TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
칼 스쿠노버(Carl Schoonover): 어떻게 뇌속을 관찰 할까
Filmed:
Readability: 4.8
962,022 views
뇌를 이해하는데 혁신적인 발전이 있었습니다. 하지만 뇌속의 뉴런들은 어떻게 연구 할까요? 신경과학자이면 TED Fellow인 칼 스쿠노버가 아름다운 사진들을 가지고 뇌속을 관찰하는 방법에 대해서 이야기 합니다.
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
이 그림은 천년전에 뇌의 모양을 그린 그림입니다.
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
이것은 시각계의 다이어그램 인데요.
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
오늘날 봐도 비슷한 부분이 많죠.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
밑에 두개의 안구가 있고, 시신경이 뒤로부터 흐르고 있죠.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
매우 큰 코도 있는데요.
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
특별히 다른 어떤 것과도 연결되 보이지 않네요.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
우리가 이것을 최근에
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
만들어진 시각계의 그림과 비교하면,
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
여러분은 뇌 구조가 상당히 복잡해진 것을 알 수 있습니다.
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
그 사이 수천년 동안 말이죠.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
그건 오늘날에 우리가 뇌의 내부를 볼 수 있기 때문입니다.
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
뇌의 그냥 전체적인 형태 말고도요.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
이제 여러분들이 컴퓨터의 작동원리를 알고 싶어한다고 상상해보죠,
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
그리고 볼 수 있는 것이라고는 키보드, 마우스, 스크린이라고 생각해봅시다.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
그럼 정말 운이 없는거죠.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
여러분은 컴퓨터를 열어 볼수있기를 바라고,
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
내부의 전선들을 보고 싶어 합니다.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
한 세기 전까지만해도,
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
아무도 뇌를 그렇게 열어 볼 수 없었습니다.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
아무도 뇌속의 신경들에 대해 알 수 없었습니다.
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
왜냐하면 아무리 두개골 밖으로 뇌를 꺼내서
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
얇게 뇌를 자른 후,
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
고성능 현미경 밑에 올려봐도,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
아무것도 안 보이기 때문이죠.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
그냥 회색에, 형태가 없죠.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
어떤 구조도 안가지고 있어 배울게 없다는 말입니다.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
그러다가 19세기말에 모든것이 바뀌었습니다.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
갑자기 뇌조직을 볼 수 있는 화학 착색제가 개발된것이죠.
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
그리고 뇌속의 신경들을 처음 볼 수 있게 해주었습니다.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
컴퓨터 내부를 볼 수 있게 된거죠.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
그래서 현대 신경과학을 부흥시킨 것은
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
골지(Golgi) 착색제라고 불리우는 재료입니다.
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
이 착색제는 특별한 방법으로 작용하게 되는데요.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
조직내의 모든 세포에 착색하지 않고,
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
약 1%정도에만 착색하게 됩니다.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
숲을 치워 버리고 그 안의 나무를 보이게 하는 것처럼 말이죠.
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
만약 모든 조직에 착색이 된다면, 아무것도 보지 못했을 겁니다.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
그래서 이런 방법으로 조직내 신경들을 보여주기 시작한거죠.
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
스페인의 신경해부학자 산티아고 라모니 카할은
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
현대 신경과학의 아버지로 불리우는데요,
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
골지 착색제를 이용해서 이렇게 보이는 자료를 만들어냈습니다.
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
그리고 신경세포와 뉴런에 대한 현대적인 개념을 정립했습니다.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
그래서 여러분들이 뇌를 컴퓨터에 비유한다면,
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
이건 트랜지스터가 되는거죠.
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
그리고 카할은 뉴런들은 혼자서
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
작동하지 않는다는 것을 금새 알게 되었습니다.
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
대신에 컴퓨터안의 회로도 처럼
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
서로 연결되어 작동한다는것을 알게 된 것이죠.
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
한세기가 지난 오늘날, 연구원들이 뉴런을 보고자 하면,
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
뉴런들을 어둡게 하지 않고 밝게해서 보게 됩니다.
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
이런거에는 여러가지 방법이 있는데요.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
많이 쓰는 방법중 하나는
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
녹색의 형광 단백질을 착색하는겁니다.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
생체 발광 해파리로 부터
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
많이 얻을 수 있는 녹색 형광 단백질은
02:35
is very useful.
55
139229
1238
매우 유용합니다.
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
왜냐하면 녹색 형광 단백질에서 유전자를 채취해
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
세포에 주입하면,
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
그 세포는 녹색으로 발광하게 됩니다. --
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
또는 녹색 형광 단백질의 다양한 변종으로 되거나요.
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
그래서 다양한 색깔로 빛나는 세포를 얻을 수 있기 때문에 유용합니다.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
다시 뇌 이야기로 돌아와서요,
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
이 사진은 "Brainbow"라고 불리는 유전자 조작된 쥐에서 나온 것입니다.
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
이름에서 말하듯이
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
이 뉴런들이 서로 다른 색깔로 발광하게 됩니다.
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
신경과학자들은 때로는 전체 세포보다는
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
뉴런의 각각의 분자 성분을
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
확인하고 싶을때가 있습니다.
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
몇가지 방법으로 확인 할 수 있는데요,
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
가장 보편적인 방법중에 하나는
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
항체를 이용하는 것입니다.
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
물론 면역체계에서
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
중요한 역할을 하는걸로 친숙하죠.
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
항체는 면역체계에 아주 유용한걸로 알려졌는데요,
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
특별한 분자를 인지 할 수 있기 때문입니다.
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
예를들어, 인체에 침투하는
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
바이러스의 단백질 코드 같은 것 말이죠.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
그래서 연구원들이 뇌속의 특별한 분자를
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
찾아내기 위해 이런 사실을 이용하게 된 것입니다.
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
그리고 세포의 하부 구조들 각각을
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
구분하는데 이용하기도 합니다.
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
오늘 여러분들에게 보여드린 많은 사진들은 정말 아름답기도 하지만,
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
매우 강력한 의미를 가지고 있습니다.
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
굉장히 설득력있는 이미지들입니다.
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
예들들어, 이것은 쥐의 뇌조직에서 세로틴에
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
반응하는 항체 착색 사진입니다.
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
물론 여러분들은 우울증과 불안과 관련된
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
세로틴에 대해서 많이 들어 보셨을 겁니다.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
이런 병들을 치료하는
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
우울증치료제(SSRI)도 들어 보셨을 겁니다.
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
세로틴이 어떻게 작용하는지 알기 위해서,
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
세로틴이 분비되는 곳이 어딘지를 아는것은 매우 중요합니다.
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
그래서 이와 같은 항체 착색은
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
이런 질문에 대한 답을 얻는데 이용 될 수 있습니다.
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
저는 여러분들이 이런 생각들을 해주셨으면 합니다 :
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
녹색 형광 단백질과 항체 착색은
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
원래부터 천연 물질입니다.
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
그것들은 자연적으로 진화했는데,
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
뭐 예를 들면, 해파리가 초록색으로 보이게 하거나,
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
침투한 바이러스의 단백질 코드를 탐지하기 위해서 말입니다.
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
그리고 한참후에 과학자들이 나타나서 말하죠.
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
"이야~ 여기 좋은 도구들이 있네!!
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
이 도구의 기능들은 우리의
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
연구에 사용해도 됬었을 텐데.."
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
보잘것 없는 인간의 생각을 활용하기 보다는
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
이런 도구들을 만들어 내기 위해,
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
위대한 기술자(자연)에 의해서
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
수백만년동안 잘 개발되고 다듬어진
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
자연적인 도구들이 존재한다는 것이죠.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
감사합니다.
04:50
(Applause)
110
274877
2538
(박수)
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