TED2012
Carl Schoonover: How to look inside the brain
Carl Schoonover: Como olhar o interior do cérebro
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Têm ocorrido avanços notáveis na compreensão do cérebro, mas como é que se estuda realmente os neurónios no seu interior? Usando magníficas imagens, o neurocientista e Companheiro TED Carl Schoonover mostra as ferramentas que nos permitem ver o interior dos nossos cérebros.
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
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00:16
This is a thousand-year-old drawing of the brain.
0
359
3996
Este é um desenho do cérebro com mil anos.
00:20
It's a diagram of the visual system.
1
4355
1912
É um diagrama do sistema visual.
00:22
And some things look very familiar today.
2
6267
2750
E algumas coisas parecem-nos hoje muito familiares.
00:24
Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back.
3
9017
4367
Dois olhos na base, o nervo óptico fluindo a partir da zona posterior.
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
Há um nariz muito largo
00:31
that doesn't seem to be connected to anything in particular.
5
15504
3317
que não parece estar ligado a nada em particular.
00:34
And if we compare this
6
18821
1700
E se compararmos isto
00:36
to more recent representations of the visual system,
7
20521
2074
com representações mais recentes do sistema visual
00:38
you'll see that things have gotten substantially more complicated
8
22595
2957
verão que as coisas se tornaram substancialmente mais complicadas
00:41
over the intervening thousand years.
9
25552
1573
durante esses mil anos.
00:43
And that's because today we can see what's inside of the brain,
10
27125
2965
E isso porque hoje podemos ver o que está no interior do cérebro
00:45
rather than just looking at its overall shape.
11
30090
2481
em vez de apenas olharmos para a sua forma geral.
00:48
Imagine you wanted to understand how a computer works
12
32571
3979
Imaginem que queriam compreender como funciona um computador
00:52
and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen.
13
36550
3179
e só podiam ver era um teclado, um rato, um ecrã.
00:55
You really would be kind of out of luck.
14
39729
2396
Vocês não teriam sorte nenhuma.
00:58
You want to be able to open it up, crack it open,
15
42125
2042
Vocês querem poder abri-lo, escancará-lo,
01:00
look at the wiring inside.
16
44167
1844
olhar para as ligações internas.
01:01
And up until a little more than a century ago,
17
46011
1864
E até há pouco mais de um século
01:03
nobody was able to do that with the brain.
18
47875
2000
ninguém conseguia fazer isso com o cérebro.
01:05
Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
19
49875
1880
Ninguém tinha tido um vislumbre das ligações cerebrais.
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull
20
51755
2952
E isso porque se retirarem um cérebro do crânio,
01:10
and you cut a thin slice of it,
21
54707
1689
lhe cortarem uma fatia fina,
01:12
put it under even a very powerful microscope,
22
56396
2498
e mesmo que a ponham sob um microscópio muito potente,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
não há nada ali.
01:15
It's gray, formless.
24
60075
1613
É cinzento, sem forma.
01:17
There's no structure. It won't tell you anything.
25
61688
2604
Não tem estrutura. Não vos dirá nada.
01:20
And this all changed in the late 19th century.
26
64292
2854
E tudo isto mudou no final do séc. XIX.
01:23
Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed
27
67146
3875
De repente, foram desenvolvidos novos corantes químicos para o tecido cerebral
01:26
and they gave us our first glimpses at brain wiring.
28
71021
2812
o que nos proporcionou o primeiro vislumbre das ligações cerebrais.
01:29
The computer was cracked open.
29
73833
2013
O computador foi escancarado.
01:31
So what really launched modern neuroscience
30
75846
2856
Portanto, o que realmente lançou a neurociência moderna
01:34
was a stain called the Golgi stain.
31
78702
1965
foi uma coloração chamada "coloração de Golgi".
01:36
And it works in a very particular way.
32
80667
1881
E funciona de uma forma muito particular.
01:38
Instead of staining all of the cells inside of a tissue,
33
82548
3110
Em vez de tingir todas as células no interior de um tecido,
01:41
it somehow only stains about one percent of them.
34
85658
3032
ela tinge apenas cerca de 1% das mesmas.
01:44
It clears the forest, reveals the trees inside.
35
88690
3342
Limpa a floresta, revela as árvores no seu interior.
01:47
If everything had been labeled, nothing would have been visible.
36
92032
2672
Se tudo tivesse ficado marcado, nada teria ficado visível.
01:50
So somehow it shows what's there.
37
94704
2046
Portanto, de certa forma, revela-nos o que lá existe.
01:52
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal,
38
96750
2667
O neuroanatomista espanhol Santiago Ramon y Cajal,
01:55
who's widely considered the father of modern neuroscience,
39
99417
2845
que é geralmente considerado o pai da neurociência moderna,
01:58
applied this Golgi stain, which yields data which looks like this,
40
102262
3897
aplicou esta coloração de Golgi, e produziu dados com este aspecto,
02:02
and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron.
41
106159
3758
e ao fazê-lo deu-nos a noção actual da célula nervosa, o neurónio.
02:05
And if you're thinking of the brain as a computer,
42
109917
2614
E, se estiverem a pensar no cérebro como um computador,
02:08
this is the transistor.
43
112531
2011
isto é o transistor.
02:10
And very quickly Cajal realized
44
114542
2075
E muito rapidamente Cajal percebeu
02:12
that neurons don't operate alone,
45
116617
2337
que os neurónios não operam sozinhos,
02:14
but rather make connections with others
46
118954
1838
mas, antes, estabelecem ligações com outros
02:16
that form circuits just like in a computer.
47
120792
2506
que formam circuitos, tal como acontece num computador.
02:19
Today, a century later, when researchers want to visualize neurons,
48
123298
3391
Hoje, um século mais tarde, quando os investigadores querem visualizar os neurónios,
02:22
they light them up from the inside rather than darkening them.
49
126689
2767
iluminam-nos a partir do interior, em vez de os escurecer.
02:25
And there's several ways of doing this.
50
129456
1150
E há várias maneiras de fazer isto.
02:26
But one of the most popular ones
51
130606
1727
Mas uma das mais populares
02:28
involves green fluorescent protein.
52
132333
2092
envolve proteína verde fluorescente.
02:30
Now green fluorescent protein,
53
134425
1659
A proteína verde fluorescente,
02:31
which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish,
54
136084
3145
que, curiosamente, vem de uma alforreca bioluminescente,
02:35
is very useful.
55
139229
1238
é muito útil.
02:36
Because if you can get the gene for green fluorescent protein
56
140467
2638
Porque, se conseguirmos obter o gene da proteína verde fluorescente
02:39
and deliver it to a cell,
57
143105
1675
e introduzi-lo numa célula,
02:40
that cell will glow green --
58
144780
1747
essa célula ficará verde brilhante --
02:42
or any of the many variants now of green fluorescent protein,
59
146527
3746
ou, com as muitas actuais variantes da proteína verde fluorescente,
02:46
you get a cell to glow many different colors.
60
150273
1664
obteremos células a brilhar em muitas cores diferentes.
02:47
And so coming back to the brain,
61
151937
1521
E assim, voltando ao cérebro,
02:49
this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow."
62
153458
3800
este é de um rato geneticamente modificado chamado "Brainbow" (cérebro em arco-íris).
02:53
And it's so called, of course,
63
157258
1550
E chama-se assim, evidentemente,
02:54
because all of these neurons are glowing different colors.
64
158808
3612
porque todos estes neurónios brilham em cores diferentes.
02:58
Now sometimes neuroscientists need to identify
65
162420
3451
Por vezes os neurocientistas precisam de identificar
03:01
individual molecular components of neurons, molecules,
66
165871
3044
componentes moleculares individuais dos neurónios, moléculas,
03:04
rather than the entire cell.
67
168915
1798
em vez de células inteiras.
03:06
And there's several ways of doing this,
68
170713
1706
E há várias maneiras de fazer isso,
03:08
but one of the most popular ones
69
172419
1469
mas uma das mais populares
03:09
involves using antibodies.
70
173888
2195
envolve o uso de anticorpos.
03:11
And you're familiar, of course,
71
176083
1337
E, claro, vocês estão familiarizados com os anticorpos,
03:13
with antibodies as the henchmen of the immune system.
72
177420
2951
como guarda-costas do sistema imunitário.
03:16
But it turns out that they're so useful to the immune system
73
180371
2418
Mas acontece que se eles são tão úteis ao sistema imunitário
03:18
because they can recognize specific molecules,
74
182789
2550
é porque conseguem reconhecer moléculas específicas,
03:21
like, for example, the code protein
75
185339
2119
como, por exemplo, a proteína código
03:23
of a virus that's invading the body.
76
187458
2388
de um vírus que esteja a invadir o corpo.
03:25
And researchers have used this fact
77
189846
2045
E os investigadores aproveitaram este facto
03:27
in order to recognize specific molecules inside of the brain,
78
191891
4325
para reconhecerem moléculas específicas no interior do cérebro,
03:32
recognize specific substructures of the cell
79
196216
2640
reconhecer estruturas específicas da célula
03:34
and identify them individually.
80
198856
2244
e identificá-las individualmente.
03:37
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful,
81
201100
3025
E muitas das imagens que vos tenho estado a mostrar aqui
03:40
but they're also very powerful.
82
204125
1906
são muito belas, mas também muito poderosas.
03:41
They have great explanatory power.
83
206031
1636
Têm um grande poder explicativo.
03:43
This, for example, is an antibody staining
84
207667
2090
Esta, por exemplo, é uma coloração de anticorpo
03:45
against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
85
209757
3520
contra os transportadores de serotonina numa fatia de cérebro de rato.
03:49
And you've heard of serotonin, of course,
86
213277
1681
E claro que já ouviram falar da serotonina
03:50
in the context of diseases like depression and anxiety.
87
214958
2827
no contexto de doenças como a depressão e a ansiedade.
03:53
You've heard of SSRIs,
88
217785
1408
Ouviram falar de ISRSs,
03:55
which are drugs that are used to treat these diseases.
89
219193
2897
que são fármacos usados para tratar estas doenças.
03:57
And in order to understand how serotonin works,
90
222090
2890
E, para se compreender como a serotonina funciona,
04:00
it's critical to understand where the serontonin machinery is.
91
224980
3076
é fundamental compreender onde está o mecanismo de funcionamento da serotonina.
04:03
And antibody stainings like this one
92
228056
1596
E colorações de anticorpos como esta
04:05
can be used to understand that sort of question.
93
229652
3546
podem ser usadas para compreender esse tipo de questões.
04:09
I'd like to leave you with the following thought:
94
233198
2558
Gostaria de vos deixar o seguinte pensamento:
04:11
Green fluorescent protein and antibodies
95
235756
2610
Tanto as proteínas como os anticorpos verde fluorescentes
04:14
are both totally natural products at the get-go.
96
238366
3007
são, à partida, produtos inteiramente naturais.
04:17
They were evolved by nature
97
241373
2779
Evoluíram naturalmente
04:20
in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason,
98
244152
2567
para conferir à alforreca um brilho verde, seja ela qual for a razão,
04:22
or in order to detect the code protein of an invading virus, for example.
99
246719
4383
ou para detectar a proteína código de um vírus invasor, por exemplo.
04:27
And only much later did scientists come onto the scene
100
251102
3017
E só muito mais tarde é que os cientistas entraram em cena
04:30
and say, "Hey, these are tools,
101
254119
2023
e disseram: "Espera aí, isto são ferramentas,
04:32
these are functions that we could use
102
256142
2113
isto são funções que podíamos usar
04:34
in our own research tool palette."
103
258255
2008
na nossa paleta de ferramentas de pesquisa."
04:36
And instead of applying feeble human minds
104
260263
3628
E em vez de porem pobres mentes humanas
04:39
to designing these tools from scratch,
105
263891
1884
a conceber estas ferramentas a partir do nada,
04:41
there were these ready-made solutions right out there in nature
106
265775
2904
serviram-se destas soluções prontas a usar ali mesmo, na natureza,
04:44
developed and refined steadily for millions of years
107
268679
3236
desenvolvidas e aperfeiçoadas durante milhões de anos
04:47
by the greatest engineer of all.
108
271915
1700
pelo melhor engenheiro existente.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
Obrigado.
04:50
(Applause)
110
274877
2538
(Aplausos)
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