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
die als de vader van de moderne neurowetenschap wordt beschouwd,
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
paste deze golgikleuring toe, en bekwam data die er zo uitzagen.
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
Ze gaven ons de moderne visie op zenuwcellen, het neuron.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
Als je denkt aan een brein zoals aan een computer,
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
dan is dit de transistor.
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
Zeer snel realiseerde Cajal zich
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
dat neuronen niet op zichzelf werken,
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
maar verbinding maken met anderen
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
die circuits vormen net zoals in een computer.
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
Vandaag, een eeuw later, als onderzoekers neuronen willen voorstellen,
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
verlichten ze deze in plaats van ze te verdonkeren.
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
Er zijn verschillende manieren om dat te doen.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
Eén van de meest populaire
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
gebeurt met groen fluorescerend eiwit.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
Groen fluorescerend eiwit,
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
dat eigenaardig genoeg afkomstig is van een lichtgevende kwal,
02:35
is very useful.
55
139229
1238
is zeer bruikbaar.
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
Omdat als je het gen voor groen fluorescerend eiwit kan vinden,
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
het afleveren aan een cel,
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
zal die cel groen oplichten --
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
of een of andere variant van groen fluorescerend eiwit,
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
krijg je een cel die in verschillende kleuren oplicht.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
Ik keer terug naar het brein.
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
Dit is een genetisch veranderde muis met de naam 'Brainbow'.
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
Zo wordt ze genoemd, natuurlijk,
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
omdat alle neuronen in een verschillende kleur oplichten.
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
Soms moeten neurowetenschappers
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
individuele moleculaire componenten van neuronen, moleculen, identificeren
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
in plaats van een volledige cel.
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
Er zijn verschillende manieren om dat te doen,
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
maar in een van de meest populaire
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
gebruiken ze antilichamen.
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
Je bent natuurlijk wel bekend met
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
antilichamen zoals de handlangers van het immuunsysteem.
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
Het blijkt dat ze zo bruikbaar zijn voor het immuunsysteem
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
omdat ze specifieke moleculen kunnen herkennen,
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
zoals, bijvoorbeeld, de eiwitcode
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
van een virus dat het lichaam binnendringt.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
Onderzoekers hebben dit feit gebruikt
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
om specifieke moleculen in het brein te herkennen,
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
specifieke substructuren van de cel te herkennen
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
en ze individueel te identificeren.
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
Een hoop van deze beelden die ik jullie getoond heb, zijn heel mooi
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
maar ze zijn ook zeer krachtig.
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
Ze hebben een grote verklarende kracht.
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
Dit, bijvoorbeeld, is een antilichaamkleuring
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
tegen serotonine-overbrengers in een schijfje van een muizenbrein.
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
Je hebt natuurlijk al gehoord van serotonine
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
in de context van ziektes zoals depressie en angst.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
Je heb gehoord van SSRI's,
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
die medicijnen zijn die gebruikt worden om deze ziektes te genezen.
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
Om te begrijpen hoe serotonine werkt,
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
is het belangrijk om te verstaan waar deze serotonine-machinerie zit.
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
Antilichaamkleuring zoals deze
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
kan gebruikt worden om dat soort vragen te begrijpen.
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
Ik wil jullie nog de volgende gedachte voorleggen:
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
groen fluorescerend eiwit en antilichamen
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
zijn beide van in het begin totaal natuurlijke producten.
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
Ze zijn ontwikkeld door de natuur
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
om een kwal groen te doen oplichten, om welke reden dan ook,
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
of om bijvoorbeeld de eiwitcode van een binnendringend virus te detecteren.
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
Pas later verschenen wetenschappers op het toneel
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
en zeiden: 'Hé, dit zijn middelen,
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
functies die we kunnen gebruiken
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
als aanvulling op onze eigen onderzoeksmiddelen.'
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
In plaats dat zwakke menselijke breinen
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
dit moesten ontwerpen uit het niets,
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
waren dit pasklare oplossingen recht uit de natuur,
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
ontwikkeld en verfijnd over miljoenen jaren
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
door de grootste ingenieur van allemaal.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
Dank je
04:50
(Applause)
110
274877
2538
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writerCarl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist.
Why you should listen
Carl is a neuroscience PhD candidate at Columbia University, where he works on microanatomy and electrophysiology of rodent somatosensory cortex. He the author of Portraits of the Mind: Visualizing the Brain from Antiquity to the 21st Century, and has written for the New York Times, Le Figaro, the Huffington Post, Science, Scientific American, Design Observer, and Boing Boing. In 2008 he cofounded NeuWrite, a collaborative working group for scientists, writers, and those in between. He hosts a radio show on WkCR 89.9FM, which focuses on opera and classical music, and their relationship to the brain.
Carl Schoonover | Speaker | TED.com