WEBVTT 00:00:00.000 --> 00:00:02.000 Razmislite o svom danu na sekundu. 00:00:02.000 --> 00:00:05.000 Probudili ste se, osjetili svjež zrak na svom licu kad ste izašli kroz vrata, 00:00:05.000 --> 00:00:07.000 susreli nove kolege i imali odlične rasprave, 00:00:07.000 --> 00:00:09.000 i začudili se otkrivši nešto novo. 00:00:09.000 --> 00:00:11.000 Ali kladim se da niste mislili o nečemu danas -- 00:00:11.000 --> 00:00:13.000 nečemu tako blizu domu 00:00:13.000 --> 00:00:15.000 da vjerojatno ne mislite o tome često. 00:00:15.000 --> 00:00:17.000 A to je da svim osjetima, osjećajima, 00:00:17.000 --> 00:00:19.000 odlukama i radnjama 00:00:19.000 --> 00:00:21.000 upravlja računalo u vašoj glavi 00:00:21.000 --> 00:00:23.000 zvano mozak. NOTE Paragraph 00:00:23.000 --> 00:00:25.000 Mozak možda ne izgleda posebno izvana -- 00:00:25.000 --> 00:00:27.000 nekoliko kilograma ružičastosivog mesa, 00:00:27.000 --> 00:00:29.000 amorfnog -- 00:00:29.000 --> 00:00:31.000 ali posljednjih nam je sto godina neuroznanosti 00:00:31.000 --> 00:00:33.000 omogućilo zumiranje mozga, 00:00:33.000 --> 00:00:35.000 i proučavanje složenosti onoga što leži unutra. 00:00:35.000 --> 00:00:37.000 I rekli su nam da je taj mozak 00:00:37.000 --> 00:00:39.000 nevjerojatno složen sklop 00:00:39.000 --> 00:00:43.000 sastavljen od stotina milijarda stanica zvanih neuroni. 00:00:43.000 --> 00:00:46.000 Za razliku od računala što ih čine ljudi, 00:00:46.000 --> 00:00:48.000 gdje imamo relativno malen broj različitih dijelova -- 00:00:48.000 --> 00:00:51.000 znamo kako rade, jer smo ih mi izradili -- 00:00:51.000 --> 00:00:54.000 mozak se sastoji od tisuća različitih vrsta stanica, 00:00:54.000 --> 00:00:56.000 možda desetaka tisuća. 00:00:56.000 --> 00:00:58.000 Dolaze u različitim oblicima; sačinjeni su od različitih molekula; 00:00:58.000 --> 00:01:01.000 i projiciraju i povezuju različite regije mozga. 00:01:01.000 --> 00:01:04.000 I također se mijenjaju na različite načine u raznim bolestima. NOTE Paragraph 00:01:04.000 --> 00:01:06.000 Idemo konkretnije. 00:01:06.000 --> 00:01:08.000 Postoji klasa stanica, 00:01:08.000 --> 00:01:11.000 relativno malih stanica, inhibitornih, koje utišavaju svoje susjede. 00:01:11.000 --> 00:01:15.000 To su jedne od stanica koje se čine utišanim u stanjima poput šizofrenije. 00:01:15.000 --> 00:01:17.000 Zove se košarasta stanica. 00:01:17.000 --> 00:01:19.000 I ta je stanica jedna od tisuća vrsta stanica 00:01:19.000 --> 00:01:21.000 o kojima učimo. 00:01:21.000 --> 00:01:23.000 Nove se otkrivaju svakodnevno. 00:01:23.000 --> 00:01:25.000 I kao drugi primjer: 00:01:25.000 --> 00:01:27.000 ove piramidne stanice, velike stanice, 00:01:27.000 --> 00:01:29.000 mogu obuhvatiti velik dio mozga. 00:01:29.000 --> 00:01:31.000 One su ekscitatorne. 00:01:31.000 --> 00:01:33.000 Ove stanice 00:01:33.000 --> 00:01:36.000 mogu biti previše aktivne u poremećajima poput epilepsije. 00:01:36.000 --> 00:01:38.000 Svaka od tih stanica 00:01:38.000 --> 00:01:41.000 je nevjerojatan električni uređaj. 00:01:41.000 --> 00:01:43.000 Primaju podražaje od tisuća uzvodnih partnera 00:01:43.000 --> 00:01:46.000 i izračunavaju svoje vlastite električne podražaje, 00:01:46.000 --> 00:01:48.000 koji onda, ako prijeđu određen prag, 00:01:48.000 --> 00:01:50.000 mogu otići do tisuća nizvodnih partnera. 00:01:50.000 --> 00:01:53.000 I ovaj proces, koji obično traje samo milisekundu, 00:01:53.000 --> 00:01:55.000 događa se tisućama puta u minuti 00:01:55.000 --> 00:01:57.000 u svakom od 100 milijardi stanica, 00:01:57.000 --> 00:01:59.000 dokle god smo živi 00:01:59.000 --> 00:02:02.000 i mislimo i osjećamo. NOTE Paragraph 00:02:02.000 --> 00:02:05.000 Kako ćemo otkriti što sklop radi? 00:02:05.000 --> 00:02:07.000 Idealno, otišli bismo kroz sklop 00:02:07.000 --> 00:02:10.000 i palili i gasili različite stanice 00:02:10.000 --> 00:02:12.000 i gledali možemo li shvatiti 00:02:12.000 --> 00:02:14.000 kako pojedine stanice doprinose određenoj funkciji 00:02:14.000 --> 00:02:16.000 i koje su poremećene u određenim patološkim stanjima. 00:02:16.000 --> 00:02:19.000 Kad bismo mogli aktivirati stanice, mogli bismo vidjeti koje moći one mogu osloboditi, 00:02:19.000 --> 00:02:21.000 što mogu pokrenuti i kontrolirati. 00:02:21.000 --> 00:02:23.000 Kad bismo ih ugasili, 00:02:23.000 --> 00:02:25.000 mogli bismo probati shvatiti za što su nam potrebne. 00:02:25.000 --> 00:02:28.000 I to je priča o kojoj ću vam govoriti danas. 00:02:28.000 --> 00:02:31.000 I iskreno, gdje smo sve bili u zadnjih jedanaest godina, 00:02:31.000 --> 00:02:33.000 pokušavajući naći načine 00:02:33.000 --> 00:02:35.000 paljenja i gašenja sklopova, stanica, 00:02:35.000 --> 00:02:37.000 dijelova i puteva u mozgu, 00:02:37.000 --> 00:02:39.000 da bismo shvatili znanost, 00:02:39.000 --> 00:02:42.000 i suočili se s nekim od problema 00:02:42.000 --> 00:02:45.000 s kojima se suočavamo kao ljudi. NOTE Paragraph 00:02:45.000 --> 00:02:48.000 Prije nego što vam kažem nešto o tehnologiji, 00:02:48.000 --> 00:02:51.000 loša vijest je što će velik dio nas u ovoj prostoriji, 00:02:51.000 --> 00:02:53.000 ako budemo živjeli dovoljno dugo, 00:02:53.000 --> 00:02:55.000 razviti, možda, neurološki poremećaj. 00:02:55.000 --> 00:02:57.000 Već je sad milijarda ljudi 00:02:57.000 --> 00:02:59.000 imala određen oblik neurološkog poremećaja 00:02:59.000 --> 00:03:01.000 koji ih je onesposobio. 00:03:01.000 --> 00:03:03.000 I broj ih je zakinuo. 00:03:03.000 --> 00:03:05.000 Ovi poremećaji -- šizofrenija, Alzheimer, 00:03:05.000 --> 00:03:07.000 depresija, ovisnosti -- 00:03:07.000 --> 00:03:10.000 ne kradu nam samo naše vrijeme života, već mijenjaju i ono tko smo; 00:03:10.000 --> 00:03:12.000 uzimaju nam identitet i mijenjaju naše osjećaje -- 00:03:12.000 --> 00:03:15.000 mijenjaju ono tko smo kao ljudi. 00:03:15.000 --> 00:03:18.000 Sada u 20. stoljeću, 00:03:18.000 --> 00:03:21.000 stvorila se nada 00:03:21.000 --> 00:03:24.000 zbog stvaranja lijekova za liječenje poremećaja mozga. 00:03:24.000 --> 00:03:27.000 I dok su bili razvijeni mnogi lijekovi 00:03:27.000 --> 00:03:29.000 koji mogu ublažiti simptome poremećaja mozga, 00:03:29.000 --> 00:03:32.000 prakički ni jedan od njih ne možemo smatrati izliječenim. 00:03:32.000 --> 00:03:35.000 A to je dijelom zbog toga što kupamo mozak u kemikalijama. 00:03:35.000 --> 00:03:37.000 Ovaj je složeni sklop 00:03:37.000 --> 00:03:39.000 napravljen od tisuća različitih vrsta stanica 00:03:39.000 --> 00:03:41.000 koje mi kupamo u raznim tvarima. 00:03:41.000 --> 00:03:43.000 To je i razlog zbog kojeg možda većina lijekova na tržištu, ako ne i svi, 00:03:43.000 --> 00:03:46.000 imaju neke vrste ozbiljnih, neželjenih posljedica. NOTE Paragraph 00:03:46.000 --> 00:03:49.000 Neki ljudi dobili su nekakvo olakšanje 00:03:49.000 --> 00:03:52.000 u električnim stimulatorima koji su im ugrađeni u mozak. 00:03:52.000 --> 00:03:54.000 I za Parkinsonovu su bolest 00:03:54.000 --> 00:03:56.000 kohlearni implantanti 00:03:56.000 --> 00:03:58.000 zaista postigli 00:03:58.000 --> 00:04:00.000 neka poboljšanja 00:04:00.000 --> 00:04:02.000 kod ljudi s određenim vrstama poremećaja. 00:04:02.000 --> 00:04:04.000 Ali elektricitet ide u svim smjerovima -- 00:04:04.000 --> 00:04:06.000 putem manjeg otpora, 00:04:06.000 --> 00:04:08.000 odakle taj izraz djelomice i dolazi. 00:04:08.000 --> 00:04:11.000 I utjecat će na normalne sklopove, kao i na one abnormalne koje želite popraviti. 00:04:11.000 --> 00:04:13.000 Dakle, opet smo se vratili na ideju 00:04:13.000 --> 00:04:15.000 ultraprecizne kontrole. 00:04:15.000 --> 00:04:18.000 Možemo li usmjeriti informaciju točno tamo kamo želimo da ode? NOTE Paragraph 00:04:19.000 --> 00:04:23.000 I tako, kada sam se počeo baviti neuroznanošću prije 11 godina, 00:04:23.000 --> 00:04:26.000 bio sam školovan kao električni inžinjer i fizičar 00:04:26.000 --> 00:04:28.000 i prva stvar na koju sam pomislio jest da, 00:04:28.000 --> 00:04:30.000 ako su ovi neuroni električne naprave, 00:04:30.000 --> 00:04:32.000 sve što moramo napraviti jest naći neki način 00:04:32.000 --> 00:04:34.000 da provedemo te električne promjene s daljine. 00:04:34.000 --> 00:04:36.000 Kad bismo mogli izazvati elektricitet u jednoj stanici, 00:04:36.000 --> 00:04:38.000 ali ne u njezinim susjedama, 00:04:38.000 --> 00:04:41.000 to bi nam dalo alat kojim bismo mogli aktivirati i ugasiti te različite stanice, 00:04:41.000 --> 00:04:43.000 otkriti što one rade i kako doprinose 00:04:43.000 --> 00:04:45.000 mrežama u koje su uključene. 00:04:45.000 --> 00:04:47.000 To bi nam također omogućilo da imamo ultrapreciznu kontrolu koju trebamo 00:04:47.000 --> 00:04:50.000 kako bismo popravili rezultate sklopova 00:04:50.000 --> 00:04:52.000 koji su pošli po krivu. 00:04:52.000 --> 00:04:54.000 Kako ćemo to učiniti? 00:04:54.000 --> 00:04:56.000 Pa, u prirodi postoji mnogo molekula 00:04:56.000 --> 00:04:59.000 koje su sposobne pretvoriti svjetlost u elektricitet. 00:04:59.000 --> 00:05:01.000 Možete o njima razmišljati kao o malim proteinima 00:05:01.000 --> 00:05:03.000 koji su kao solarne ćelije. 00:05:03.000 --> 00:05:06.000 Kada bismo nekako mogli instalirati te molekule u neurone, 00:05:06.000 --> 00:05:09.000 tada bi ti neuroni postali električno upravljivi svjetlom. 00:05:09.000 --> 00:05:12.000 A njihovi susjedi koji nemaju tu molekulu ne bi to bili. 00:05:12.000 --> 00:05:14.000 Postoji još jedan magični trik koji vam treba kako bi se sve to dogodilo, 00:05:14.000 --> 00:05:17.000 a to je sposobnost uvođenja svjetla u mozak. 00:05:17.000 --> 00:05:20.000 Da biste to učinili -- mozak ne osjeća bol -- možete staviti -- 00:05:20.000 --> 00:05:22.000 koristeći prednosti svih napora 00:05:22.000 --> 00:05:24.000 koji su uloženi u internet i komunikacije itd.-- 00:05:24.000 --> 00:05:26.000 optička sredstva povezana laserima 00:05:26.000 --> 00:05:28.000 koja možete koristiti da aktivirate, u životinjskim primjerima npr. 00:05:28.000 --> 00:05:30.000 u predkliničkim istraživanjima, 00:05:30.000 --> 00:05:32.000 te neurone i da vidite što oni rade. NOTE Paragraph 00:05:32.000 --> 00:05:34.000 Pa kako ćemo to učiniti? 00:05:34.000 --> 00:05:36.000 Otprilike 2004., 00:05:36.000 --> 00:05:38.000 u suradnji s Gerhard Nagelom i Karlom Deisserothom, 00:05:38.000 --> 00:05:40.000 ta je vizija donijela plodove. 00:05:40.000 --> 00:05:43.000 Postoji određena alga koja pliva u divljini 00:05:43.000 --> 00:05:45.000 i mora navigirati prema svjetlu, 00:05:45.000 --> 00:05:47.000 kako bi optimalno fotosintetizirala. 00:05:47.000 --> 00:05:49.000 Ona osjeća svjetlo pomoću male oko-točke 00:05:49.000 --> 00:05:52.000 koja funkcionira slično našem oku. 00:05:52.000 --> 00:05:54.000 U njezinoj membrani (ili njezinoj granici) 00:05:54.000 --> 00:05:57.000 sadrži male proteine 00:05:57.000 --> 00:06:00.000 koji zaista pretvaraju svjetlost u elektricitet. 00:06:00.000 --> 00:06:03.000 Te se molekule zovu channelrhodopsini. 00:06:03.000 --> 00:06:06.000 Svaki se od tih proteina ponaša baš kao solarna ćelija o kojoj sam vam govorio. 00:06:06.000 --> 00:06:09.000 Kada ju pogodi plavo svjetlo, ona otvori malu rupu 00:06:09.000 --> 00:06:11.000 i dozvoli nabijenim česticama da uđu u oko-točku. 00:06:11.000 --> 00:06:13.000 To dopušta toj oko-točki da ima električni signal 00:06:13.000 --> 00:06:16.000 baš kao solarna ćelija koja puni bateriju. NOTE Paragraph 00:06:16.000 --> 00:06:18.000 Dakle, ono što trebamo napraviti jest uzeti te molekule 00:06:18.000 --> 00:06:20.000 i nekako ih instalirati u neurone. 00:06:20.000 --> 00:06:22.000 Budući da je to protein, 00:06:22.000 --> 00:06:25.000 kodiran je za DNK svog organizma. 00:06:25.000 --> 00:06:27.000 Dakle, sve što trebamo napraviti jest uzeti taj DNK, 00:06:27.000 --> 00:06:30.000 staviti ga u okvir genske terapije kao virus 00:06:30.000 --> 00:06:33.000 i postaviti ga u neurone. 00:06:33.000 --> 00:06:36.000 Ispalo je da je to bilo veoma produktivno vrijeme u genskoj terapiji 00:06:36.000 --> 00:06:38.000 pa se pojavljivalo mnogo virusa 00:06:38.000 --> 00:06:40.000 te se ispostavilo da je to veoma jednostavno napraviti. 00:06:40.000 --> 00:06:43.000 Rano ujutro jednog ljetnog dana 2004. 00:06:43.000 --> 00:06:45.000 pokušali smo i upalilo je iz prvog pokušaja. 00:06:45.000 --> 00:06:48.000 Uzmete taj DNK i stavite ga u neuron. 00:06:48.000 --> 00:06:51.000 Neuron koristi svoj prirodni protein, tvoreći mašineriju 00:06:51.000 --> 00:06:53.000 za proizvodnju tih malih proteina osjetljivih na svjetlost 00:06:53.000 --> 00:06:55.000 i njihovo instaliranje po cijeloj stanici 00:06:55.000 --> 00:06:57.000 poput postavljanja solarnih panela na krovu. 00:06:57.000 --> 00:06:59.000 I u sljedećem trenutku 00:06:59.000 --> 00:07:01.000 imate neuron koji može biti aktiviran pomoću svjetla. 00:07:01.000 --> 00:07:03.000 Dakle, to je veoma moćno. NOTE Paragraph 00:07:03.000 --> 00:07:05.000 Jedan od trikova koje morate napraviti 00:07:05.000 --> 00:07:07.000 jest shvatiti kako dostaviti te gene u one stanice koje želite, 00:07:07.000 --> 00:07:09.000 a ne u ostale, susjedne stanice. 00:07:09.000 --> 00:07:11.000 I to možete napraviti; možete oblikovati viruse 00:07:11.000 --> 00:07:13.000 da pogode samo one određene stanice. 00:07:13.000 --> 00:07:15.000 Postoje i drugi genetički trikovi koje možete iskoristiti 00:07:15.000 --> 00:07:18.000 kako biste dobili stanice koje se aktiviraju svjetlom. 00:07:18.000 --> 00:07:22.000 To je polje postalo poznato kao optogenetika. 00:07:22.000 --> 00:07:24.000 I kao samo jedan primjer onoga što možete napraviti, 00:07:24.000 --> 00:07:26.000 možete uzeti kompleksnu mrežu, 00:07:26.000 --> 00:07:28.000 iskoristiti jedan od ovih virusa da dostave gene 00:07:28.000 --> 00:07:31.000 određenoj vrsti stanica u ovoj gustoj mreži. 00:07:31.000 --> 00:07:33.000 I tada, kada osvjetlite cijelu mrežu, 00:07:33.000 --> 00:07:35.000 aktivirat će se samo taj tip stanica. NOTE Paragraph 00:07:35.000 --> 00:07:38.000 Pa na primjer, hajdemo uzeti u obzir onu košarastu stanicu o kojoj sam vam govorio ranije -- 00:07:38.000 --> 00:07:40.000 onu koja je zakržljala u slučaju šizofrenije 00:07:40.000 --> 00:07:42.000 i koja je inhibicijska. 00:07:42.000 --> 00:07:44.000 Ako možete dostaviti taj gen u te stanice -- 00:07:44.000 --> 00:07:47.000 one neće biti izmijenjene u genetskom smislu, naravno -- 00:07:47.000 --> 00:07:50.000 i tada bljesnete plavim svjetlom preko cijele mreže mozga, 00:07:50.000 --> 00:07:52.000 samo će te stanice biti pokrenute. 00:07:52.000 --> 00:07:54.000 Kada se svjetlo ugasi, stanice se vrate u normalno stanje; 00:07:54.000 --> 00:07:57.000 dakle, čini se da se one ne protive tome. 00:07:57.000 --> 00:07:59.000 Ne samo da možete to iskoristiti kako biste proučavali što te stanice mogu 00:07:59.000 --> 00:08:01.000 i koja je njihova moć u računanju mozga 00:08:01.000 --> 00:08:03.000 već i to možete iskoristiti kako biste shvatili -- 00:08:03.000 --> 00:08:05.000 pa možda biste mogli oživjeti aktivnost tih stanica 00:08:05.000 --> 00:08:07.000 ako one zaista jesu atrofirane. NOTE Paragraph 00:08:07.000 --> 00:08:09.000 Sada vam želim ispričati nekoliko kratkih priča 00:08:09.000 --> 00:08:11.000 o tome kako to koristimo 00:08:11.000 --> 00:08:14.000 i na znanstvenim, kliničkim i predkliničkim razinama. 00:08:14.000 --> 00:08:16.000 Jedno od pitanja s kojima smo suočeni jest: 00:08:16.000 --> 00:08:19.000 „Koji signali u mozgu posreduju pri osjećaju nagrađenosti?“ 00:08:19.000 --> 00:08:21.000 Jer, kada bismo ih mogli pronaći, 00:08:21.000 --> 00:08:23.000 oni bi mogli biti neki od signala koji bi mogli upravljati učenjem. 00:08:23.000 --> 00:08:25.000 Mozak bi radio više onog što dovodi do te nagrade. 00:08:25.000 --> 00:08:28.000 Također, postoje signali koji se iskrive u poremećajima poput ovisnosti. 00:08:28.000 --> 00:08:30.000 Pa, kada bismo mogli shvatiti koje su to stanice, 00:08:30.000 --> 00:08:32.000 možda bismo mogli pronaći nove mete 00:08:32.000 --> 00:08:34.000 za koje bi lijekovi mogli biti dizajnirani ili ograđeni od njih 00:08:34.000 --> 00:08:36.000 ili možda mjesta gdje bi elektrode mogle biti postavljene 00:08:36.000 --> 00:08:39.000 za ljude koji imaju veoma ozbiljan invaliditet. 00:08:39.000 --> 00:08:41.000 Kako bismo to napravili, smislili smo veoma jednostavnu paradigmu 00:08:41.000 --> 00:08:43.000 u suradnji s Fiorella grupom, 00:08:43.000 --> 00:08:45.000 gdje jedna strana ove male kutije, 00:08:45.000 --> 00:08:47.000 ako životinja ode tamo, životinja dobije puls svjetla, 00:08:47.000 --> 00:08:49.000 kako bi se određene stanice u mozgu učinile osjetljivima na svjetlo. 00:08:49.000 --> 00:08:51.000 Ako te stanice mogu posredovati nagrađivanjem, 00:08:51.000 --> 00:08:53.000 životinja bi trebala tamo odlaziti sve više i više. 00:08:53.000 --> 00:08:55.000 I to je ono što se događa. NOTE Paragraph 00:08:55.000 --> 00:08:57.000 Ova će životinja otići u desnu stranu i dotaknuti svoj nos tamo; 00:08:57.000 --> 00:08:59.000 ona dobije bljesak plavog svjetla svaki put kada to napravi. 00:08:59.000 --> 00:09:01.000 I učinit će to stotinama i stotinama puta. 00:09:01.000 --> 00:09:03.000 To su neuroni dopamina, 00:09:03.000 --> 00:09:05.000 o kojima ste možda nešto čuli slušajući o centrima za užitak koji se nalaze u mozgu. 00:09:05.000 --> 00:09:07.000 Sada smo pokazali da je njihova kratka aktivacija 00:09:07.000 --> 00:09:09.000 zaista dovoljna da stimulira učenje. 00:09:09.000 --> 00:09:11.000 Sada možemo tu ideju generalizirati. 00:09:11.000 --> 00:09:13.000 Umjesto jedne točke u mozgu, 00:09:13.000 --> 00:09:15.000 možemo izumiti naprave koje obuhvaćaju cijeli mozak, 00:09:15.000 --> 00:09:17.000 koje mogu provesti svjetlo u trodimenzionalnim modelima -- 00:09:17.000 --> 00:09:19.000 mnoštvo optičkih vlakana, 00:09:19.000 --> 00:09:21.000 svaki sparen u vlastiti, minijaturni svjetlosni izvor. 00:09:21.000 --> 00:09:23.000 I tada možemo probati učiniti uživo stvari 00:09:23.000 --> 00:09:26.000 koje su dosad bile rađene samo u posudama -- 00:09:26.000 --> 00:09:28.000 poput visokopropusnog skeniranja cijelog mozga 00:09:28.000 --> 00:09:30.000 za signale koji mogu uzrokovati određene stvari. 00:09:30.000 --> 00:09:32.000 Ili mogu biti dobre kliničke mete 00:09:32.000 --> 00:09:34.000 za liječenje moždanih poremećaja. NOTE Paragraph 00:09:34.000 --> 00:09:36.000 Jedna priča koju vam želim ispričati 00:09:36.000 --> 00:09:39.000 je o tome kako pronalazimo mete za liječenje posttraumatskog stresnog poremećaja -- 00:09:39.000 --> 00:09:42.000 oblika nekontrolirane anksioznosti i straha. 00:09:42.000 --> 00:09:44.000 Jedna od stvari koju smo napravili 00:09:44.000 --> 00:09:47.000 jest da smo prilagodili klasičan model straha. 00:09:47.000 --> 00:09:50.000 Ovo odlazi natrag u doba Ivana Pavlova. 00:09:50.000 --> 00:09:52.000 Zove se Pavlovo uvjetovanje strahom -- 00:09:52.000 --> 00:09:54.000 gdje ton završava kratkim šokom. 00:09:54.000 --> 00:09:56.000 Šok nije bolan, ali je pomalo iritantan. 00:09:56.000 --> 00:09:58.000 I nakon nekog vremena -- u ovom slučaju miš, 00:09:58.000 --> 00:10:00.000 koji je dobra životinja za model, često korištena u takvim eksperimentima -- 00:10:00.000 --> 00:10:02.000 životinja se nauči bojati tona. 00:10:02.000 --> 00:10:04.000 Životinja će reagirati zamrzavanjem, 00:10:04.000 --> 00:10:06.000 pomalo kao jelen ispred prednjih svjetala. 00:10:06.000 --> 00:10:09.000 Pitanje je koje mete u mozgu možemo naći, 00:10:09.000 --> 00:10:11.000 a da će nam dopustiti da nadvladamo ovaj strah? 00:10:11.000 --> 00:10:13.000 Ono što činimo jest puštanje toga tona ponovno, 00:10:13.000 --> 00:10:15.000 nakon što je bio povezan sa strahom. 00:10:15.000 --> 00:10:17.000 Ali aktiviramo mete u mozgu, neke druge, 00:10:17.000 --> 00:10:20.000 koristeći mnoštvo optičkih vlakana o kojima sam vam govorio na prošlom slajdu, 00:10:20.000 --> 00:10:22.000 kako bismo pokušali shvatiti koje mete u mozgu 00:10:22.000 --> 00:10:25.000 mogu uzrokovati nadvladavanje tog sjećanja straha. NOTE Paragraph 00:10:25.000 --> 00:10:27.000 Tako vam ovaj kratak video 00:10:27.000 --> 00:10:29.000 pokazuje jednu od tih meta na kojima trenutno radimo. 00:10:29.000 --> 00:10:31.000 Ovo je područje u prefrontalnom korteksu, 00:10:31.000 --> 00:10:34.000 u regiji gdje saznanja možemo iskoristiti, kako bismo pokušali premostiti neželjena emotivna stanja. 00:10:34.000 --> 00:10:36.000 Životinja će čuti ton -- i bljesak svjetla se ondje dogodi. 00:10:36.000 --> 00:10:38.000 Nema zvuka na ovome, ali možete vidjeti životinju kako se zaustavlja. 00:10:38.000 --> 00:10:40.000 Ovaj ton značio je prije loše vijesti. 00:10:40.000 --> 00:10:42.000 Ondje je mali sat u donjem lijevom kutu 00:10:42.000 --> 00:10:45.000 pa možete vidjeti da je životinja otprilike dvije minute u tome. 00:10:45.000 --> 00:10:47.000 Sada je ova snimka 00:10:47.000 --> 00:10:49.000 samo osam minuta kasnije. 00:10:49.000 --> 00:10:52.000 Isti ton bit će pušten i svjetlo će opet bljesnuti. 00:10:52.000 --> 00:10:55.000 Ok, evo ga. Upravo sada. 00:10:55.000 --> 00:10:58.000 I sada možete vidjeti, u samo deset minuta eksperimenta, 00:10:58.000 --> 00:11:01.000 da smo opremili mozak aktivirajući ovo područje svjetlom, 00:11:01.000 --> 00:11:03.000 kako bismo premostili ovo sjećanje 00:11:03.000 --> 00:11:05.000 na osjećaj straha. NOTE Paragraph 00:11:05.000 --> 00:11:08.000 Tijekom zadnjih nekoliko godina vratili smo se stablu života 00:11:08.000 --> 00:11:11.000 jer smo željeli pronaći načine za isključivanje sklopova u mozgu. 00:11:11.000 --> 00:11:14.000 Kad bismo to mogli, bilo bi to veoma moćno. 00:11:14.000 --> 00:11:17.000 Kad bismo mogli poništiti stanice samo na milisekundu ili sekunde, 00:11:17.000 --> 00:11:19.000 mogli bismo shvatiti kakvu nužnu ulogu one igraju 00:11:19.000 --> 00:11:21.000 u sklopovima u koje su uključene. 00:11:21.000 --> 00:11:23.000 I sad smo preispitali organizme sa svih razina stabla života -- 00:11:23.000 --> 00:11:26.000 svako carstvo života, osim životinja, vidimo malo drugačije. 00:11:26.000 --> 00:11:29.000 Našli smo razne vrste molekula koje se zovu halorodopsini ili arhearodopsini, 00:11:29.000 --> 00:11:31.000 a koje reagiraju na zeleno i žuto svjetlo. 00:11:31.000 --> 00:11:33.000 One čine suprotnu stvar od molekule s aktivatorom plavog svjetla 00:11:33.000 --> 00:11:36.000 channelrodopsinom, o kojoj sam vam pričao ranije. NOTE Paragraph 00:11:37.000 --> 00:11:40.000 Hajdemo dati primjer za ono što mislimo kamo će sve ovo otići. 00:11:40.000 --> 00:11:43.000 Razmotrite, na primjer, stanje poput epilepsije, 00:11:43.000 --> 00:11:45.000 gdje je mozak pretjerano aktivan. 00:11:45.000 --> 00:11:47.000 Ako lijekovi zakažu u tretiranju epilepsije, 00:11:47.000 --> 00:11:49.000 jedna je od strategija da se ukloni dio mozga. 00:11:49.000 --> 00:11:51.000 Ali to je očito nepovratno i moguće su neželjene posljedice. 00:11:51.000 --> 00:11:54.000 Što ako bismo mogli jednostavno isključiti taj mozak na kratko vrijeme, 00:11:54.000 --> 00:11:57.000 dok napad ne prođe, 00:11:57.000 --> 00:12:00.000 i vratiti mozak u početno stanje -- 00:12:00.000 --> 00:12:03.000 pomalo kao dinamični sistem koji je primoran natrag u stabilno stanje. 00:12:03.000 --> 00:12:06.000 Dakle, ta animacija samo pokušava objasniti taj koncept 00:12:06.000 --> 00:12:08.000 u kojem smo stanice učinili osjetljivima na gašenje svjetlom 00:12:08.000 --> 00:12:10.000 i tada usmjerili svjetlo unutra 00:12:10.000 --> 00:12:12.000 samo za vrijeme potrebno da se napad zaustavi; 00:12:12.000 --> 00:12:14.000 nadamo se da ćemo ga moći ugasiti. 00:12:14.000 --> 00:12:16.000 Nemamo podatke za pokazati vam u vezi toga, 00:12:16.000 --> 00:12:18.000 ali smo jako uzbuđeni zbog toga. NOTE Paragraph 00:12:18.000 --> 00:12:20.000 Sada želim završiti s jednom pričom, 00:12:20.000 --> 00:12:22.000 za koju mislimo da je druga mogućnost -- 00:12:22.000 --> 00:12:24.000 a to je da možda te molekule, ako možete koristiti preciznu kontrolu, 00:12:24.000 --> 00:12:26.000 mogu biti korištene u samom mozgu, 00:12:26.000 --> 00:12:29.000 kako bi napravile novu vrstu prostetike, optičku prostetiku. 00:12:29.000 --> 00:12:32.000 Već sam vam rekao da električni stimulatori nisu neobični. 00:12:32.000 --> 00:12:35.000 Sedamdeset pet tisuća ljudi ima ugrađene stimulatore duboko u mozgu za Parkinsonovu bolest. 00:12:35.000 --> 00:12:37.000 Možda 100.000 ljudi ima kohlearne implantante 00:12:37.000 --> 00:12:39.000 koji im omogućuju da čuju. 00:12:39.000 --> 00:12:42.000 I još jedna stvar, a to je da morate nekako dopremiti te gene u stanice. 00:12:42.000 --> 00:12:45.000 Nova nada u genskoj terapiji bila je razvijena 00:12:45.000 --> 00:12:47.000 zbog virusa poput adenovirusa, 00:12:47.000 --> 00:12:49.000 koji vjerojatno ima većina nas u ovoj prostoriji, 00:12:49.000 --> 00:12:51.000 a za koji ne postoje nikakvi simptomi 00:12:51.000 --> 00:12:53.000 koji su korišteni u stotinama pacijenata, 00:12:53.000 --> 00:12:55.000 kako bi se geni izručili u mozak ili tijelo. 00:12:55.000 --> 00:12:57.000 Dosada nije bilo ozbiljnijih štetnih događaja 00:12:57.000 --> 00:12:59.000 povezanih s virusom. NOTE Paragraph 00:12:59.000 --> 00:13:02.000 Postoji još jedan slon u prostoriji, sami proteini, 00:13:02.000 --> 00:13:04.000 koji dolaze od algi, bakterija, gljiva 00:13:04.000 --> 00:13:06.000 i drugih vrsta živih bića. 00:13:06.000 --> 00:13:08.000 Većina nas nema gljiva ili algi u svom mozgu, 00:13:08.000 --> 00:13:10.000 dakle, što će naš mozak učiniti ako to unesemo unutra? 00:13:10.000 --> 00:13:12.000 Hoće li stanice to tolerirati? Hoće li reagirati imunološki sustav? 00:13:12.000 --> 00:13:14.000 U ranim danima -- i ovi nisu bili provedeni na ljudima još uvijek -- 00:13:14.000 --> 00:13:16.000 ali radili smo na mnogo različitih studija 00:13:16.000 --> 00:13:18.000 kako bismo to ispitali. 00:13:18.000 --> 00:13:21.000 Dosad nismo vidjeli očite reakcije bilo kakve jačine 00:13:21.000 --> 00:13:23.000 na te molekule 00:13:23.000 --> 00:13:26.000 ili osvjetljenje mozga svjetlom. 00:13:26.000 --> 00:13:29.000 Dakle, to su rani stadiji, da budemo iskreni, ali veoma smo uzbuđeni zbog toga. NOTE Paragraph 00:13:29.000 --> 00:13:31.000 Želio sam završiti s jednom pričom, 00:13:31.000 --> 00:13:33.000 za koju smatramo da bi potencijalno 00:13:33.000 --> 00:13:35.000 mogla biti klinička aplikacija. 00:13:35.000 --> 00:13:37.000 Postoje mnogi oblici sljepoće 00:13:37.000 --> 00:13:39.000 gdje fotoreceptori, 00:13:39.000 --> 00:13:42.000 naši svjetlosni senzori koji su u stražnjem dijelu oka, ne funkcioniraju. 00:13:42.000 --> 00:13:44.000 I mrežnica je, dakako, kompleksna struktura. 00:13:44.000 --> 00:13:46.000 Hajdemo ju ovdje zumirati, kako bismo ju detaljnije vidjeli. 00:13:46.000 --> 00:13:49.000 Stanice fotoreceptora pokazane su na vrhu 00:13:49.000 --> 00:13:51.000 i tada signali koji su detektirani fotoreceptorima 00:13:51.000 --> 00:13:53.000 bivaju transformirani raznim komputacijama, 00:13:53.000 --> 00:13:56.000 dok napokon taj sloj stanica na dnu, stanice ganglija, 00:13:56.000 --> 00:13:58.000 ne prenesu informaciju mozgu, 00:13:58.000 --> 00:14:00.000 gdje mi to vidimo kao percepciju. 00:14:00.000 --> 00:14:03.000 U mnogim oblicima sljepoće, poput retinitis pigmentoze 00:14:03.000 --> 00:14:05.000 ili degeneracije makule, 00:14:05.000 --> 00:14:08.000 fotoreceptori su zakržljali ili su uništeni. 00:14:08.000 --> 00:14:10.000 Kako bi se to moglo popraviti? 00:14:10.000 --> 00:14:13.000 Čak nije ni jasno bi li se lijek mogao koristiti da se to vrati 00:14:13.000 --> 00:14:15.000 jer ne postoji ništa za što bi se lijek vezao. 00:14:15.000 --> 00:14:17.000 S druge strane, svjetlost još uvijek može ući u oko. 00:14:17.000 --> 00:14:20.000 Oko je još uvijek prozirno i u njega možete uvesti svjetlo. 00:14:20.000 --> 00:14:23.000 Dakle, što ako bismo mogli jednostavno uzeti te channelrodopsine i druge molekule 00:14:23.000 --> 00:14:25.000 i postaviti ih na neke od tih preostalih, rezervnih stanica 00:14:25.000 --> 00:14:27.000 i pretvoriti ih u male kamere? 00:14:27.000 --> 00:14:29.000 Zbog postojanja mnoštva tih stanica u oku, 00:14:29.000 --> 00:14:32.000 potencijalno, to bi mogle biti visokorezolucijske kamere. NOTE Paragraph 00:14:32.000 --> 00:14:34.000 Ovo je nešto od posla kojim smo se bavili. 00:14:34.000 --> 00:14:36.000 Vodi ga jedan od naših suradnika, 00:14:36.000 --> 00:14:38.000 Alan Horsager s USC-a, 00:14:38.000 --> 00:14:41.000 a nova tvrtka Eos Neuroznanost, osnovana od strane 00:14:41.000 --> 00:14:43.000 NIH-a (Nacionalnih instituta za zdravlje) ga traži za komercijalizaciju. 00:14:43.000 --> 00:14:45.000 Ovdje vidite miša koji pokušava proći labirintom. 00:14:45.000 --> 00:14:47.000 To je labirint sa šest rukavaca. Tamo je malo vode u labirintu, 00:14:47.000 --> 00:14:49.000 kako bi se miša motiviralo da se kreće, inače će samo sjediti ondje. 00:14:49.000 --> 00:14:51.000 Cilj ovog labirinta jest, naravno, 00:14:51.000 --> 00:14:53.000 izaći iz vode i otići na malu platformu 00:14:53.000 --> 00:14:55.000 koja je ispod osvjetljenog ulaza. 00:14:55.000 --> 00:14:58.000 Miševi su pametni pa ovaj miš na kraju rješava labirint, 00:14:58.000 --> 00:15:00.000 ali ga pretražuje grubom silom. 00:15:00.000 --> 00:15:03.000 On pliva svakim prolazom dok na kraju napokon ne dođe do platforme. 00:15:03.000 --> 00:15:05.000 Ne koristi se vidom. 00:15:05.000 --> 00:15:07.000 Ovi različiti miševi predstavljaju razne mutacije 00:15:07.000 --> 00:15:10.000 koje oslikavaju različite vrste sljepoće koje pogađaju ljude. 00:15:10.000 --> 00:15:13.000 Zato oprezno pregledavamo te različite modele, 00:15:13.000 --> 00:15:15.000 kako bismo došli do općeg pristupa. NOTE Paragraph 00:15:15.000 --> 00:15:17.000 Dakle, kako ćemo ovo riješiti? 00:15:17.000 --> 00:15:19.000 Učinit ćemo upravo ono što smo naznačili na posljednjem slajdu. 00:15:19.000 --> 00:15:21.000 Uzet ćemo te fotosenzore plavog svjetla 00:15:21.000 --> 00:15:23.000 i postaviti ih na sloj stanica 00:15:23.000 --> 00:15:26.000 na sredini mrežnice u stražnjem dijelu oka 00:15:26.000 --> 00:15:28.000 i pretvorit ćemo ih u kameru. 00:15:28.000 --> 00:15:30.000 Baš poput instaliranja solarnih ćelija po tim neuronima 00:15:30.000 --> 00:15:32.000 kako bismo ih učinili osjetljivima na svjetlost. 00:15:32.000 --> 00:15:34.000 Na njima je svjetlost pretvorena u elektricitet. 00:15:34.000 --> 00:15:37.000 Dakle, ovaj je miš bio slijep nekoliko tjedana prije pokusa 00:15:37.000 --> 00:15:40.000 i primio je jednu dozu tih molekula osjetljivih na svjetlo u virusu. 00:15:40.000 --> 00:15:42.000 Sada možete vidjeti: životinja zaista može izbjegavati zidove 00:15:42.000 --> 00:15:44.000 i otići na tu malu platformu 00:15:44.000 --> 00:15:47.000 i ponovno svjesno koristiti svoje oči. 00:15:47.000 --> 00:15:49.000 Još jedan plus u tome: 00:15:49.000 --> 00:15:51.000 ove životinje mogu doći do platforme 00:15:51.000 --> 00:15:53.000 jednako brzo kao životinje koje vide cijeli život. 00:15:53.000 --> 00:15:55.000 Dakle, ovo je predklinička nauka. Mislim, 00:15:55.000 --> 00:15:57.000 mnogi se nadaju onim stvarima 00:15:57.000 --> 00:15:59.000 koje ćemo jedanput, nadamo se, i mi moći činiti. NOTE Paragraph 00:15:59.000 --> 00:16:02.000 Da završim, želio bih istaknuti da također istražujemo 00:16:02.000 --> 00:16:04.000 nove poslovne modele za ovo novo polje neurotehnologije. 00:16:04.000 --> 00:16:06.000 Razvijamo ova oruđa, 00:16:06.000 --> 00:16:08.000 ali dijelimo ih besplatno sa stotinama grupa diljem svijeta, 00:16:08.000 --> 00:16:10.000 kako bi ljudi mogli proučavati i liječiti različite poremećaje. 00:16:10.000 --> 00:16:13.000 Nadamo se da ćemo, shvaćajući moždane sklopove 00:16:13.000 --> 00:16:16.000 na razini apstrakcije koja nam dozvoljava da ih popravljamo i njima upravljamo, 00:16:16.000 --> 00:16:19.000 moći uzeti neke od neukrotivih poremećaja, o kojima sam vam ranije govorio, 00:16:19.000 --> 00:16:21.000 od kojih praktički nijedan nije izliječen, 00:16:21.000 --> 00:16:23.000 i u 21. stoljeću ih učiniti prošlošću. NOTE Paragraph 00:16:23.000 --> 00:16:25.000 Hvala vam. NOTE Paragraph 00:16:25.000 --> 00:16:38.000 (Pljesak) NOTE Paragraph 00:16:38.000 --> 00:16:41.000 Juan Enriquez: Dakle, neke od ovih stvari malo su guste. 00:16:41.000 --> 00:16:43.000 (Smijeh) 00:16:43.000 --> 00:16:45.000 Ali implikacije 00:16:45.000 --> 00:16:48.000 mogućnosti da se kontroliraju napadi epilepsije 00:16:48.000 --> 00:16:50.000 sa svjetlom, umjesto s lijekovima, 00:16:50.000 --> 00:16:53.000 i da se posebno ciljaju 00:16:53.000 --> 00:16:55.000 jest prvi korak. 00:16:55.000 --> 00:16:57.000 Sljedeći, mislim da sam vas tako čuo, 00:16:57.000 --> 00:17:00.000 jest taj da sada možete kontrolirati mozak u dvjema bojama. 00:17:00.000 --> 00:17:02.000 Poput prekidača upali-ugasi. NOTE Paragraph 00:17:02.000 --> 00:17:04.000 Ed Boyden: Tako je. NOTE Paragraph 00:17:04.000 --> 00:17:07.000 JE: Što svaki impuls koji prolazi mozgom čini binarnim kodom. NOTE Paragraph 00:17:07.000 --> 00:17:09.000 EB: Tako je, da. 00:17:09.000 --> 00:17:12.000 Dakle, plavim svjetlom možemo provesti informacije i to je u obliku jedinice. 00:17:12.000 --> 00:17:14.000 Isključujući stvari, to je više-manje nula. 00:17:14.000 --> 00:17:16.000 Dakle, nadamo se da ćemo na kraju izgraditi koprocesore 00:17:16.000 --> 00:17:18.000 u mozgu koji s njim surađuju, 00:17:18.000 --> 00:17:21.000 kako bismo mogli povećati funkcije kod ljudi s invaliditetom. NOTE Paragraph 00:17:21.000 --> 00:17:23.000 JE: A u teoriji to znači da, 00:17:23.000 --> 00:17:25.000 dok miš osjeća, miriše, 00:17:25.000 --> 00:17:27.000 sluša, dodiruje, 00:17:27.000 --> 00:17:30.000 možete modulirati kao niz jedinica i nula. NOTE Paragraph 00:17:30.000 --> 00:17:32.000 EB: Svakako, da. Nadamo se da ćemo to koristiti kao način testiranja 00:17:32.000 --> 00:17:34.000 koji neutralni kodovi mogu pokrenuti određena ponašanja, 00:17:34.000 --> 00:17:36.000 određene misli i određene osjećaje, 00:17:36.000 --> 00:17:39.000 i iskoristiti to kako bismo bolje razumjeli mozak. NOTE Paragraph 00:17:39.000 --> 00:17:42.000 JE: Znači li to da ćemo jednog dana moći „skinuti“ sjećanja 00:17:42.000 --> 00:17:44.000 i možda ih postavljati? NOTE Paragraph 00:17:44.000 --> 00:17:46.000 EB. Pa to je nešto na čemu počinjemo veoma marljivo raditi. 00:17:46.000 --> 00:17:48.000 Sada radimo na nečemu 00:17:48.000 --> 00:17:50.000 gdje pokušavamo pokriti mozak također elementima snimača. 00:17:50.000 --> 00:17:53.000 Tako možemo snimiti informacije i tada ih opet provesti unutra -- 00:17:53.000 --> 00:17:55.000 poput računanja onoga što mozak treba, 00:17:55.000 --> 00:17:57.000 kako bismo poboljšali procesuiranje informacija. NOTE Paragraph 00:17:57.000 --> 00:18:00.000 JE. Pa, to bi moglo promijeniti neke stvari. Hvala vam. (EB: Hvala vama.) NOTE Paragraph 00:18:00.000 --> 00:18:03.000 (Pljesak)