Steve McCarroll: How data is helping us unravel the mysteries of the brain
ستيف مكارول: كيف تساعدنا البيانات للكشف عن أسرار الدماغ
Steve McCarroll is conducting groundbreaking research on the causes of mental illness. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
في رقبتها وذراعها، وشخصّت بالسرطان.
in her neck and arm
من معرفة عن السرطان.
that science has of cancer.
عن حالتها السابقة وما هي الخطوة القادمة.
about how she was doing
became available every few years.
كل عدة سنوات.
بكل بسالة.
that she was struggling heroically
an innovative new medical treatment
في تجربة سريرية،
this Thanksgiving with?
التي تمارس التمارين الرياضية أكثر مني،
many people in this room,
تتحدث بشكل متزايد عن المرض القاتل
even in a decade --
وحتى في عقدٍ من الزمن...
to have a specific illness.
إصابة أحدكم بمرض معين.
were classmates in graduate school.
في الدراسة في كلية الدراسات العليا.
بدأ تفكيره يتشتت أكثر.
more disorganized.
got a job in a store ...
ولكن أصبح ذلك أيضًا معقدًا للغاية.
he started hearing voices
ويعتقد بأن أشخاصًا يلاحقونه.
were following him.
وأعطوه أفضل الأدوية.
the best drug they could.
somewhat quieter,
على تهدئة الأصوات نوعًا ما،
أو علاقاته الاجتماعية.
or his social connectedness.
من المدرسة والعمل والأصدقاء.
and work and friends.
آمل أن يجدني.
so much to offer my sister,
والقليل لتقديمه لملايين الناس مثل روبرت؟
millions of people like Robert?
estimates that brain illnesses
بأن الأمراض العقلية
and major depression
والاكتئاب الشديد
of lost years of life and work.
من العمر والعمل.
often strike early in life,
تهاجم في مراحل مبكرة في العمر أحيانًا،
وبدء حياتهم العملية وتكوين علاقات وعائلات.
their educations, starting careers,
حيث تضعف قدرة الشخص للعمل كما ينبغي،
to work at one's full potential;
tragedies harder to measure:
التي من الصعب تقديرها:
وضياع الفرص لتحقيق الأحلام والأهداف.
to pursue dreams and ideas.
في طرقٍ يصعب ببساطة تقديرها.
there's profound medical progress
في العديد من المجالات الأخرى.
is a great example,
ويمكننا القول نفس الشيء عن أمراض القلب.
of heart disease.
millions of heart attacks and strokes.
ستمنعُ ملايين النوبات القلبية والدماغية.
of profound medical progress
من التقدم الطبي الشامل على مدى حياتنا،
that matter to an illness,
التي تتعلق بمرضٍ ما،
وقياس هذه الجزئيات في الجسم،
and measure those molecules in the body,
to interfere with those molecules
باستخدام جزئيات أخرى كالأدوية.
again and again and again.
that strategy has been limited,
فالخطة كانت محدودة،
nearly enough, yet,
عن كيفية عمل الدماغ.
matter to each illness,
تتعلق لكل مرض،
matter to each illness.
تتعلقُ لكل مرض.
I want to tell you about today.
عنها إليكم اليوم.
with which we try to turn the brain
تحويل الدماغ إلى قضية بيانات ضخمة.
I worked in computers and math,
عملتُ في مجالي الحاسوب والرياضيات،
of the right kinds of data
لأنواع البيانات الصحيحة حول عمل نظام ما،
لفهم ذلك النظام ومعرفة كيف يعمل.
and learn how it works.
تحول حتى أكبر القطاعات في اقتصادنا،
are transforming
in biology and medicine, too.
في علم الأحياء والطب كذلك.
the right kinds of data.
على أنواع البيانات الصحيحة.
about the right things.
حول الأمور الصحيحة.
new technologies and ideas.
التقنيات والأفكار الجديدة.
the scientists in my lab.
في مختبري.
two short stories from our work.
عن عملنا.
تحويل الدماغ إلى قضية بيانات ضخمة
into a big-data problem
and built from billions of cells.
وتنشأ من بلايين الخلايا.
they're specialists.
مثل البشر في مجال العمل،
of different cellular careers,
أو أنواع الخلية.
the cell types in our body
أن تعطي محادثة حية عن عملها على مسرح TED.
we don't even know today
لا نعرف حتى الآن عدد أنواع الخلية الموجودة
of most of those talks would be.
معظم تلك المحادثات.
important things about cell types.
عن أنواع الخلية.
in size and shape.
that the other doesn't respond to,
حيث تصنعُ أنواع الخلية جزئيات مختلفة.
been reaching these insights
خلية واحدة في كل مرة وجزيء واحد في كل مرة.
all of this quickly and systematically.
سريعًا وبشكلٍ منظم.
كانت الحالة أنه إذا أردتم جرد كل الجزئيات
all of the molecules
طحنها إلى نوع من العصير الخلوي.
into a kind of cellular smoothie.
حيث حالما تمّ طحن الخلايا،
of the average cell --
وليس كل خلية منفردة.
how a big city like New York works,
كيفية عمل مدينة كبيرة كنيويورك،
by reviewing some statistics
الإحصائيات عن المواطن العادي لنيويورك.
ومهم ومثير يكمن في التنوع والتخصصات.
and important and exciting
and the specializations.
the brain not as a cellular smoothie
ليس كعصير خلوي ولكن كسلطة فاكهة خلوية.
data about and learn from
وفهم كل جزء منفرد من الفاكهة (الخلايا).
a technology for doing that.
tens of thousands of individual cells,
في قطرة سائل صغيرة جدًا لتحليلها جزئيًا.
it's greeted by a tiny bead,
تُستقبلُ عن طريق خرزة صغيرة جدًا،
of DNA bar code molecules.
للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين/DNA.
a different bar code sequence
لخلايا مختلفة.
منقصوص الأكسجين
transcripts it's making
that it's using to do its job.
لتستخدمها للقيام بوظيفتها.
of these combined molecules
ونستخدم السلاسل لتخبرنا أي خلية وأي جين
because we use droplets
لأننا نستخدم قطرات السائل
to tag and inventory
منقوص الأكسجين لتعليم وجرد وتتبع كل شيء.
of individual cells.
من الخلايا المنفردة.
وبأسرع ما يمكن من مجموعات المعطيات الضخمة.
how to learn as much as we can
people used to tell us,
اعتاد الناس أن يقولوا لنا:
the go-to for every major brain project."
كل مشروع دماغ رئيسي."
is generating lots of exciting data.
الكثير من البيانات المثيرة للاهتمام.
their own Drop-seq system from scratch.
من تسلسل القطرات من البداية.
downloaded from our lab website
الإلكتروني 50000 مرة في السنتين الماضيتين.
that any scientist could use
لتحليل البيانات من تجارب تسلسل القطرات.
from Drop-seq experiments,
30,000 times in the past two years.
30000 مرة في السنتين الماضيتين.
about discoveries that they've made
حول اكتشافاتنا باستخدام هذه الطريقة.
to make a human cell atlas.
لعمل أطلس للخلايا البشرية.
of the cell types in the human body
that each cell type uses to do its job.
كل نوع خلية للقيام بوظيفتها.
a second challenge that we face
عن التحدي الثاني الذي نواجهه
إلى قضية بيانات ضخمة.
into a big data problem.
مئات الآلاف من الأشخاص الأحياء.
we'd like to learn from the brains
accessible while we're living.
بينما نحن أحياء.
if we can't hold the molecules?
إن كنا لا نمتلك الجزيئات؟
the most informative molecules, proteins,
تزويدًا بالمعلومات هي البروتينات
منقوص الأكسجين الخاص بنا،
to make all of our proteins.
لعمل كل البروتينات الخاصة بنا.
from person to person to person
بطرق تجعل البروتينات تختلف من شخص إلى شخص
to vary from person to person
وفي مقدار ما تنتجه كل نوع خلية لكل بروتين.
makes of each protein.
and it's all genetics,
منقوص الأكسجين، وكلها تتعلق بعلم الوراثة،
that we learned about in school.
التي درسناها في المدرسة.
ستحصلون على عيون بُنية اللون.
هي بتلك البساطة.
than a single pigment molecule.
عن طريق أكثر من جزيء لصبغة منفردة.
as the function of our brains
تتشكل عن طريق تفاعل آلاف الجينات.
of thousands of genes.
varies meaningfully
من شخص إلى شخص إلى آخر،
combination of that variation.
من ذلك الاختلاف.
possible to make progress
على نطاق لم يكن ممكنًا من قبل أبدًا.
بأعداد قياسية،
are sharing the data with one another
مع بعضهم البعض لتسريع التقدم.
about a discovery we recently made
الذي حققناه مؤخرا عن جينات انفصام الشخصية.
by 50,000 people from 30 countries,
عن طريق 50000 شخص من 30 دولة،
to genetic research on schizophrenia.
الأكسجين للبحث الجيني لانفصام الشخصية.
للجينيوم البشري لخطر انفصام الشخصية
on risk of schizophrenia
من الجزئيات في جهاز المناعة لدينا.
in our immune system.
was responsible.
a new way to analyze DNA with computers,
الحمض النووي الريبوزي باستخدام الحواسيب،
very surprising.
"complement component 4" --
(complement component 4)...
in different people's genomes,
في جينيوم أشخاص مختلفين،
make different amounts
من بروتين سي 4 في أدمغتنا.
C4 protein our genes make,
من بروتين سي 4،
in a complex system.
في نظامنا المعقد.
ولكنها فكرة حول الجزيء المهم.
a molecule that matters.
were known for a long time
لفترة طويلة لدورها في نظام المناعة،
molecular Post-it note
التي تقول: "كُلني."
gets put on lots of debris
من الخلايا المدمرة والميتة في أجسامنا
to eliminate them.
that the C4 Post-it note
لبروتين سي 4
وتحفز استبعادها.
of synapses is a normal part
هو جزء طبيعي من التنمية البشرية والمعرفة.
synapses all the time.
في كل الأوقات.
that in schizophrenia,
في حالة انفصام الشخصية
may go into overdrive.
they're excited about this discovery,
أنهم متحمسون جدًا بشأن هذا الاكتشاف،
on complement proteins for years
لسنوات في نظام المناعة،
about how they work.
that interfere with complement proteins,
مع البروتينات المُتممة،
in the brain as well as the immune system.
ونظام المناعة أيضًا.
that might address a root cause
نحو اكتشاف دواء ربما يعالجُ سببًا جذريًا
by many scientists over many years
من العلماء على مدى السنوات العديدة.
لإمكانية الطرق العلمية على أساس البيانات
scientific approaches
that are centuries old.
التي يبلغ عمرها قرونًا.
in our genomes
التي تشكل خطورة الإصابة بأمراض الدماغ،
to the next molecular insight
إلى الفكرة الجزيئية التالية
use these genes in different combinations.
التي تستخدم هذه الجينات في مجموعات مختلفة.
work to generate
على إنتاج البقية من البيانات اللازمة
from that data,
are just two ways
ما هما إلا وسيلتان فقط
into a big data problem.
وهناك المزيد مما نستطيع القيام به.
are creating a technology
لروابط التشابك العصبي في الدماغ
connections in the brain
to which other neurons
التي تتواصل مع بعضها البعض
throughout life and during illness.
مدى الحياة وأثناء المرض.
to test in a single tube
of different people's genomes
من مجموعات الجينات المختلفة للبشر
people with diverse backgrounds
عن تنوع خلفياتهم وتدريبهم واهتماماتهم...
math, statistics, engineering.
والرياضيات وعلم الإحصاء والهندسة.
rally people with diverse interests
تجمع الأشخاص ذوي الاهتمامات المختلفة
that we could hope to create?
خذوا مرض السرطان،
about what causes cancer,
كان ينسب عادة إلى الصفات النفسية الشخصية،
to personal psychological characteristics,
of the true biological causes of cancer.
للأسباب الحيوية الحقيقية للسرطان.
leads to innovative medicine
تلو الآخر ولا يزال هناك الكثير للقيام به.
so much work to do,
who have been cured of cancers
الذين تم علاجهم من السرطان
a generation ago.
like my sister
أنفسهم مع سنوات حياتية لم تكن من المسلّمات
that they didn't take for granted
والتواصل الاجتماعي.
to create around mental illness --
بشأن الأمراض العقلية...
والإمكانية غير المحدودة.
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