Cum privim în interiorul creierului

S-au făcut remarcabile descoperiri în înțelegerea creierului, dar cum cercetezi efectiv neuronii din interior? Folosind imagini superbe, neurocercetătorul Carl Schoonover ne arată metodele care ne permit să privim în interiorul creierului.

Iată un desen al creierului
vechi de o mie de ani.

E o diagramă a sistemului vizual.

Unele detalii ne sunt familiare
în prezent.

Doi ochi la bază, nervul optic
continuând în spate.

Un nas foarte mare

care nu pare a fi conectat cu nimic.

Dacă am compara

cu reprezentări mai recente
ale sistemului vizual

veți vedea că lucrurile
s-au complicat substanțial

în timpul celor o mie de ani
care s-au scurs.

Asta pentru că acum
putem vedea în interiorul creierului,

nu doar să îi privim exteriorul.

Imaginați-vă că încercați să înțelegeți
cum funcționează un computer

și tot ce puteți vedea e tastatura,
mouse-ul și un ecran.

Ați cam fi neajutorați.

Ați vrea să-l deschideți, să-l despicați,

să vă uitați la circuitele interioare.

Până acum un secol

nimeni n-a reușit asta cu creierul.

Nimeni nu a putut vedea
circuitele creierului.

Asta pentru că dacă scoți
creierul din craniu,

secționezi o felie subțire

și o pui sub cel mai puternic microscop

nu e nimic acolo.

E gri, e fără formă.

N-are structură. Nu-ți spune nimic.

Asta s-a schimbat radical în secolul XIX.

Noi substanțe de colorare a țesutului
din creier s-au descoperit

și ne-au oferit primele
imagini ale circuitelor.

Computerul a fost despicat.

Ceea ce a lansat neuroștiința modernă

a fost un pigment numit pigment Golgi.

Acționează într-un mod foarte aparte.

În loc să coloreze
toate celulele dintr-un țesut,

selecționează un procent din total.

Luminează pădurea,
descoperă copacii dinăuntru.

Dacă totul s-ar colora,
nu s-ar vedea nimic.

Arată, într-un fel, ce e în interior.

Neuroanatomistul spaniol
Santiago Ramon y Cajal,

considerat părintele
neuroștiinței moderne,

a aplicat acest pigment Golgi
și a obținut această imagine

și ne-a dat o perspectiva modernă
asupra celulei nervoase, neuronul.

Dacă te gândești la creier
ca la un computer,

acesta e tranzistorul.

Foarte curând Cajal a realizat

că neuronii nu operează singuri,

ci fac conexiuni cu alții

formând circuite exact
ca într-un computer.

Azi, după un secol, când cercetătorii
vor să vizualizeze neuronii

îi luminează din interior
în loc să-i coloreze.

Există mai multe căi de a face asta.

Una dintre cele mai populare

folosește proteina verde fluorescentă.

Proteina verde fluorescentă,
care, nu-i de mirare,

provine de la o meduză cu bioluminiscență,

e foarte utilă.

Dacă poți extrage gena
pentru proteina verde fluorescentă

și o inserezi într-o celulă,

celula va străluci verde.

Sunt și alte variante de proteine
fluorescente care luminează

celula în multe culori diferite.

Întorcându-ne la creier,

asta e de la un cobai numit „Brainbow”.

Se numește astfel, bineînțeles,

pentru că neuronii strălucesc
în diferite culori.

Câteodată neurocercetătorii
trebuie să identifice

componente moleculare individuale
ale neuronilor, anumite molecule,

în loc de întreaga celulă.

Există mai multe căi de a face asta,

dar una dintre cele populare

folosește anticorpi.

Sunteți familiari, desigur,

cu anticorpii pe post de aghiotanți
ai sistemului imunitar.

Sunt atât de utili sistemului imunitar

pentru că pot recunoaște
molecule specifice,

de exemplu molecula cod a unui virus

care invadează corpul.

Cercetătorii au folosit asta

ca să recunoască molecule
specifice din creier,

substructuri specifice din celulă

și să le identifice individual.

Multe dintre imaginile
prezentate sunt frumoase,

dar sunt și foarte puternice.

Au o putere de explicație profundă.

Acesta, de exemplu,
e un pigment de anticorp

pentru transportatorii de serotonină
dintr-o felie de creier de cobai.

Ați auzit de serotonină, desigur,

în contextul bolilor
ca depresia și anxietatea.

Ați auzit de ISRS, inhibitori selectivi
ai recaptării serotoninei,

medicamente folosite
să trateze aceste boli.

Ca să înțelegem
cum funcționează serotonina,

e important de înțeles
unde e mașinăria serotoninei.

Procedeul cu pigment de anticorpi

poate fi folosit pentru a răspunde
la acest gen de întrebare.

Doresc să vă gândiți la un lucru:

proteina fluorescentă verde și anticorpii

sunt ambele produse naturale din start.

Au fost evoluate de natură

cu scopul ca meduza să lumineze
pentru cine știe ce motiv,

și anticorpii pentru a detecta
proteina cod a unui virus.

Mult mai târziu au apărut
pe scenă cercetătorii

și-au spus: „Hei, astea sunt modalități,

funcții pe care le putem folosi

în paleta noastră de metode de cercetare.”

Și în loc ca oamenii

să construiască acestor metode de la zero,

s-au folosit de aceste soluții
deja existente,

dezvoltate și perfecționate
constant de milioane de ani

de cel mai grozav inginer: natura.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)