Carl Schoonover: Jak zajrzeć w głąb mózgu?

Dokonano zadziwiająco wiele, aby zrozumieć działanie mózgu, ale jak dokładnie badać neurony w jego wnętrzu? Za pomocą przepięknych obrazów, neurobiolog i partner TED Carl Schoonover prezentuje narzędzia, które umożliwiły nam spojrzenie w głąb mózgu.

Oto rysunek mózgu sprzed tysiąca lat.

Jest to diagram układu wzrokowego.

Pewne rzeczy wyglądają znajomo.

Oczy na dole, nerw wzrokowy wysuwa się od tyłu.

Jest też bardzo duży nos,

który wydaje się nie łączyć z niczym konkretnym.

Jeżeli porównamy to

z nowszymi obrazami układu wzrokowego,

zobaczymy, że sprawy się mocno skomplikowały

przez ten tysiąc lat,

bo możemy zajrzeć w głąb mózgu,

a nie tylko oglądać jego ogólny zarys.

To jak chcieć zrozumieć działanie komputera

oglądając klawiaturę, myszkę i monitor.

Nie lada problem.

Przydałoby się go otworzyć

i spojrzeć na okablowanie w środku.

Nie dało się tego zrobić z mózgiem

jeszcze sto lat temu.

Nikt nie potrafił zajrzeć w przewody mózgu,

bo jeżeli wyciągniesz mózg z czaszki,

wytniesz cienki plasterek

i położysz go pod najlepszym mikroskopem,

to nic tam nie będzie.

Widać tylko szarą, bezkształtną masę,

bez jakiejkolwiek struktury. Nic ci nie powie.

Wszystko się zmieniło pod koniec XIX wieku.

Wynaleziono chemiczne znaczniki
dla tkanki mózgowej,

które umożliwiły spojrzenie w głąb przewodów mózgu.

Komputer został w końcu otwarty.

Początek współczesnej neurobiologii

dał znacznik Golgiego.

Działa on w bardzo specyficzny sposób.

Zamiast znakować wszystkie komórki wewnątrz tkanki,

znakuje tylko jeden procent.

Przerzedza last i pokazuje drzewa.

Gdyby wszystko było znakowane,
nic byśmy nie widzieli.

Pokazuje co tam jest.

Hiszpański neuro-anatom, Santiago Ramon y Cajal,

uznawany za ojca współczesnej neurobiologii,

dzięki znacznikowi Golgiego
uzyskał powyższe rezultaty,

dając nam współczesne pojęcie
komórki nerwowej, neuronu.

Jeśli mózg to komputer,

to będzie jego tranzystor.

Cajal szybko zrozumiał,

że neurony nie działają samodzielnie,

tylko tworzą połączenia i obwody,
dokładnie jak w komputerze.

tylko tworzą połączenia i obwody,
dokładnie jak w komputerze.

Kiedy badacze chcą zobaczyć neurony,

podświetlają je od środka, a nie zaciemniają.

Mają wiele sposobów.

Jednym z najpopularniejszych

jest użycie zielonego białka fluorescencyjnego.

To zielone białko fluorescencyjne,

które pochodzi od meduzy świecącej,

jest bardzo przydatne.

Można pobrać gen tego białka

i dostarczyć go do komórki,

a ta komórka zaświeci się na zielono.

Albo inne białko fluorescencyjne.

Wtedy komórka zaświeci na rożne kolory.

Wracając do mózgu,

Ten obraz pochodzi
z genetycznie wyhodowanej myszy.

Nazywa się "Tęcza mózgu"

od różnokolorowych neuronów.

Neurobiolodzy chcą czasami zidentyfikować

poszczególne części molekularne neuronów,

a nie cale komórki.

Jest na to wiele sposobów,

ale jeden z najpopularniejszych

polega na użyciu przeciwciał.

Przeciwciała to siepacze

systemu immunologicznego.

Są dla przydatne dlatego,

że potrafią rozpoznawać poszczególne molekuły,

jak chociażby kod białka wirusa

który atakuje organizm.

Badacze wykorzystują to

do rozpoznawania molekuł w mózgu,

konkretnych struktur komórkowych,

i indywidualnej identyfikacji.

Obrazy, które wam pokazuję są przepiękne,

ale są też istotne dla nauki.

Pomagają lepiej zrozumieć wiele rzeczy.

To są oznakowane w przeciwciałach

przenośniki serotoniny w mózgu myszy.

Słyszeliście zapewne o serotoninie

w związku z depresją i zaburzeniami lękowymi.

Słyszeliście też o SSRI.

To leki, którymi leczy się te choroby.

Aby zrozumieć, jak działa serotonina,

należy zrozumieć gdzie jest przetwarzana.

Znakowanie przeciwciał

może pomóc w zrozumieniu tych kwestii.

Chciałbym zakończyć następującą myślą:

Zielone białko fluorescencyjne i przeciwciała

to całkowicie naturalne produkty.

To dzięki naturalnej ewolucji

meduza świeci na zielono

albo organizm wykrywa kod białka
atakującego go wirusa.

Dopiero później wkroczyli naukowcy stwierdzając,

że te narzędzia i właściwości

mogą wykorzystać

we własnych badaniach.

Nie trzeba posługiwać się zawodnym ludzkim umysłem

do projektowania tych narzędzi od podstaw,

bo natura dała nam gotowe do użycia rozwiązania,

które były udoskonalane przez miliony lat

przez najlepszego inżyniera świata.

Dziękuję.

(Brawa)