Return to Video

برای تشخیص سریع‌تر بیماری‌ها، بیایید درمورد زبان مرموز باکتری‌ها صحبت کنیم

  • 0:02 - 0:03
    آنها را نمیشناسید.
  • 0:04 - 0:05
    آنها را نمیبینید.
  • 0:06 - 0:08
    اما همیشه در اطراف هستند،
  • 0:09 - 0:11
    زمزمه میکنند،
  • 0:11 - 0:13
    نقشههای مخفیانه میکشند،
  • 0:14 - 0:17
    ارتشهایی با میلیونها سرباز میسازند.
  • 0:19 - 0:21
    و وقتی تصمیم میگیرند حمله کنند،
  • 0:21 - 0:24
    همگی با هم هجوم میاورند.
  • 0:27 - 0:29
    من درباره باکتریها صحبت میکنم.
  • 0:29 - 0:30
    (خنده)
  • 0:30 - 0:32
    فکر کردید در مورد
    چه کسی صحبت میکردم؟
  • 0:34 - 0:38
    باکتریها در جوامع زندگی میکنند
    درست مثل انسانها.
  • 0:38 - 0:39
    آنها خانواده دارند،
  • 0:39 - 0:40
    صحبت میکنند،
  • 0:40 - 0:42
    و برای فعالیتهایشان
    برنامهریزی میکنند.
  • 0:42 - 0:45
    و درست مانند انسانها
    حقه میزنند، فریب میدهند
  • 0:45 - 0:47
    و برخی حتی ممکن است
    به یکدیگر خیانت کنند.
  • 0:48 - 0:52
    چه میگویید اگر به شما بگویم میتوانیم
    به مکالمات باکتریها گوش دهیم
  • 0:52 - 0:56
    و اطلاعات محرمانهشان را
    به زبان انسانی ترجمه کنیم؟
  • 0:56 - 1:01
    یا اگر به شما بگویم ترجمه مکالمات
    باکتریایی میتواند انسانها را نجات دهد؟
  • 1:03 - 1:04
    من دکترای نانوفیزیک دارم
  • 1:04 - 1:09
    و از فناوری نانو استفاده کردهام تا
    ابزاری برای ترجمه در زمان واقعی بسازم
  • 1:09 - 1:11
    که میتواند از اجتماع
    باکتریها جاسوسی کند
  • 1:11 - 1:14
    و به ما مدارکی بدهد که باکتریها
    قصد انجام چه کاری را دارند.
  • 1:16 - 1:18
    باکتریها همهجا زندگی میکنند.
  • 1:18 - 1:20
    در خاک، روی لوازم خانه
  • 1:20 - 1:21
    و درون جسم ما.
  • 1:22 - 1:27
    در حقیقت ۹۰ درصد سلولهای زنده
    درون این تئاتر باکتری هستند.
  • 1:28 - 1:30
    بعضی باکتریها
    برای ما خوب هستند؛
  • 1:30 - 1:33
    به ما کمک میکنند غذا را
    هضم کنیم یا آنتیبیوتیک بسازیم.
  • 1:33 - 1:35
    و بعضی از باکتریها
    برایمان بد هستند؛
  • 1:35 - 1:37
    باعث مرگ و بیماری میشوند.
  • 1:38 - 1:40
    برای سازمان دادن تمام
    کارکردهایی که باکتریها دارند
  • 1:40 - 1:42
    مجبورند که توانایی
    سازماندهی داشته باشند،
  • 1:42 - 1:44
    و این کار را مثل ما
    انسانها انجام میدهند-
  • 1:44 - 1:46
    با ارتباط برقرار کردن.
  • 1:47 - 1:48
    اما به جای استفاده از کلمات،
  • 1:48 - 1:51
    از مولکولهای علامتدهنده برای
    ارتباط با یکدیگراستفاده میکنند.
  • 1:52 - 1:53
    وقتی باکتریها کم هستند،
  • 1:53 - 1:56
    مولکولهای علامت دهنده
    بهآرامی تخلیه میشوند،
  • 1:56 - 1:59
    مثل فریادهای مردی تنها در صحرا.
  • 2:00 - 2:04
    اما وقتی باکتری زیادی وجود دارد،
    مولکولهای علامت دهنده متراکم میشوند،
  • 2:04 - 2:07
    و باکتریها حس میکنند
    که تنها نیستند.
  • 2:07 - 2:09
    به یکدیگر گوش میدهند.
  • 2:09 - 2:12
    به این طریق، آنها از اینکه
    چه تعداد هستند آگاه میشوند
  • 2:12 - 2:16
    و اینکه چه زمانی برای
    شروع عملی جدید کافی هستند.
  • 2:17 - 2:20
    و وقتیکه مولکولهای علامت
    دهنده به حد مشخصی رسیدند،
  • 2:20 - 2:24
    تمام باکتریها در یک لحظه حس
    میکنند که باید با اقدامی مشترک
  • 2:24 - 2:25
    عمل کنند.
  • 2:26 - 2:30
    پس گفتوگوی باکتریایی شامل
    یک آغازگر و یک واکنش است،
  • 2:30 - 2:33
    تولیدی از یک مولکول
    و پاسخ به آن.
  • 2:35 - 2:38
    در تحقیقم، بر جاسوسی از جامعه
    باکتریایی درون بدن انسان
  • 2:38 - 2:40
    تمرکز کردم.
  • 2:40 - 2:42
    چطور کار میکند؟
  • 2:42 - 2:44
    ما نمونهای از یک بیمار را داریم.
  • 2:44 - 2:47
    که میتواند نمونه
    خون یا بزاق باشد.
  • 2:47 - 2:50
    الکترونها را به سمت
    نمونهها شلیک میکنیم،
  • 2:50 - 2:54
    الکترونها با هر مولکولِ
    ارتباطی موجود تعامل خواهند کرد،
  • 2:54 - 2:56
    و این تعامل به ما
    اطلاعات خواهد داد
  • 2:56 - 2:58
    در مورد هویت باکتریها،
  • 2:58 - 3:00
    و نوع ارتباطشان
  • 3:00 - 3:02
    و اینکه باکتریها چه مقدار
    باهم صحبت میکنند.
  • 3:04 - 3:07
    اما باکتریها چگونه
    ارتباط برقرار میکنند؟
  • 3:08 - 3:12
    قبل از اینکه ابزار
    ترجمهام را ایجاد کنم،
  • 3:12 - 3:15
    فرض اول من این بود که باکتریها
    باید زبان ابتدایی داشته باشند،
  • 3:15 - 3:19
    مثل نوزادانی که هنوز نمیتوانند
    با کلمات و جملات صحبت کنند.
  • 3:19 - 3:22
    وقتی میخندند، شادند؛ وقتی
    گریه میکنند، ناراحتاند.
  • 3:22 - 3:23
    به همین سادگی.
  • 3:24 - 3:28
    اما مشخص شد که باکتریها بهاندازهای
    که من فکر میکردم ابتدایی نیستند.
  • 3:29 - 3:31
    یک مولکول تنها یک مولکول نیست.
  • 3:31 - 3:34
    میتواند بسته به بافتار،
    معنای متفاوتی داشته باشد،
  • 3:34 - 3:37
    مثل گریه کردن بچهها که
    میتواند معناهای متفاوتی بدهد:
  • 3:37 - 3:39
    گاهی کودک گرسنه است،
  • 3:39 - 3:40
    گاهی خودش را خیس کرده،
  • 3:40 - 3:42
    گاهی آسیبدیده یا ترسیده است.
  • 3:42 - 3:45
    والدین میدانند چطور این
    گریهها را رمزگشایی کنند.
  • 3:46 - 3:48
    و برای اینکه ابزار
    واقعی برای ترجمه باشد
  • 3:48 - 3:51
    باید بتواند مولکولهای
    علامت دهنده را رمزگشایی کند
  • 3:51 - 3:55
    و بر اساس بافت آن را ترجمه کند.
  • 3:55 - 3:57
    چه کسی میداند؟
  • 3:57 - 3:59
    شاید سرویس ترجمه گوگل
    بهزودی آن را اقتباس کند
  • 3:59 - 4:01
    (خنده)
  • 4:02 - 4:04
    بگذارید برایتان مثالی بزنم.
  • 4:04 - 4:08
    با خودم کمی اطلاعات باکتریایی آوردهام
    که فهمیدنش میتواند تا حدی سخت باشد
  • 4:08 - 4:09
    اگر آموزش ندیده باشید،
  • 4:09 - 4:10
    اما سعی کنید نگاهی بیندازید.
  • 4:12 - 4:13
    (خنده)
  • 4:15 - 4:18
    اینجا یک خانواده باکتریایی خوشحال را
    داریم که بیماری را آلوده کردهاند.
  • 4:20 - 4:23
    بیایید اسمشان را خانواده مونتاگ
    بگذاریم [داستان رومئو و ژولیت]
  • 4:24 - 4:27
    آنها منابع را به اشتراک میگذارند،
    تولیدمثل میکنند و رشد میکنند.
  • 4:28 - 4:30
    یک روز، همسایه
    جدیدی پیدا میکنند،
  • 4:33 - 4:35
    خانواده باکتریایی کاپولت.
  • 4:35 - 4:36
    (خنده)
  • 4:36 - 4:39
    تا وقتیکه باهم کار
    میکنند، همهچیز خوب است.
  • 4:40 - 4:43
    اما ناگهان چیزی
    پیشبینینشده اتفاق میافتد.
  • 4:44 - 4:49
    رومئو از خانواده مونتاگ رابطهای
    با ژولیت از خانواده کاپولت دارد.
  • 4:49 - 4:50
    (خنده)
  • 4:51 - 4:54
    و بله مواد ژنتیکیشان
    را به اشتراک میگذارند.
  • 4:54 - 4:56
    (خنده)
  • 4:59 - 5:01
    حالا، این تبادل ژنها میتواند
    برای مونتاگها خطرناک باشد
  • 5:01 - 5:05
    که این آرزو را دارند که تنها خانواده
    در بیماری باشند که آلوده کردهاند،
  • 5:05 - 5:07
    و به اشتراک گذاشتن ژنها
  • 5:07 - 5:10
    در ایجاد مقاومت آنتیبیوتیکی
    در کاپولتها مشارکت میکند.
  • 5:12 - 5:16
    پس مونتاگها در درون خودشان صحبت
    میکنند تا از شر خانواده دیگر راحت شوند
  • 5:16 - 5:18
    با آزاد کردن این مولکول.
  • 5:19 - 5:20
    (خنده)
  • 5:21 - 5:22
    و با این زیرنویس:
  • 5:22 - 5:24
    [بیایید حمله کنیم.]
  • 5:24 - 5:25
    (خنده)
  • 5:26 - 5:27
    بیایید یک حمله ترتیب بدهیم.
  • 5:29 - 5:32
    و ناگهان همه در
    یکلحظه پاسخ میدهند
  • 5:32 - 5:37
    بهوسیله آزاد کردن سمی که
    خانواده دیگر را خواهد کشت.
  • 5:37 - 5:38
    [قلعوقمع کنید!]
  • 5:40 - 5:42
    (خنده)
  • 5:43 - 5:48
    کاپولتها با اعلان یک
    ضدحمله پاسخ میدهند.
  • 5:48 - 5:49
    [ضدحمله!]
  • 5:49 - 5:50
    و میجنگند.
  • 5:52 - 5:57
    این ویدیویی است از باکتریهای واقعی که
    با اندامکهای شمشیرمانندشان دوئل میکنند،
  • 5:57 - 5:58
    در آن سعی میکنند
    یکدیگر را بکشند
  • 5:58 - 6:01
    با زخمی کردن و پاره کردن
    یکدیگر به معنای واقعی کلمه.
  • 6:03 - 6:07
    هر خانوادهای که این جنگ را
    میبرد، باکتری غالب میشود.
  • 6:08 - 6:12
    پس کاری که من میتوانم بکنم این است
    که گفتوگوی باکتریایی را کشف کنم
  • 6:12 - 6:14
    که به رفتار جمعی
    متفاوتی منجر میشود
  • 6:14 - 6:15
    مثل مبارزهای که اکنون دیدید.
  • 6:16 - 6:19
    و کاری که من انجام دادم این
    بود که جاسوسی جوامع باکتریایی
  • 6:19 - 6:21
    درون بدن انسان را بکنم
  • 6:21 - 6:22
    در بیمارانی که در بیمارستان هستند.
  • 6:23 - 6:25
    من شصتودو بیمار را
    در تحقیقی پیگیری کردم،
  • 6:25 - 6:29
    که در آن نمونههای بیماران را
    برای عفونت خاصی بررسی کردم،
  • 6:29 - 6:32
    بدون دانستن نتایج
    آزمایش تشخیص سنتی.
  • 6:32 - 6:37
    حالا، در تشخیصهای باکتریایی،
  • 6:37 - 6:39
    نمونهای روی صفحهای پخش میشود،
  • 6:39 - 6:42
    و اگر باکتریها در
    طول پنج روز رشد کنند،
  • 6:42 - 6:44
    بیمار دارای عفونت
    تشخیص داده میشود.
  • 6:46 - 6:49
    وقتیکه مطالعهام را به پایان
    رساندم و نتایج ابزار را با
  • 6:49 - 6:52
    آزمایش تشخیص سنتی و آزمون
    اعتباریابی مقایسه کردم،
  • 6:52 - 6:53
    شوکه شده بودم.
  • 6:53 - 6:57
    بسیار بیشتر از آنکه انتظارش
    را داشتم شگفتانگیز بود.
  • 6:58 - 7:00
    اما قبل از گفتن اینکه
    ابزار چه چیزی افشا کرد،
  • 7:00 - 7:03
    میخواهم در مورد بیمار خاصی
    که پیگیرش بودم صحبت کنم،
  • 7:03 - 7:04
    دختری جوان.
  • 7:05 - 7:06
    او فیبروز سیستیک داشت،
  • 7:06 - 7:10
    بیماری ژنتیکی که ریه او را مستعد
    ابتلا به عفونتهای باکتریایی کرده بود.
  • 7:11 - 7:13
    این دختر بخشی از
    آزمون بالینی ما نبود.
  • 7:13 - 7:16
    من او را پیگیری کردم چراکه
    بر اساس مدارک پزشکی او فهمیدم
  • 7:16 - 7:18
    او هرگز پیشازاین
    عفونتی نداشته است.
  • 7:19 - 7:22
    ماهی یکبار، این دختر
    به بیمارستان میرفت
  • 7:22 - 7:24
    تا نمونهای از مخاط خود
    را درون ظرفی سرفه کند.
  • 7:25 - 7:28
    این نمونه برای بررسی
    باکتریایی به آزمایشگاه مرکزی
  • 7:28 - 7:30
    انتقال داده میشد
  • 7:30 - 7:33
    تا پزشکان بتوانند درصورتیکه
    عفونتی کشف شد سریعاً واکنش دهند.
  • 7:34 - 7:37
    و این اجازه داد تا دستگاهم
    را بر روی نمونه او نیز آزمایش کنم.
  • 7:37 - 7:41
    دو ماه اولی که نمونه او را
    میسنجیدم؛ چیزی وجود نداشت.
  • 7:42 - 7:43
    اما در ماه سوم،
  • 7:43 - 7:46
    در نمونه او کمی پچپچ
    باکتریایی کشف کردم.
  • 7:46 - 7:50
    باکتریها در حال سازماندهی برای
    آسیب زدن به بافت ریه او بودند.
  • 7:51 - 7:55
    اما شیوه سنتی تشخیص هیچ
    باکتری را تشخیص نداد.
  • 7:56 - 7:58
    من ماه بعد دوباره
    اندازهگیری کردم،
  • 7:58 - 8:01
    و میتوانستم ببینم که گفتوگوی
    باکتریها حتی تهاجمآمیزتر شده است.
  • 8:02 - 8:05
    هنوز روش تشخیص سنتی
    چیزی را نشان نمیداد.
  • 8:06 - 8:10
    مطالعه من به پایان رسید اما شش
    ماه بعد وضعیت او را پیگیری کردم
  • 8:10 - 8:13
    تا ببینم آیا باکتریهایی که
    تنها من در موردشان میدانستم
  • 8:13 - 8:15
    بدون مداخله درمانی ناپدید شدهاند.
  • 8:16 - 8:18
    خیر.
  • 8:18 - 8:21
    بلکه آن دختر مبتلا به یک
    عفونت شدید با یک باکتری کشنده
  • 8:21 - 8:22
    تشخیص داده شده بود.
  • 8:24 - 8:28
    همان باکتری بود که ابزار
    من پیشتر کشف کرده بود.
  • 8:29 - 8:31
    و علیرغم درمان
    شدید آنتیبیوتیکی،
  • 8:31 - 8:34
    غیرممکن بود که عفونت
    را ریشهکن کنیم.
  • 8:35 - 8:38
    پزشکان براین باور بودند که
    او سیسالگیاش را نخواهد دید.
  • 8:40 - 8:43
    وقتی من نمونه این
    دختر را آزمایش کردم،
  • 8:43 - 8:45
    ابزارم هنوز در مراحل اولیه بود.
  • 8:45 - 8:47
    حتی نمیدانستم که آیا
    روش من کار خواهد کرد،
  • 8:47 - 8:50
    بنابراین قراردادی
    با پزشکان داشتم که
  • 8:50 - 8:52
    به آنها نگویم ابزارم
    چه چیزی نشان داده
  • 8:52 - 8:54
    تا درمان ایشان را تعدیل نکند.
  • 8:54 - 8:57
    پس وقتیکه این نتایج را دیدم؛
    که حتی اعتبارسنجی نشده بودند،
  • 8:57 - 8:58
    جرات نکردم که بگویم
  • 8:58 - 9:01
    چراکه درمان یک بیمار
    بدون عفونت واقعی
  • 9:01 - 9:04
    نیز عواقب منفی برای بیمار دارد.
  • 9:05 - 9:07
    اما اکنون ما بیشتر میدانیم،
  • 9:07 - 9:10
    و هنوز دختران و پسران جوان زیادی
    وجود دارند که میتوانند نجات یابند
  • 9:11 - 9:15
    چون متأسفانه این سناریو
    اغلب اتفاق میافتد.
  • 9:15 - 9:16
    بیماران دچار عفونت میشوند،
  • 9:16 - 9:20
    باکتریها بهگونهای در آزمایش
    تشخیص سنتی دیده نمیشوند،
  • 9:20 - 9:24
    و ناگهان، عفونت با علائم
    شدیدی خودش را نشان میدهد.
  • 9:24 - 9:26
    و در آن لحظه، دیگر
    خیلی دیر شده است.
  • 9:27 - 9:31
    نتیجه شگفتآور از ۶۲
    بیماری که پیگیری کردم
  • 9:31 - 9:33
    این بود که دستگاهم در بیش
    از نیمی از نمونههای بیماران
  • 9:33 - 9:36
    که بهوسیله روشهای سنتی
    منفی ارزیابیشده بودند
  • 9:36 - 9:39
    گفتوگوی باکتریایی را تشخیص داد.
  • 9:40 - 9:43
    بهبیاندیگر بیش از نیمی از آن بیماران
    به خانه رفتند درحالیکه فکر میکردند
  • 9:43 - 9:45
    عاری از عفونت هستند،
  • 9:45 - 9:48
    درحالیکه درواقع حامل
    باکتریهای خطرناکی بودند.
  • 9:49 - 9:52
    درون این بیمارانی که
    تشخیص اشتباه خورده بودند،
  • 9:52 - 9:55
    باکتریها در حال سامان دادن
    به حملهای همگام بودند.
  • 9:56 - 9:57
    با یکدیگر نجوا میکردند.
  • 9:58 - 10:00
    چیزی که من «باکتری
    نجواگر» مینامم
  • 10:00 - 10:03
    باکتریهایی هستند که روشهای
    سنتی قادر به تشخیصشان نیستند.
  • 10:03 - 10:07
    تاکنون، تنها همین ابزار ترجمه است
    که میتواند این نجواها را درک کند.
  • 10:08 - 10:12
    من معتقدم که این بازه زمانی
    که باکتریها هنوز نجوا میکنند
  • 10:12 - 10:15
    پنجره فرصتی است
    برای درمان هدفمند.
  • 10:16 - 10:19
    و اگر آن دختر در خلال این
    پنجره فرصت درمان میشد،
  • 10:19 - 10:21
    ممکن بود که بتوانیم باکتریها
    را در مراحل اولیهشان
  • 10:21 - 10:23
    بکشیم،
  • 10:23 - 10:25
    قبل از اینکه عفونت
    از کنترل خارج شود.
  • 10:27 - 10:31
    چیزی که با این دختر جوان تجربه کردم مرا
    واداشت که هر کاری را که میتوانم انجام دهم
  • 10:31 - 10:33
    تا این فناوری را به بیمارستانها وارد کنم.
  • 10:34 - 10:35
    همراه با پزشکان،
  • 10:35 - 10:38
    در حال حاضر بر روی پیادهسازی
    این ابزار در کلینیکها کار میکنم
  • 10:38 - 10:40
    تا عفونتهای نوپا را شناسایی کنیم.
  • 10:41 - 10:45
    با اینکه هنوز مشخص نیست که پزشکان
    چطور میتوانند در دوره نجوا کردن
  • 10:45 - 10:46
    بیماران را مداوا کنند،
  • 10:46 - 10:50
    این ابزار میتواند به پزشکان کمک کند تا با
    دقت بیماران درخطر را زیرنظر بگیرند.
  • 10:51 - 10:54
    میتواند به آنها کمک کند که تأیید
    کنند آیا درمان مؤثر بوده یا خیر،
  • 10:54 - 10:57
    و میتواند به سؤالات
    سادهای پاسخ دهد:
  • 10:57 - 10:58
    آیا بیمار عفونت دارد؟
  • 10:58 - 11:00
    باکتریها چه میخواهند بکنند؟
  • 11:01 - 11:03
    باکتریها حرف میزنند،
  • 11:03 - 11:05
    نقشههای پنهانی میسازند،
  • 11:05 - 11:08
    و اطلاعات محرمانهای
    را باهم ردوبدل میکنند.
  • 11:08 - 11:11
    اما نه تنها میتوانیم آنها
    را موقع نجوا کردن بگیریم،
  • 11:11 - 11:13
    بلکه میتوانیم زبان مخفی
    آنها را نیز یاد بگیریم
  • 11:13 - 11:16
    و نجوا کنندگان
    باکتریایی خودمان بشویم
  • 11:17 - 11:19
    و همانطور که
    باکتریها خواهند گفت،
  • 11:20 - 11:23
    «۳-اکسو-سی ۱۲-آنیلاین»
  • 11:24 - 11:25
    (خنده)
  • 11:25 - 11:26
    (تشویق)
  • 11:26 - 11:27
    متشکرم.
Title:
برای تشخیص سریع‌تر بیماری‌ها، بیایید درمورد زبان مرموز باکتری‌ها صحبت کنیم
Speaker:
فطمه الزهرا الاترکچی
Description:

باکتری‌ها با یکدیگر صحبت می‌کنند، اطلاعات شیمیایی می‌فرستند تا حمله کنند.
چه می‌شد اگر می‌توانستیم به چیزهایی که می‌گویند گوش دهیم؟ نانوفیزیکدان فاطمه الزهرا الاترکچی ابزاری برای جاسوسی گفت‌وگوهای باکتریایی و ترجمه ارتباطات محرمانه آن‌ها به زبان انسان ابداع‌کرده‌است. تلاش او می‌تواند راه را برای تشخیص زودهنگام بیماری‌ها هموار کند--حتی پیش‌از‌ این‌که بیمار شویم

more » « less
Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
11:41

Persian subtitles

Revisions