Carl Schoonover: 如何观察大脑内部
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0:00 - 0:04这是一张一千年前关于大脑的绘画
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0:04 - 0:06一个关于视觉系统的图像
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0:06 - 0:09有些东西在今天看来也很熟悉
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0:09 - 0:13底下是两只眼睛，视觉神经从它们后面伸出来
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0:13 - 0:16这是个很大的鼻子
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0:16 - 0:19看起来它并没有连接到特殊的部位
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0:19 - 0:21如果我们把这个
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0:21 - 0:23跟最近的视觉系统的表现形式进行对比
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0:23 - 0:26你会发现情况变得异常复杂
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0:26 - 0:27在经历了几千年之后
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0:27 - 0:30这是因为今天我们可以看见大脑里面的东西
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0:30 - 0:33而不只是它大致的形状
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0:33 - 0:37想象下如果你想知道电脑是如何工作的
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0:37 - 0:40你能看到的只是键盘，鼠标和屏幕
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0:40 - 0:42你真的不会那么走运（明白它是怎么工作的）
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0:42 - 0:44你会想要打开它，拆开它
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0:44 - 0:46看看里面电线的连接
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0:46 - 0:48直到一百多年以前
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0:48 - 0:50没有人能够这样对待大脑
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0:50 - 0:52没人看到过大脑的回路
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0:52 - 0:55那是因为如果你把大脑从头盖骨里拿出来
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0:55 - 0:56从中切出一个薄片
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0:56 - 0:59把它放在即便很强大的显微镜下面
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0:59 - 1:00那里什么都没有
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1:00 - 1:02它是灰色的，没有固定形状
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1:02 - 1:04没有结构。它不会告诉你任何东西
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1:04 - 1:07这些都在19世纪末发生了改变
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1:07 - 1:11忽然间，人们发明了新的大脑组织的化学染料
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1:11 - 1:14这些染料让我们第一次看到大脑的回路
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1:14 - 1:16这个电脑被打开了
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1:16 - 1:19真正开启现代神经科学的是
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1:19 - 1:21一种叫高尔基染色法的染料
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1:21 - 1:23它工作原理很特别
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1:23 - 1:26它并不是对组织里面的所有细胞进行染色
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1:26 - 1:29而是只染对其中大约1%的细胞
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1:29 - 1:32它清除了森林的图像，展现了其中的树木
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1:32 - 1:35如果所有东西都被标记上的话，那什么都看不见了
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1:35 - 1:37所有它以某种方式展示了大脑里的东西
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1:37 - 1:39西班牙神经解剖学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔
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1:39 - 1:42被普遍认为是现代神经科学之父
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1:42 - 1:46他用高尔基染色法展示了这样的图像
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1:46 - 1:50这给了我们神经细胞，神经元的现代概念
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1:50 - 1:53如果你把大脑想象成一个电脑
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1:53 - 1:55这就是晶体管
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1:55 - 1:57卡哈尔很快意识到
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1:57 - 1:59神经元不是单独工作的
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1:59 - 2:01而是与其它神经元互相连接
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2:01 - 2:03形成像电脑一样的电路
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2:03 - 2:07今天，一个世纪之后，当研究人员想要看神经元的时候
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2:07 - 2:09他们从内部点亮神经元，而不是让它们变暗
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2:09 - 2:11它有几种做法
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2:11 - 2:12最流行的做法之一
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2:12 - 2:14要用到荧光蛋白
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2:14 - 2:16现在，绿色荧光蛋白
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2:16 - 2:19一种来自生物发光的水母中的荧光蛋白
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2:19 - 2:20很有用处
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2:20 - 2:23因为如果你能得到绿色荧光蛋白的基因
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2:23 - 2:25并把它运入一个细胞
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2:25 - 2:27那个细胞就会发出绿色荧光——
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2:27 - 2:30如果你使用任何这种绿色荧光蛋白的变体
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2:30 - 2:32你可以让一个细胞发出不同的颜色的荧光
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2:32 - 2:33回到大脑的话题
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2:33 - 2:37有一种叫“大脑彩虹”的转基因小鼠
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2:37 - 2:39人们这样叫它
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2:39 - 2:42当然是因为这些神经元在发出不同颜色的荧光
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2:42 - 2:46现在，神经科学家们有时候需要识别
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2:46 - 2:49神经元的特定分子元件
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2:49 - 2:51识别分子，而不是整个细胞
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2:51 - 2:52这可以通过好几种方法做到
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2:52 - 2:54但是最流行的方法之一
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2:54 - 2:56用到了抗体
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2:56 - 2:57你们一定
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2:57 - 3:00对作为免疫系统的抗体十分熟悉
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3:00 - 3:03实际上它们在免疫系统中如此重要的原因是
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3:03 - 3:05它们可以识别特定的分子
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3:05 - 3:07比如一个入侵身体的病毒的
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3:07 - 3:10外壳蛋白
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3:10 - 3:12研究人员利用抗体的这个特性
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3:12 - 3:16来识别大脑内部的特定分子
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3:16 - 3:19识别细胞的特定亚结构
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3:19 - 3:21并将它们逐个分辨出来
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3:21 - 3:24我在这展示的很多图像都很漂亮
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3:24 - 3:26但它们同时也很强大
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3:26 - 3:28它们可以解释很多东西
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3:28 - 3:30比如说，这是一个
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3:30 - 3:33针对小鼠大脑切片里5-羟色胺转运体的抗体染色图象
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3:33 - 3:35你们肯定听说过5-羟色胺
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3:35 - 3:38它与忧虑、焦虑一类的疾病有关
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3:38 - 3:39你们也听说过 SSRIs (选择性5-羟色胺再摄取抑制剂)
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3:39 - 3:42它被用来治疗以上几种疾病
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3:42 - 3:45如果想了解5-羟色胺是怎么起作用的
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3:45 - 3:48我们必须先明白5-羟色胺作用的部位在哪里
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3:48 - 3:50而我们可以通过这样的抗体染色
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3:50 - 3:53来解答类似的问题
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3:53 - 3:56我想给你们留下这样一个信息：
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3:56 - 3:58绿色荧光蛋白和抗体
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3:58 - 4:01最早都是自然产物
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4:01 - 4:04它们通过自然进化
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4:04 - 4:07以便使一个水母不论以什么原因发出绿色荧光
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4:07 - 4:11或是以便识别入侵身体的病毒的外壳蛋白
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4:11 - 4:14过了很久很久以后，科学家才出场
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4:14 - 4:16说：“这些都是工具，
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4:16 - 4:18我们可以把这些功能
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4:18 - 4:20用到我们自己的研究工具控制板上。”
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4:20 - 4:24与其用有限的人类智慧
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4:24 - 4:26来从头设计工具
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4:26 - 4:29不如用这些在自然界中
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4:29 - 4:32经过几百万年的发展、改善并稳定下来的现成的工具来解答
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4:32 - 4:34它们是大自然的鬼斧神工
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4:34 - 4:35谢谢
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4:35 - 4:37（掌声）
- Title:
- Carl Schoonover: 如何观察大脑内部
- Speaker:
- Carl Schoonover
- Description:
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人类对大脑的理解已经取得了显著进展，但到底如何研究大脑里的神经元呢？神经科学家、TED Fellow Carl Schoonover 用华丽的图像向我们展示如何使用工具，看到大脑内部的景象。
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 19:17
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Dimitra Papageorgiou approved Chinese, Simplified subtitles for How to look inside the brain | |
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Yuguo Zhang accepted Chinese, Simplified subtitles for How to look inside the brain | |
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Yuguo Zhang commented on Chinese, Simplified subtitles for How to look inside the brain | |
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