Карл Шуновер: Как да гледаме в мозъка

Има забележителен напредък в разбирането на мозъка, но как действително се изучават невроните в него? Като използва страхотни изображения, невроученият и сътрудник на TED Карл Шуновер ни показва инструментите, които ни позволяват да гледаме в мозъка.

Това е рисунка на мозъка от преди хиляда години.

Това е схема на визуалната система.

Някои неща днес изглеждат познати.

Две очи в дъното, оптичен нерв, излизащ от гърба.

Има много голям нос,

който изглежда не е свързан с нищо.

Ако сравним това

с по-скорошни пресъздавания на визуалната система,

ще видите, че нещата са се усложнили

за хиляда години.

Защото сега можем да видим какво има в мозъка,

а не просто да разглеждаме външната му форма.

Представете си, че искате да разберете, как работи компютър

и всички можете да видите клавиатура, мишка, екран.

Всъщност, няма да имате късмет.

Искате да можете да го отворите,

да разгледате окабеляването вътре.

До преди повече от един век,

никой не можеше да направи това с мозъка.

Никой не можеше да види окабеляването на мозъка.

Това е, защото ако извадите мозък от черепа

и отрежете малко парче от него,

сложите го върху много силен микроскоп,

няма да видите нищо.

Той е сив, безформен.

Няма структура. Това няма да ви каже нищо.

Всичко се измени през 19ти век.

Бяха разработени нави химически петна за мозъчни тъкани

и те направиха възможно да погледнем за пръв път какво има в мозъка.

Компютърът е отворен.

Това, което съвременната невронаука откри,

беше петно, наречено петно на Голги.

То работи по много практичен начин.

Вместо да слагате петна на клетките в тъканта,

то слага петна на около един процент от тях.

Изчиства гората, разкрива дърветата в нея.

Ако всичко има етикети, нищо няма да бъде видимо.

Някак си, то показва, какво има там.

Испанският невроанатом, Сантиаго Рамон и Кахал,

който се счита за баща на съвременната невронаука,

приложи това петно на Голги, чрез което получи данни, които изглеждат така,

и ни даде съвременната идея за нервна клетка, наречена неврон.

Ако мислите за мозъка като за компютър,

това е транзистора.

Много бързо Кахал разбра,

че невроните не функционират сами,

а се свързват с другите,

като образуват вериги, точно както компютъра.

Сега, един век по-късно, когато учените искат да визуализират неврони,

те ги осветяват отвътре, вместо да ги затъмняват.

Има няколко начина да се направи това.

Но един от най-известните начини

включва зелен флуоресцентен протеин.

Зеленият флуоресцентен протеин,

който, странно, се получава от медуза,

е много полезен.

Защото можете да получите гена от зелен флуоресцентен протеин

и да го сложите в клетка,

която ще стане зелена -

или от който и да е от многото варианти на зелен флуоресцентен протеин,

можете да получите клетка, която свети с различни цветове.

Връщам се към мозъка,

това е от генетично произведена мишка, наречена "Брейнбоу".

Тя е наречена така, разбира се,

защото всички тези неврони светят в различни цветове.

Сега някои невроучени трябва да идентифицират

отделните молекулярни съставни части на неврони, молекули,

а не на цялата клетка.

Има няколко начина да се направи това,

но един от най-известните начини

включва използването на антитела.

Разбира се, запознати сте

с антителата като пазители на имунната система.

Но се оказва, че те са толкова полезни за имунната система,

защото те могат да разпознаят определени молекули,

като например, кода на протеин

на вирус, който напада тялото.

Изследователите използваха този факт,

за да разпознаят определени молекули в мозъка,

да разпознаят определени структури на клетката

и да ги идентифицират по отделно.

Много от тези образи, които ви показвам тук, са много красиви,

но те са и много мощни.

Те имат голяма обяснителна сила.

Това, например, е антитяло петно

против серотонин транспортьори в парче от мозък на мишка.

Разбира се, чували сте за серотонин

в контекста на болести като депресия и тревожност.

Чували сте за SSRs,

които са лекарства, които се използват да лекуват тези болести.

За да разберете как функционира серотонина,

трябва да разберете къде се произвежда серотонинът.

Петно на антитяло, като това,

може да бъде използвано, за да разберете това.

Бих искал да ви оставя със следната мисъл:

зеленият флуоресцентен протеин и антителата

са напълно естествени продукти.

Те са еволюирали от природата,

за да накарат медузата да свети в зелено поради каквато и да е причина,

например, за да се определи кода на протеина на нападащ вирус.

Много по-късно, учените се появиха

и казаха: "Хей, има инструменти,

това са функции, които можем да използваме

в собствената ни палета от инструменти."

Вместо слабите човешки мозъци

да проектират тези инструменти от начало,

имаше тези готови решения в природата,

развити и усъвършенствани за милиони години

от най-големия инженер.

Благодаря ви.

(Аплодисменти)