INK Conference
Alexander Tsiaras: Conception to birth -- visualized
Александр Ціарас: Від зачаття до народження - у графічних зображеннях
Filmed:
Readability: 4.9
7,405,500 views
Розробник зображень Александр Ціарас ділиться досягненнями потужної медичної візуалізації, демонструючи розвиток людини від зачаття до народження і надалі. (Деякі наочні графічні зображення.)
Alexander Tsiaras - Medical image maker
Using art and technology, Alexander Tsiaras visualizes the unseen human body. Full bio
Using art and technology, Alexander Tsiaras visualizes the unseen human body. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
I was offered a position as associate professor of medicine
0
0
3000
Мені запропонували посаду старшого викладача медицини
00:18
and chief of scientific visualization
1
3000
3000
та керівника з наукової візуалізації
00:21
at Yale University
2
6000
2000
в Єльському університеті
00:23
in the department of medicine.
3
8000
2000
при кафедрі медицини.
00:25
And my job was to write many of the algorithms and code
4
10000
3000
І моє завдання полягало у розробці численних алгоритмів і кодів
00:28
for NASA to do virtual surgery
5
13000
2000
для НАСА, щоб робити віртуальні операції
00:30
in preparation for the astronauts going into deep spaceflight,
6
15000
3000
під час підготовки космонавтів до космічного польоту, під час якого
00:33
so they could be kept in robotic pods.
7
18000
2000
вони могли б знаходитись у відокремлюваному відсіку.
00:35
One of the fascinating things about what we were actually working on
8
20000
2000
Найзахопливішим під час нашої роботи
00:37
is that we were seeing, using new kinds of scanning technologies,
9
22000
3000
було те, що ми бачили, за допомогою нових технологій сканування,
00:40
things that had just never been seen before --
10
25000
2000
речі, які раніше не можна було побачити -
00:42
I mean, not only in disease management,
11
27000
2000
я маю на увазі, не лише у сфері вивчення хвороб,
00:44
but also things that allowed us to see things about the body
12
29000
4000
але й те, що дало нам змогу побачити з чого побудований людський організм.
00:48
that just made you marvel.
13
33000
3000
Вони просто змушують захоплюватись.
00:51
I remember one of the first times we were looking at collagen.
14
36000
3000
Я пам’ятаю один з тих разів, коли ми вперше дивились на колаген.
00:54
And your entire body, everything --
15
39000
2000
Усе Ваше тіло, усе –
00:56
your hair, skin, bone, nails --
16
41000
2000
ваше волосся, шкіра, кістки, нігті –
00:58
everything is made of collagen.
17
43000
2000
усе зроблене із колагену.
01:00
And it's a kind of rope-like structure
18
45000
2000
І він за структурою нагадує мотузку,
01:02
that twirls and swirls like this.
19
47000
2000
яка ось так закручується і звивається.
01:04
And the only place that collagen changes its structure
20
49000
4000
Єдине місце, де колаген змінює свою структуру –
01:08
is in the cornea of your eye.
21
53000
2000
- це рогівка ока.
01:10
In your eye,
22
55000
2000
У Вашому оці
01:12
it becomes a grid formation,
23
57000
2000
він перетворюється на решітку,
01:14
and therefore, it becomes transparent, as opposed to opaque.
24
59000
3000
і тому стає прозорим, напротивагу непрозорому.
01:17
So perfectly organized a structure,
25
62000
3000
У нього настільки ідеальна будова,
01:20
it was hard not to attribute divinity to it.
26
65000
2000
що важко не назвати його божественним.
01:22
Because we kept on seeing this over and over and over again
27
67000
3000
Тому що ми постійно бачили це знову, і знову, і знову
01:25
in different parts of the body.
28
70000
2000
у різних частинах тіла.
01:27
One of the opportunities I had
29
72000
3000
Мені трапилась слушна нагода.
01:30
was one person was working on a really interesting
30
75000
2000
Один науковець розробляв дуже цікавий
01:32
micromagnetic resonance imaging machine with the NIH.
31
77000
3000
мікромагнітно- резонансний томограф разом із Національним Інститутом Охорони здоров’я США.
01:35
And what we were going to do
32
80000
2000
Ми планували зробити ось що -
01:37
was scan a new project
33
82000
2000
створити новий проект
01:39
on the development of the fetus from conception to birth
34
84000
2000
розвитку плоду від зачаття до народження,
01:41
using these kinds of new technologies.
35
86000
2000
використовуючи ці нові технології.
01:43
So I wrote the algorithms in code,
36
88000
2000
Отже, я розробив програмне забезпечення,
01:45
and he built the hardware -- Paul Lauterbur --
37
90000
3000
а він апаратуру - Пол Лотербур –
01:48
then went onto win the Nobel Prize for inventing the MRI.
38
93000
3000
потім він став Лауреатом Нобелівської премії за винайдення методу магнітно-резонансної томографії.
01:51
I got the data.
39
96000
2000
А я отримав потрібні дані.
01:53
And I'm going to show you a sample of the piece,
40
98000
2000
І зараз я покажу Вам зразок роботи
01:55
"From Conception to Birth."
41
100000
2000
«Від зачаття до народження».
01:57
(Music)
42
102000
6000
(Музика)
02:03
Video text: "From Conception to Birth"
43
108000
3000
Текст відео: «Від зачаття до народження»
02:09
Oocyte
44
114000
3000
Овоцит
02:14
Sperm
45
119000
3000
Сперма
02:20
Egg Inseminated
46
125000
4000
Запліднена яйцеклітина
02:27
24 Hours: Baby's first division
47
132000
3000
24 години: Перший поділ плоду
02:33
The fertilized ovum divides a few hours after fusion ...
48
138000
3000
Запліднена яйцеклітина ділиться через кілька годин після злиття...
02:38
And divides anew every 12 to 15 hours.
49
143000
3000
І знову ділиться кожних 12- 15 годин.
02:41
Early Embryo
50
146000
3000
Рання стадія ембріона
02:44
Yolk sack still feeding Baby.
51
149000
3000
Жовтковий мішок все ще живить маля.
02:48
25 Days: Heart chamber developing
52
153000
4000
25 днів: Розвиваєтся камера серця
02:56
32 Days: Arms & hands are developing
53
161000
7000
32 дні: розвиваються руки та кисті
03:05
36 Days: Beginning of the primitive vertabrae
54
170000
6000
36 днів: зародження простого хребта
03:11
These weeks are the period of the most rapid development of the fetus.
55
176000
7000
Протягом цих тижнів плід розвивається найшвидше.
03:24
If the fetus continues to grow at this speed for the entire nine months,
56
189000
3000
Якби плід продовжував рости з такою швидкістю протягом всіх дев’яти місяців,
03:27
it would be 1.5 tons at birth.
57
192000
2000
то при народженні він би важив 1,5 тонни.
03:31
45 Days
58
196000
4000
45 днів
03:39
Embryo's heart is beating twice as fast as the mother's.
59
204000
5000
Серце ембріона б’ється вдвічі швидше, ніж серце матері.
03:46
51 Days
60
211000
3000
51 день
03:49
52 Days: Developing retina, nose and fingers
61
214000
8000
52 дні: розвивається сітківка ока, ніс та пальці рук
04:03
The fetus' continual movement in the womb
62
228000
5000
Постійний рух плоду всередині матки
04:08
is necessary for muscular and skeletal growth.
63
233000
5000
необхідний для розвитку м’язів і скелету.
04:25
12 Weeks: Indifferent penis --
64
250000
2000
12 тижнів: статевий орган нерозвинений –
04:27
girl or boy yet to be determined
65
252000
2000
визначення статі ще попереду
04:31
8 Months
66
256000
4000
8 місяців
05:01
Delivery: the expulsion stage
67
286000
6000
Пологи: стадія зганяння плоду
05:43
The moment of birth
68
328000
3000
Мить народження
05:52
(Applause)
69
337000
4000
(Аплодисменти)
05:56
Alexander Tsiaras: Thank you.
70
341000
2000
Дякую.
05:58
But as you can see,
71
343000
2000
Але, як Ви бачите,
06:00
when you actually start working on this data,
72
345000
2000
коли ти справді починаєш працювати над цими матеріалами,
06:02
it's pretty spectacular.
73
347000
2000
то вони виглядають досить ефектно.
06:04
And as we kept on scanning more and more,
74
349000
2000
Ми продовжували сканувати все більше і більше знімків,
06:06
working on this project,
75
351000
2000
працюючи над цим проектом,
06:08
looking at these two simple cells
76
353000
2000
дивлячись на ці дві прості гамети,
06:10
that have this kind of unbelievable machinery
77
355000
3000
де закладений якийсь неймовірний механізм,
06:13
that will become the magic of you.
78
358000
2000
що згодом стане чудом, тобто Вами.
06:15
And as we kept on working on this data,
79
360000
2000
Продовжуючи працювати над цими матеріалами,
06:17
looking at small clusters of the body,
80
362000
3000
дивлячись на ці маленькі клітини тіла,
06:20
these little pieces of tissue
81
365000
3000
на ці дрібні шматочки прозорої тканини,
06:23
that were a trophoblast coming off of a blastocyst,
82
368000
2000
трофобласти, що вкривають бластоцисту,
06:25
all of a sudden burrowing itself into the side of the uterus,
83
370000
3000
потім раптом кріпляться до стінок матки,
06:28
saying, "I'm here to stay."
84
373000
2000
«Я тут, щоб залишитись.»
06:30
All of a sudden having conversation and communications
85
375000
2000
Несподівано розмовляючи з
06:32
with the estrogens, the progesterones,
86
377000
2000
гормонами естрогену і прогестерону,
06:34
saying, "I'm here to stay, plant me,"
87
379000
2000
кажучи: «Я тут, щоб залишитись, прийміть мене»,
06:36
building this incredible trilinear fetus
88
381000
3000
будуючи цей дивовижний плід,
06:39
that becomes, within 44 days,
89
384000
2000
що протягом 44 днів
06:41
something that you can recognize,
90
386000
2000
перетворюється на те, що Ви можете розпізнати,
06:43
and then at nine weeks
91
388000
2000
а згодом, у віці дев’яти тижнів
06:45
is really kind of a little human being.
92
390000
2000
справді схожий на маленьку людську істоту.
06:47
The marvel of this information:
93
392000
2000
Дивовижність цієї інформації:
06:49
How do we actually have this biological mechanism
94
394000
2000
яким чином працює біологічний механізм
06:51
inside our body
95
396000
2000
всередині нас,
06:53
to actually see this information?
96
398000
2000
що, по-суті, розпізнає цю інформацію?
06:55
I'm going to show you something pretty unique.
97
400000
2000
Я покажу Вам щось досить унікальне.
06:57
Here's a human heart at 25 [weeks].
98
402000
2000
Це людське серце на двадцять п’ятому тижні життя.
06:59
It's just basically two strands.
99
404000
2000
Це, по суті, просто дві судини.
07:01
And like this magnificent origami,
100
406000
2000
На четвертому тижні
07:03
cells are developing
101
408000
2000
клітини розмножуються
07:05
at one million cells per second at four weeks,
102
410000
3000
зі швидкістю один мільйон на секунду,
07:08
as it's just folding on itself.
103
413000
2000
подібно до розкішного орігамі, що саме складається.
07:10
Within five weeks, you can start to see the early atrium and the early ventricles.
104
415000
3000
Впродовж п’ятого тижня Ви можете бачити зародки передсердя і шлуночока.
07:13
Six weeks, these folds are now beginning
105
418000
2000
Шість тижнів, на початку цих стулок тепер
07:15
with the papilla on the inside of the heart
106
420000
2000
розташований соскоподібний м’яз,
07:17
actually being able to pull down
107
422000
2000
що здатний приводити в рух
07:19
each one of those valves in your heart
108
424000
2000
кожен клапан Вашого серця,
07:21
until you get a mature heart --
109
426000
3000
поки воно повністю сформується -
07:24
and then basically the development of the entire human body.
110
429000
2000
а тоді і весь організм загалом.
07:26
The magic of the mechanisms
111
431000
2000
Дивовижність цих процесів
07:28
inside each genetic structure
112
433000
3000
у кожній генетичній структурі,
07:31
saying exactly where that nerve cell should go --
113
436000
3000
яка точно вказує де та нервова клітина повинна розташовуватись,
07:34
the complexity of these mathematical models
114
439000
2000
складність математичних моделей,
07:36
of how these things are indeed done
115
441000
2000
що насправді виконуються,
07:38
are beyond human comprehension.
116
443000
2000
є поза людським розумінням.
07:40
Even though I am a mathematician,
117
445000
2000
Незважаючи на те, що я математик,
07:42
I look at this with marvel
118
447000
2000
дивлюсь на це із захопленням -
07:44
of how do these instruction sets
119
449000
3000
як складені ці команди,
07:47
not make these mistakes
120
452000
2000
щоб не зробити жодної помилки,
07:49
as they build what is us?
121
454000
2000
будуючи наш організм?
07:51
It's a mystery, it's magic, it's divinity.
122
456000
2000
Це таємниця, це магія, це божественність.
07:53
Then you start to take a look at adult life.
123
458000
3000
Потім Ви починаєте спостерігати за дорослою людиною.
07:56
Take a look at this little tuft of capillaries.
124
461000
2000
Гляньте на цей маленький пучок капілярів.
07:58
It's just a tiny sub-substructure, microscopic.
125
463000
3000
Це лише крихітна підструктутра, мікроскопічна.
08:01
But basically by the time you're nine months and you're given birth,
126
466000
4000
Але насправді, на той час, коли Вам дев’ять місяців і Ви народжуєтесь,
08:05
you have almost 60,000 miles of vessels
127
470000
3000
у Вашому тілі поміщається майже
08:08
inside your body.
128
473000
2000
60 000 миль судин.
08:10
I mean, and only one mile is visible.
129
475000
2000
Але лише одна миля видима.
08:12
59,999 miles
130
477000
3000
Решта 59 999 миль,
08:15
that are basically bringing nutrients and taking waste away.
131
480000
3000
що розносять поживні речовини і забирають рештки, невидимі.
08:18
The complexity of building that within a single system
132
483000
2000
Складність побудови в межах однієї системи,
08:20
is, again, beyond any comprehension
133
485000
2000
є, знову ж таки, поза будь-яким розумінням
08:22
or any existing mathematics today.
134
487000
2000
і поза будь-якою існуючою сьогодні математикою.
08:24
And that instruction set,
135
489000
2000
І ці вказівки йдуть
08:26
from the brain to every other part of the body --
136
491000
2000
від мозку до кожної частини тіла -
08:28
look at the complexity of the folding.
137
493000
2000
погляньте на складність цих згинів.
08:30
Where does this intelligence
138
495000
2000
Де поміщається цей інтелект?
08:32
of knowing that a fold can actually hold more information,
139
497000
2000
Клітина насправді може помістити більше інформації,
08:34
so as you actually watch the baby's brain grow --
140
499000
3000
тому коли Ви починаєте спостерігати за розвитком мозку малюка –
08:37
and this is one of the things that we're doing right now.
141
502000
2000
саме цим ми зараз займаємось.
08:39
We're actually doing the launch of two new studies
142
504000
2000
Ми розпочинаємо наукове дослідження,
08:41
of actually scanning babies' brains from the moment they're born.
143
506000
3000
що полягає у скануванні мозку малят починаючи з моменту народження.
08:44
Every six months until they're six years old --
144
509000
2000
Кожні шість місяців до шести років –
08:46
we're going to be doing actually to about 250 children --
145
511000
3000
ми будемо працювати з приблизно 250 дітьми –
08:49
watching exactly how the gyri and the sulci of the brains fold
146
514000
3000
ми будемо спостерігати, як мозкові борозни і звивини згинаються,
08:52
to see how this magnificent development
147
517000
2000
щоб побачити як цей дивовижний розвиток
08:54
actually turns into memories and the marvel that is us.
148
519000
3000
перетворюється у пам’ять, а потім у те диво, що і є нами.
08:57
And it's not just our own existence,
149
522000
2000
І це не лише наше власне існування,
08:59
but how does the woman's body understand
150
524000
2000
але й те, як жіночий організм має
09:01
to have genetic structure that not only builds her own,
151
526000
3000
генетичну структуру, що будує не лише його самого,
09:04
but then has the understanding
152
529000
2000
але потім має розуміння того,
09:06
that allows her to become
153
531000
2000
що дозволяє йому стати
09:08
a walking immunological, cardiovascular system
154
533000
3000
ходячою імунологічною, серцево-судинною системою,
09:11
that basically is a mobile system
155
536000
2000
яка є рухомою і може виношувати,
09:13
that can actually nurture, treat this child with a kind of marvel
156
538000
4000
поводитися з цією дитиною з такою дивовижністю,
09:17
that is beyond, again, our comprehension --
157
542000
3000
що, повторюю, є поза нашим розумінням –
09:20
the magic that is existence, that is us?
158
545000
3000
магія, що є буттям, що є нами.
09:23
Thank you.
159
548000
2000
Дякую.
09:25
(Applause)
160
550000
5000
(Оплески)
ABOUT THE SPEAKER
Alexander Tsiaras - Medical image makerUsing art and technology, Alexander Tsiaras visualizes the unseen human body.
Why you should listen
Alexander Tsiaras is an artist and technologist whose work explores the unseen human body, developing scientific visualization software to enable him to "paint" the human anatomy using volume data. He's the author of Body Voyage and co-author of Information Architects. Most recently, he is the author of From Conception to Birth: A Life Unfolds and The Architecture and Design of Man and Woman: The Marvel of the Human Body, Revealed.
His latest project is The Visual MD, an online compendium of health visualizations.
Alexander Tsiaras | Speaker | TED.com