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

Carl Schoonover: Ako sa pozrieť dovnútra mozgu

Filmed:
962,022 views

V pochopení ľudského mozgu sme dosiahli značné pokroky, avšak ako vlastne môžme študovať neuróny v jeho vnútri? S použitím vynikajúcich obrazových ukážok nám neurovedec a člen TED-u Carl Shoonover ukáže nástroje, ktoré nám umožňujú nahliadať do vnútra nášho mozgu.
- 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-oldtisíc-rok-starý drawingkreslenie of the brainmozog.
0
359
3996
Toto je tisíc rokov stará kresba mozgu.
00:20
It's a diagramdiagram of the visualvizuálne systemsystém.
1
4355
1912
Je to nákres zrakového ústrojenstva.
00:22
And some things look very familiaroboznameny todaydnes.
2
6267
2750
Niektoré veci vyzerajú veľmi povedome.
00:24
Two eyesoči at the bottomdno, opticoptický nervenerv flowingtečúcou out from the back.
3
9017
4367
Dole vidíme dve oči, potom je tu zrakový nerv, ktorý sa vinie zo zadu.
00:29
There's a very largeveľký nosenos
4
13384
2120
Potom tu máme veľmi veľký nos,
00:31
that doesn't seempripadať to be connectedspojený to anything in particularkonkrétny.
5
15504
3317
ktorý akoby ani nebol k ničomu pripojený.
00:34
And if we compareporovnať this
6
18821
1700
A ak nákres porovnáme
00:36
to more recentnedávny representationszastúpenia of the visualvizuálne systemsystém,
7
20521
2074
so súčasnejšími zobrazeniami zrakového ústrojenstva
00:38
you'llbudete see that things have gottendostali substantiallypodstatne more complicatedkomplikovaný
8
22595
2957
zistíme, že za uplynulých tisíc rokov
00:41
over the interveningvedľajší thousandtisíc yearsleta.
9
25552
1573
sa veci značne skomplikovali.
00:43
And that's because todaydnes we can see what's insidevnútri of the brainmozog,
10
27125
2965
A to vďaka tomu, že dnes dokážeme vidieť, čo je vo vnútri mozgu,
00:45
rathertrochu than just looking at its overallcelkovo shapetvar.
11
30090
2481
než ako len pozorovať jeho celkový tvar.
00:48
ImaginePredstavte si you wanted to understandrozumieť how a computerpočítačový workspráce
12
32571
3979
Predstavte si, že by ste chceli pochopiť,ako funguje počítač.
00:52
and all you could see was a keyboardklávesnica, a mousemyš, a screenplátno.
13
36550
3179
Videli by ste len klávesnicu, myš a monitor.
00:55
You really would be kinddruh of out of luckšťastie.
14
39729
2396
To by ste asi veľmi neuspeli.
00:58
You want to be ableschopný to openotvorený it up, crackcrack it openotvorený,
15
42125
2042
Chceli by ste dokázať ten počítač otvoriť, rozmontovať
01:00
look at the wiringelektroinštalácie insidevnútri.
16
44167
1844
a pozrieť sa na káble.
01:01
And up untilkým a little more than a centurystoročia agopred,
17
46011
1864
A ešte pred sto rokmi,
01:03
nobodynikto was ableschopný to do that with the brainmozog.
18
47875
2000
nikto nič také s mozgom nedokázal.
01:05
NobodyNikto had had a glimpseletmý pohľad of the brain'smozog je wiringelektroinštalácie.
19
49875
1880
Nikto ani len netušil, aké sú jeho vnútorné spoje.
01:07
And that's because if you take a brainmozog out of the skulllebka
20
51755
2952
A to preto, že ak mozog vyberiete z lebky,
01:10
and you cutrez a thintenký sliceplátok of it,
21
54707
1689
odrežete z neho malý kúsok
01:12
put it underpod even a very powerfulmocný microscopeMikroskop,
22
56396
2498
a dáte ho hoc aj pod veľmi silný mikroskop,
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
neuvidíte nič.
01:15
It's grayšedá, formlessbeztvará.
24
60075
1613
Je šedý, neforemný.
01:17
There's no structureštruktúra. It won'tnebude tell you anything.
25
61688
2604
Nemá štruktúru, nič vám to nenapovie.
01:20
And this all changedzmenený in the lateneskoro 19thth centurystoročia.
26
64292
2854
Všetko sa to zmenilo ku koncu 19. storočia.
01:23
SuddenlyZrazu, newNový chemicalchemický stainsškvrny for brainmozog tissuetkanivo were developedrozvinutý
27
67146
3875
Zrazu sa podarilo vyvinúť nové chemické farbivá pre mozgové tkanivo,
01:26
and they gavedal us our first glimpsesmomentky at brainmozog wiringelektroinštalácie.
28
71021
2812
ktoré nám ponúkli prvé náhľady na vnútorné mozgové prepojenia.
01:29
The computerpočítačový was crackedKřaplavý openotvorený.
29
73833
2013
Podarilo sa nám rozmontovať počítač.
01:31
So what really launchedzahájený modernmoderný neuroscienceNeuroscience
30
75846
2856
Takže to, čo v skutočnosti odštartovalo moderné neurovedy
01:34
was a stainmoridlo calledvolal the GolgiGolgi stainmoridlo.
31
78702
1965
bolo takzvané Golgiho farbivo,
01:36
And it workspráce in a very particularkonkrétny way.
32
80667
1881
ktoré funguje veľmi špecifickým spôsobom.
01:38
InsteadNamiesto toho of stainingfarbenie all of the cellsbunky insidevnútri of a tissuetkanivo,
33
82548
3110
Namiesto zafarbenia všetkých buniek v tkanive,
01:41
it somehownejako only stainsškvrny about one percentpercento of them.
34
85658
3032
zafarbí iba asi jedno percento z nich.
01:44
It clearsvymaže the forestles, revealsodhaľuje the treesstromy insidevnútri.
35
88690
3342
Rozjasní celý les a odhalí jednotlivé stromy v ňom.
01:47
If everything had been labeledoznačené, nothing would have been visibleviditeľný.
36
92032
2672
Ak by sa zafarbili všetky bunky, nič by sme nevideli.
01:50
So somehownejako it showsrelácie what's there.
37
94704
2046
Takto nejako nám ukáže, čo je vo vnútri.
01:52
Spanishšpanielčina neuroanatomistNeuroanatomist SantiagoSantiago RamonRamon y CajalCajal,
38
96750
2667
Španielsky neuroanatóm Santiago Ramon y Cajal,
01:55
who'skto je widelyširoko consideredpovažovaná the fatherotec of modernmoderný neuroscienceNeuroscience,
39
99417
2845
všeobecne považovaný za otca modernej neurovedy,
01:58
appliedaplikovaný this GolgiGolgi stainmoridlo, whichktorý yieldsvýnosy datadáta whichktorý looksvzhľad like this,
40
102262
3897
použil Golgiho farbivo a získal údaje podobné týmto.
02:02
and really gavedal us the modernmoderný notionpredstava of the nervenerv cellbunka, the neuronneurón.
41
106159
3758
Poskytol nám moderný pohľad na nervovú bunku - neurón.
02:05
And if you're thinkingpremýšľanie of the brainmozog as a computerpočítačový,
42
109917
2614
Ak rozmýšľate o mozgu ako o počítači,
02:08
this is the transistortranzistor.
43
112531
2011
neurón je tranzistor.
02:10
And very quicklyrýchlo CajalCajal realizedsi uvedomil,
44
114542
2075
Cajal si veľmi rýchlo uvedomil,
02:12
that neuronsneuróny don't operateobsluhovať alonesám,
45
116617
2337
že neuróny nepracujú samy,
02:14
but rathertrochu make connectionspripojenie with othersostatné
46
118954
1838
ale radšej sa spájajú s inými neurónmi,
02:16
that formformulár circuitsobvody just like in a computerpočítačový.
47
120792
2506
ktoré potom tvoria podobné obvody ako v počítači.
02:19
TodayDnes, a centurystoročia laterneskôr, when researchersvedci want to visualizezviditeľniť neuronsneuróny,
48
123298
3391
Dnes, o storočie neskôr, keď sa vedci snažia vizualizovať neuróny,
02:22
they lightsvetlo them up from the insidevnútri rathertrochu than darkeningzatemnenie them.
49
126689
2767
namiesto ich stmavenia ich zvnútra osvetlia.
02:25
And there's severalniekoľko waysspôsoby of doing this.
50
129456
1150
Dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi.
02:26
But one of the mostväčšina popularpopulárne onesones
51
130606
1727
Jeden z najpopulárnejších je pomocou
02:28
involveszahŕňa greenzelená fluorescentfluorescenčné proteinproteín.
52
132333
2092
zeleného fluorescenčného proteínu.
02:30
Now greenzelená fluorescentfluorescenčné proteinproteín,
53
134425
1659
Tento zelený fluorescenčný proteín,
02:31
whichktorý oddlypodivne enoughdosť comesprichádza from a bioluminescentbioluminescent jellyfishmedúzy,
54
136084
3145
ktorý prekvapivo pochádza z bioluminiscentnej medúzy,
02:35
is very usefulužitočný.
55
139229
1238
je veľmi užitočný.
02:36
Because if you can get the genegen for greenzelená fluorescentfluorescenčné proteinproteín
56
140467
2638
Pretože ak dokážete vybrať gén pre zelený fluorescenčný proteín
02:39
and deliverdoručiť it to a cellbunka,
57
143105
1675
a preniesť ho do bunky,
02:40
that cellbunka will glowžiara greenzelená --
58
144780
1747
táto bunka bude svietiť na zeleno...
02:42
or any of the manyveľa variantsvarianty now of greenzelená fluorescentfluorescenčné proteinproteín,
59
146527
3746
v prípade iného variantu zeleného fluorescenčného proteínu
02:46
you get a cellbunka to glowžiara manyveľa differentrozdielny colorsfarby.
60
150273
1664
bude bunka svietiť rôznymi farbami.
02:47
And so comingPrichádza back to the brainmozog,
61
151937
1521
Takže, keď sa vrátime späť k mozgu,
02:49
this is from a geneticallygeneticky engineeredinžinierstva mousemyš calledvolal "BrainbowBRainbow."
62
153458
3800
toto je z geneticky upravenej myši nazvanej "Brainbow" (Brain: mozog, rainbow: dúha).
02:53
And it's so calledvolal, of coursekurz,
63
157258
1550
A nazýva sa to tak samozrejme preto,
02:54
because all of these neuronsneuróny are glowingžiariace differentrozdielny colorsfarby.
64
158808
3612
že všetky neuróny svietia inou farbou.
02:58
Now sometimesniekedy neuroscientistsneurológov need to identifyidentifikovať
65
162420
3451
Neurovedci občas potrebujú určiť
03:01
individualjednotlivec molecularmolekulárnej componentskomponenty of neuronsneuróny, moleculesmolekuly,
66
165871
3044
jednotlivé molekulárne zložky neurónov, iba molekuly
03:04
rathertrochu than the entirecelý cellbunka.
67
168915
1798
namiesto celej bunky.
03:06
And there's severalniekoľko waysspôsoby of doing this,
68
170713
1706
Dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi,
03:08
but one of the mostväčšina popularpopulárne onesones
69
172419
1469
ale jeden z najpopulárnejších
03:09
involveszahŕňa usingpoužitím antibodiesprotilátky.
70
173888
2195
zahŕňa použitie protilátok.
03:11
And you're familiaroboznameny, of coursekurz,
71
176083
1337
Ako určite viete,
03:13
with antibodiesprotilátky as the henchmenstúpenci of the immuneimúnna systemsystém.
72
177420
2951
protilátky sú sluhami imunitného systému.
03:16
But it turnszákruty out that they're so usefulužitočný to the immuneimúnna systemsystém
73
180371
2418
Ale vysvitlo, že také užitočné pre imunitný systém sú
03:18
because they can recognizeuznať specificšpecifický moleculesmolekuly,
74
182789
2550
práve preto, že dokážu rozoznať jednotlivé molekuly,
03:21
like, for examplepríklad, the codekód proteinproteín
75
185339
2119
ako napríklad kód proteínu
03:23
of a virusvírus that's invadinginvazívne the bodytelo.
76
187458
2388
vírusu napádajúceho telo.
03:25
And researchersvedci have used this factskutočnosť
77
189846
2045
Vedci použili tento poznatok
03:27
in orderobjednať to recognizeuznať specificšpecifický moleculesmolekuly insidevnútri of the brainmozog,
78
191891
4325
na rozoznávanie jednotlivých molekúl vo vnútri mozgu,
03:32
recognizeuznať specificšpecifický substructuressubštruktúry of the cellbunka
79
196216
2640
jednotlivých podštruktúr buniek
03:34
and identifyidentifikovať them individuallyjednotlivo.
80
198856
2244
a na ich individuálne rozlíšenie.
03:37
And a lot of the imagessnímky I've been showingukazujúci you here are very beautifulkrásny,
81
201100
3025
Veľa obrázkov, ktoré som vám tu ukazoval, je veľmi krásnych,
03:40
but they're alsotaktiež very powerfulmocný.
82
204125
1906
ale majú aj veľkú moc.
03:41
They have great explanatoryvysvetľujúce powermoc.
83
206031
1636
Majú obrovskú vysvetľujúcu hodnotu.
03:43
This, for examplepríklad, is an antibodyprotilátok stainingfarbenie
84
207667
2090
Toto, napríklad, je protilátka zafarbujúca
03:45
againstproti serotoninserotonín transportersprepravcovia in a sliceplátok of mousemyš brainmozog.
85
209757
3520
serotonínové prenášače v kúsku myšieho mozgu.
03:49
And you've heardpočul of serotoninserotonín, of coursekurz,
86
213277
1681
O serotoníne ste samozrejme počuli
03:50
in the contextkontext of diseaseschoroby like depressiondepresie and anxietyúzkosť.
87
214958
2827
v kontexte s chorobami ako je depresia a úzkosť.
03:53
You've heardpočul of SSRIsSSRI,
88
217785
1408
Počuli ste o SSRI (typ antidepresív),
03:55
whichktorý are drugslieky that are used to treatzaobchádzať these diseaseschoroby.
89
219193
2897
čo sú lieky, ktoré sa používajú na ich liečbu.
03:57
And in orderobjednať to understandrozumieť how serotoninserotonín workspráce,
90
222090
2890
A aby sme pochopili, ako serotonín funguje,
04:00
it's criticalkritický to understandrozumieť where the serontoninserontonin machinerystroje is.
91
224980
3076
je zásadné pochopiť, kde sa nachádza serotonínový mechanizmus.
04:03
And antibodyprotilátok stainingsstainings like this one
92
228056
1596
Protilátkové zafarbenia, ako toto,
04:05
can be used to understandrozumieť that sortdruh of questionotázka.
93
229652
3546
nám môžu pomôcť pochopiť podobné otázky.
04:09
I'd like to leavezanechať you with the followingnasledujúce thought:
94
233198
2558
Rád by som vás opustil s nasledujúcou myšlienkou:
04:11
GreenZelená fluorescentfluorescenčné proteinproteín and antibodiesprotilátky
95
235756
2610
Zelené fluorescenčné proteíny a protilátky
04:14
are bothoboje totallynaprosto naturalprírodné productsProdukty at the get-goGet-Jet.
96
238366
3007
sú plne prírodné produkty, čo sa týka dostupnosti.
04:17
They were evolvedvyvinuli by naturepríroda
97
241373
2779
Vytvorila ich príroda,
04:20
in orderobjednať to get a jellyfishmedúzy to glowžiara greenzelená for whateverHocičo reasondôvod,
98
244152
2567
aby medúza mohla, z hocijakého dôvodu, svietiť na zeleno
04:22
or in orderobjednať to detectodhaliť the codekód proteinproteín of an invadinginvazívne virusvírus, for examplepríklad.
99
246719
4383
alebo aby pomohli rozoznať kód proteínu napádajúceho vírusu.
04:27
And only much laterneskôr did scientistsvedci come ontona the scenescéna
100
251102
3017
Až omnoho neskôr prišli vedci
04:30
and say, "Hey, these are toolsnáradie,
101
254119
2023
a povedali: "Hej, toto sú nástroje,
04:32
these are functionsfunkcie that we could use
102
256142
2113
pomôcky, ktoré môžeme použiť
04:34
in our ownvlastný researchvýskum toolnáradie palettepaleta."
103
258255
2008
v našej vlastnej palete výskumných nástrojov."
04:36
And insteadnamiesto of applyingaplikovanie feebleslabý humančlovek mindsmyseľ
104
260263
3628
A namiesto toho, aby použili chabú ľudskú myseľ,
04:39
to designingprojektovanie these toolsnáradie from scratchškrabanec,
105
263891
1884
aby navrhla takéto nástroje od nuly,
04:41
there were these ready-madeready-made solutionsriešenie right out there in naturepríroda
106
265775
2904
mali po ruke už hotové riešenia dostupné priamo v prírode,
04:44
developedrozvinutý and refinedrafinovaný steadilystále for millionsmilióny of yearsleta
107
268679
3236
vyvíjané a precízne vybrusované milióny rokov
04:47
by the greatestnajväčší engineerinžinier of all.
108
271915
1700
tým najlepším inžinierom na svete.
04:49
Thank you.
109
273615
1262
Ďakujem.
04:50
(ApplausePotlesk)
110
274877
2538
(Potlesk)
Translated by Zuzana Bartova
Reviewed by Igor Lalík

▲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