TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
کارل سکونور: چگونه به درون مغز نگاه کنیم
Filmed:
Readability: 4.8
962,022 views
پیشرفت های قابل توجهی در درک مغز بوجود آمده است، اما در واقع شما چگونه میتوانید نورون ها در داخل آن را مطالعه کنید؟ با استفاده از تصاویر درخشان، متخصص علوم اعصاب و عضو تد کارل سکونور ابزارهایی را نشان می دهد که به ما اجازه دیدن داخل مغز را می دهند.
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
این یک نقشه هزارساله قدیمی از مغز است.
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
این نمودار سیستم بیناییه.
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
وبرخی چیزها امروز بنظر خیلی آشنا میان.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
دوتا چشم در پایین و عصب بینایی که از پشتشون دراومده.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
اینجا یک بینی بزرگه
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
که بنظرنمیرسه به چیز خاصی متصل شده باشه.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
واگه اینو با تصویرهای امروزی سیستم بینایی مقایسه کنیم،
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
واگه اینو با تصویرهای امروزی سیستم بینایی مقایسه کنیم،
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
شما میبینید که در طی بیش از هزار سال همه چیز بطور قابل ملاحظه ای پیچیده شده.
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
شما میبینید که در طی بیش از هزار سال همه چیز بطور قابل ملاحظه ای پیچیده شده.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
زیرا که امروز ما میتوانیم داخل مغز را ببینیم، به جای اینکه به شکل کلی آن را از بیرون ببینیم.
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
زیرا که امروز ما میتوانیم داخل مغز را ببینیم، به جای اینکه به شکل کلی آن را از بیرون ببینیم.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
تصور کنید که شما میخواهید بدانید که کامپیوتر چکونه کار میکنه
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
ولی فقط میتونستید یه صفحه کلید، یه ماوس و یه صفحه نمایش را ببینید.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
شما یه جورایی هیچ شانسی برای اینکار نداشتید.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
میخواهید قادر باشید که این را باز کنید، اون رو بشکنید و به مداربندی داخل اون نگاه کنید.
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
میخواهید قادر باشید که این را باز کنید، اون رو بشکنید و به مداربندی داخل اون نگاه کنید.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
تاکمی بیشتر از یک قرن پیش، هیچ کسی قادر نبود که اینکار را با مغز انجام دهد.
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
تاکمی بیشتر از یک قرن پیش، هیچ کسی قادر نبود که اینکار را با مغز انجام دهد.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
کسی قادر نبود که حتی نگاه سطحی و اجمالی به مداربندی مغز بکند.
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
به دلیل اینکه اگر شما مغز را از جمجمعه خارج کنید یه برش کوچک از مغز را ببرید،
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
به دلیل اینکه اگر شما مغز را از جمجمعه خارج کنید یه برش کوچک از مغز را ببرید،
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
و زیر میکروسکوپ خیلی قوی بگذارید، چیزی اونجا وجود نداره.
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
و زیر میکروسکوپ خیلی قوی بگذارید، چیزی اونجا وجود نداره.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
این یه چیز خاکستری و بی شکل است.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
هیچ بدنه ای نداره. این چیزی به شما نمیگه.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
در اواخر قرن نوزدهم همه اینها تغییر کرد.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
ناگهان، رنگ آمیزی شیمیایی جدید برای بافت مغز توسعه یافت
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
و اونها اولین نگاه اجمالی از مداربندی داخل مغز را به ما دادند.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
پوسته کامپیوتر شکسته و داخل آن باز شد.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
خُب چیزی که علم عصب شناسی مدرن را راه اندازی کرد چیزی به نام لکه و یا رنگ "گلجی" بود.
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
خُب چیزی که علم عصب شناسی مدرن را راه اندازی کرد چیزی به نام لکه و یا رنگ "گلجی" بود.
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
و این به شیوه بسیار خاصی کار میکند.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
به جای اینکه همه سلول را در یک بافت رنگ آمیزی کند، به طریقی فقط یک درصد از آنها را لکه دار میکند.
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
به جای اینکه همه سلول را در یک بافت رنگ آمیزی کند، به طریقی فقط یک درصد از آنها را لکه دار میکند.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
و این جنگل (انبوه عصبها) را به کنار میزند و درختان (عصبهای) داخل را نشان میدهد.
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
اگر همه آنها علامت گذاری میشدند هیچ چیزی قابل دیدن نمیشد.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
خُب این یه جوری نشون میده که اونجا چی هست.
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
عصب شناس اسپانیایی سانتیگو رامونی کیهل، کسی که بطور گسترده ای به عنوان پدر علم عصب شناسی مورد توجه است،
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
عصب شناس اسپانیایی سانتیگو رامونی کیهل، کسی که بطور گسترده ای به عنوان پدر علم عصب شناسی مورد توجه است،
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
از این رنگهای "گلجی" استفاده کرد که باعث بدست آمدن اطلاعاتی نظیر این شد،
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
و در واقع مفهوم جدید و مدرنی از سلول های عصبی، نورون را به ما داد.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
اگر شما مغز را مثل یک کامپیوتر فرض کنید، این ترانزیستوه.
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
اگر شما مغز را مثل یک کامپیوتر فرض کنید، این ترانزیستوره.
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
خیلی زود کیهل متوجه شد که اعصاب به تنهایی عمل نمیکنند،
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
خیلی زود کیهل متوجه شد که اعصاب به تنهایی عمل نمیکنند،
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
بلکه با ارتباط با دیگر اعصاب مدارهایی را شکل میدهند، درست مثل یک کامپیوتر.
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
بلکه با ارتباط با دیگر اعصاب مدارهایی را شکل میدهند، درست مثل یک کامپیوتر.
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
امروزه ، یک قرن بعد از آن، هنگامی که محققین میخواهند نورون ها را ببینند،
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
آنها را از درون روشن میکنند به جای اینکه آنها را تیره کنند.
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
چندین شیوه برای انجام این کار وجود دارد.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
اما یکی از روشهای بسیار رایج شامل پروتئین فلورسنت سبزاست.
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
اما یکی از روشهای بسیار رایج شامل پروتئین فلورسنت سبزاست.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
پروتئین فلورسنت سبز که بمقدار کافی از عروس دریایی درخشان بدست میاید، بسیار مفیده .
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
پروتئین فلورسنت سبز که بمقدار کافی از عروس دریایی درخشان بدست میاید، بسیار مفیده .
02:35
is very useful.
55
139229
1238
پروتئین فلورسنت سبز که بمقدار کافی از عروس دریایی درخشان بدست میاید، بسیار مفیده .
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
اگربتوانید ژن پروتئين سبز فلورسنت بدست بیاورید و آن را به یک سلول انتقال دهید، این سلول درخشش سبزخواهد داشت -
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
اگربتوانید ژن پروتئين سبز فلورسنت بدست بیاورید و آن را به یک سلول انتقال دهید، این سلول درخشش سبزخواهد داشت -
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
اگربتوانید ژن پروتئين سبز فلورسنت بدست بیاورید و آن را به یک سلول انتقال دهید، این سلول درخشش سبزخواهد داشت -
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
و یا هر یک از انواع بسیار پروتئین فلورسنت سبز، یک سلول را به رنگ های مختلف درخشان خواهد کرد.
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
و یا هر یک از انواع بسیار پروتئین فلورسنت سبز، یک سلول را به رنگ های مختلف درخشان خواهد کرد.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
خُب به مبحث مغز برگردیم،
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
این عکس مربوط به یک موش به نام "برین بو" است که ژن‌های آن مورد تغییر قرار گرفته.
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
البته اون به این اسم معروفه،
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
به دلیل اینکه همه این نورون ها در رنگهای مختلفی میدرخشند.
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
گاهی دانشمندان علوم اعصاب نیاز دارند که هریک از اجزای تشکیل دهنده مولکولی اعصاب را به جای کل یک سلول شناسایی کنند.
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
گاهی دانشمندان علوم اعصاب نیاز دارند که هریک از اجزای تشکیل دهنده مولکولی اعصاب را به جای کل یک سلول شناسایی کنند.
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
گاهی دانشمندان علوم اعصاب نیاز دارند که هریک از اجزای تشکیل دهنده مولکولی اعصاب را به جای کل یک سلول شناسایی کنند.
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
چندین روش برای انجام این کار وجود دارد، اما یکی از رایج ترین استفاده از آنتی بادی‌ها است.
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
چندین روش برای انجام این کار وجود دارد، اما یکی از رایج ترین استفاده از آنتی بادی‌ها است.
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
چندین روش برای انجام این کار وجود دارد، اما یکی از رایج ترین استفاده از آنتی بادی‌ها است.
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
و البته شما با آنتی بادی به عنوان سرآمد سیستم ایمنی بدن آشنا هستید.
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
و البته شما با آنتی بادی به عنوان سرآمد سیستم ایمنی بدن آشنا هستید.
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
اما معلوم شده که دلیل اینکه آنها برای سیستم ایمنی بدن بسیار مفید هستند
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
اینه که اونها میتونن مولکول معینی را تشخیص دهند،
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
برای مثال کُد پروتئینی یک ویروس را که به بدن حمله کرده.
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
برای مثال کُد پروتئینی یک ویروس را که به بدن حمله کرده.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
و محققین از این قابلیت برای شناسایی یک مولکول معین در مغز،
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
و محققین از این قابلیت برای شناسایی یک مولکول معین در مغز،
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
شناسایی یک زیر ساختار مشخص از یک سلول و شناسایی آنها به طور جداگانه، استفاده میکنند.
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
شناسایی یک زیر ساختار مشخص از یک سلول و شناسایی آنها به طور جداگانه، استفاده میکنند.
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
و تصاویر زیادی از آنهایی که به شما نشان دادم بسیار زیبا هستند اما آنها خیلی هم قدرتمند هستند.
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
و تصاویر زیادی از آنهایی که به شما نشان دادم بسیار زیبا هستند اما آنها خیلی هم قدرتمند هستند.
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
آنها قدرت تشریح و توضیح زیادی دارند.
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
برای مثال، این منتقل شدن [مولکول] سروتونین در یک برش از مغز موش را به روش رنگ آمیزی آنتی بادی نشان میدهد.
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
برای مثال، این منتقل شدن [مولکول] سروتونین در یک برش از مغز موش را به روش رنگ آمیزی آنتی بادی نشان میدهد.
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
البته که شما در بحث‌های مربوط به بیماری افسردگی و اضطراب درباره سروتونین شنیده اید.
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
البته که شما در بحث‌های مربوط به بیماری افسردگی و اضطراب درباره سروتونین شنیده اید.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
شما درباره SSRIs، که داروییست برای درمان این بیماریها، شنیده اید.
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
شما درباره SSRIs، که داروییست برای درمان این بیماریها، شنیده اید.
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
برای درک اینکه سروتین چگونه کار میکند،
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
این بسیار با اهمیت است که بفهمیم که محل عملکرد سروتین کجاست.
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
از رنگ آمیزی آنتی بادی مثال این یکی می تونه برای درک این سوالات مورد استفاده قرار بگیره.
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
از رنگ آمیزی آنتی بادی مثال این یکی می تونه برای درک این سوالات مورد استفاده قرار بگیره.
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
دوست دارم شما را با افکار زیر ترک کنم :
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
پروتئین فلورسنت سبز و آنتی بادی ها هر دو محصولاتی هستند که ذاتا طبیعی اند.
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
پروتئین فلورسنت سبز و آنتی بادی ها هر دو محصولاتی هستند که ذاتا طبیعی اند.
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
آنها بوسیله طبیعت تکامل یافته اند،
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
بخاطر اینکه یک عروس دریایی به هر دلیلی به رنگ سبز بدرخشد،
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
یا برای مثال به منظور شناسایی پروتئین کد ویروسی که حمله کرده است.
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
و مدتها بعد دانشمندان به آمدند و گفتند، "اینها ابزارهایی هستند،
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
و مدتها بعد دانشمندان به آمدند و گفتند، "اینها ابزارهایی هستند،
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
اینها کاربردهایی هستند که ما میتوانیم برای تحقیقاتمان از آنها استفاده کنیم."
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
اینها کاربردهایی هستند که ما میتوانیم برای تحقیقاتمان از آنها استفاده کنیم."
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
و به جای استفاده از ذهن ضعیف بشر برای طراحی این ابزارها از نو،
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
و به جای استفاده از ذهن ضعیف بشر برای طراحی این ابزارها از نو،
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
این راه حل‌ها بصورت آماده در طبیعت وجود داشته‌اند
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
و توسط بزرگترین سیستم مهندسی در طول میلیونها سال به طور پیوسته توسعه و بهبود یافته اند.
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
و توسط بزرگترین سیستم مهندسی در طول میلیونها سال به طور پیوسته توسعه و بهبود یافته اند.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
سپاسگزارم.
04:50
(Applause)
110
274877
2538
( تشویق تماشاگران)
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