TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
Carl Schoonover: Cách nhìn vào phía trong bộ não
Filmed:
Readability: 4.8
962,022 views
Hiện nay đã có sự tiến bộ rõ rệt trong việc tìm hiểu về bộ não, nhưng làm sao để bạn thật sự tìm hiểu được các nơ-ron ở bên trong não? Bằng cách sử dụng các hình ảnh tuyệt, nhà não học và thành viên của TED, tên Carl Schoonover trình diễn các công cụ cho phép chúng ta nhìn bên trong bộ não của mình.
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
Đây là hình vẽ của bộ não 1000 năm tuổi
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
Đây là sơ đồ của hệ thống thị giác.
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
Và có những điều trông rất quen thuộc so với ngày nay.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
Hai mắt ở phía dưới, thần kinh giác mạc tủa ra từ phía sau.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
Có một cái mũi rất lớn
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
có vẻ như không được liên hệ với bộ phận nào cụ thể.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
Và nếu chúng ta so sánh bức hình này
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
với những hình ảnh mới gần đây diễn tả hệ thống thị giác,
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
bạn sẽ thấy rằng mọi thứ đã trở nên phức tạp hơn rất nhiều
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
so với những gì được vẽ hàng ngàn năm trước.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
Và đó là vì ngày nay chúng ta có thể thấy có gì trong bộ não,
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
hơn là chỉ nhìn vào dáng vẻ tổng quan của nó.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
Tưởng tượng rằng bạn muốn hiểu làm thế nào một cái máy tính hoạt động được
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
và tất cả mọi thứ bạn có thể nhìn thấy là bàn phím, con chuột, màn hình.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
Bạn thực sự đã không gặp may mắn.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
Bạn muốn có khả năng mở nó ra, tháo tung ra,
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
để nhìn vào đống dây bên trong.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
Và cho đến hơn một thế kỉ trước một chút,
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
không ai có thể có thể làm điều đó với bộ não.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
Không ai được từng nhìn thoáng qua sợi dây thần kinh của bộ não
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
Và lý do là vì nếu bạn bỏ bộ não ra khỏi sọ
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
và bạn cắt một lát mỏng của nó,
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
ngay cả bỏ nó vào một kính hiển vi cực ký hiện đại,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
bạn cũng không thể thấy gì hết.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
Nó màu xám và không có hình dạng.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
Cũng không có cấu trúc. Nó chẳng giúp bạn hiểu thêm được điều gì.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
Và tất cả điều này thay đổi vào cuối thế kỉ 19.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
Bất ngờ, những hóa chất nhuộm mới cho mô não đã được phát triển
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
và chúng cho chúng ta những cái nhìn thoáng qua về dây thần kinh.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
Máy tính đã được mở bung ra.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
Như vậy thứ thực sự khởi động ngành khoa học thần kinh hiện đại
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
là một thuốc nhuộm gọi là thuốc nhuộm Golgi.
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
Và nó cũng hoạt động theo một cách riêng biệt.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
Thay vì nhuộm tất cả các tế bào trong mô,
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
theo cách nào đó nó chỉ đánh dấu một phần trăm tế bào.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
Nó dọn đám rừng, tiết lộ các cây bên trong
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
Nếu mọi thứ đều đã được dán nhãn, kết quả ta sẽ không thấy được gì.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
Vì vậy bằng cách nào đó, nó chỉ ra rằng cái gì trong đó (bộ não)
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
Nhà não đồ học người Tây Ban Nha Santiago Ramon y Cajal,
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
người được coi là cha đẻ của ngành khoa học thần kinh hiện đại,
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
đã ứng dụng (phương pháp) nhuộm Golgi này, đã cho ra những dữ liệu như thế này,
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
và thực sự đã giúp chúng ta khái niệm hiện đại về tế bào thần kinh, hay còn gọi là nơ-ron.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
Và nếu bạn đang nghĩ bộ não như là một chiếc máy vi tính,
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
thì đây là bộ bán dẫn (tran-si-tơ).
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
Và rất nhanh chóng Cajal nhận ra
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
rằng các nơ-ron không hoạt động một mình,
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
nhưng chúng sẽ bắt kết nối với những nơ-ron khác,
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
từ đó tạo thành mạch điện giống như máy vi tính.
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
Ngày nay, một thế kỉ sau, khi các nhà khoa học muốn nhìn thấy nơ-tron,
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
họ làm chúng sáng lên từ bên trong hơn là làm chúng tối đi
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
Và có rất nhiều cách làm điều này.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
Nhưng một trong những cách thông dụng nhất
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
liên quan đến các protein huỳnh quang lục.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
Bây giờ nói về protein huỳnh quang lục,
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
kỳ lạ là nó có nguồn gốc từ con sứa phát quang sinh học.
02:35
is very useful.
55
139229
1238
và nó rất hữu dụng.
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
Bởi vì nếu bạn lấy gen tổng hợp protein huỳnh quang lục
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
và cấy nó vào một tế bào,
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
thì tế bào đó sẽ phát sáng màu xanh lục --
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
hoặc (với) rất nhiều các biến thể khác của protein huỳnh quang lục
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
bạn có thể làm một tế bào phát sáng với nhiều màu khác nhau.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
Và như vậy quay trở về với bộ não,
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
đây là từ con chuột được cấy gien gọi là "não cầu vồng"
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
Và nó được gọi tên như thế, tất nhiên,
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
vì tất cả các nơ-ron này đều phát sáng với những màu sắc khác nhau.
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
Đôi khi các nhà khoa học thần kinh cần phải xác định xem
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
từng thành phần phân tử riêng biệt của nơ-ron, phân tử,
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
hơn là toàn bộ tế bào não.
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
Và có rất nhiều cách để làm điều này,
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
nhưng một trong những cách phổ biến nhất
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
bao gồm sử dụng kháng thể.
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
Và nếu như bạn quen với, tất nhiên,
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
rằng kháng thể là tay sai của hệ thống miễn dịch.
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
Nhưng nó hóa ra rằng chúng cũng có ích cho hệ thống miễn dịch
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
vì chúng có thể nhận diện từng phân tử đặc trưng,
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
giống như là, ví dụ, protein mã hóa
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
của một vi-rút đang xâm chiếm cơ thể.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
Và các nhà khoa học đã đang sử dụng cơ sở này
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
để nhận diện ra các phân tử đặc trưng trong bộ não,
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
nhận diện tiểu cấu trúc đặc trưng của tế bào
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
và nhận diện chúng một cách riêng biệt.
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
Và rất nhiều hình ảnh tôi đã cho các bạn xem ở đây rất đẹp,
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
nhưng chúng cũng có ý nghĩa cực kỳ to lớn.
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
Chúng có sức mạnh giảng giải lớn lao.
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
Đây, ví dụ, là một kháng thể nhuộm
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
chống lại vận chuyển serotonin trong một lát cắt não chuột.
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
Và bạn đã nghe đến serotonin, tất nhiên,
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
trong các loại bệnh như căng thẳng và lo âu.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
Bạn đã nghe đến SSRIs,
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
chúng là thuốc dùng để chữa các loại bệnh này.
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
Và để hiểu serotonin hoạt động như thế nào,
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
điều quan trọng là hiểu bộ máy serontonin ở đâu.
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
Và những kháng thể nhuộm giống như cái này
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
có thể dùng để trả lời dạng câu hỏi như vậy.
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
Tôi muốn chia tay các bạn với suy nghĩ sau đây:
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
Protein huỳnh quanh xanh và kháng thể
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
Cả hai đều là sản phẩm tự nhiên ở lúc ban đầu.
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
Chúng đều được phát triển bởi tự nhiên
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
để làm cho một con sứa phát sáng xanh vì bất kì lý do gì,
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
hoặc để phát hiện protein mã hóa của một virus xâm nhập, ví dụ vây.
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
Và chỉ sau một khoảng thời gian rất dài các nhà khoa học mới dẫn đến được bối cảnh này
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
và nói "Này, đây là các công cụ,
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
đây là các công năng mà chúng ta có thể dùng
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
trong bảng công cụ nghiên cứu của riêng chúng ta".
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
Và thay vì ứng dụng các trí não yếu ớt của con người
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
để thiết kế các công cụ này từ con số không,
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
ngay trong tự nhiên đã có sẵn giải pháp cho chúng ta,
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
đã được phát triển và sàng lọc ổn định qua hàng triệu năm
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
bởi người kĩ sư vĩ đại nhất của nhân loại.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
Cảm ơn.
04:50
(Applause)
110
274877
2538
(Vỗ tay)
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