Ed Boyden: A fény mint kapcsoló az idegsejtekben
-
0:00 - 0:02Gondolkodjon el egy másodperc erejéig a napjáról.
-
0:02 - 0:05Felkelt, érzékelte a friss levegőt az arcán amint kisétált az ajtón,
-
0:05 - 0:07találkozott új kollegákkal akikkel majd egy jót beszélgetett,
-
0:07 - 0:09és csodálat töltötte el az új dolgok iránt.
-
0:09 - 0:11De lefogadom van valami amiről nem gondolkodott el ma --
-
0:11 - 0:13valami ami annyira alapvető,
-
0:13 - 0:15hogy talán ezért nem is gondolkodik el rajta nagyon gyakran.
-
0:15 - 0:17És ez az összes érzék, érzés,
-
0:17 - 0:19döntés és cselekedet,
-
0:19 - 0:21amit a fejében lévő, agynak nevezett,
-
0:21 - 0:23számítógép hozott.
-
0:23 - 0:25Namármost, az agy talán nem néz ki fontosnak kívülről --
-
0:25 - 0:27néhány deka rózsaszínes-szürke hús,
-
0:27 - 0:29amorf anyag --
-
0:29 - 0:31de az utolsó néhány száz év idegtana megengedi,
-
0:31 - 0:33hogy közelebbről is szemügyre vegyük az agyat,
-
0:33 - 0:35és lássuk mi rejlik a bonyolultság mögött.
-
0:35 - 0:37Azt mondták nekünk, hogy az agy
-
0:37 - 0:39egy hihetetlenül komplikált rendszer
-
0:39 - 0:43ami százmilliárdnyi sejtből áll, amiket neuronoknak hívunk.
-
0:43 - 0:46Namármost, nem úgy mint egy ember-tervezte számítógép,
-
0:46 - 0:48ami kevés számú különböző alkatrészből áll --
-
0:48 - 0:51amikről tudjuk hogyan müküdnek, mert mi terveztük őket --
-
0:51 - 0:54az agy több ezer különböző fajta sejtből áll,
-
0:54 - 0:56talán több tízezer fajtából.
-
0:56 - 0:58Mindegyik más alakú és különböző molekulákból állnak;
-
0:58 - 1:01és közvetítenek, összekötnek más-más régiókat az agyban.
-
1:01 - 1:04Továbbá, változnak is a különböző kórképeknek megfelelően.
-
1:04 - 1:06Szögezzünk le valamit.
-
1:06 - 1:08Van egy osztálya a sejteknek,
-
1:08 - 1:11egy meglehetősen kicsi sejt, egy gátló sejt, ami csendesíti a szomszédait.
-
1:11 - 1:15Azon sejtek közül való, amelyek elsorvadnak például a skizofrénia esetében.
-
1:15 - 1:17Ezt hívják kosársejtnek.
-
1:17 - 1:19Ez a sejt egy a több ezer féle sejt közül
-
1:19 - 1:21amit tanulmányozunk most.
-
1:21 - 1:23Minden nap új és új fajtákat fedeznek fel.
-
1:23 - 1:25Csak egy másik példa:
-
1:25 - 1:27a piramis sejtek, nagy sejtek,
-
1:27 - 1:29amelyek képesek átfogni egy jelentős részét az agynak.
-
1:29 - 1:31Ők serkentő idegsejtek.
-
1:31 - 1:33Ezek közül valóak azok is
-
1:33 - 1:36melyek talán túlreagálnak olyan rendellenességekben mint az epilepszia.
-
1:36 - 1:38Minden egyes ilyen sejt
-
1:38 - 1:41egy hihetetlen elektromos eszköz.
-
1:41 - 1:43Fogadnak egy beérkező jelet a sok ezer partnertől
-
1:43 - 1:46és kiszámolják a saját elektromos kibocsátásukat,
-
1:46 - 1:48amely aztán, ha elér egy bizonyos küszöböt,
-
1:48 - 1:50továbbhalad a többezer befogadó partner felé.
-
1:50 - 1:53Ez a folyamat, ami a másodperc ezred részéig tart,
-
1:53 - 1:55megtörténik több ezerszer percenként
-
1:55 - 1:57mindegyikében a száz milliárd idegsejtből,
-
1:57 - 1:59amíg csak él
-
1:59 - 2:02és gondolkodik és érez.
-
2:02 - 2:05Szóval hogyan is találhatnánk ki, hogy mit csinál ez az áramkör?
-
2:05 - 2:07Ideálisan, mehetnénk akár ezen az áramkörön belül is
-
2:07 - 2:10és ki-be kapcsolhatnánk a különböző sejteket
-
2:10 - 2:12majd meglátnánk, hogy képesek vagyunk e rájönni
-
2:12 - 2:14melyek működnek közre a bizonyos funkcióknál
-
2:14 - 2:16és melyek működnek hibásan bizonyos patológiás eseteknél.
-
2:16 - 2:19Ha képesek lennénk aktiválni ezeket a sejteket, megláthatnánk milyen energiákat szabályoznak,
-
2:19 - 2:21és mit képesek elindítani vagy fenntartani.
-
2:21 - 2:23Ha le tudnánk őket kapcsolni,
-
2:23 - 2:25akkor rájöhetnénk, hogy mihez is kellenek pontosan.
-
2:25 - 2:28És ez az a történet amit most el fogok mondani önöknek ma.
-
2:28 - 2:31Őszintén, ahova jutottunk az elmúlt 11 évben,
-
2:31 - 2:33a próbálkozásokon, hogy megtaláljuk az utat ahhoz,
-
2:33 - 2:35hogy képesek legyünk az áramköröket és sejteket és az agyban lévő pályákat
-
2:35 - 2:37be- és kikapcsolni,
-
2:37 - 2:39azért is, hogy megértsük tudományos szempontból,
-
2:39 - 2:42és azért is, hogy küzdhessünk néhány problémával
-
2:42 - 2:45amivel minden ember szembe kell hogy nézzen.
-
2:45 - 2:48Most pedig, mielőtt elmondanám a technológiáját,
-
2:48 - 2:51a rossz hírem az, hogy egy számottevő hányada az itt jelenlévőknek,
-
2:51 - 2:53ha elég hosszú ideig fogunk élni,
-
2:53 - 2:55fogunk talán találkozni egy agyi rendelleneséggel.
-
2:55 - 2:57Már most egy milliárd embernek
-
2:57 - 2:59volt valamilyen fajta ilyen rendellenesége
-
2:59 - 3:01ami munkaképtelenné tette őket.
-
3:01 - 3:03A számok nem is igazolják őket.
-
3:03 - 3:05A rendelleneségek -- skizofrénia, Alzheimer kór,
-
3:05 - 3:07depresszió, függőség --
-
3:07 - 3:10nem csak az időnket rabolják ez az élettől, de megváltoztatnak minket;
-
3:10 - 3:12elveszik az identitásunkat és megváltoztatják az érzelmeinket --
-
3:12 - 3:15majd megváltoztatnak minket mint embereket.
-
3:15 - 3:18Nos, a 20-ik században
-
3:18 - 3:21volt némi remény az agyi problémák kezelésére
-
3:21 - 3:24a gyógyszeripar fejlődése miatt,
-
3:24 - 3:27és mivel sok orvosságot fejlesztettek ki
-
3:27 - 3:29ami enyhítheti a problémák tüneteit,
-
3:29 - 3:32alapvetően egyik sem mondható gyógyulásnak.
-
3:32 - 3:35És ez részben azért van mert kemikáliával árasztjuk el az agyat.
-
3:35 - 3:37Ez egy bonyolult áramkör
-
3:37 - 3:39ami sok ezer különböző sejtből épül fel
-
3:39 - 3:41és egy kémiai anyagban fürdetik.
-
3:41 - 3:43Éppen ezért talán a legtöbb gyógyszer, de persze nem az összes, a piacon
-
3:43 - 3:46okoz valamilyen komoly mellék hatást.
-
3:46 - 3:49Néhány ember vigasztalódást nyert
-
3:49 - 3:52az agyba beültetett elektromos stimulátoroktól.
-
3:52 - 3:54A Parkinzon kórnál,
-
3:54 - 3:56cochlea-implantátumoknál,
-
3:56 - 3:58ezek csakugyan képesek voltak
-
3:58 - 4:00némi orvoslást nyújtani az embereknek
-
4:00 - 4:02bizonyos fajta rendelleneségek esetében.
-
4:02 - 4:04Az elektromoság is halad minden irányban --
-
4:04 - 4:06a legkisebb ellenállás irányába,
-
4:06 - 4:08amiből az a mondás, legalábbis részben, jön.
-
4:08 - 4:11Ez hatással lesz a normális áramkörökre is, és a nem normálisakra, amiket mi szeretnénk helyrehozni.
-
4:11 - 4:13Szóval mégegyszer, vissza kerültünk az alapötlethez
-
4:13 - 4:15ami egy ultra-precíz kontrol.
-
4:15 - 4:18Képesek lennénk az információt pontosan oda irányítani ahova akarjuk ?
-
4:19 - 4:23Amikor én 11 évvel ezelőtt elkezdtem foglalkozni idegtudománnyal,
-
4:23 - 4:26én egy képzett elektromérnök és fizikus voltam,
-
4:26 - 4:28és az első dolog amit gondoltam az az volt,
-
4:28 - 4:30hogy ha ezek az idegsejtek elektromos eszközök,
-
4:30 - 4:32akkor csupán meg kell találnunk a módját annak,
-
4:32 - 4:34hogy messzebbre eljuttassuk azokat az elektromos változásokat.
-
4:34 - 4:36Ha az elektromosságot be tudnánk kapcsolni egy sejtben,
-
4:36 - 4:38a szomszédos sejteket kihagyva,
-
4:38 - 4:41akkor lenne egy szerszámunk amivel be- és kikapcsolhatnánk ezeket a különböző sejteket,
-
4:41 - 4:43kitalálva mit is csinálnak pontosan és hogy működnek közre
-
4:43 - 4:45a hálózatban amiben helyet foglalnak.
-
4:45 - 4:47Továbbá lenne egy ultra-precíz vezérlésünk ahhoz,
-
4:47 - 4:50hogy helyrehozzunk a számításokat amelyek
-
4:50 - 4:52valahogy félresiklottak.
-
4:52 - 4:54Namost, hogyan is csináljuk mindezt?
-
4:54 - 4:56Hát van egy csomó a természetben létező molekula,
-
4:56 - 4:59amely át tudja a fényt változtatni elektromossággá.
-
4:59 - 5:01Úgy is gondolhatunk rájuk mint kis fehérjékre
-
5:01 - 5:03amik olyanok mint a napelemek.
-
5:03 - 5:06Ha installálni tudnánk ezeket a molekulákat az idegsejtekbe valahogy,
-
5:06 - 5:09akkor ezek az idegsejtek fénnyel is stimulálhatók lennének.
-
5:09 - 5:12A molekula nélküli szomszédok pedig nem.
-
5:12 - 5:14És van itt egy másik trükk is amit végre kell hajtanunk,
-
5:14 - 5:17és az lenne a fénynek az agyba juttatása.
-
5:17 - 5:20Mivel az agy nem érez fájdalmat, ezért használhatunk --
-
5:20 - 5:22kihasználva mindazt az erőfeszitést
-
5:22 - 5:24ami az internetbe és a kommunikációba ment --
-
5:24 - 5:26lézerhez csatlakoztatott optikai szálakat,
-
5:26 - 5:28amit az idegsejtek aktiválásra használnánk,
-
5:28 - 5:30mint az állatokkal végzett előklinikai kísérletekben,
-
5:30 - 5:32hogy meglássuk mit is csinálnak az idegsejtek.
-
5:32 - 5:34Hogyan is menne ez végbe?
-
5:34 - 5:362004 körül,
-
5:36 - 5:38Gerhard Nagel és Karl Deisseroth közös munkájának köszönhetően,
-
5:38 - 5:40ez az elképzelés kezdett valóra válni.
-
5:40 - 5:43Létezik egy fajta alga ami szabadon úszik,
-
5:43 - 5:45és a fény felé kell navigálnia,
-
5:45 - 5:47hogy optimálissá tegye a fotoszintézisét.
-
5:47 - 5:49A fényt egy kis szemecskével érzékeli,
-
5:49 - 5:52amely nem úgy működik mint a mi szemünk.
-
5:52 - 5:54A membránjában vagy a külső felületén,
-
5:54 - 5:57egy kevés proteint tartalmaz
-
5:57 - 6:00mely valóban képes fényt elektromossággá konvertálni.
-
6:00 - 6:03Ezeket a bizonyos molekulákat csatorna-rodopszinnak nevezik.
-
6:03 - 6:06Az összes ilyen protein úgy viselkedik mint egy napelem amiről az előbb beszéltem.
-
6:06 - 6:09Amikor kék fény esik rá, akkor kinyit egy kis lyukat
-
6:09 - 6:11mely beengedi a töltött részecskéket a szemecskébe,
-
6:11 - 6:13majd ettől lesz ennek a szemecskének egy elektronikus jele,
-
6:13 - 6:16pontosan úgy mintha egy napelem töltene fel egy elemet.
-
6:16 - 6:18Ezért annyit kell tennünk, hogy ezeket a molekulákat
-
6:18 - 6:20az idegsejtekbe installáljuk.
-
6:20 - 6:22És mivel egy fehérjéről beszélünk,
-
6:22 - 6:25ennek az organizmusnak a DNS-be van bekódolva.
-
6:25 - 6:27Ezért annyit kell csupán tennünk, hogy vesszük azt a DNS-t,
-
6:27 - 6:30és belehelyezzük egy génterápiás virális vektorba,
-
6:30 - 6:33és az idegsejtbe juttatjuk.
-
6:33 - 6:36Amint kiderült, ez egy nagyon produktív időszak volt a génterápiában,
-
6:36 - 6:38és sok vírust fejlesztettek ki .
-
6:38 - 6:40Tehát ezt nagyon egyszerűen végre lehetett hajtani.
-
6:40 - 6:432004 nyarának egyik napján, kora reggel,
-
6:43 - 6:45megpróbáltuk, és működött elsőre.
-
6:45 - 6:48Vesszük ezt a DNS-t és belehelyezzük az idegsejtbe.
-
6:48 - 6:51Az idegsejt használja saját fehérje előállító mechanizmusát,
-
6:51 - 6:53hogy létrehozza ezeket a kis fényérzékeny fehérjéket
-
6:53 - 6:55és installálja őket mindenfelé a sejtben,
-
6:55 - 6:57mint ahogy napelem-paneleket szerelünk a tetőre.
-
6:57 - 6:59A következő lépést már tudják,
-
6:59 - 7:01kapunk egy idegsejtet ami fénnyel aktiválható.
-
7:01 - 7:03Ez egy hatalmas dolog.
-
7:03 - 7:05Egy szükséges trükk: ki kell találnunk,
-
7:05 - 7:07hogy milyen módon szállíthatjuk ezeket a géneket a kívánt sejtekhez,
-
7:07 - 7:09nem pedig a többi szomszédhoz.
-
7:09 - 7:11Ezt meg lehet tenni: betudjuk állítani ezeket a vírusokat úgy,
-
7:11 - 7:13hogy csak egyes sejteket támadjanak meg, ne másokat.
-
7:13 - 7:15És van egy másik genetikai trükk amivel játszhatunk
-
7:15 - 7:18azért hogy ilyen fényérzékeny sejteket kapjunk.
-
7:18 - 7:22Ezt a területet most úgy ismerik, hogy optogenetika.
-
7:22 - 7:24És csak egy példa arra, hogy mit lehet elérni,
-
7:24 - 7:26mondjuk vesszük az egész bonyolult hálózatot,
-
7:26 - 7:28használunk egy ilyen vírust ami elszállítja a gént
-
7:28 - 7:31csak az egyik fajta sejthez ebben a sűrű hálóban.
-
7:31 - 7:33Majd amikor megvilágítjuk az egész hálózatot,
-
7:33 - 7:35csak az a bizonyos típusú sejt aktiválódik.
-
7:35 - 7:38Például, vegyük a kosár sejtet amiről már korábban beszéltünk --
-
7:38 - 7:40az amelyik elsorvad a skizofrénia esetében
-
7:40 - 7:42és ugyebár ez egy gátló fajta.
-
7:42 - 7:44Ha eljuttatnánk ezeket a géneket ezekhez a sejtekhez --
-
7:44 - 7:47és nem fognak módosulni a gének hatására, természetesen --
-
7:47 - 7:50majd kék fényt bocsájtunk az egész hálózatra,
-
7:50 - 7:52akkor csak ezek a sejtek fognak működésbe lépni.
-
7:52 - 7:54Majd mikor a fény kialszik, a sejtek újra normálisan működnek,
-
7:54 - 7:57szóval nem tűnik úgy mintha idegenkednének.
-
7:57 - 7:59Ez a módszer nem csak a sejtek működésének tanulmányozására használható,
-
7:59 - 8:01vagyis mi a szerepük az agyműködésben,
-
8:01 - 8:03de arra is használható a módszer, hogy kitaláljuk --
-
8:03 - 8:05sőt talán helyre is hozhatjuk ezen sejtek aktivitását,
-
8:05 - 8:07ha valóban elsorvadtak.
-
8:07 - 8:09Szeretnék elmondani egy pár rövid történetet
-
8:09 - 8:11arról, hogy miként használjuk ezt,
-
8:11 - 8:14mind a tudományos, a klinikai és a elő-klinikai szinten.
-
8:14 - 8:16Egy kérdés amivel szembe kellett néznünk:
-
8:16 - 8:19milyen jelek segítik elő a jutalom érzését az agyban?
-
8:19 - 8:21Mert ha mi megtaláljuk azokat,
-
8:21 - 8:23akkor azok lennének a jelek amelyek a tanuláshoz vezetnek.
-
8:23 - 8:25Az agy többet is csinál abból amiért jutalmat kap.
-
8:25 - 8:28Ezek azok a jelek amelyek félre mennek bizonyos esetekben, mint például a függőség.
-
8:28 - 8:30Szóval ha rájönnénk melyek ezek a sejtek,
-
8:30 - 8:32akkor talán új célokat találhatnánk
-
8:32 - 8:34amikhez gyógyszereket fejlesztenénk ki,
-
8:34 - 8:36vagy talán helyeket ahová elektródák helyezhetők
-
8:36 - 8:39azon emberek számára akik súlyos rendellenességekkel küzdenek.
-
8:39 - 8:41Ehhez egy nagyon egyszerű paradigmával álltunk elő
-
8:41 - 8:43együttműködésben a Fiorella csoporttal,
-
8:43 - 8:45ahol egy kis doboz egyik oldalán,
-
8:45 - 8:47ha az állat arra megy, egy fény villanás éri
-
8:47 - 8:49azért, hogy különböző sejteket fényérzékennyé tegyen az agyban.
-
8:49 - 8:51Ha ezek a sejtek elősegítik a jutalmat,
-
8:51 - 8:53az állat egyre többször fog arra menni.
-
8:53 - 8:55És pontosan ez történik.
-
8:55 - 8:57Az állat megy a jobb oldalra és az orrával bökdösi azt,
-
8:57 - 8:59és akkor kap egy adag kék fényt minden egyes alkalommal.
-
8:59 - 9:01Majd ő ezt ismételgeti több százszor.
-
9:01 - 9:03Ezek a dopamin neuronjai,
-
9:03 - 9:05amelyekről talán hallottak már, az agy örömkeltő központjaiban vannak.
-
9:05 - 9:07Megmutattuk, hogy ezeknek egy rövid aktiválása
-
9:07 - 9:09elég, hogy segítse a tanulást.
-
9:09 - 9:11Általánosíthatjuk az ötletet.
-
9:11 - 9:13Az agy egy bizonyos pontja helyett,
-
9:13 - 9:15tervezhetünk eszközöket melyek átfogják az agyat,
-
9:15 - 9:17és képesek három dimenzióban fényt közvetíteni --
-
9:17 - 9:19a tömbbe rendezett optikai szálak,
-
9:19 - 9:21mindegyik a saját miniatűr fényforrásával.
-
9:21 - 9:23Megpróbálhatunk olyan dolgokat élőben
-
9:23 - 9:26amiket eddig csakis csészében tudtunk --
-
9:26 - 9:28mint egy mélyreható átvilágitása az egész agynak,
-
9:28 - 9:30olyan jelek után amik bizonyos dolgokat okoznak.
-
9:30 - 9:32Vagy lehetnének jó klinikai célpontok is
-
9:32 - 9:34az agyi rendellenességek kezelésénél.
-
9:34 - 9:36Egy történet amit szeretnék elmondani arról,
-
9:36 - 9:39hogy hogyan találhatnánk meg a módját a poszttraumatikus stressz szindróma kezelésének --
-
9:39 - 9:42ami egy nem kontrollált idegesség és félelem forma.
-
9:42 - 9:44És egy dolog amit megtettünk az az volt,
-
9:44 - 9:47hogy egy nagyon klasszikus félelem-modelt használtunk.
-
9:47 - 9:50Ez visszanyúlik a Pavlovi időkbe.
-
9:50 - 9:52Úgy hívják, hogy Pavlovi félelem kondicionálás --
-
9:52 - 9:54ahol a hangot egy rövid elektrosokk követ.
-
9:54 - 9:56Az elektrosokk nem fájdalmas, inkább csak idegesítő.
-
9:56 - 9:58Majd később -- ebben az esetben az egér,
-
9:58 - 10:00amely nagyon jó állat-modell, gyakran használt ilyen kísérletekben --
-
10:00 - 10:02az állat megtanul félni a hangtól.
-
10:02 - 10:04Az állat megdermed a hangtól,
-
10:04 - 10:06ahogy a szarvas a fényszórótól.
-
10:06 - 10:09A kérdés az, hogy miféle célpontot találhatunk az agyban
-
10:09 - 10:11ami segít leküzdeni ezt a félelmet?
-
10:11 - 10:13Tehát lejátszuk azt a hangot megint
-
10:13 - 10:15miután az asszociálódott a félelemmel.
-
10:15 - 10:17Ugyanakkor aktiváljuk a különféle célterületeket az agyban,
-
10:17 - 10:20használva a tömbbe rendezett optikai szálakat,
-
10:20 - 10:22azért, hogy megtudjuk melyik célterület
-
10:22 - 10:25okozhatja az agyban a félelem emlékének legyőzését.
-
10:25 - 10:27Ez a rövid videó megmutatja
-
10:27 - 10:29az egyik ilyen célterületet amin éppen dolgozunk.
-
10:29 - 10:31Ez a terület a prefrontális agykéregben van,
-
10:31 - 10:34ahol az ismeretet használva próbáljuk legyőzni az ellenséges érzelmi állapotokat.
-
10:34 - 10:36Az állat hallani fogja a hangot -- majd ott felvillant a fény.
-
10:36 - 10:38Itt most nem lesz hang, de láthatják, hogy az állat megdermed.
-
10:38 - 10:40Ez a hang rosszat szokott jelenteni.
-
10:40 - 10:42És van egy kicsi óra az bal alsó sarokban,
-
10:42 - 10:45és láthatják, hogy az állat két perce van így.
-
10:45 - 10:47Most pedig itt van a következő klipp,
-
10:47 - 10:49csak nyolc perccel később.
-
10:49 - 10:52Ugyanaz a hang fog szólni most is, és a fény is fel fog villanni.
-
10:52 - 10:55Rendben, most indul. Éppen most.
-
10:55 - 10:58És láthatják is, csak tíz perce megy a kísérlet,
-
10:58 - 11:01ahol a fénnyel való aktiválás folyik az agynak eme területén,
-
11:01 - 11:03hogy legyőzzük a a félelem
-
11:03 - 11:05emlékének kifejeződését.
-
11:05 - 11:08Az elmúlt néhány évben visszatértünk az élet fájához,
-
11:08 - 11:11mert kerestünk módokat az agyi áramkörök kikapcsolására.
-
11:11 - 11:14Ha ezt meg tudnánk tenni, akkor ez hatalmas dolog lenne.
-
11:14 - 11:17Ha tudnánk sejteket kikapcsolni , akár néhány ezredmásodpercre vagy másodpercre,
-
11:17 - 11:19akkor rájöhetnénk, hogy milyen szerepet játszanak
-
11:19 - 11:21az áramkörökben, ahova be vannak épülve.
-
11:21 - 11:23És most már felmértük az organizmusokat az egész életfáról --
-
11:23 - 11:26és az élet minden területét egy kicsit másként látjuk, kivéve az állatokét.
-
11:26 - 11:29És találtunk mindenféle molekulát, halorhodopsinokat vagy archaerhodopsinokat,
-
11:29 - 11:31amik a zöld és sárga fényre reagálnak.
-
11:31 - 11:33Pontosan az ellenkezőjét csinálják mint az előbb említett molekula,
-
11:33 - 11:36a kék fény aktiválására képes csatorna-rodopszin.
-
11:37 - 11:40Nézzünk meg egy példát arra, hogy ez az egész merre tarthat.
-
11:40 - 11:43Vegyünk például egy állapotot mint az epilepszia,
-
11:43 - 11:45amikor az agy túlzottan tevékeny.
-
11:45 - 11:47Ha a gyógyszer nem hat az epilepszia kezelése során,
-
11:47 - 11:49egy stratégia lehet az agy egy részének eltávolítása.
-
11:49 - 11:51Ez természetesen egy visszafordíthatatlan folyamat, és lehetnek mellékhatásai.
-
11:51 - 11:54Mi lenne, ha ki tudnánk kapcsolni az agy azon részét egy rövid időre,
-
11:54 - 11:57amíg a roham meg nem szűnik,
-
11:57 - 12:00és az agy vissza állítódna az eredeti állapotába --
-
12:00 - 12:03mint egyfajta dinamikus rendszer ami visszakerülne a stabil állapotába.
-
12:03 - 12:06Ez az animáció megpróbálja elmagyarázni ezt a koncepciót,
-
12:06 - 12:08amiben ezeket a sejteket fényérzékennyé tettük,
-
12:08 - 12:10majd fényt irányítottunk rá,
-
12:10 - 12:12csak arra az időre amíg a roham megszűnik,
-
12:12 - 12:14reméljük, hogy ki tudnánk kapcsolni őket.
-
12:14 - 12:16Sajnos nincsen adatunk amit itt most meg tudnánk mutatni,
-
12:16 - 12:18de már nagyon izgatottak vagyunk ez ügyben.
-
12:18 - 12:20Most szeretném lezárni az egyik történetet,
-
12:20 - 12:22ami szerintünk egy másik lehetőség --
-
12:22 - 12:24ahol ezek a molekulák, ha képesek vagyunk az ultra-precíz kontrollra,
-
12:24 - 12:26használhatóak lennének magában az agyban,
-
12:26 - 12:29mint egy új fajta protézis, egy optikai protézis.
-
12:29 - 12:32Már mondtam, hogy az elektromos stimulálás egyáltalán nem ritka.
-
12:32 - 12:3575,000 Parkinson kóros embernek van mélyagyi stimulátor beultetve.
-
12:35 - 12:37Talán 100,000 embernek van Cochlear implantátuma,
-
12:37 - 12:39ami lehetővé teszi, hogy halljanak.
-
12:39 - 12:42És van egy másik haszna annak, hogy ezeket a géneket bejuttatjuk a sejtekbe.
-
12:42 - 12:45És kifejlődött egy új remény a gén terápiában
-
12:45 - 12:47mert olyan vírusokat mint például az adeno-asszociált vírus --
-
12:47 - 12:49ami talán többségünknek megvan itt a teremben,
-
12:49 - 12:51és nincs semmi tünete --
-
12:51 - 12:53több száz páciensnél használtak már,
-
12:53 - 12:55hogy géneket jutassanak az agyba vagy a testbe.
-
12:55 - 12:57Ezidáig, nem volt semmilyen súlyos ellenhatás
-
12:57 - 12:59ezzel a vírussal kapcsolatosan.
-
12:59 - 13:02Van egy utolsó nyilvánvaló igazság: maguk a fehérjék,
-
13:02 - 13:04amik algákból és baktériumokból és gombákból származnak,
-
13:04 - 13:06meg mindenhonnan az életfáról.
-
13:06 - 13:08A többségünknek nincs gomba vagy alga az agyában,
-
13:08 - 13:10vajon mit fog csinálni az agyunk ha ilyeneket teszünk bele?
-
13:10 - 13:12Fogják-e a sejtek tolerálni? Fog-e az immunrendszer reagálni?
-
13:12 - 13:14A kezdeti szakaszban -- ez még nem lett végrehajtva embereken --
-
13:14 - 13:16de különböző tanulmányokon dolgozunk,
-
13:16 - 13:18hogy megvizsgálhassuk ezt.
-
13:18 - 13:21Mostanáig nem láttunk semmi komolyabb nyilvánvaló reakciót
-
13:21 - 13:23ezen molekulák ellen
-
13:23 - 13:26vagy az agy megvilágítása ellen.
-
13:26 - 13:29Még korai, hogy végleges véleményt mondjunk, de nagyon izgatottak vagyunk miatta.
-
13:29 - 13:31Egy történettel akartam befejezni,
-
13:31 - 13:33ami szerintünk lehetne egy
-
13:33 - 13:35klinikai jellegű felhasználás.
-
13:35 - 13:37Sokféle vakság létezik
-
13:37 - 13:39ahol a fényérzékelők
-
13:39 - 13:42amik a szemünkben vannak hátul, elhalnak.
-
13:42 - 13:44És a retina, természetesen, egy bonyolult struktúra.
-
13:44 - 13:46Most közelítsünk rá, hogy részletesebben is lássuk.
-
13:46 - 13:49A fényérzékelő sejtek itt vannak felül,
-
13:49 - 13:51majd a fényérzékelők által észlelt jeleket
-
13:51 - 13:53változatos számításokkal átváltoztatják,
-
13:53 - 13:56amíg végül az az alsó sejtréteg, a ganglion sejtek,
-
13:56 - 13:58közvetítik az információt az agynak,
-
13:58 - 14:00ahol mi érzékeljuk azt.
-
14:00 - 14:03Sokféle vakság esetében, mint például a retinitis pigmentosa,
-
14:03 - 14:05vagy a sárgafolt elfajulás,
-
14:05 - 14:08a fényérzékelő sejtek sorvadnak vagy pusztulnak el.
-
14:08 - 14:10Hogyan lehetne megjavítani ezeket?
-
14:10 - 14:13Még az sem világos hogy egy gyógyszer képes lenne-e helyrehozni,
-
14:13 - 14:15mert nincs semmi amihez a gyógyszer kötődni tudna.
-
14:15 - 14:17Másrészről, a fény még képes bejutni a szembe.
-
14:17 - 14:20A szem még mindig átlátszó és így a fény behatolhat.
-
14:20 - 14:23Mi történne, ha fognánk ezeket a csatorna-rodopszinokat és más molekulákat
-
14:23 - 14:25és elhelyeznénk őket ezekbe a megmaradt sejtekbe
-
14:25 - 14:27és átalakítanánk őket kicsi fényképezőgépekké.
-
14:27 - 14:29És mert olyan sok van belőlük a szemben,
-
14:29 - 14:32elvileg alkothatnának akár egy magas felbontású fényképezőgépet.
-
14:32 - 14:34Szóval ilyenfajta dolgokon munkálkodunk.
-
14:34 - 14:36Egy munkatársunk vezeti mindezt,
-
14:36 - 14:38Alan Horsager az USC-nél,
-
14:38 - 14:41és kereskedelmi forgalomba hozná majd egy induló cég, az Eos Neuroscience,
-
14:41 - 14:43amit a NIH támogat.
-
14:43 - 14:45Itt egy egér megpróbál megoldani egy labirintus-problémát.
-
14:45 - 14:47Ez egy hat ágú labirintus. És van egy kis víz is ebben a labirintusban,
-
14:47 - 14:49hogy az egeret motíválja valami, különben csak ülne ott.
-
14:49 - 14:51A célja ennek a labirintusnak, természetesen,
-
14:51 - 14:53az hogy kikerüljön a vízből a szárazra,
-
14:53 - 14:55ami a fény alatti rész.
-
14:55 - 14:58Nos, az egerek okosak, ezért ő megoldja a labirintust végül,
-
14:58 - 15:00de végig próbálva az összes lehetőséget.
-
15:00 - 15:03Leúszik mindegyik ágon amíg meg nem találja a száraz alapzatot.
-
15:03 - 15:05Szóval nem használja a látását ehhez.
-
15:05 - 15:07Ezek a különböző egerek különböző mutációk,
-
15:07 - 15:10amik különböző fajta, az embereket is érintő, vakságtól szenvednek.
-
15:10 - 15:13Tehát óvatosak próbálunk lenni amikor nézegetjük ezeket a különböző modelleket,
-
15:13 - 15:15és végül találtunk egy általános megközelítést.
-
15:15 - 15:17Hogyan is fogjuk megoldani ezt?
-
15:17 - 15:19Pontosan azt csináljuk amit vázoltunk az előző képen.
-
15:19 - 15:21Fogjuk ezeket a kék fény érzékelőket
-
15:21 - 15:23és telepítjük őket egy sejtrétegbe
-
15:23 - 15:26a retina középen, a szem belsejében
-
15:26 - 15:28és fényképezőgéppé változtatjuk őket.
-
15:28 - 15:30Pont úgy mintha napelemeket telepítenénk mindenfele az idegsejtekben,
-
15:30 - 15:32hogy fényérzékenyekké váljanak.
-
15:32 - 15:34A fény elektromossággá alakul bennük.
-
15:34 - 15:37Szóval ez az egér vak volt néhány héttel a kísérlet előtt
-
15:37 - 15:40és kapott egy dózis fényérzékeny molekulákat tartalmazó vírust.
-
15:40 - 15:42És most már látható, hogy az állat képes elkerülni a falakat
-
15:42 - 15:44és megy egyenesen a száraz területre
-
15:44 - 15:47és kognitiv módon használja újra a szemét.
-
15:47 - 15:49És a módszer ereje abban van,
-
15:49 - 15:51hogy ezek az állatok képesek a platformra jutni
-
15:51 - 15:53éppoly gyorsan mint az állatok akik egész életükben láttak.
-
15:53 - 15:55Szerintem ezek az elő-klinikai tanulmány
-
15:55 - 15:57reményt jósolhat azoknak a dolgoknak
-
15:57 - 15:59amiket remélünk, hogy végre tudunk hajtani a jövőben.
-
15:59 - 16:02Végül, szeretném kiemelni, hogy szintén próbálunk találni
-
16:02 - 16:04új üzleti modelleket ehhez az új neurotechnológiai területhez.
-
16:04 - 16:06Fejlesztjük ezeket a módszereket,
-
16:06 - 16:08de megosztjuk őket szabadon több száz csapattal mindenfelé a világon,
-
16:08 - 16:10így az emberek kipróbálhatják a különböző gyógymódokat a rendelleneségekre.
-
16:10 - 16:13Reményünk az, hogy megértvén az agyunkban lévő áramköröket
-
16:13 - 16:16egy elvont szinten ami lehetővé teszi számunkra, hogy megjavítsuk és tervezzük őket,
-
16:16 - 16:19és vehetjük ezeket a konok betegségeket amikről beszéltünk már korábban,
-
16:19 - 16:21melyek gyakorlatilag gyógyíthatatlanok,
-
16:21 - 16:23és a 21-ik században múlttá tegyük őket.
-
16:23 - 16:25Köszönöm.
-
16:25 - 16:38(Taps)
-
16:38 - 16:41Juan Enriquesz: Szóval néhány dolog elég sűrű volt.
-
16:41 - 16:43(Nevetés)
-
16:43 - 16:45De a jelentősége
-
16:45 - 16:48a képességnek, hogy a szélütés vagy az epilepszia kontrollálható lenne
-
16:48 - 16:50gyógyszerek helyett fény által,
-
16:50 - 16:53és képessé válni arra, hogy ezeket specifikusan megcélozhassuk,
-
16:53 - 16:55az egy első lépés.
-
16:55 - 16:57A második dolog amit gondolom mondtál,
-
16:57 - 17:00hogy az agy kontrolálható két fény által,
-
17:00 - 17:02mint egy ki/be kapcsoló.
-
17:02 - 17:04Ed Boyden: Így van.
-
17:04 - 17:07JE: Ami minden minden agyi impulzust bináris kóddá tesz.
-
17:07 - 17:09EB: Pontosan.
-
17:09 - 17:12Szóval a kék fénnyel, információt vezetünk, ami az egyes formája.
-
17:12 - 17:14A kikapcsolásával pedig többé-kevésbé zéró.
-
17:14 - 17:16Reményünk szerint végül is építenénk egy kisegítő agy-processzort
-
17:16 - 17:18ami az aggyal együtt dolgozna,
-
17:18 - 17:21szóval így tudnánk fokozni a funkciókat a rokkantakban.
-
17:21 - 17:23JE: És elméletben ez azt jelenti,
-
17:23 - 17:25hogy amit egy egér érez, szagol,
-
17:25 - 17:27hall, tapogat,
-
17:27 - 17:30lemodellezhetjük mint egyesek és zérók sorozata.
-
17:30 - 17:32EB: Úgy van. Reméljük, hogy ezt használva kiderítjük
-
17:32 - 17:34melyik idegi kódok vezérelnek bizonyos viselkedéseket
-
17:34 - 17:36és bizonyos gondolatokat és bizonyos érzéseket,
-
17:36 - 17:39és ezt arra használni hogy jobban megértsük az agy müködését.
-
17:39 - 17:42JE: Ez jelentheti-e vajon azt, hogy egy nap le tudnánk tölteni az emlékeket
-
17:42 - 17:44és talán feltölteni is?
-
17:44 - 17:46EB: Hát ezen nagyon keményen kezdtünk el dolgozni.
-
17:46 - 17:48Most éppen dolgozunk valamin
-
17:48 - 17:50ahol megpróbáljuk beburkolni az agyat felvevő egységekkel is.
-
17:50 - 17:53Így rögzíthetjük az információt majd vissza közvetítenénk azt --
-
17:53 - 17:55mintegy kiszámolva mire van szüksége az agynak,
-
17:55 - 17:57azért, hogy javítsuk az információ feldolgozó képességét.
-
17:57 - 18:00JE: Hát, ez lehet hogy néhány dolgot meg fog változtatni. Köszönöm. (EB: Köszönöm.)
-
18:00 - 18:03(Taps)
- Title:
- Ed Boyden: A fény mint kapcsoló az idegsejtekben
- Speaker:
- Ed Boyden
- Description:
-
Ed Boyden megmutatja, hogy fényérzékeny proteinekért felelős gének beültetésével, képes szelektíven aktiválni vagy de-aktiválni speciális neuronokat fényvezetők beültetésével. Ezzel a példátlan szintű kontrollal képes volt kigyógyítani egy egeret a PTSD -ből (Post Traumatic Stress Disorder - Poszttraumatikus Stressz Szindróma) és egy bizonyos vakságból. A horizonton: az idegprotézis. Az előadás házigazdája Juan Enriquez feltesz egy pár kérdést a beszéd után.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 18:04