ABOUT THE SPEAKER
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writer
Carl 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.

More profile about the speaker
Carl Schoonover | Speaker | TED.com
TED2012

Carl Schoonover: How to look inside the brain

Карл Шуновер: Как заглянуть внутрь мозга

Filmed:
962,022 views

Мы знаем о выдающихся достижениях в изучении мозга, но как на практике изучают нейроны внутри него? Используя восхитительные иллюстрации, нейроанатом и стипендиат программы TED Fellows Карл Шуновер рассказывает об инструментах, которые позволяют заглянуть внутрь нашего мозга.
- Neuroscience PhD student + writer
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-oldтысяч лет drawingРисование of the brainголовной мозг.
0
359
3996
Вот схема мозга человека, которой тысяча лет.
00:20
It's a diagramдиаграмма of the visualвизуальный systemсистема.
1
4355
1912
Это диаграмма зрительной системы.
00:22
And some things look very familiarзнакомые todayCегодня.
2
6267
2750
И сегодня некоторые детали хорошо узнаваемы.
00:24
Two eyesглаза at the bottomдно, opticоптический nerveнерв flowingтекущий out from the back.
3
9017
4367
Два глаза в нижней части, оптический нерв, выходящий сзади.
00:29
There's a very largeбольшой noseнос
4
13384
2120
Очень большой нос, который, судя по всему,
00:31
that doesn't seemказаться to be connectedсвязанный to anything in particularконкретный.
5
15504
3317
ни с чем особенно не связан.
00:34
And if we compareсравнить this
6
18821
1700
И если мы сравним это
00:36
to more recentнедавний representationsпредставления of the visualвизуальный systemсистема,
7
20521
2074
с современными представлениями о зрительной системе,
00:38
you'llВы будете see that things have gottenполученный substantiallyпо существу more complicatedсложно
8
22595
2957
то увидим, что всё стало намного сложнее
00:41
over the interveningвмешиваясь thousandтысяча yearsлет.
9
25552
1573
за прошедшую тысячу лет.
00:43
And that's because todayCегодня we can see what's insideвнутри of the brainголовной мозг,
10
27125
2965
И это потому, что сегодня мы способны заглянуть внутрь мозга,
00:45
ratherскорее than just looking at its overallв общем и целом shapeформа.
11
30090
2481
а не просто наблюдать его извне.
00:48
ImagineПредставить you wanted to understandПонимаю how a computerкомпьютер worksработает
12
32571
3979
Представьте себе, что вы бы попытались разобраться, как работает компьютер,
00:52
and all you could see was a keyboardклавиатура, a mouseмышь, a screenэкран.
13
36550
3179
получив возможность рассмотреть только клавиатуру, мышку и дисплей.
00:55
You really would be kindсвоего рода of out of luckвезение.
14
39729
2396
У вас бы ничего не получилось.
00:58
You want to be ableв состоянии to openоткрытый it up, crackтрещина it openоткрытый,
15
42125
2042
Вы бы захотели открыть его, разобрать,
01:00
look at the wiringпроводка insideвнутри.
16
44167
1844
чтобы увидеть всю эту проводку внутри.
01:01
And up untilдо a little more than a centuryвека agoтому назад,
17
46011
1864
И ещё чуть более чем сто лет назад,
01:03
nobodyникто was ableв состоянии to do that with the brainголовной мозг.
18
47875
2000
никто не мог сделать это с мозгом.
01:05
NobodyНикто had had a glimpseпроблеск of the brain'sмозги wiringпроводка.
19
49875
1880
Никому не удавалось увидеть «проводку» внутри мозга.
01:07
And that's because if you take a brainголовной мозг out of the skullчереп
20
51755
2952
И это потому, что если извлечь мозг из черепа,
01:10
and you cutпорез a thinтонкий sliceкусочек of it,
21
54707
1689
препарировать тончайший срез
01:12
put it underпод even a very powerfulмощный microscopeмикроскоп,
22
56396
2498
и поместить его даже под очень мощный микроскоп,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
вы ничего не увидите.
01:15
It's grayсерый, formlessбесформенный.
24
60075
1613
Просто серую, бесформенную массу.
01:17
There's no structureсостав. It won'tне будет tell you anything.
25
61688
2604
Никакой структуры, по которой можно что-то понять.
01:20
And this all changedизменено in the lateпоздно 19thго centuryвека.
26
64292
2854
И эта ситуация изменилась в конце 19-го века.
01:23
SuddenlyВдруг, newновый chemicalхимическая stainsразводы for brainголовной мозг tissueткань were developedразвитая
27
67146
3875
Внезапно были разработаны новые методы окрашивания нервной ткани,
01:26
and they gaveдал us our first glimpsesмелькают at brainголовной мозг wiringпроводка.
28
71021
2812
которые позволили нам взглянуть внутрь мозга.
01:29
The computerкомпьютер was crackedтреснувший openоткрытый.
29
73833
2013
Компьютер был взломан.
01:31
So what really launchedзапущенный modernсовременное neuroscienceневрология
30
75846
2856
To, что в действительности положило начало современной нейробиологии —
01:34
was a stainпятно calledназывается the GolgiГольджи stainпятно.
31
78702
1965
это окрашивание по методу Голджи.
01:36
And it worksработает in a very particularконкретный way.
32
80667
1881
Его механизм очень специфичен.
01:38
InsteadВместо of stainingокрашивание all of the cellsячейки insideвнутри of a tissueткань,
33
82548
3110
Вместо окраски всех клеток ткани
01:41
it somehowкак-то only stainsразводы about one percentпроцент of them.
34
85658
3032
он каким-то образом окрашивает около одного процента.
01:44
It clearsрассеется the forestлес, revealsпоказывает the treesдеревья insideвнутри.
35
88690
3342
Он расчищает лес, позволяя разглядеть отдельные деревья.
01:47
If everything had been labeledмаркированный, nothing would have been visibleвидимый.
36
92032
2672
Если окрасить все, то ничего не было бы видно.
01:50
So somehowкак-то it showsшоу what's there.
37
94704
2046
А так можно увидеть, что внутри.
01:52
Spanishиспанский neuroanatomistнейроанатом SantiagoСантьяго RamonРамон y Cajalкахаль,
38
96750
2667
Испанский нейроанатом Сантьяго Рамон-и-Кахаль,
01:55
who'sкто widelyшироко consideredсчитается the fatherотец of modernсовременное neuroscienceневрология,
39
99417
2845
который считается отцом современной нейробиологии,
01:58
appliedприкладная this GolgiГольджи stainпятно, whichкоторый yieldsдоходность dataданные whichкоторый looksвыглядит like this,
40
102262
3897
использовал окрашивание Гольджи и получил вот такие результаты,
02:02
and really gaveдал us the modernсовременное notionпонятие of the nerveнерв cellклетка, the neuronнейрон.
41
106159
3758
введя современное понятие о клетке нервной ткани — нейроне.
02:05
And if you're thinkingмышление of the brainголовной мозг as a computerкомпьютер,
42
109917
2614
И если представить, что мозг это компьютер,
02:08
this is the transistorтранзистор.
43
112531
2011
то это транзистор.
02:10
And very quicklyбыстро Cajalкахаль realizedпонял
44
114542
2075
И вскоре Кахаль понял,
02:12
that neuronsнейроны don't operateработать aloneв одиночестве,
45
116617
2337
что нейроны не работают поодиночке,
02:14
but ratherскорее make connectionsсвязи with othersдругие
46
118954
1838
а связываются с другими нейронами,
02:16
that formформа circuitsсхемы just like in a computerкомпьютер.
47
120792
2506
формируя электроцепи, совсем как в компьютерах.
02:19
TodayCегодня, a centuryвека laterпозже, when researchersисследователи want to visualizeвизуализировать neuronsнейроны,
48
123298
3391
В наши дни, сто лет спустя, чтобы увидеть нейроны,
02:22
they lightлегкий them up from the insideвнутри ratherскорее than darkeningпотемнение them.
49
126689
2767
исследователи вместо окрашивания подсвечивают их изнутри.
02:25
And there's severalнесколько waysпути of doing this.
50
129456
1150
И для этого есть несколько способов.
02:26
But one of the mostбольшинство popularпопулярный onesте,
51
130606
1727
Один из самых популярных
02:28
involvesвключает в себя greenзеленый fluorescentфлуоресцентный proteinбелок.
52
132333
2092
использует флуоресцентный белок.
02:30
Now greenзеленый fluorescentфлуоресцентный proteinбелок,
53
134425
1659
Зелёный флуоресцентный белок,
02:31
whichкоторый oddlyстранно enoughдостаточно comesвыходит from a bioluminescentбиолюминесценции jellyfishмедуза,
54
136084
3145
который добывают из биолюминесцентных медуз,
02:35
is very usefulполезным.
55
139229
1238
оказался очень полезным.
02:36
Because if you can get the geneген for greenзеленый fluorescentфлуоресцентный proteinбелок
56
140467
2638
Если выделить ген зелёного флуоресцентного белка
02:39
and deliverдоставить it to a cellклетка,
57
143105
1675
и ввести его в клетку,
02:40
that cellклетка will glowпылать greenзеленый --
58
144780
1747
она начинает светиться зелёным светом;
02:42
or any of the manyмногие variantsварианты now of greenзеленый fluorescentфлуоресцентный proteinбелок,
59
146527
3746
сегодня есть множество вариантов флуоресцентного протеина,
02:46
you get a cellклетка to glowпылать manyмногие differentдругой colorsцвета.
60
150273
1664
так, что можно получить свечение разных цветов.
02:47
And so comingприход back to the brainголовной мозг,
61
151937
1521
Вернёмся к мозгу — вот генетически модифицированный
02:49
this is from a geneticallyгенетически engineeredинженерии mouseмышь calledназывается "Brainbowбрэйнбоу."
62
153458
3800
мозг мыши под названием «нейрорадуга».
02:53
And it's so calledназывается, of courseкурс,
63
157258
1550
Конечно же, его название обусловлено тем,
02:54
because all of these neuronsнейроны are glowingпылающий differentдругой colorsцвета.
64
158808
3612
что нейроны светятся разными цветами.
02:58
Now sometimesиногда neuroscientistsневрологи need to identifyидентифицировать
65
162420
3451
Иногда нейробиологам требуется распознать
03:01
individualиндивидуальный molecularмолекулярная componentsкомпоненты of neuronsнейроны, moleculesмолекулы,
66
165871
3044
отдельные молекулы внутри нейронов, молекулы,
03:04
ratherскорее than the entireвсе cellклетка.
67
168915
1798
а не всю клетку.
03:06
And there's severalнесколько waysпути of doing this,
68
170713
1706
Для этого существует несколько способов,
03:08
but one of the mostбольшинство popularпопулярный onesте,
69
172419
1469
из которых самый популярный
03:09
involvesвключает в себя usingс помощью antibodiesантитела.
70
173888
2195
использует антитела.
03:11
And you're familiarзнакомые, of courseкурс,
71
176083
1337
Вы, конечно же, знакомы
03:13
with antibodiesантитела as the henchmenприспешники of the immuneиммунный systemсистема.
72
177420
2951
с антителами, как с оруженосцами иммунной системы.
03:16
But it turnsвитки out that they're so usefulполезным to the immuneиммунный systemсистема
73
180371
2418
Механизм их защитного действия заключается
03:18
because they can recognizeпризнать specificконкретный moleculesмолекулы,
74
182789
2550
в способности распознавать определённые молекулы,
03:21
like, for exampleпример, the codeкод proteinбелок
75
185339
2119
такие, к примеру, как белковый код вируса,
03:23
of a virusвирус that's invadingвторгшийся the bodyтело.
76
187458
2388
поражающего организм.
03:25
And researchersисследователи have used this factфакт
77
189846
2045
Исследователи использовали этот факт
03:27
in orderзаказ to recognizeпризнать specificконкретный moleculesмолекулы insideвнутри of the brainголовной мозг,
78
191891
4325
для распознавания отдельных молекул внутри мозга,
03:32
recognizeпризнать specificконкретный substructuresподструктуры of the cellклетка
79
196216
2640
чтобы распознать определённые подсистемы клеток
03:34
and identifyидентифицировать them individuallyв отдельности.
80
198856
2244
и идентифицировать их по отдельности.
03:37
And a lot of the imagesизображений I've been showingпоказ you here are very beautifulкрасивая,
81
201100
3025
Это изображения, которые я вам показал, поражающе красивы
03:40
but they're alsoтакже very powerfulмощный.
82
204125
1906
и в то же время очень важны́.
03:41
They have great explanatoryпояснительная powerмощность.
83
206031
1636
Они обладают огромной пояснительной силой.
03:43
This, for exampleпример, is an antibodyантитело stainingокрашивание
84
207667
2090
Вот, к примеру, окрашенные антителами
03:45
againstпротив serotoninсеротонин transportersтранспортеры in a sliceкусочек of mouseмышь brainголовной мозг.
85
209757
3520
нейротрансмиттеры серотонина в срезе мозга мыши.
03:49
And you've heardуслышанным of serotoninсеротонин, of courseкурс,
86
213277
1681
Вы, конечно же, слышали о серотонине
03:50
in the contextконтекст of diseasesболезни like depressionдепрессия and anxietyтревожность.
87
214958
2827
в контексте таких болезней, как депрессии и неврозы.
03:53
You've heardуслышанным of SSRIsСИОЗС,
88
217785
1408
Вы слышали об антидепрессантах — лекарствах,
03:55
whichкоторый are drugsнаркотики that are used to treatрассматривать these diseasesболезни.
89
219193
2897
используемых для лечения этих болезней.
03:57
And in orderзаказ to understandПонимаю how serotoninсеротонин worksработает,
90
222090
2890
И для того, чтобы понять механизмы действия серотонина,
04:00
it's criticalкритический to understandПонимаю where the serontoninserontonin machineryмашины is.
91
224980
3076
критически важно знать местонахождение этих механизмов.
04:03
And antibodyантитело stainingsокрашивание like this one
92
228056
1596
И вот такое окрашивание антителами, как это,
04:05
can be used to understandПонимаю that sortСортировать of questionвопрос.
93
229652
3546
может быть использовано для ответа на подобные вопросы.
04:09
I'd like to leaveоставлять you with the followingследующий thought:
94
233198
2558
Я бы хотел закончить, оставив вам такую информацию к размышлению:
04:11
Greenзеленый fluorescentфлуоресцентный proteinбелок and antibodiesантитела
95
235756
2610
Зелёный флуоресцентный белок и антитела
04:14
are bothи то и другое totallyполностью naturalнатуральный productsпродукты at the get-goполучить идти.
96
238366
3007
с самого начала были полностью натуральными продуктами.
04:17
They were evolvedэволюционировали by natureприрода
97
241373
2779
Их использовала природа, для того, чтобы медузы
04:20
in orderзаказ to get a jellyfishмедуза to glowпылать greenзеленый for whateverбез разницы reasonпричина,
98
244152
2567
светились зелёным светом, не важно по каким причинам,
04:22
or in orderзаказ to detectобнаружить the codeкод proteinбелок of an invadingвторгшийся virusвирус, for exampleпример.
99
246719
4383
или для того, чтобы распознавать белковый код вирусной инфекции.
04:27
And only much laterпозже did scientistsученые come ontoна the sceneместо действия
100
251102
3017
И только много позже появились учёные,
04:30
and say, "Hey, these are toolsинструменты,
101
254119
2023
и сказали: «Ага, вот эти инструменты,
04:32
these are functionsфункции that we could use
102
256142
2113
эти механизмы, которыми мы могли бы воспользоваться
04:34
in our ownсвоя researchисследование toolинструмент paletteпалитра."
103
258255
2008
в нашем исследовательском инструментарии».
04:36
And insteadвместо of applyingприменение feebleслабый humanчеловек mindsумов
104
260263
3628
Вместо того чтобы с помощью ограниченных возможностей человека
04:39
to designingпроектирование these toolsинструменты from scratchцарапина,
105
263891
1884
разрабатывать эти инструменты с нуля,
04:41
there were these ready-madeготовый solutionsрешения right out there in natureприрода
106
265775
2904
были использованы готовые решения, созданные природой,
04:44
developedразвитая and refinedутонченный steadilyпостоянно for millionsмиллионы of yearsлет
107
268679
3236
улучшенные и отшлифованные в течение миллионов лет
04:47
by the greatestвеличайший engineerинженер of all.
108
271915
1700
этим самым великим инженером всех времён.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
Спасибо.
04:50
(ApplauseАплодисменты)
110
274877
2538
(Аплодисменты)
Translated by Oleg Polonsky
Reviewed by Aliaksandr Autayeu

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writer
Carl 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.

More profile about the speaker
Carl Schoonover | Speaker | TED.com