0:00:00.000,0:00:02.000
Pomyśl chwilę o swoim dniu.

0:00:02.000,0:00:05.000
Obudziłeś się, owiał cię wietrzyk przy wyjściu na dwór,

0:00:05.000,0:00:07.000
poznałeś nowych ludzi, prowadziłeś ciekawe dyskusje,

0:00:07.000,0:00:09.000
byłeś zachwycony, gdy przeżyłeś coś nowego.

0:00:09.000,0:00:11.000
Ale założę się, że jest coś, o czym nie myślałeś,

0:00:11.000,0:00:13.000
coś tak ci bliskiego,

0:00:13.000,0:00:15.000
że pewnie w ogóle rzadko o tym myślisz.

0:00:15.000,0:00:17.000
Wszystkie odczucia, przeżycia,

0:00:17.000,0:00:19.000
decyzje i działania

0:00:19.000,0:00:21.000
są podejmowane przez komputer w twojej głowie

0:00:21.000,0:00:23.000
zwany mózgiem.

0:00:23.000,0:00:25.000
Może z zewnątrz nie wygląda on jak komputer --

0:00:25.000,0:00:27.000
kilka kilo szaro-różowego mięsa,

0:00:27.000,0:00:29.000
bezkształtnego,

0:00:29.000,0:00:31.000
ale ostatnie sto lat neurobiologii

0:00:31.000,0:00:33.000
przybliżyło nam mózg tak,

0:00:33.000,0:00:35.000
że zobaczyliśmy zawiłość jego wnętrza.

0:00:35.000,0:00:37.000
Dowiedzieliśmy się, że mózg jest niezwykle skomplikowanym układem,

0:00:37.000,0:00:39.000
Dowiedzieliśmy się, że mózg jest niezwykle skomplikowanym układem,

0:00:39.000,0:00:43.000
złożonym z setek milionów komórek zwanych neuronami.

0:00:43.000,0:00:46.000
W przeciwieństwie do komputerów zbudowanych przez człowieka,

0:00:46.000,0:00:48.000
w których nie ma zbyt wielu różnych części,

0:00:48.000,0:00:51.000
rozumiemy jak działają, bo sami je projektowaliśmy,

0:00:51.000,0:00:54.000
mózg składa się z tysięcy różnych rodzajów komórek,

0:00:54.000,0:00:56.000
może dziesiątek tysięcy.

0:00:56.000,0:00:58.000
Mają różne kształty, inny budulec;

0:00:58.000,0:01:01.000
łączą różne części mózgu.

0:01:01.000,0:01:04.000
Różnie zmieniają się też w różnych stadiach chorób.

0:01:04.000,0:01:06.000
Do rzeczy.

0:01:06.000,0:01:08.000
Jest rodzaj komórek,

0:01:08.000,0:01:11.000
dość niewielkich, które uciszają swoich sąsiadów.

0:01:11.000,0:01:15.000
To jedna z tych komórek, które zanikają przy schizofrenii.

0:01:15.000,0:01:17.000
Nazywana jest komórką koszykową.

0:01:17.000,0:01:19.000
To jeden z tysięcy rodzajów komórek,

0:01:19.000,0:01:21.000
które poznajemy.

0:01:21.000,0:01:23.000
Codzienne okrywa się nowe.

0:01:23.000,0:01:25.000
Drugi przykład:

0:01:25.000,0:01:27.000
te duże komórki w kształcie piramidy

0:01:27.000,0:01:29.000
rozciągają się w znacznej części mózgu.

0:01:29.000,0:01:31.000
Można je pobudzać.

0:01:31.000,0:01:33.000
M.in. to one są nadaktywne

0:01:33.000,0:01:36.000
przy schorzeniach takich jak epilepsja.

0:01:36.000,0:01:38.000
Każda z nich

0:01:38.000,0:01:41.000
to niezwykłe urządzenie elektryczne.

0:01:41.000,0:01:43.000
Dostają sygnały od tysięcy komórek-nadawców

0:01:43.000,0:01:46.000
i obliczają swoje własne sygnały,

0:01:46.000,0:01:48.000
które, jeśli przekroczą pewien próg,

0:01:48.000,0:01:50.000
zostaną przesłane do tysięcy komórek-odbiorców.

0:01:50.000,0:01:53.000
Cały ten proces trwa może milisekundę,

0:01:53.000,0:01:55.000
wydarza się tysiące razy na minutę

0:01:55.000,0:01:57.000
w każdej ze 100 miliardów komórek,

0:01:57.000,0:01:59.000
dopóki żyjesz, myślisz i czujesz.

0:01:59.000,0:02:02.000
dopóki żyjesz, myślisz i czujesz.

0:02:02.000,0:02:05.000
Jak możemy zrozumieć działanie tego układu?

0:02:05.000,0:02:07.000
W teorii, można by w każdej części

0:02:07.000,0:02:10.000
włączać i wyłączać różne rodzaje komórek

0:02:10.000,0:02:12.000
próbując zrozumieć,

0:02:12.000,0:02:14.000
które zawiadują konkretnymi funkcjami,

0:02:14.000,0:02:16.000
a które degenerują się w patologiach.

0:02:16.000,0:02:19.000
Mogąc uaktywniać komórki, zobaczylibyśmy jakie spełniają funkcje,

0:02:19.000,0:02:21.000
co mogą uruchomić i podtrzymać.

0:02:21.000,0:02:23.000
Mogąc je wyłączać

0:02:23.000,0:02:25.000
zrozumielibyśmy do czego służą.

0:02:25.000,0:02:28.000
O tym zamierzam dziś opowiedzieć.

0:02:28.000,0:02:31.000
Szczerze mówiąc przez ostatnie 11 lat

0:02:31.000,0:02:33.000
szukaliśmy sposobów

0:02:33.000,0:02:35.000
na włączanie i wyłączanie

0:02:35.000,0:02:37.000
układów, komórek, części i ścieżek w mózgu

0:02:37.000,0:02:39.000
zarówno aby zrozumieć naukę,

0:02:39.000,0:02:42.000
jak i zmierzyć się z problemami

0:02:42.000,0:02:45.000
przed którymi stają wszyscy ludzie.

0:02:45.000,0:02:48.000
Zanim opowiem o technologii, mam złą wiadomość.

0:02:48.000,0:02:51.000
Większość z nas na sali,

0:02:51.000,0:02:53.000
jeżeli pożyjemy dostatecznie długo,

0:02:53.000,0:02:55.000
czeka pewnie zaburzenie pracy mózgu.

0:02:55.000,0:02:57.000
Już teraz miliard ludzi

0:02:57.000,0:02:59.000
cierpi na jakieś zaburzenia mózgowe,

0:02:59.000,0:03:01.000
które ich ubezwłasnowolniają.

0:03:01.000,0:03:03.000
Liczby nie oddają w pełni sytuacji.

0:03:03.000,0:03:05.000
Te choroby: schizofrenia, Alzeimer,

0:03:05.000,0:03:07.000
depresja, uzależnienia,

0:03:07.000,0:03:10.000
nie tylko skracaja życie, ale także nas zmieniają;

0:03:10.000,0:03:12.000
zabierają nam tożsamość i wpływają na emocje,

0:03:12.000,0:03:15.000
stajemy się innymi ludźmi.

0:03:15.000,0:03:18.000
W XX wieku

0:03:18.000,0:03:21.000
nabraliśmy nadziei

0:03:21.000,0:03:24.000
dzięki rozwojowi leków na schorzenia mózgu

0:03:24.000,0:03:27.000
Chociaż powstało wiele leków

0:03:27.000,0:03:29.000
łagodzących symptomy zaburzeń,

0:03:29.000,0:03:32.000
praktycznie żaden nie potrafi ich całkowicie wyleczyć.

0:03:32.000,0:03:35.000
Częściowo dlatego, że kąpiemy mózg w chemikaliach.

0:03:35.000,0:03:37.000
Ten wyszukany układ,

0:03:37.000,0:03:39.000
złożony z tysięcy różnego rodzaju komórek

0:03:39.000,0:03:41.000
nurza się w chemii.

0:03:41.000,0:03:43.000
Dlatego większość, jeżeli nie wszystkie leki na rynku

0:03:43.000,0:03:46.000
powoduja zwykle silne efekty uboczne.

0:03:46.000,0:03:49.000
Część ludzi doznała ulgi

0:03:49.000,0:03:52.000
dzięki elektrycznym stymulatorom wszczepionym do mózgu.

0:03:52.000,0:03:54.000
W chorobie Parkinsona

0:03:54.000,0:03:56.000
implanty ślimakowe

0:03:56.000,0:03:58.000
rzeczywiście były w stanie

0:03:58.000,0:04:00.000
przynieść poprawę

0:04:00.000,0:04:02.000
ludziom z pewnymi schorzeniami.

0:04:02.000,0:04:04.000
Jednak prąd płynie w wielu kierunkach,

0:04:04.000,0:04:06.000
po linii najmniejszego oporu,

0:04:06.000,0:04:08.000
skąd właśnie pochodzi to powiedzenie.

0:04:08.000,0:04:11.000
Działa i na zdrowe i na uszkodzone części, wymagające naprawy.

0:04:11.000,0:04:13.000
Znowu wracamy do koncepcji

0:04:13.000,0:04:15.000
ultra-precyzyjnego sterowania.

0:04:15.000,0:04:18.000
Czy można wysłać informację dokładnie tam, gdzie chcemy ?

0:04:19.000,0:04:23.000
Zanim 11 lat temu zająłem się neurobiologią,

0:04:23.000,0:04:26.000
studiowałem elektronikę i fizykę.

0:04:26.000,0:04:28.000
Od razu przyszło mi do głowy,

0:04:28.000,0:04:30.000
że skoro neurony są sterowane elektrycznie,

0:04:30.000,0:04:32.000
trzeba jedynie znaleźć sposób

0:04:32.000,0:04:34.000
na generowanie sygnałów elektrycznych na odległość.

0:04:34.000,0:04:36.000
Gdyby udało się pobudzić prąd pojedyńczej komórki

0:04:36.000,0:04:38.000
bez pobudzania sąsiednich,

0:04:38.000,0:04:41.000
otrzymamy narzędzie do włączania i wyłączania każdej z nich,

0:04:41.000,0:04:43.000
i zrozumienia, jak działają

0:04:43.000,0:04:45.000
i jak wpływają na swoje układy.

0:04:45.000,0:04:47.000
Dałoby to nam ultra-precyzyjną kontrolę,

0:04:47.000,0:04:50.000
potrzebną do naprawy fragmentów, które szwankują.

0:04:50.000,0:04:52.000
potrzebną do naprawy fragmentów, które szwankują.

0:04:52.000,0:04:54.000
Jak tego dokonamy?

0:04:54.000,0:04:56.000
W przyrodzie jest wiele cząsteczek,

0:04:56.000,0:04:59.000
które potrafią zamieniać światło na prąd.

0:04:59.000,0:05:01.000
Można je sobie wyobrazić jako białka

0:05:01.000,0:05:03.000
działające jak baterie słoneczne.

0:05:03.000,0:05:06.000
Gdyby jakoś zainstalować te cząsteczki w neuronach,

0:05:06.000,0:05:09.000
moglibyśmy pobudzać neurony światłem.

0:05:09.000,0:05:12.000
Sąsiednie komórki, bez cząsteczki, nie reagowałyby.

0:05:12.000,0:05:14.000
Trzeba się posłużyć pewną sztuczką.

0:05:14.000,0:05:17.000
Mianowicie dostarczyć światło do mózgu.

0:05:17.000,0:05:20.000
Mózg nie czuje bólu. Korzystając z rozwiązań

0:05:20.000,0:05:22.000
Mózg nie czuje bólu. Korzystając z rozwiązań

0:05:22.000,0:05:24.000
stosowanych w internecie, telekomunikacji itp.

0:05:24.000,0:05:26.000
można użyć światłowodów połączonych z laserami,

0:05:26.000,0:05:28.000
dzięki którym można pobudzać neurony np. u zwierząt

0:05:28.000,0:05:30.000
w badaniach przedklinicznych,

0:05:30.000,0:05:32.000
i obserwować ich zachowania.

0:05:32.000,0:05:34.000
Jak to robimy?

0:05:34.000,0:05:36.000
Około 2004 r.

0:05:36.000,0:05:38.000
we współpracy z Gerhardem Nagelem i Karlem Deisserothem,

0:05:38.000,0:05:40.000
zaczęliśmy realizację tej wizji.

0:05:40.000,0:05:43.000
Istnieje pewien gatunek dzikich alg,

0:05:43.000,0:05:45.000
które poruszają się w stronę światła,

0:05:45.000,0:05:47.000
aby zoptymalizować fotosyntezę.

0:05:47.000,0:05:49.000
Odbierają one światło małą plamką oczną,

0:05:49.000,0:05:52.000
która działa nieco inaczej niż nasze oczy.

0:05:52.000,0:05:54.000
W jej zewnętrznej błonie

0:05:54.000,0:05:57.000
znajdują się białka,

0:05:57.000,0:06:00.000
które potrafią zamienić światło na prąd.

0:06:00.000,0:06:03.000
Te cząsteczki to rodopsyny kanałowe.

0:06:03.000,0:06:06.000
Każde z tych białek działa jak ogniwo słoneczne.

0:06:06.000,0:06:09.000
Gdy pada na nie niebieskie światło, otwiera niewielki otwór

0:06:09.000,0:06:11.000
i wpuszcza naładowane cząsteczki do plamki ocznej.

0:06:11.000,0:06:13.000
Dzięki temu plamka oczna ma swój sygnał elektryczny,

0:06:13.000,0:06:16.000
zupełnie jak ogniwo słoneczne ładujące baterię.

0:06:16.000,0:06:18.000
Potrzebujemy teraz wziąć te białka

0:06:18.000,0:06:20.000
i zainstalować je jakoś w neuronach.

0:06:20.000,0:06:22.000
Ponieważ są to białka,

0:06:22.000,0:06:25.000
są zakodowane w DNA organizmu.

0:06:25.000,0:06:27.000
Musimy tylko wyciąć to DNA,

0:06:27.000,0:06:30.000
wstawić je do nośnika terapii genowej, np. wirusa,

0:06:30.000,0:06:33.000
i wysłać go do neuronów.

0:06:33.000,0:06:36.000
Był to bardzo twórczy okres w terapiach genowych

0:06:36.000,0:06:38.000
i pojawiało się mnóstwo wirusów.

0:06:38.000,0:06:40.000
Zadanie okazało się proste.

0:06:40.000,0:06:43.000
Pewnego ranka w lecie 2004 roku,

0:06:43.000,0:06:45.000
spróbowaliśmy i zadziałało za pierwszym razem.

0:06:45.000,0:06:48.000
Pobraliśmy DNA i wstawiliśmy je do neuronu.

0:06:48.000,0:06:51.000
Neuron użył własnej maszynerii

0:06:51.000,0:06:53.000
do produkcji światłoczułych białek

0:06:53.000,0:06:55.000
i rozmieszczenia ich po całej komórce,

0:06:55.000,0:06:57.000
tak jak rozmieszcza się panele słoneczne na dachu.

0:06:57.000,0:06:59.000
Otrzymaliśmy zatem neuron uruchamiany światłem.

0:06:59.000,0:07:01.000
Otrzymaliśmy zatem neuron uruchamiany światłem.

0:07:01.000,0:07:03.000
To potężne narzędzie.

0:07:03.000,0:07:05.000
Trzeba teraz wykombinować

0:07:05.000,0:07:07.000
jak dostarczyć te geny tylko do wybranej komórki,

0:07:07.000,0:07:09.000
a nie do sąsiednich.

0:07:09.000,0:07:11.000
Można zaprogramować wirusa,

0:07:11.000,0:07:13.000
żeby atakował tylko niektóre komórki.

0:07:13.000,0:07:15.000
Można wykorzystać jeszcze inne genetyczne triki,

0:07:15.000,0:07:18.000
żeby otrzymać komórki pobudzane światłem.

0:07:18.000,0:07:22.000
Ta dziedzina nazywa się teraz "optogenetyka".

0:07:22.000,0:07:24.000
To tylko niektóre przykłady możliwości.

0:07:24.000,0:07:26.000
W skomplikowanej sieci

0:07:26.000,0:07:28.000
można użyć wirusa do dostarczenia genu

0:07:28.000,0:07:31.000
do wybranego typu komórki w gęstej sieci.

0:07:31.000,0:07:33.000
Gdy oświetlimy całą sieć,

0:07:33.000,0:07:35.000
tylko jeden rodzaj komórek zareaguje.

0:07:35.000,0:07:38.000
Weźmy np. komórkę koszykową, o której mówiłem,

0:07:38.000,0:07:40.000
która zanika przy schizofrenii

0:07:40.000,0:07:42.000
i działa hamująco.

0:07:42.000,0:07:44.000
Jeśli dostarczymy gen do tych komórek,

0:07:44.000,0:07:47.000
o ile oczywiście sam gen nie zakłóci ich działania,

0:07:47.000,0:07:50.000
i oświetlimy cały mózg niebieskim światłem,

0:07:50.000,0:07:52.000
tylko te komórki zostaną pobudzone.

0:07:52.000,0:07:54.000
Gdy światło zgaśnie, komórki wracają do normalnego stanu,

0:07:54.000,0:07:57.000
więc wydaje się, że im to nie przeszkadza.

0:07:57.000,0:07:59.000
Można nie tylko badać ich działanie,

0:07:59.000,0:08:01.000
ich wpływ na funkcjonowanie mózgu,

0:08:01.000,0:08:03.000
ale również sprawdzić,

0:08:03.000,0:08:05.000
czy dałoby się "podkręcić" ich aktywność,

0:08:05.000,0:08:07.000
przy faktycznym zanikaniu.

0:08:07.000,0:08:09.000
Chciałbym opowiedzieć wam parę historii

0:08:09.000,0:08:11.000
o użyciu tej techniki,

0:08:11.000,0:08:14.000
zarówno pod kątem naukowym, leczniczym jak i zapobiegawczym

0:08:14.000,0:08:16.000
M.in. chcieliśmy wiedzieć,

0:08:16.000,0:08:19.000
które sygnały mózgowe uczestniczą w układzie nagrody.

0:08:19.000,0:08:21.000
Gdybyśmy je znaleźli,

0:08:21.000,0:08:23.000
można by z ich pomocą nakłaniać do nauki.

0:08:23.000,0:08:25.000
Mózg zrobi wszystko, aby zdobyć nagrodę.

0:08:25.000,0:08:28.000
Wypaczenia tych sygnałów towarzyszą m.in. uzależnieniom.

0:08:28.000,0:08:30.000
Gdybyśmy zlokalizowali te komórki,

0:08:30.000,0:08:32.000
być może udałoby się znaleźć nowe cele,

0:08:32.000,0:08:34.000
na które powinny oddziaływać nowe leki,

0:08:34.000,0:08:36.000
albo miejsca, w których trzeba umieścić elektrody

0:08:36.000,0:08:39.000
u poważnie chorych ludzi.

0:08:39.000,0:08:41.000
W tym celu wymyśliliśmy prosty eksperyment

0:08:41.000,0:08:43.000
we współpracy z grupą Fiorella.

0:08:43.000,0:08:45.000
Podchodząc do jednej strony pudełka

0:08:45.000,0:08:47.000
zwierzę wywoła impuls światła,

0:08:47.000,0:08:49.000
które uwrażliwia na światło różne komórki mózgowe.

0:08:49.000,0:08:51.000
Jeżeli te komórki pobudzają układ nagrody,

0:08:51.000,0:08:53.000
zwierzę powinno podchodzić bez przerwy.

0:08:53.000,0:08:55.000
I tak się właśnie dzieje.

0:08:55.000,0:08:57.000
Zwierzę podchodzi z prawej strony i wsadza nos.

0:08:57.000,0:08:59.000
Dostaje za każdym razem impuls niebieskiego światła.

0:08:59.000,0:09:01.000
Będzie to robiło tysiące razy.

0:09:01.000,0:09:03.000
To neurony dopaminy,

0:09:03.000,0:09:05.000
w ośrodkach przyjemności mózgu.

0:09:05.000,0:09:07.000
Pokazaliśmy, że ich pobudzenie

0:09:07.000,0:09:09.000
potrafi nakłonić do nauki.

0:09:09.000,0:09:11.000
Możemy uogólnić ten pomysł.

0:09:11.000,0:09:13.000
Zamiast jednego punktu w mózgu,

0:09:13.000,0:09:15.000
możemy stworzyć urządzenia obejmujące cały mózg,

0:09:15.000,0:09:17.000
dostarczające światło wg. trójwymiarowych wzorów,

0:09:17.000,0:09:19.000
wiązki światłowodów,

0:09:19.000,0:09:21.000
każdy zasilany niezależnym źródłem światła.

0:09:21.000,0:09:23.000
Spróbujemy zrobić na żywo to,

0:09:23.000,0:09:26.000
co dotąd przeprowadzano tylko w próbówce:

0:09:26.000,0:09:28.000
szerokopasmowe obrazowanie całego mózgu

0:09:28.000,0:09:30.000
dla sygnałów umożliwiających jego sterowanie.

0:09:30.000,0:09:32.000
Można by z nich korzystać

0:09:32.000,0:09:34.000
w leczeniu schorzeń mózgu.

0:09:34.000,0:09:36.000
Chcę wam opowiedzieć

0:09:36.000,0:09:39.000
w jaki sposób leczymy zespół stresu pourazowego,

0:09:39.000,0:09:42.000
niekontrolowane lęki i strach.

0:09:42.000,0:09:44.000
M.in. przyjęliśmy klasyczny model strachu.

0:09:44.000,0:09:47.000
M.in. przyjęliśmy klasyczny model strachu.

0:09:47.000,0:09:50.000
Sięga czasów Pawłowa.

0:09:50.000,0:09:52.000
W tzw. pawłowowskim warunkowaniu lęku

0:09:52.000,0:09:54.000
dźwięk kończy się krótkim wstrząsem.

0:09:54.000,0:09:56.000
Wstrząs nie jest bolesny, ale dość irytujący.

0:09:56.000,0:09:58.000
Z czasem mysz, którą się posłużyliśmy,

0:09:58.000,0:10:00.000
bo zwykle używa się myszy w takich eksperymentach,

0:10:00.000,0:10:02.000
mysz uczy się bać tego dźwięku.

0:10:02.000,0:10:04.000
Na ten dźwięk zastyga,

0:10:04.000,0:10:06.000
jak jeleń w świetle reflektorów.

0:10:06.000,0:10:09.000
Zapytaliśmy: które miejsca w mózgu

0:10:09.000,0:10:11.000
pomogłyby opanować ten strach?

0:10:11.000,0:10:13.000
Puszczamy więc dźwięk ponownie,

0:10:13.000,0:10:15.000
po tym jak został skojarzony ze strachem.

0:10:15.000,0:10:17.000
Ale pobudzamy w mózgu inne miejsca,

0:10:17.000,0:10:20.000
używając światłowodów, o których wcześniej mówiłem,

0:10:20.000,0:10:22.000
aby sprawdzić, które rejony spowodują,

0:10:22.000,0:10:25.000
że mózg przezwycięży wspomnienie strachu.

0:10:25.000,0:10:27.000
Ten krótki film pokazuje jeden z rejonów,

0:10:27.000,0:10:29.000
nad którymi pracujemy.

0:10:29.000,0:10:31.000
To okolica kory przedczołowej,

0:10:31.000,0:10:34.000
gdzie świadomie próbujemy opanować negatywne stany emocjonalne.

0:10:34.000,0:10:36.000
Zwierzę usłyszy dźwięk -- pojawia się tu błysk światła.

0:10:36.000,0:10:38.000
Nie słychać dźwięku, ale widzicie, że zwierzę zastyga.

0:10:38.000,0:10:40.000
Ten dźwięk oznaczał coś złego.

0:10:40.000,0:10:42.000
W dolnym lewym rogu jest zegar,

0:10:42.000,0:10:45.000
można zobaczyć, że mysz tkwi w tym stanie przez 2 minuty.

0:10:45.000,0:10:47.000
A tu drugi klip,

0:10:47.000,0:10:49.000
8 minut później.

0:10:49.000,0:10:52.000
Zabrzmi ten sam dźwięk, a światło znowu się zaświeci.

0:10:52.000,0:10:55.000
Zaczyna się. Teraz.

0:10:55.000,0:10:58.000
W 10-minutowym eksperymencie,

0:10:58.000,0:11:01.000
nauczyliśmy mózg przez pobudzanie światłem tej części,

0:11:01.000,0:11:03.000
aby przezwyciężał wspomnienia strachu.

0:11:03.000,0:11:05.000
aby przezwyciężał wspomnienia strachu.

0:11:05.000,0:11:08.000
W ostatnich latach wróciliśmy do drzewa życia,

0:11:08.000,0:11:11.000
chcąc znaleźć sposoby na wyłączanie obwodów mózgu.

0:11:11.000,0:11:14.000
Gdybyśmy je znaleźli, byłoby to potężne narzędzie.

0:11:14.000,0:11:17.000
Deaktywując komórki na kilka milisekund lub sekund,

0:11:17.000,0:11:19.000
można by się dowiedzieć, jaką grają rolę

0:11:19.000,0:11:21.000
w sieciach, do których należą.

0:11:21.000,0:11:23.000
Zlustrowaliśmy organizmy z całego drzewa życia,

0:11:23.000,0:11:26.000
każde królestwo życia, poza zwierzętami, wygląda inaczej.

0:11:26.000,0:11:29.000
Znaleźliśmy różne cząsteczki, jak halorodopsyna lub archeorodopsyna,

0:11:29.000,0:11:31.000
które reagują na zielone i żółte światło.

0:11:31.000,0:11:33.000
Zachowują się odwrotnie od cząsteczek, o których już mówiłem,

0:11:33.000,0:11:36.000
zawierających aktywator niebieskiego światła, rodopsynę kanałową.

0:11:37.000,0:11:40.000
Podam przykład, do czego naszym zdaniem zmierzamy.

0:11:40.000,0:11:43.000
Rozważmy np. epilepsję,

0:11:43.000,0:11:45.000
w której mózg jest nadaktywny.

0:11:45.000,0:11:47.000
Jeżeli zawiodą leki,

0:11:47.000,0:11:49.000
czasem usuwa się częśc mózgu.

0:11:49.000,0:11:51.000
To oczywiście nieodwracalne i powoduje efekty uboczne.

0:11:51.000,0:11:54.000
Może moglibyśmy wyłączyć na chwilę tę część,

0:11:54.000,0:11:57.000
dopóki atak nie przejdzie,

0:11:57.000,0:12:00.000
i skłonić mózg do powrotu do stanu początkowego,

0:12:00.000,0:12:03.000
tak, jak układ dynamiczny, który zostaje ustabilizowany.

0:12:03.000,0:12:06.000
Animacja tłumaczy tą koncepcję,

0:12:06.000,0:12:08.000
gdzie na komórki, które można wyłączyć światłem,

0:12:08.000,0:12:10.000
puszczamy promień światła,

0:12:10.000,0:12:12.000
na tyle ile potrzeba, by stłumić atak,

0:12:12.000,0:12:14.000
w nadziei, że uda się go całkiem wyłączyć.

0:12:14.000,0:12:16.000
Nie mamy danych, które mógłbym tu przedstawić,

0:12:16.000,0:12:18.000
ale bardzo nas to ekscytuje.

0:12:18.000,0:12:20.000
Chciałbym zakończyć historią o kolejnej możliwości.

0:12:20.000,0:12:22.000
Chciałbym zakończyć historią o kolejnej możliwości.

0:12:22.000,0:12:24.000
Przy ultra-precyzyjnym sterowaniu

0:12:24.000,0:12:26.000
te cząsteczki można by zastosować w samym mózgu

0:12:26.000,0:12:29.000
do nowego rodzaju protetyki, protetyki optycznej.

0:12:29.000,0:12:32.000
Mówiłem już, że rozpowszechniły się stymulatory elektryczne.

0:12:32.000,0:12:35.000
75 tys. chorych na Parkinsona ma wszczepione rozruszniki DBS.

0:12:35.000,0:12:37.000
Jakieś 100 tys. ludzi ma implanty ślimakowe,

0:12:37.000,0:12:39.000
umożliwiające słyszenie.

0:12:39.000,0:12:42.000
Pozostaje kwestia dostarczenia tych genów do komórek.

0:12:42.000,0:12:45.000
W terapii genowej pojawiła się nowa nadzieja:

0:12:45.000,0:12:47.000
wirusy takie jak adenowirusy,

0:12:47.000,0:12:49.000
które prawdopodobnie ma większość z nas na sali,

0:12:49.000,0:12:51.000
a nie powodują żadnych objawów,

0:12:51.000,0:12:53.000
były stosowane na setkach pacjentów

0:12:53.000,0:12:55.000
do dostarczania genów do mózgu lub ciała.

0:12:55.000,0:12:57.000
Jak dotąd nie spotkano poważnych skutków ubocznych

0:12:57.000,0:12:59.000
związanych z tym wirusem.

0:12:59.000,0:13:02.000
Oczywistym, choć ignorowanym elementem są same białka,

0:13:02.000,0:13:04.000
zapoczątkowane przez algi, bakterie i grzyby,

0:13:04.000,0:13:06.000
i odnajdywane we wszystkich gatunkach.

0:13:06.000,0:13:08.000
Większość z nas nie ma w mózgu grzybów i alg,

0:13:08.000,0:13:10.000
jak więc zareagowałby na nie mózg?

0:13:10.000,0:13:12.000
Czy komórki będą je tolerować? Czy zareaguje system odpornościowy?

0:13:12.000,0:13:14.000
Chociaż jeszcze nie na ludziach,

0:13:14.000,0:13:16.000
ale pracujemy nad różnymi badaniami,

0:13:16.000,0:13:18.000
które mają to sprawdzić.

0:13:18.000,0:13:21.000
Na razie nie widzieliśmy żadnych wyraźnych reakcji

0:13:21.000,0:13:23.000
na te cząsteczki

0:13:23.000,0:13:26.000
lub na oświetlanie mózgu światłem.

0:13:26.000,0:13:29.000
To początki, ale nas bardzo intrygują.

0:13:29.000,0:13:31.000
Na koniec powiem o czymś,

0:13:31.000,0:13:33.000
co można by potencjalnie zastosować w leczeniu klinicznym.

0:13:33.000,0:13:35.000
co można by potencjalnie zastosować w leczeniu klinicznym.

0:13:35.000,0:13:37.000
Istnieje wiele rodzajów ślepoty,

0:13:37.000,0:13:39.000
w których fotoreceptory,

0:13:39.000,0:13:42.000
nasze fotodetektory na dnie oka, zanikają.

0:13:42.000,0:13:44.000
Siatkówka ma oczywiście skomplikowaną strukturę.

0:13:44.000,0:13:46.000
Przybliżmy tu, żeby zobaczyć szczegóły.

0:13:46.000,0:13:49.000
Komórki fotoreceptorów są pokazane na górze.

0:13:49.000,0:13:51.000
Sygnały odebrane przez fotoreceptory

0:13:51.000,0:13:53.000
zostają odpowiednio przetworzone,

0:13:53.000,0:13:56.000
aż w końcu docierają na dól, do komórek przedzwojowych,

0:13:56.000,0:13:58.000
przekazujących informację do mózgu,

0:13:58.000,0:14:00.000
gdzie odbieramy ją jako widzenie.

0:14:00.000,0:14:03.000
W wielu rodzajach ślepoty, np. retinopatii barwnikowej,

0:14:03.000,0:14:05.000
lub zwyrodnieniu plamki żółtej,

0:14:05.000,0:14:08.000
komórki fotoreceptorów zanikają lub są zniszczone.

0:14:08.000,0:14:10.000
Jak możemy to naprawić?

0:14:10.000,0:14:13.000
Nie jest w ogóle pewne, czy leki potrafiłyby je przywrócić,

0:14:13.000,0:14:15.000
bo nie ma tu nic, co mogłoby się zagoić.

0:14:15.000,0:14:17.000
Z drugiej strony, światło wciąż dostaje się do oka.

0:14:17.000,0:14:20.000
Oko jest wciąż przezroczyste i przepuszcza światło.

0:14:20.000,0:14:23.000
Gdybyśmy tak wzięli rodopsyny kanałowe i inne cząsteczki,

0:14:23.000,0:14:25.000
zainstalowali je na niektórych zapasowych komórkach

0:14:25.000,0:14:27.000
i zamienili je na małe kamery?

0:14:27.000,0:14:29.000
Ponieważ w oku jest tak wiele komórek

0:14:29.000,0:14:32.000
potencjalnie mogłyby to być kamery o wysokiej rozdzielczości.

0:14:32.000,0:14:34.000
To jest część naszej pracy.

0:14:34.000,0:14:36.000
Prowadzi je jeden z naszych współpracowników,

0:14:36.000,0:14:38.000
Alan Horsager z Uniwersytetu Kalifornii.

0:14:38.000,0:14:41.000
zaś firma Eos Neuroscience próbuje je skomercjalizować

0:14:41.000,0:14:43.000
dzięki funduszom Narodowego Instytutu Zdrowia.

0:14:43.000,0:14:45.000
Widzicie tu mysz próbującą przejść przez labirynt.

0:14:45.000,0:14:47.000
To labirynt sześcioramienny. Jest w nim trochę wody,

0:14:47.000,0:14:49.000
żeby nakłonić mysz do ruchu, inaczej siedziałaby w miejscu.

0:14:49.000,0:14:51.000
Celem jest oczywiście wyjście z wody na małą platformę,

0:14:51.000,0:14:53.000
Celem jest oczywiście wyjście z wody na małą platformę,

0:14:53.000,0:14:55.000
tuż pod powierzchnią oświetlonej górnej zatoczki.

0:14:55.000,0:14:58.000
Myszy są sprytne, więc w końcu jej się udaje,

0:14:58.000,0:15:00.000
ale robi to metodą siłową.

0:15:00.000,0:15:03.000
Przepływa każdą alejkę póki nie dotrze do plaftormy.

0:15:03.000,0:15:05.000
Nie wykorzystuje więc wzroku.

0:15:05.000,0:15:07.000
Te myszy należą do różnych mutacji,

0:15:07.000,0:15:10.000
odpowiadających rodzajom ślepoty dotykającej ludzi.

0:15:10.000,0:15:13.000
Przyglądaliśmy się tym modelom uważnie

0:15:13.000,0:15:15.000
i wypracowaliśmy ogólne podejście.

0:15:15.000,0:15:17.000
Jak chcemy to rozwiązać?

0:15:17.000,0:15:19.000
Zrobimy właśnie to, co pokazaliśmy na poprzednim slajdzie.

0:15:19.000,0:15:21.000
Weźmiemy niebieskoczułe fotosensory,

0:15:21.000,0:15:23.000
mieścimy je na warstwie komórek,

0:15:23.000,0:15:26.000
w środku siatkówki na dnie oka

0:15:26.000,0:15:28.000
i zrobimy z nich kamerę.

0:15:28.000,0:15:30.000
To jakby instalować na neuronach panele słoneczne,

0:15:30.000,0:15:32.000
aby uwrażliwić je na światło.

0:15:32.000,0:15:34.000
Światło jest zamieniane na prąd.

0:15:34.000,0:15:37.000
Ta mysz była ślepa kilka tygodni przed eksperymentem

0:15:37.000,0:15:40.000
i otrzymała dawkę fotoczułych cząstek w wirusie.

0:15:40.000,0:15:42.000
Widać teraz, że zwierzę rzeczywiście potrafi unikać ścianek

0:15:42.000,0:15:44.000
i dociera do platformy,

0:15:44.000,0:15:47.000
znowu świadomie używając wzroku.

0:15:47.000,0:15:49.000
Podkreślę siłę tego sposobu:

0:15:49.000,0:15:51.000
te zwierzęta są w stanie dotrzeć do platformy

0:15:51.000,0:15:53.000
równie szybko jak te, które widziały przez całe życie.

0:15:53.000,0:15:55.000
Te przedkliniczne badania,

0:15:55.000,0:15:57.000
wróżą przyszłość metodom,

0:15:57.000,0:15:59.000
które chcielibyśmy stosować w przyszłości.

0:15:59.000,0:16:02.000
Chcę zaznaczyć, że badamy również modele biznesowe

0:16:02.000,0:16:04.000
dla tego nowego działu neurotechnologii.

0:16:04.000,0:16:06.000
Tworzymy te narzędzia,

0:16:06.000,0:16:08.000
ale dzielimy się nimi z setkami grup na całym świecie,

0:16:08.000,0:16:10.000
aby umożliwić badania i leczenie różnych schorzeń.

0:16:10.000,0:16:13.000
Mamy nadzieję, że poprzez zrozumienie działania mózgu

0:16:13.000,0:16:16.000
na poziomie który pozwoli nam na jego naprawę i konstrukcję,

0:16:16.000,0:16:19.000
zajmiemy się nieuleczalnymi chorobami, o których wcześniej mówiłem,

0:16:19.000,0:16:21.000
z których żadna nie została dotąd pokonana,

0:16:21.000,0:16:23.000
zaś w XXI wieku staną się tylko historią.

0:16:23.000,0:16:25.000
Dziękuję.

0:16:25.000,0:16:38.000
(Oklaski)

0:16:38.000,0:16:41.000
Juan Enriquez: Temat jest trochę ciężkawy.

0:16:41.000,0:16:43.000
(Śmiech)

0:16:43.000,0:16:45.000
Ale skutki

0:16:45.000,0:16:48.000
możliwości kontrolowania napadów epilepsji

0:16:48.000,0:16:50.000
poprzez światło, zamiast leków,

0:16:50.000,0:16:53.000
i możliwości precyzyjnego wybierania celu

0:16:53.000,0:16:55.000
to pierwszy krok.

0:16:55.000,0:16:57.000
Druga rzecz, którą tu usłyszałem,

0:16:57.000,0:17:00.000
że można kontrolować mózg dwoma kolorami.

0:17:00.000,0:17:02.000
Jak przełącznikiem włącz/wyłącz.

0:17:02.000,0:17:04.000
Ed Boyden: To prawda.

0:17:04.000,0:17:07.000
JE: Czyli impulsy dochodzące do mózgu są zakodowanie binarnie.

0:17:07.000,0:17:09.000
EB: Zgadza się.

0:17:09.000,0:17:12.000
Używając niebieskiego światła możemy wysyłać informację, jedynkę.

0:17:12.000,0:17:14.000
Wyłączając je dostajemy coś w rodzaju zera.

0:17:14.000,0:17:16.000
Mamy nadzieję zbudować kiedyś koprocesory.

0:17:16.000,0:17:18.000
działające z mózgiem,

0:17:18.000,0:17:21.000
do wspomagania czynności osób niepełnosprawnych.

0:17:21.000,0:17:23.000
JE: Teoretycznie znaczy to,

0:17:23.000,0:17:25.000
że to, jak mysz czuje, wącha,

0:17:25.000,0:17:27.000
słyszy, dotyka,

0:17:27.000,0:17:30.000
można wymodelować jako ciąg zer i jedynek.

0:17:30.000,0:17:32.000
EB: Jasne. Chcemy w ten sposób testować,

0:17:32.000,0:17:34.000
które kody nerwowe powodują dane zachowania,

0:17:34.000,0:17:36.000
pewne myśli i uczucia,

0:17:36.000,0:17:39.000
i wykorzystać to do lepszego zrozumienia mózgu.

0:17:39.000,0:17:42.000
JE: Czy to znaczy, że pewnego dnia będziecie mogli pobrać wspomnienia

0:17:42.000,0:17:44.000
albo wgrać je do mózgu ?

0:17:44.000,0:17:46.000
EB: Zaczynamy ciężką pracę nad czymś takim.

0:17:46.000,0:17:48.000
Pracujemy teraz na projektem,

0:17:48.000,0:17:50.000
w którym chcemy obłożyć mózg urządzeniami nagrywającymi.

0:17:50.000,0:17:53.000
Aby można było nagrać informację i wgrać ją ponownie,

0:17:53.000,0:17:55.000
takie przeliczania potrzeb mózgu,

0:17:55.000,0:17:57.000
żeby usprawnić przetwarzanie w nim informacji

0:17:57.000,0:18:00.000
JE: To może zmienić parę rzeczy. Dziękuję (EB: Dziękuję)

0:18:00.000,0:18:03.000
(Oklaski)