Ed Boyden: A new way to study the brain's invisible secrets
เอ็ด บอยเดน (Ed Boyden): ผ้าอ้อมเด็กให้แรงบันดาลใจกับการศึกษาสมอง
Ed Boyden is a professor of biological engineering and brain and cognitive sciences at the MIT Media Lab and the MIT McGovern Institute. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
when you add water to them,
เมื่อเติมน้ำลงไป
by millions of kids every day.
โดยเด็ก ๆ หลายล้านคน
in a very clever way.
ได้อย่างชาญฉลาดยิ่ง
called a swellable material.
วัสดุที่บวมพองได้
when you add water,
ที่เมื่อคุณเติมน้ำลงไป
industrial kind of polymer.
ในอุตสาหกรรมพอลิเมอร์
in my group at MIT
ในกลุ่มวิจัยของผมที่ MIT ก็คือ
something similar to the brain.
ถ้าเราสามารถทำอะไรคล้าย ๆ กันได้กับสมอง
can peer inside
the biomolecules,
ซึ่งคือชีวโมเลกุล
ในแบบสามมิติ
structure of the brain, if you will?
ของสมองของเรา
of how the brain is organized
ว่าสมองมีการจัดเรียงตัวอย่างไร
และอารมณ์
the exact changes in the brain
จุดการเปลี่ยนแปลงที่แน่นอนในสมอง
and epilepsy and Parkinson's,
และพาคิสัน
treatments, much less cures,
และการรักษาที่น้อยกว่าอีก
we don't know the cause or the origins
ว่าอะไรเป็นต้นกำเนิดของสาเหตุ
a different point of view
been done over the last hundred years.
ตลอดหลายร้อยปีที่ผ่านมา
how to build technologies
ว่าจะสร้างเทคโนโลยีได้อย่างไร
และซ่อมแซมสมอง
incredibly complicated.
over the first century of neuroscience
ตลอดศตวรรษแรกของประสาทวิทยา
complicated network,
cells called neurons
เซลล์ประสาท
through these complexly shaped neurons.
โครงสร้างเซลล์ประสาทที่ซับซ้อนเหล่านี้
are connected in networks.
ยังเชื่อมโยงกันในเครือข่าย
called synapses that exchange chemicals
ที่เรียกว่า ไซแนปส์ที่แลกเปลี่ยนสารเคมี
to talk to each other.
อยู่เป็นพันล้านจุด
our artist's rendition of it.
นี่เป็นแค่ภาพจำลองของมันโดยศิลปิน
and thousands of kinds of biomolecules,
หลายพันชนิด
organized in complex, 3D patterns,
อยู่ในความซับซ้อน ในรูปแบบสามมิติ
those electrical pulses,
that allow neurons to work together
ที่ทำให้พวกมันทำงานด้วยกันได้
and feelings and so forth.
ความคิด ความรู้สึก และอื่น ๆ
the neurons in the brain are organized
มีการจัดวางตัวอย่างไร
the biomolecules are organized
ถูกจัดวางอย่างไร
และมีระบบระเบียบ
of molecules and neurons
ของโมเลกุลและเซลล์ประสาท
how the brain conducts information
ว่าสมองกำกับข้อมูลต่าง ๆ ได้อย่างไร
of molecular changes that occur
ถึงการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มโมเลกุล
those molecules have changed,
ได้เปลี่ยนแปลงไป
or changed in pattern,
หรือมีรูปแบบที่เปลี่ยนไป
as targets for new drugs,
เป็นเป้าหมายสำหรับยาใหม่
energy into the brain
เข้าไปในสมอง
computations that are afflicted
ที่ได้รับผลกระทบ
from brain disorders.
technologies over the last century
ตลอดศตวรรษที่ผ่านมา
that they are noninvasive,
และไม่สร้างความเสียหาย
or voxels, as they're called,
หรือที่พวกเขาเรียกว่า ปริมาณพิกเซล
and millions of neurons.
ได้เป็นล้าน ๆ
the molecular changes that occur
การเปลี่ยนแปลงโมเลกุลที่เกิดขึ้น
of these networks
ของเครือข่ายนี้
to be conscious and powerful beings.
ในการใช้สติและเป็นสิ่งมีชีวิตที่ทรงอำนาจ
you have microscopes.
to look at little tiny things.
จะใช้แสดงเพื่อดูสิ่งเล็ก ๆ
to look at things like bacteria.
ในการมองสิ่งเล็ก ๆ อย่างเช่นแบคทีเรีย
were discovered in the first place,
เซลล์ประสาทเป็นครั้งแรก
with a regular old microscope.
ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเก่า
การเชื่อมต่อเล็ก ๆ เหล่านี้ได้
to see the brain more powerful,
เห็นสมองได้ดีขึ้น
even better technologies.
started thinking:
to zoom in to the brain,
ที่จะมองลึกลงไปในสมอง
Fei Chen and Paul Tillberg.
เฟย เชน และพอล ทิลเบิร์ก
are helping with this process.
ที่กำลังช่วยอยู่ในกระบวนการ
if we could take polymers,
ว่าเราจะสามารถนำพอลิเมอร์
within the brain.
and you add water,
และเติมน้ำลงไป
those tiny biomolecules from each other.
โมเลกุลเล็ก ๆ ต่าง ๆ ออกจากกัน
and get maps of the brain.
และสามารถทำแผนที่สมองได้
ที่ทำความสะอาดแล้ว
just to buy it off the Internet
that actually occur in these diapers.
ออกมาจากผ้าอ้อม
of the baby diaper material
by about a thousandfold
ประมาณพันเท่า
very interesting molecule,
to really zoom in on the brain
with past technologies.
ด้วยเทคโนโลยีในอดีต
in the baby diaper polymer?
ในพอลิเมอร์ผ้าอ้อมเด็กอย่างนั้นหรือ
what you see on the screen.
ที่คุณเห็นอยู่บนจอในตอนนี้
arranged in long, thin lines.
ที่ถูกจัดเรียงในสายยาว ๆ บาง ๆ
move everything apart in the brain.
ในสมองออกจากกัน
is going to absorb the water,
apart from each other,
is going to become bigger.
these polymer chains inside the brain
เข้าไปอยู่ในสมองได้อย่างไร
ให้แยกออกจากกันได้อย่างไร
ground truth maps of the brain.
and see the molecules within.
และเห็นโมเลกุลที่อยู่ภายในได้
เราได้ทำภาพเคลื่อนไหว
at, in these artist renderings,
like and how we might separate them.
และเราจะแยกพวกมันได้อย่างไร
to do, first of all,
shown in brown here,
of the brain apart from each other,
ออกจากกันและกัน
to have a little handle
เราต้องมีมือจับเล็ก ๆ
polymer and dump it on the brain,
และโยนมันลงในสมอง
to make the polymers inside.
พอลิเมอร์เข้าไปข้างใน
get the building blocks,
those long chains,
around biomolecules
to pull apart the molecules
of those little handles is around,
and that's exactly what we need
apart from each other.
all the molecules from each other,
คลายตัวออกจากกันและกัน
to start absorbing the water,
will come along for the ride.
a picture on a balloon,
away from each other.
to do now, but in three dimensions.
แต่ในแบบสามมิติ
all the biomolecules brown.
เป็นสีน้ำตาล
kind of look the same.
out of the same atoms,
that will distinguish them.
ที่จะทำให้พวกมันเด่นแตกต่างกัน
might get a blue color.
might get a red color.
ที่เหมือนกับสมอง
far apart enough from each other
ของพวกมันได้
we can make the invisible visible.
ทำให้สิ่งที่มองไม่เห็นเป็นสิ่งที่เห็นได้
small and obscure
of information about life.
แห่งข้อมูลเกี่ยวกับชีวิต
of what it might look like.
right before your eyes --
is going to grow.
or even more in volume.
those polymers are so tiny,
เพราะว่าพอลิเมอร์เหล่านี้เล็ก ๆ มาก ๆ
evenly from each other.
ให้ออกห่างจากกันอย่างเท่า ๆ กัน
of the information.
actual brain circuitry --
นำเอาวงจรจริง ๆ ของสมอง --
involved with, for example, memory --
ยกตัวอย่างเช่น ความทรงจำ --
how circuits are configured.
วงจรถูกวางโครงสร้างอย่างไร
เราอาจสามารถอ่านความคิดได้
at how circuits are configured
วงจรนี้ถูกวางโครงสร้างอย่างไร
of our brain is organized
ถูกจัดวางอย่างไร
at a molecular level.
ในระดับโมเลกุลคืออะไร
look into cells in the brain
ของสมองได้จริง ๆ
molecules that have altered
ที่ถูกเปลี่ยนแปลงไป
undergoing epilepsy
of things that are going wrong,
มาอย่างเป็นระบบ
at different parts of the brain
with Parkinson's or epilepsy
หรือลมบ้าหมู
over a billion people
has been happening.
that expansion might help with.
from a human breast cancer patient.
จากผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งเต้านม
if you look at development --
ถ้าคุณดูที่การพัฒนาเติบโต --
large-scale biological systems.
เกี่ยวข้องกับระบบชีวภาพขนาดใหญ่
with those little nanoscale molecules,
and the organs in our body tick.
ในร่างกายของคุณถูกลวง
to do now is to figure out
ก็เพื่อที่จะค้นหาว่า
to map the building blocks of life
ในการสร้างแผนที่โครงสร้างพื้นฐานชีวิต
the molecular changes in a tumor
โมเลกุลในเนื้องอกได้จริง ๆ ไหม
go after it in a smart way
exactly the cells that we want to?
ได้อย่างแม่นยำ
is very high risk.
what might be a high-risk moon shot
การเล็งไกลที่มีความเสี่ยงมาก
ที่พึ่งพาวิทยาศาสตร์ล้วน ๆ
สามารถถูกควบคุมเอาไว้ได้
feat of engineering.
necessarily have all the laws.
เราไม่จำเป็นจะต้องมีกฏสำหรับทุกอย่าง
that are analogous to gravity,
ที่คล้ายกันกับแรงดึงดูด
that occur in living systems,
ที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต
the diseases that plague us.
ที่คุมคามเราได้อย่างไร
have two young kids,
is to make life better for them
ก็คือการทำให้ชีวิตของพวกเขา
turn biology and medicine
ชีววิทยาและการแพทย์
that are governed by chance and luck,
ที่ถูกครอบงำด้วยดวงและความเสี่ยง
that we win by skill and hard work,
ด้วยทักษะและความทุ่มเท
ที่ยิ่งใหญ่ทีเดียว
ABOUT THE SPEAKER
Ed Boyden - NeuroengineerEd Boyden is a professor of biological engineering and brain and cognitive sciences at the MIT Media Lab and the MIT McGovern Institute.
Why you should listen
Ed Boyden leads the Synthetic Neurobiology Group, which develops tools for analyzing and repairing complex biological systems such as the brain. His group applies these tools in a systematic way in order to reveal ground truth scientific understandings of biological systems, which in turn reveal radical new approaches for curing diseases and repairing disabilities. These technologies include expansion microscopy, which enables complex biological systems to be imaged with nanoscale precision, and optogenetic tools, which enable the activation and silencing of neural activity with light (TED Talk: A light switch for neurons). Boyden also co-directs the MIT Center for Neurobiological Engineering, which aims to develop new tools to accelerate neuroscience progress.
Amongst other recognitions, Boyden has received the Breakthrough Prize in Life Sciences (2016), the BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award (2015), the Carnegie Prize in Mind and Brain Sciences (2015), the Jacob Heskel Gabbay Award (2013), the Grete Lundbeck Brain Prize (2013) and the NIH Director's Pioneer Award (2013). He was also named to the World Economic Forum Young Scientist list (2013) and the Technology Review World's "Top 35 Innovators under Age 35" list (2006). His group has hosted hundreds of visitors to learn how to use new biotechnologies and spun out several companies to bring inventions out of his lab and into the world. Boyden received his Ph.D. in neurosciences from Stanford University as a Hertz Fellow, where he discovered that the molecular mechanisms used to store a memory are determined by the content to be learned. Before that, he received three degrees in electrical engineering, computer science and physics from MIT. He has contributed to over 300 peer-reviewed papers, current or pending patents and articles, and he has given over 300 invited talks on his group's work.
Ed Boyden | Speaker | TED.com