1
00:00:00,000 --> 00:00:02,000
Pomyśl chwilę o swoim dniu.

2
00:00:02,000 --> 00:00:05,000
Obudziłeś się, owiał cię wietrzyk przy wyjściu na dwór,

3
00:00:05,000 --> 00:00:07,000
poznałeś nowych ludzi, prowadziłeś ciekawe dyskusje,

4
00:00:07,000 --> 00:00:09,000
byłeś zachwycony, gdy przeżyłeś coś nowego.

5
00:00:09,000 --> 00:00:11,000
Ale założę się, że jest coś, o czym nie myślałeś,

6
00:00:11,000 --> 00:00:13,000
coś tak ci bliskiego,

7
00:00:13,000 --> 00:00:15,000
że pewnie w ogóle rzadko o tym myślisz.

8
00:00:15,000 --> 00:00:17,000
Wszystkie odczucia, przeżycia,

9
00:00:17,000 --> 00:00:19,000
decyzje i działania

10
00:00:19,000 --> 00:00:21,000
są podejmowane przez komputer w twojej głowie

11
00:00:21,000 --> 00:00:23,000
zwany mózgiem.

12
00:00:23,000 --> 00:00:25,000
Może z zewnątrz nie wygląda on jak komputer --

13
00:00:25,000 --> 00:00:27,000
kilka kilo szaro-różowego mięsa,

14
00:00:27,000 --> 00:00:29,000
bezkształtnego,

15
00:00:29,000 --> 00:00:31,000
ale ostatnie sto lat neurobiologii

16
00:00:31,000 --> 00:00:33,000
przybliżyło nam mózg tak,

17
00:00:33,000 --> 00:00:35,000
że zobaczyliśmy zawiłość jego wnętrza.

18
00:00:35,000 --> 00:00:37,000
Dowiedzieliśmy się, że mózg jest niezwykle skomplikowanym układem,

19
00:00:37,000 --> 00:00:39,000
Dowiedzieliśmy się, że mózg jest niezwykle skomplikowanym układem,

20
00:00:39,000 --> 00:00:43,000
złożonym z setek milionów komórek zwanych neuronami.

21
00:00:43,000 --> 00:00:46,000
W przeciwieństwie do komputerów zbudowanych przez człowieka,

22
00:00:46,000 --> 00:00:48,000
w których nie ma zbyt wielu różnych części,

23
00:00:48,000 --> 00:00:51,000
rozumiemy jak działają, bo sami je projektowaliśmy,

24
00:00:51,000 --> 00:00:54,000
mózg składa się z tysięcy różnych rodzajów komórek,

25
00:00:54,000 --> 00:00:56,000
może dziesiątek tysięcy.

26
00:00:56,000 --> 00:00:58,000
Mają różne kształty, inny budulec;

27
00:00:58,000 --> 00:01:01,000
łączą różne części mózgu.

28
00:01:01,000 --> 00:01:04,000
Różnie zmieniają się też w różnych stadiach chorób.

29
00:01:04,000 --> 00:01:06,000
Do rzeczy.

30
00:01:06,000 --> 00:01:08,000
Jest rodzaj komórek,

31
00:01:08,000 --> 00:01:11,000
dość niewielkich, które uciszają swoich sąsiadów.

32
00:01:11,000 --> 00:01:15,000
To jedna z tych komórek, które zanikają przy schizofrenii.

33
00:01:15,000 --> 00:01:17,000
Nazywana jest komórką koszykową.

34
00:01:17,000 --> 00:01:19,000
To jeden z tysięcy rodzajów komórek,

35
00:01:19,000 --> 00:01:21,000
które poznajemy.

36
00:01:21,000 --> 00:01:23,000
Codzienne okrywa się nowe.

37
00:01:23,000 --> 00:01:25,000
Drugi przykład:

38
00:01:25,000 --> 00:01:27,000
te duże komórki w kształcie piramidy

39
00:01:27,000 --> 00:01:29,000
rozciągają się w znacznej części mózgu.

40
00:01:29,000 --> 00:01:31,000
Można je pobudzać.

41
00:01:31,000 --> 00:01:33,000
M.in. to one są nadaktywne

42
00:01:33,000 --> 00:01:36,000
przy schorzeniach takich jak epilepsja.

43
00:01:36,000 --> 00:01:38,000
Każda z nich

44
00:01:38,000 --> 00:01:41,000
to niezwykłe urządzenie elektryczne.

45
00:01:41,000 --> 00:01:43,000
Dostają sygnały od tysięcy komórek-nadawców

46
00:01:43,000 --> 00:01:46,000
i obliczają swoje własne sygnały,

47
00:01:46,000 --> 00:01:48,000
które, jeśli przekroczą pewien próg,

48
00:01:48,000 --> 00:01:50,000
zostaną przesłane do tysięcy komórek-odbiorców.

49
00:01:50,000 --> 00:01:53,000
Cały ten proces trwa może milisekundę,

50
00:01:53,000 --> 00:01:55,000
wydarza się tysiące razy na minutę

51
00:01:55,000 --> 00:01:57,000
w każdej ze 100 miliardów komórek,

52
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
dopóki żyjesz, myślisz i czujesz.

53
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
dopóki żyjesz, myślisz i czujesz.

54
00:02:02,000 --> 00:02:05,000
Jak możemy zrozumieć działanie tego układu?

55
00:02:05,000 --> 00:02:07,000
W teorii, można by w każdej części

56
00:02:07,000 --> 00:02:10,000
włączać i wyłączać różne rodzaje komórek

57
00:02:10,000 --> 00:02:12,000
próbując zrozumieć,

58
00:02:12,000 --> 00:02:14,000
które zawiadują konkretnymi funkcjami,

59
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
a które degenerują się w patologiach.

60
00:02:16,000 --> 00:02:19,000
Mogąc uaktywniać komórki, zobaczylibyśmy jakie spełniają funkcje,

61
00:02:19,000 --> 00:02:21,000
co mogą uruchomić i podtrzymać.

62
00:02:21,000 --> 00:02:23,000
Mogąc je wyłączać

63
00:02:23,000 --> 00:02:25,000
zrozumielibyśmy do czego służą.

64
00:02:25,000 --> 00:02:28,000
O tym zamierzam dziś opowiedzieć.

65
00:02:28,000 --> 00:02:31,000
Szczerze mówiąc przez ostatnie 11 lat

66
00:02:31,000 --> 00:02:33,000
szukaliśmy sposobów

67
00:02:33,000 --> 00:02:35,000
na włączanie i wyłączanie

68
00:02:35,000 --> 00:02:37,000
układów, komórek, części i ścieżek w mózgu

69
00:02:37,000 --> 00:02:39,000
zarówno aby zrozumieć naukę,

70
00:02:39,000 --> 00:02:42,000
jak i zmierzyć się z problemami

71
00:02:42,000 --> 00:02:45,000
przed którymi stają wszyscy ludzie.

72
00:02:45,000 --> 00:02:48,000
Zanim opowiem o technologii, mam złą wiadomość.

73
00:02:48,000 --> 00:02:51,000
Większość z nas na sali,

74
00:02:51,000 --> 00:02:53,000
jeżeli pożyjemy dostatecznie długo,

75
00:02:53,000 --> 00:02:55,000
czeka pewnie zaburzenie pracy mózgu.

76
00:02:55,000 --> 00:02:57,000
Już teraz miliard ludzi

77
00:02:57,000 --> 00:02:59,000
cierpi na jakieś zaburzenia mózgowe,

78
00:02:59,000 --> 00:03:01,000
które ich ubezwłasnowolniają.

79
00:03:01,000 --> 00:03:03,000
Liczby nie oddają w pełni sytuacji.

80
00:03:03,000 --> 00:03:05,000
Te choroby: schizofrenia, Alzeimer,

81
00:03:05,000 --> 00:03:07,000
depresja, uzależnienia,

82
00:03:07,000 --> 00:03:10,000
nie tylko skracaja życie, ale także nas zmieniają;

83
00:03:10,000 --> 00:03:12,000
zabierają nam tożsamość i wpływają na emocje,

84
00:03:12,000 --> 00:03:15,000
stajemy się innymi ludźmi.

85
00:03:15,000 --> 00:03:18,000
W XX wieku

86
00:03:18,000 --> 00:03:21,000
nabraliśmy nadziei

87
00:03:21,000 --> 00:03:24,000
dzięki rozwojowi leków na schorzenia mózgu

88
00:03:24,000 --> 00:03:27,000
Chociaż powstało wiele leków

89
00:03:27,000 --> 00:03:29,000
łagodzących symptomy zaburzeń,

90
00:03:29,000 --> 00:03:32,000
praktycznie żaden nie potrafi ich całkowicie wyleczyć.

91
00:03:32,000 --> 00:03:35,000
Częściowo dlatego, że kąpiemy mózg w chemikaliach.

92
00:03:35,000 --> 00:03:37,000
Ten wyszukany układ,

93
00:03:37,000 --> 00:03:39,000
złożony z tysięcy różnego rodzaju komórek

94
00:03:39,000 --> 00:03:41,000
nurza się w chemii.

95
00:03:41,000 --> 00:03:43,000
Dlatego większość, jeżeli nie wszystkie leki na rynku

96
00:03:43,000 --> 00:03:46,000
powoduja zwykle silne efekty uboczne.

97
00:03:46,000 --> 00:03:49,000
Część ludzi doznała ulgi

98
00:03:49,000 --> 00:03:52,000
dzięki elektrycznym stymulatorom wszczepionym do mózgu.

99
00:03:52,000 --> 00:03:54,000
W chorobie Parkinsona

100
00:03:54,000 --> 00:03:56,000
implanty ślimakowe

101
00:03:56,000 --> 00:03:58,000
rzeczywiście były w stanie

102
00:03:58,000 --> 00:04:00,000
przynieść poprawę

103
00:04:00,000 --> 00:04:02,000
ludziom z pewnymi schorzeniami.

104
00:04:02,000 --> 00:04:04,000
Jednak prąd płynie w wielu kierunkach,

105
00:04:04,000 --> 00:04:06,000
po linii najmniejszego oporu,

106
00:04:06,000 --> 00:04:08,000
skąd właśnie pochodzi to powiedzenie.

107
00:04:08,000 --> 00:04:11,000
Działa i na zdrowe i na uszkodzone części, wymagające naprawy.

108
00:04:11,000 --> 00:04:13,000
Znowu wracamy do koncepcji

109
00:04:13,000 --> 00:04:15,000
ultra-precyzyjnego sterowania.

110
00:04:15,000 --> 00:04:18,000
Czy można wysłać informację dokładnie tam, gdzie chcemy ?

111
00:04:19,000 --> 00:04:23,000
Zanim 11 lat temu zająłem się neurobiologią,

112
00:04:23,000 --> 00:04:26,000
studiowałem elektronikę i fizykę.

113
00:04:26,000 --> 00:04:28,000
Od razu przyszło mi do głowy,

114
00:04:28,000 --> 00:04:30,000
że skoro neurony są sterowane elektrycznie,

115
00:04:30,000 --> 00:04:32,000
trzeba jedynie znaleźć sposób

116
00:04:32,000 --> 00:04:34,000
na generowanie sygnałów elektrycznych na odległość.

117
00:04:34,000 --> 00:04:36,000
Gdyby udało się pobudzić prąd pojedyńczej komórki

118
00:04:36,000 --> 00:04:38,000
bez pobudzania sąsiednich,

119
00:04:38,000 --> 00:04:41,000
otrzymamy narzędzie do włączania i wyłączania każdej z nich,

120
00:04:41,000 --> 00:04:43,000
i zrozumienia, jak działają

121
00:04:43,000 --> 00:04:45,000
i jak wpływają na swoje układy.

122
00:04:45,000 --> 00:04:47,000
Dałoby to nam ultra-precyzyjną kontrolę,

123
00:04:47,000 --> 00:04:50,000
potrzebną do naprawy fragmentów, które szwankują.

124
00:04:50,000 --> 00:04:52,000
potrzebną do naprawy fragmentów, które szwankują.

125
00:04:52,000 --> 00:04:54,000
Jak tego dokonamy?

126
00:04:54,000 --> 00:04:56,000
W przyrodzie jest wiele cząsteczek,

127
00:04:56,000 --> 00:04:59,000
które potrafią zamieniać światło na prąd.

128
00:04:59,000 --> 00:05:01,000
Można je sobie wyobrazić jako białka

129
00:05:01,000 --> 00:05:03,000
działające jak baterie słoneczne.

130
00:05:03,000 --> 00:05:06,000
Gdyby jakoś zainstalować te cząsteczki w neuronach,

131
00:05:06,000 --> 00:05:09,000
moglibyśmy pobudzać neurony światłem.

132
00:05:09,000 --> 00:05:12,000
Sąsiednie komórki, bez cząsteczki, nie reagowałyby.

133
00:05:12,000 --> 00:05:14,000
Trzeba się posłużyć pewną sztuczką.

134
00:05:14,000 --> 00:05:17,000
Mianowicie dostarczyć światło do mózgu.

135
00:05:17,000 --> 00:05:20,000
Mózg nie czuje bólu. Korzystając z rozwiązań

136
00:05:20,000 --> 00:05:22,000
Mózg nie czuje bólu. Korzystając z rozwiązań

137
00:05:22,000 --> 00:05:24,000
stosowanych w internecie, telekomunikacji itp.

138
00:05:24,000 --> 00:05:26,000
można użyć światłowodów połączonych z laserami,

139
00:05:26,000 --> 00:05:28,000
dzięki którym można pobudzać neurony np. u zwierząt

140
00:05:28,000 --> 00:05:30,000
w badaniach przedklinicznych,

141
00:05:30,000 --> 00:05:32,000
i obserwować ich zachowania.

142
00:05:32,000 --> 00:05:34,000
Jak to robimy?

143
00:05:34,000 --> 00:05:36,000
Około 2004 r.

144
00:05:36,000 --> 00:05:38,000
we współpracy z Gerhardem Nagelem i Karlem Deisserothem,

145
00:05:38,000 --> 00:05:40,000
zaczęliśmy realizację tej wizji.

146
00:05:40,000 --> 00:05:43,000
Istnieje pewien gatunek dzikich alg,

147
00:05:43,000 --> 00:05:45,000
które poruszają się w stronę światła,

148
00:05:45,000 --> 00:05:47,000
aby zoptymalizować fotosyntezę.

149
00:05:47,000 --> 00:05:49,000
Odbierają one światło małą plamką oczną,

150
00:05:49,000 --> 00:05:52,000
która działa nieco inaczej niż nasze oczy.

151
00:05:52,000 --> 00:05:54,000
W jej zewnętrznej błonie

152
00:05:54,000 --> 00:05:57,000
znajdują się białka,

153
00:05:57,000 --> 00:06:00,000
które potrafią zamienić światło na prąd.

154
00:06:00,000 --> 00:06:03,000
Te cząsteczki to rodopsyny kanałowe.

155
00:06:03,000 --> 00:06:06,000
Każde z tych białek działa jak ogniwo słoneczne.

156
00:06:06,000 --> 00:06:09,000
Gdy pada na nie niebieskie światło, otwiera niewielki otwór

157
00:06:09,000 --> 00:06:11,000
i wpuszcza naładowane cząsteczki do plamki ocznej.

158
00:06:11,000 --> 00:06:13,000
Dzięki temu plamka oczna ma swój sygnał elektryczny,

159
00:06:13,000 --> 00:06:16,000
zupełnie jak ogniwo słoneczne ładujące baterię.

160
00:06:16,000 --> 00:06:18,000
Potrzebujemy teraz wziąć te białka

161
00:06:18,000 --> 00:06:20,000
i zainstalować je jakoś w neuronach.

162
00:06:20,000 --> 00:06:22,000
Ponieważ są to białka,

163
00:06:22,000 --> 00:06:25,000
są zakodowane w DNA organizmu.

164
00:06:25,000 --> 00:06:27,000
Musimy tylko wyciąć to DNA,

165
00:06:27,000 --> 00:06:30,000
wstawić je do nośnika terapii genowej, np. wirusa,

166
00:06:30,000 --> 00:06:33,000
i wysłać go do neuronów.

167
00:06:33,000 --> 00:06:36,000
Był to bardzo twórczy okres w terapiach genowych

168
00:06:36,000 --> 00:06:38,000
i pojawiało się mnóstwo wirusów.

169
00:06:38,000 --> 00:06:40,000
Zadanie okazało się proste.

170
00:06:40,000 --> 00:06:43,000
Pewnego ranka w lecie 2004 roku,

171
00:06:43,000 --> 00:06:45,000
spróbowaliśmy i zadziałało za pierwszym razem.

172
00:06:45,000 --> 00:06:48,000
Pobraliśmy DNA i wstawiliśmy je do neuronu.

173
00:06:48,000 --> 00:06:51,000
Neuron użył własnej maszynerii

174
00:06:51,000 --> 00:06:53,000
do produkcji światłoczułych białek

175
00:06:53,000 --> 00:06:55,000
i rozmieszczenia ich po całej komórce,

176
00:06:55,000 --> 00:06:57,000
tak jak rozmieszcza się panele słoneczne na dachu.

177
00:06:57,000 --> 00:06:59,000
Otrzymaliśmy zatem neuron uruchamiany światłem.

178
00:06:59,000 --> 00:07:01,000
Otrzymaliśmy zatem neuron uruchamiany światłem.

179
00:07:01,000 --> 00:07:03,000
To potężne narzędzie.

180
00:07:03,000 --> 00:07:05,000
Trzeba teraz wykombinować

181
00:07:05,000 --> 00:07:07,000
jak dostarczyć te geny tylko do wybranej komórki,

182
00:07:07,000 --> 00:07:09,000
a nie do sąsiednich.

183
00:07:09,000 --> 00:07:11,000
Można zaprogramować wirusa,

184
00:07:11,000 --> 00:07:13,000
żeby atakował tylko niektóre komórki.

185
00:07:13,000 --> 00:07:15,000
Można wykorzystać jeszcze inne genetyczne triki,

186
00:07:15,000 --> 00:07:18,000
żeby otrzymać komórki pobudzane światłem.

187
00:07:18,000 --> 00:07:22,000
Ta dziedzina nazywa się teraz "optogenetyka".

188
00:07:22,000 --> 00:07:24,000
To tylko niektóre przykłady możliwości.

189
00:07:24,000 --> 00:07:26,000
W skomplikowanej sieci

190
00:07:26,000 --> 00:07:28,000
można użyć wirusa do dostarczenia genu

191
00:07:28,000 --> 00:07:31,000
do wybranego typu komórki w gęstej sieci.

192
00:07:31,000 --> 00:07:33,000
Gdy oświetlimy całą sieć,

193
00:07:33,000 --> 00:07:35,000
tylko jeden rodzaj komórek zareaguje.

194
00:07:35,000 --> 00:07:38,000
Weźmy np. komórkę koszykową, o której mówiłem,

195
00:07:38,000 --> 00:07:40,000
która zanika przy schizofrenii

196
00:07:40,000 --> 00:07:42,000
i działa hamująco.

197
00:07:42,000 --> 00:07:44,000
Jeśli dostarczymy gen do tych komórek,

198
00:07:44,000 --> 00:07:47,000
o ile oczywiście sam gen nie zakłóci ich działania,

199
00:07:47,000 --> 00:07:50,000
i oświetlimy cały mózg niebieskim światłem,

200
00:07:50,000 --> 00:07:52,000
tylko te komórki zostaną pobudzone.

201
00:07:52,000 --> 00:07:54,000
Gdy światło zgaśnie, komórki wracają do normalnego stanu,

202
00:07:54,000 --> 00:07:57,000
więc wydaje się, że im to nie przeszkadza.

203
00:07:57,000 --> 00:07:59,000
Można nie tylko badać ich działanie,

204
00:07:59,000 --> 00:08:01,000
ich wpływ na funkcjonowanie mózgu,

205
00:08:01,000 --> 00:08:03,000
ale również sprawdzić,

206
00:08:03,000 --> 00:08:05,000
czy dałoby się "podkręcić" ich aktywność,

207
00:08:05,000 --> 00:08:07,000
przy faktycznym zanikaniu.

208
00:08:07,000 --> 00:08:09,000
Chciałbym opowiedzieć wam parę historii

209
00:08:09,000 --> 00:08:11,000
o użyciu tej techniki,

210
00:08:11,000 --> 00:08:14,000
zarówno pod kątem naukowym, leczniczym jak i zapobiegawczym

211
00:08:14,000 --> 00:08:16,000
M.in. chcieliśmy wiedzieć,

212
00:08:16,000 --> 00:08:19,000
które sygnały mózgowe uczestniczą w układzie nagrody.

213
00:08:19,000 --> 00:08:21,000
Gdybyśmy je znaleźli,

214
00:08:21,000 --> 00:08:23,000
można by z ich pomocą nakłaniać do nauki.

215
00:08:23,000 --> 00:08:25,000
Mózg zrobi wszystko, aby zdobyć nagrodę.

216
00:08:25,000 --> 00:08:28,000
Wypaczenia tych sygnałów towarzyszą m.in. uzależnieniom.

217
00:08:28,000 --> 00:08:30,000
Gdybyśmy zlokalizowali te komórki,

218
00:08:30,000 --> 00:08:32,000
być może udałoby się znaleźć nowe cele,

219
00:08:32,000 --> 00:08:34,000
na które powinny oddziaływać nowe leki,

220
00:08:34,000 --> 00:08:36,000
albo miejsca, w których trzeba umieścić elektrody

221
00:08:36,000 --> 00:08:39,000
u poważnie chorych ludzi.

222
00:08:39,000 --> 00:08:41,000
W tym celu wymyśliliśmy prosty eksperyment

223
00:08:41,000 --> 00:08:43,000
we współpracy z grupą Fiorella.

224
00:08:43,000 --> 00:08:45,000
Podchodząc do jednej strony pudełka

225
00:08:45,000 --> 00:08:47,000
zwierzę wywoła impuls światła,

226
00:08:47,000 --> 00:08:49,000
które uwrażliwia na światło różne komórki mózgowe.

227
00:08:49,000 --> 00:08:51,000
Jeżeli te komórki pobudzają układ nagrody,

228
00:08:51,000 --> 00:08:53,000
zwierzę powinno podchodzić bez przerwy.

229
00:08:53,000 --> 00:08:55,000
I tak się właśnie dzieje.

230
00:08:55,000 --> 00:08:57,000
Zwierzę podchodzi z prawej strony i wsadza nos.

231
00:08:57,000 --> 00:08:59,000
Dostaje za każdym razem impuls niebieskiego światła.

232
00:08:59,000 --> 00:09:01,000
Będzie to robiło tysiące razy.

233
00:09:01,000 --> 00:09:03,000
To neurony dopaminy,

234
00:09:03,000 --> 00:09:05,000
w ośrodkach przyjemności mózgu.

235
00:09:05,000 --> 00:09:07,000
Pokazaliśmy, że ich pobudzenie

236
00:09:07,000 --> 00:09:09,000
potrafi nakłonić do nauki.

237
00:09:09,000 --> 00:09:11,000
Możemy uogólnić ten pomysł.

238
00:09:11,000 --> 00:09:13,000
Zamiast jednego punktu w mózgu,

239
00:09:13,000 --> 00:09:15,000
możemy stworzyć urządzenia obejmujące cały mózg,

240
00:09:15,000 --> 00:09:17,000
dostarczające światło wg. trójwymiarowych wzorów,

241
00:09:17,000 --> 00:09:19,000
wiązki światłowodów,

242
00:09:19,000 --> 00:09:21,000
każdy zasilany niezależnym źródłem światła.

243
00:09:21,000 --> 00:09:23,000
Spróbujemy zrobić na żywo to,

244
00:09:23,000 --> 00:09:26,000
co dotąd przeprowadzano tylko w próbówce:

245
00:09:26,000 --> 00:09:28,000
szerokopasmowe obrazowanie całego mózgu

246
00:09:28,000 --> 00:09:30,000
dla sygnałów umożliwiających jego sterowanie.

247
00:09:30,000 --> 00:09:32,000
Można by z nich korzystać

248
00:09:32,000 --> 00:09:34,000
w leczeniu schorzeń mózgu.

249
00:09:34,000 --> 00:09:36,000
Chcę wam opowiedzieć

250
00:09:36,000 --> 00:09:39,000
w jaki sposób leczymy zespół stresu pourazowego,

251
00:09:39,000 --> 00:09:42,000
niekontrolowane lęki i strach.

252
00:09:42,000 --> 00:09:44,000
M.in. przyjęliśmy klasyczny model strachu.

253
00:09:44,000 --> 00:09:47,000
M.in. przyjęliśmy klasyczny model strachu.

254
00:09:47,000 --> 00:09:50,000
Sięga czasów Pawłowa.

255
00:09:50,000 --> 00:09:52,000
W tzw. pawłowowskim warunkowaniu lęku

256
00:09:52,000 --> 00:09:54,000
dźwięk kończy się krótkim wstrząsem.

257
00:09:54,000 --> 00:09:56,000
Wstrząs nie jest bolesny, ale dość irytujący.

258
00:09:56,000 --> 00:09:58,000
Z czasem mysz, którą się posłużyliśmy,

259
00:09:58,000 --> 00:10:00,000
bo zwykle używa się myszy w takich eksperymentach,

260
00:10:00,000 --> 00:10:02,000
mysz uczy się bać tego dźwięku.

261
00:10:02,000 --> 00:10:04,000
Na ten dźwięk zastyga,

262
00:10:04,000 --> 00:10:06,000
jak jeleń w świetle reflektorów.

263
00:10:06,000 --> 00:10:09,000
Zapytaliśmy: które miejsca w mózgu

264
00:10:09,000 --> 00:10:11,000
pomogłyby opanować ten strach?

265
00:10:11,000 --> 00:10:13,000
Puszczamy więc dźwięk ponownie,

266
00:10:13,000 --> 00:10:15,000
po tym jak został skojarzony ze strachem.

267
00:10:15,000 --> 00:10:17,000
Ale pobudzamy w mózgu inne miejsca,

268
00:10:17,000 --> 00:10:20,000
używając światłowodów, o których wcześniej mówiłem,

269
00:10:20,000 --> 00:10:22,000
aby sprawdzić, które rejony spowodują,

270
00:10:22,000 --> 00:10:25,000
że mózg przezwycięży wspomnienie strachu.

271
00:10:25,000 --> 00:10:27,000
Ten krótki film pokazuje jeden z rejonów,

272
00:10:27,000 --> 00:10:29,000
nad którymi pracujemy.

273
00:10:29,000 --> 00:10:31,000
To okolica kory przedczołowej,

274
00:10:31,000 --> 00:10:34,000
gdzie świadomie próbujemy opanować negatywne stany emocjonalne.

275
00:10:34,000 --> 00:10:36,000
Zwierzę usłyszy dźwięk -- pojawia się tu błysk światła.

276
00:10:36,000 --> 00:10:38,000
Nie słychać dźwięku, ale widzicie, że zwierzę zastyga.

277
00:10:38,000 --> 00:10:40,000
Ten dźwięk oznaczał coś złego.

278
00:10:40,000 --> 00:10:42,000
W dolnym lewym rogu jest zegar,

279
00:10:42,000 --> 00:10:45,000
można zobaczyć, że mysz tkwi w tym stanie przez 2 minuty.

280
00:10:45,000 --> 00:10:47,000
A tu drugi klip,

281
00:10:47,000 --> 00:10:49,000
8 minut później.

282
00:10:49,000 --> 00:10:52,000
Zabrzmi ten sam dźwięk, a światło znowu się zaświeci.

283
00:10:52,000 --> 00:10:55,000
Zaczyna się. Teraz.

284
00:10:55,000 --> 00:10:58,000
W 10-minutowym eksperymencie,

285
00:10:58,000 --> 00:11:01,000
nauczyliśmy mózg przez pobudzanie światłem tej części,

286
00:11:01,000 --> 00:11:03,000
aby przezwyciężał wspomnienia strachu.

287
00:11:03,000 --> 00:11:05,000
aby przezwyciężał wspomnienia strachu.

288
00:11:05,000 --> 00:11:08,000
W ostatnich latach wróciliśmy do drzewa życia,

289
00:11:08,000 --> 00:11:11,000
chcąc znaleźć sposoby na wyłączanie obwodów mózgu.

290
00:11:11,000 --> 00:11:14,000
Gdybyśmy je znaleźli, byłoby to potężne narzędzie.

291
00:11:14,000 --> 00:11:17,000
Deaktywując komórki na kilka milisekund lub sekund,

292
00:11:17,000 --> 00:11:19,000
można by się dowiedzieć, jaką grają rolę

293
00:11:19,000 --> 00:11:21,000
w sieciach, do których należą.

294
00:11:21,000 --> 00:11:23,000
Zlustrowaliśmy organizmy z całego drzewa życia,

295
00:11:23,000 --> 00:11:26,000
każde królestwo życia, poza zwierzętami, wygląda inaczej.

296
00:11:26,000 --> 00:11:29,000
Znaleźliśmy różne cząsteczki, jak halorodopsyna lub archeorodopsyna,

297
00:11:29,000 --> 00:11:31,000
które reagują na zielone i żółte światło.

298
00:11:31,000 --> 00:11:33,000
Zachowują się odwrotnie od cząsteczek, o których już mówiłem,

299
00:11:33,000 --> 00:11:36,000
zawierających aktywator niebieskiego światła, rodopsynę kanałową.

300
00:11:37,000 --> 00:11:40,000
Podam przykład, do czego naszym zdaniem zmierzamy.

301
00:11:40,000 --> 00:11:43,000
Rozważmy np. epilepsję,

302
00:11:43,000 --> 00:11:45,000
w której mózg jest nadaktywny.

303
00:11:45,000 --> 00:11:47,000
Jeżeli zawiodą leki,

304
00:11:47,000 --> 00:11:49,000
czasem usuwa się częśc mózgu.

305
00:11:49,000 --> 00:11:51,000
To oczywiście nieodwracalne i powoduje efekty uboczne.

306
00:11:51,000 --> 00:11:54,000
Może moglibyśmy wyłączyć na chwilę tę część,

307
00:11:54,000 --> 00:11:57,000
dopóki atak nie przejdzie,

308
00:11:57,000 --> 00:12:00,000
i skłonić mózg do powrotu do stanu początkowego,

309
00:12:00,000 --> 00:12:03,000
tak, jak układ dynamiczny, który zostaje ustabilizowany.

310
00:12:03,000 --> 00:12:06,000
Animacja tłumaczy tą koncepcję,

311
00:12:06,000 --> 00:12:08,000
gdzie na komórki, które można wyłączyć światłem,

312
00:12:08,000 --> 00:12:10,000
puszczamy promień światła,

313
00:12:10,000 --> 00:12:12,000
na tyle ile potrzeba, by stłumić atak,

314
00:12:12,000 --> 00:12:14,000
w nadziei, że uda się go całkiem wyłączyć.

315
00:12:14,000 --> 00:12:16,000
Nie mamy danych, które mógłbym tu przedstawić,

316
00:12:16,000 --> 00:12:18,000
ale bardzo nas to ekscytuje.

317
00:12:18,000 --> 00:12:20,000
Chciałbym zakończyć historią o kolejnej możliwości.

318
00:12:20,000 --> 00:12:22,000
Chciałbym zakończyć historią o kolejnej możliwości.

319
00:12:22,000 --> 00:12:24,000
Przy ultra-precyzyjnym sterowaniu

320
00:12:24,000 --> 00:12:26,000
te cząsteczki można by zastosować w samym mózgu

321
00:12:26,000 --> 00:12:29,000
do nowego rodzaju protetyki, protetyki optycznej.

322
00:12:29,000 --> 00:12:32,000
Mówiłem już, że rozpowszechniły się stymulatory elektryczne.

323
00:12:32,000 --> 00:12:35,000
75 tys. chorych na Parkinsona ma wszczepione rozruszniki DBS.

324
00:12:35,000 --> 00:12:37,000
Jakieś 100 tys. ludzi ma implanty ślimakowe,

325
00:12:37,000 --> 00:12:39,000
umożliwiające słyszenie.

326
00:12:39,000 --> 00:12:42,000
Pozostaje kwestia dostarczenia tych genów do komórek.

327
00:12:42,000 --> 00:12:45,000
W terapii genowej pojawiła się nowa nadzieja:

328
00:12:45,000 --> 00:12:47,000
wirusy takie jak adenowirusy,

329
00:12:47,000 --> 00:12:49,000
które prawdopodobnie ma większość z nas na sali,

330
00:12:49,000 --> 00:12:51,000
a nie powodują żadnych objawów,

331
00:12:51,000 --> 00:12:53,000
były stosowane na setkach pacjentów

332
00:12:53,000 --> 00:12:55,000
do dostarczania genów do mózgu lub ciała.

333
00:12:55,000 --> 00:12:57,000
Jak dotąd nie spotkano poważnych skutków ubocznych

334
00:12:57,000 --> 00:12:59,000
związanych z tym wirusem.

335
00:12:59,000 --> 00:13:02,000
Oczywistym, choć ignorowanym elementem są same białka,

336
00:13:02,000 --> 00:13:04,000
zapoczątkowane przez algi, bakterie i grzyby,

337
00:13:04,000 --> 00:13:06,000
i odnajdywane we wszystkich gatunkach.

338
00:13:06,000 --> 00:13:08,000
Większość z nas nie ma w mózgu grzybów i alg,

339
00:13:08,000 --> 00:13:10,000
jak więc zareagowałby na nie mózg?

340
00:13:10,000 --> 00:13:12,000
Czy komórki będą je tolerować? Czy zareaguje system odpornościowy?

341
00:13:12,000 --> 00:13:14,000
Chociaż jeszcze nie na ludziach,

342
00:13:14,000 --> 00:13:16,000
ale pracujemy nad różnymi badaniami,

343
00:13:16,000 --> 00:13:18,000
które mają to sprawdzić.

344
00:13:18,000 --> 00:13:21,000
Na razie nie widzieliśmy żadnych wyraźnych reakcji

345
00:13:21,000 --> 00:13:23,000
na te cząsteczki

346
00:13:23,000 --> 00:13:26,000
lub na oświetlanie mózgu światłem.

347
00:13:26,000 --> 00:13:29,000
To początki, ale nas bardzo intrygują.

348
00:13:29,000 --> 00:13:31,000
Na koniec powiem o czymś,

349
00:13:31,000 --> 00:13:33,000
co można by potencjalnie zastosować w leczeniu klinicznym.

350
00:13:33,000 --> 00:13:35,000
co można by potencjalnie zastosować w leczeniu klinicznym.

351
00:13:35,000 --> 00:13:37,000
Istnieje wiele rodzajów ślepoty,

352
00:13:37,000 --> 00:13:39,000
w których fotoreceptory,

353
00:13:39,000 --> 00:13:42,000
nasze fotodetektory na dnie oka, zanikają.

354
00:13:42,000 --> 00:13:44,000
Siatkówka ma oczywiście skomplikowaną strukturę.

355
00:13:44,000 --> 00:13:46,000
Przybliżmy tu, żeby zobaczyć szczegóły.

356
00:13:46,000 --> 00:13:49,000
Komórki fotoreceptorów są pokazane na górze.

357
00:13:49,000 --> 00:13:51,000
Sygnały odebrane przez fotoreceptory

358
00:13:51,000 --> 00:13:53,000
zostają odpowiednio przetworzone,

359
00:13:53,000 --> 00:13:56,000
aż w końcu docierają na dól, do komórek przedzwojowych,

360
00:13:56,000 --> 00:13:58,000
przekazujących informację do mózgu,

361
00:13:58,000 --> 00:14:00,000
gdzie odbieramy ją jako widzenie.

362
00:14:00,000 --> 00:14:03,000
W wielu rodzajach ślepoty, np. retinopatii barwnikowej,

363
00:14:03,000 --> 00:14:05,000
lub zwyrodnieniu plamki żółtej,

364
00:14:05,000 --> 00:14:08,000
komórki fotoreceptorów zanikają lub są zniszczone.

365
00:14:08,000 --> 00:14:10,000
Jak możemy to naprawić?

366
00:14:10,000 --> 00:14:13,000
Nie jest w ogóle pewne, czy leki potrafiłyby je przywrócić,

367
00:14:13,000 --> 00:14:15,000
bo nie ma tu nic, co mogłoby się zagoić.

368
00:14:15,000 --> 00:14:17,000
Z drugiej strony, światło wciąż dostaje się do oka.

369
00:14:17,000 --> 00:14:20,000
Oko jest wciąż przezroczyste i przepuszcza światło.

370
00:14:20,000 --> 00:14:23,000
Gdybyśmy tak wzięli rodopsyny kanałowe i inne cząsteczki,

371
00:14:23,000 --> 00:14:25,000
zainstalowali je na niektórych zapasowych komórkach

372
00:14:25,000 --> 00:14:27,000
i zamienili je na małe kamery?

373
00:14:27,000 --> 00:14:29,000
Ponieważ w oku jest tak wiele komórek

374
00:14:29,000 --> 00:14:32,000
potencjalnie mogłyby to być kamery o wysokiej rozdzielczości.

375
00:14:32,000 --> 00:14:34,000
To jest część naszej pracy.

376
00:14:34,000 --> 00:14:36,000
Prowadzi je jeden z naszych współpracowników,

377
00:14:36,000 --> 00:14:38,000
Alan Horsager z Uniwersytetu Kalifornii.

378
00:14:38,000 --> 00:14:41,000
zaś firma Eos Neuroscience próbuje je skomercjalizować

379
00:14:41,000 --> 00:14:43,000
dzięki funduszom Narodowego Instytutu Zdrowia.

380
00:14:43,000 --> 00:14:45,000
Widzicie tu mysz próbującą przejść przez labirynt.

381
00:14:45,000 --> 00:14:47,000
To labirynt sześcioramienny. Jest w nim trochę wody,

382
00:14:47,000 --> 00:14:49,000
żeby nakłonić mysz do ruchu, inaczej siedziałaby w miejscu.

383
00:14:49,000 --> 00:14:51,000
Celem jest oczywiście wyjście z wody na małą platformę,

384
00:14:51,000 --> 00:14:53,000
Celem jest oczywiście wyjście z wody na małą platformę,

385
00:14:53,000 --> 00:14:55,000
tuż pod powierzchnią oświetlonej górnej zatoczki.

386
00:14:55,000 --> 00:14:58,000
Myszy są sprytne, więc w końcu jej się udaje,

387
00:14:58,000 --> 00:15:00,000
ale robi to metodą siłową.

388
00:15:00,000 --> 00:15:03,000
Przepływa każdą alejkę póki nie dotrze do plaftormy.

389
00:15:03,000 --> 00:15:05,000
Nie wykorzystuje więc wzroku.

390
00:15:05,000 --> 00:15:07,000
Te myszy należą do różnych mutacji,

391
00:15:07,000 --> 00:15:10,000
odpowiadających rodzajom ślepoty dotykającej ludzi.

392
00:15:10,000 --> 00:15:13,000
Przyglądaliśmy się tym modelom uważnie

393
00:15:13,000 --> 00:15:15,000
i wypracowaliśmy ogólne podejście.

394
00:15:15,000 --> 00:15:17,000
Jak chcemy to rozwiązać?

395
00:15:17,000 --> 00:15:19,000
Zrobimy właśnie to, co pokazaliśmy na poprzednim slajdzie.

396
00:15:19,000 --> 00:15:21,000
Weźmiemy niebieskoczułe fotosensory,

397
00:15:21,000 --> 00:15:23,000
mieścimy je na warstwie komórek,

398
00:15:23,000 --> 00:15:26,000
w środku siatkówki na dnie oka

399
00:15:26,000 --> 00:15:28,000
i zrobimy z nich kamerę.

400
00:15:28,000 --> 00:15:30,000
To jakby instalować na neuronach panele słoneczne,

401
00:15:30,000 --> 00:15:32,000
aby uwrażliwić je na światło.

402
00:15:32,000 --> 00:15:34,000
Światło jest zamieniane na prąd.

403
00:15:34,000 --> 00:15:37,000
Ta mysz była ślepa kilka tygodni przed eksperymentem

404
00:15:37,000 --> 00:15:40,000
i otrzymała dawkę fotoczułych cząstek w wirusie.

405
00:15:40,000 --> 00:15:42,000
Widać teraz, że zwierzę rzeczywiście potrafi unikać ścianek

406
00:15:42,000 --> 00:15:44,000
i dociera do platformy,

407
00:15:44,000 --> 00:15:47,000
znowu świadomie używając wzroku.

408
00:15:47,000 --> 00:15:49,000
Podkreślę siłę tego sposobu:

409
00:15:49,000 --> 00:15:51,000
te zwierzęta są w stanie dotrzeć do platformy

410
00:15:51,000 --> 00:15:53,000
równie szybko jak te, które widziały przez całe życie.

411
00:15:53,000 --> 00:15:55,000
Te przedkliniczne badania,

412
00:15:55,000 --> 00:15:57,000
wróżą przyszłość metodom,

413
00:15:57,000 --> 00:15:59,000
które chcielibyśmy stosować w przyszłości.

414
00:15:59,000 --> 00:16:02,000
Chcę zaznaczyć, że badamy również modele biznesowe

415
00:16:02,000 --> 00:16:04,000
dla tego nowego działu neurotechnologii.

416
00:16:04,000 --> 00:16:06,000
Tworzymy te narzędzia,

417
00:16:06,000 --> 00:16:08,000
ale dzielimy się nimi z setkami grup na całym świecie,

418
00:16:08,000 --> 00:16:10,000
aby umożliwić badania i leczenie różnych schorzeń.

419
00:16:10,000 --> 00:16:13,000
Mamy nadzieję, że poprzez zrozumienie działania mózgu

420
00:16:13,000 --> 00:16:16,000
na poziomie który pozwoli nam na jego naprawę i konstrukcję,

421
00:16:16,000 --> 00:16:19,000
zajmiemy się nieuleczalnymi chorobami, o których wcześniej mówiłem,

422
00:16:19,000 --> 00:16:21,000
z których żadna nie została dotąd pokonana,

423
00:16:21,000 --> 00:16:23,000
zaś w XXI wieku staną się tylko historią.

424
00:16:23,000 --> 00:16:25,000
Dziękuję.

425
00:16:25,000 --> 00:16:38,000
(Oklaski)

426
00:16:38,000 --> 00:16:41,000
Juan Enriquez: Temat jest trochę ciężkawy.

427
00:16:41,000 --> 00:16:43,000
(Śmiech)

428
00:16:43,000 --> 00:16:45,000
Ale skutki

429
00:16:45,000 --> 00:16:48,000
możliwości kontrolowania napadów epilepsji

430
00:16:48,000 --> 00:16:50,000
poprzez światło, zamiast leków,

431
00:16:50,000 --> 00:16:53,000
i możliwości precyzyjnego wybierania celu

432
00:16:53,000 --> 00:16:55,000
to pierwszy krok.

433
00:16:55,000 --> 00:16:57,000
Druga rzecz, którą tu usłyszałem,

434
00:16:57,000 --> 00:17:00,000
że można kontrolować mózg dwoma kolorami.

435
00:17:00,000 --> 00:17:02,000
Jak przełącznikiem włącz/wyłącz.

436
00:17:02,000 --> 00:17:04,000
Ed Boyden: To prawda.

437
00:17:04,000 --> 00:17:07,000
JE: Czyli impulsy dochodzące do mózgu są zakodowanie binarnie.

438
00:17:07,000 --> 00:17:09,000
EB: Zgadza się.

439
00:17:09,000 --> 00:17:12,000
Używając niebieskiego światła możemy wysyłać informację, jedynkę.

440
00:17:12,000 --> 00:17:14,000
Wyłączając je dostajemy coś w rodzaju zera.

441
00:17:14,000 --> 00:17:16,000
Mamy nadzieję zbudować kiedyś koprocesory.

442
00:17:16,000 --> 00:17:18,000
działające z mózgiem,

443
00:17:18,000 --> 00:17:21,000
do wspomagania czynności osób niepełnosprawnych.

444
00:17:21,000 --> 00:17:23,000
JE: Teoretycznie znaczy to,

445
00:17:23,000 --> 00:17:25,000
że to, jak mysz czuje, wącha,

446
00:17:25,000 --> 00:17:27,000
słyszy, dotyka,

447
00:17:27,000 --> 00:17:30,000
można wymodelować jako ciąg zer i jedynek.

448
00:17:30,000 --> 00:17:32,000
EB: Jasne. Chcemy w ten sposób testować,

449
00:17:32,000 --> 00:17:34,000
które kody nerwowe powodują dane zachowania,

450
00:17:34,000 --> 00:17:36,000
pewne myśli i uczucia,

451
00:17:36,000 --> 00:17:39,000
i wykorzystać to do lepszego zrozumienia mózgu.

452
00:17:39,000 --> 00:17:42,000
JE: Czy to znaczy, że pewnego dnia będziecie mogli pobrać wspomnienia

453
00:17:42,000 --> 00:17:44,000
albo wgrać je do mózgu ?

454
00:17:44,000 --> 00:17:46,000
EB: Zaczynamy ciężką pracę nad czymś takim.

455
00:17:46,000 --> 00:17:48,000
Pracujemy teraz na projektem,

456
00:17:48,000 --> 00:17:50,000
w którym chcemy obłożyć mózg urządzeniami nagrywającymi.

457
00:17:50,000 --> 00:17:53,000
Aby można było nagrać informację i wgrać ją ponownie,

458
00:17:53,000 --> 00:17:55,000
takie przeliczania potrzeb mózgu,

459
00:17:55,000 --> 00:17:57,000
żeby usprawnić przetwarzanie w nim informacji

460
00:17:57,000 --> 00:18:00,000
JE: To może zmienić parę rzeczy. Dziękuję (EB: Dziękuję)

461
00:18:00,000 --> 00:18:03,000
(Oklaski)