اد بویدن: یک سوییچ برای روشن و خاموش کردن سلولهای عصبی
-
0:00 - 0:02یک لحظه به روز خودتون فکر کنید.
-
0:02 - 0:05از خواب بلند شدید، هوای تازه را وقتی از در خارج شدید روی صورتتان احساس کردید،
-
0:05 - 0:07همکاران جدید خود را ملاقات کردید و با هم بحثهای جالبی داشتید،
-
0:07 - 0:09و با یافتن چیزهای جدید حیرت زده شدید.
-
0:09 - 0:11- ولی مطمئنم که چیزی هست که امروز به آن فکر نکردید -
-
0:11 - 0:13چیزی آنقدر آشنا و نزدیک
-
0:13 - 0:15که احتمالا، زیاد به آن فکر نمیکنید.
-
0:15 - 0:17و آن اینه که همۀ احساسات، عواطف،
-
0:17 - 0:19تصمیمها و کارها
-
0:19 - 0:21توسط کامپیوتری که در سر شما
-
0:21 - 0:23بنام مغز وجود دارد انجام میشه.
-
0:23 - 0:25مغر ممکنه با نگاه از بیرون خیلی پیچیده نرسه
-
0:25 - 0:27حدود یک کیلو جسم صورتی-خاکستری،
-
0:27 - 0:29-بی شکل-
-
0:29 - 0:31ولی پیشرفت علم اعصاب در صد سال اخیر
-
0:31 - 0:33به ما اجازه داده تا با دقت بیشتری،
-
0:33 - 0:35با پیچیدگی درون مغز آشنا بشویم.
-
0:35 - 0:37و به ما گفته شده که مغز
-
0:37 - 0:39یک مدار بسیار پیچیده است
-
0:39 - 0:43که از صدها میلیارد سلول بنام نورون تشکیل شده.
-
0:43 - 0:46بر خلاف کامپیوتر ساخت دست بشر،
-
0:46 - 0:48- که از اجزای مختلف نسبتا کمی درست شده -
-
0:48 - 0:51و ما میدانیم چطور کار میکنند، چون خود ما آن را طراحی کردهایم،
-
0:51 - 0:54مغز از هزاران نوع متفاوت از سلول تشکیل شده،
-
0:54 - 0:56و شاید دهها هزار.
-
0:56 - 0:58اشکال مختلفی از آنها وجود دارند، از مولکولهای مختلفی درست شدهاند؛
-
0:58 - 1:01آنها بیرون زده، منشعب میشوند و به ناحیه های مختلف مغز متصل میشوند.
-
1:01 - 1:04و همچنین در بیماریهای گوناگون به اشکال مختلفی تغییر شکل میدهند.
-
1:04 - 1:06این طور تجسم کنیم.
-
1:06 - 1:08گونهای از سلولها هستند،
-
1:08 - 1:11سلولهای کوچک مهار کننده، که فعالیت سلولهای مجاور خود را مهار میکنند.
-
1:11 - 1:15به نظر میرسه این همان نوع از سلولهایی هستند که در بیماریهایی مانند اسکیزوفرنی تحلیل میروند.
-
1:15 - 1:17به آنها سلولهای سبدی گفته میشه.
-
1:17 - 1:19و این سلول تنها یکی از هزاران نوع سلوله
-
1:19 - 1:21که ما داریم در مورد آنها یاد میگیریم.
-
1:21 - 1:23و هر روزه انواع جدیدی از آنها کشف میشوند.
-
1:23 - 1:25فقط به عنوان یک مثال دیگه:
-
1:25 - 1:27این سلولهای بزرگ هرمی شکل
-
1:27 - 1:29قسمت بزرگی از مغز را در بر میگیرند.
-
1:29 - 1:31این سلولها تحریک کننده هستند.
-
1:31 - 1:33و این سلولهایی هستند که
-
1:33 - 1:36بیش فعالی آنها ممکنه باعث بیماریهایی از قبیل صرع شوند.
-
1:36 - 1:38هر کدام از این سلولها
-
1:38 - 1:41مثل یک دستگاه الکتریکی باورنکردنی هستند
-
1:41 - 1:43آنها از هزاران سلول قبل از خود ورودی دریافت میکنند
-
1:43 - 1:46و خروجی الکتریکی خود را پردازش میکنند،
-
1:46 - 1:48که به همین ترتیب، اگر دادههای الکتریکی آن از آستانۀ خاصی بگذرند،
-
1:48 - 1:50به هزاران سلول بعد از خود ارسال میکنند.
-
1:50 - 1:53و این عملیات که تنها حدود یک میلی ثانیه طول میکشه،
-
1:53 - 1:55هزاران مرتبه در هر دقیقه
-
1:55 - 1:57در همۀ 100 میلیارد سلول شما
-
1:57 - 1:59تا وقتی زنده هستید
-
1:59 - 2:02و فکر و احساس میکنید، اتفاق میافتد.
-
2:02 - 2:05خوب حالا چطور بفهمیم که این مدار چطور کار میکنه؟
-
2:05 - 2:07بطور مطلوب ما میتونیم به سراغ این مدار بریم
-
2:07 - 2:10و انواع مختلف سلولها را خاموش و روشن کنیم
-
2:10 - 2:12و ببینیم آیا میتوان فهمید
-
2:12 - 2:14هر کدام از آنها چکار میکنند
-
2:14 - 2:16و اینکه در هر بیماری کدام یک از آنها درست کار نمیکنند.
-
2:16 - 2:19اگر ما میتونستیم سلولها را فعال کنیم، میتونستیم ببینیم هر کدام از آنها چه قدرتی دارند،
-
2:19 - 2:21چه عملی را میتونند شروع کنند و ادامه بدهند.
-
2:21 - 2:23اگر میتونستیم آنها را خاموش و غیرفعال کنیم،
-
2:23 - 2:25میتونستیم بفهمیم که آنها برای چه کاری مورد نیاز هستند.
-
2:25 - 2:28و این داستانیه که امروز میخواهم براتون تعریف کنم.
-
2:28 - 2:31و اگر صادقانه بررسی کنیم، پیشرفتهایی که ما در 11 سال گذشته داشتهایم،
-
2:31 - 2:33برای این بوده که راهی پیدا کنیم
-
2:33 - 2:35تا مدارها و سلولها و بخشها و مسیرهای مختلف مغز را
-
2:35 - 2:37خاموش و روشن کنیم،
-
2:37 - 2:39هم برای درک بهتر این علم،
-
2:39 - 2:42و هم برای مقابله با برخی از مسائلی
-
2:42 - 2:45که ما انسانها با آن مواجه هستیم.
-
2:45 - 2:48حالا قبل از اینکه در مورد این تکنولوژی صحبت کنم،
-
2:48 - 2:51خبر بد اینه که قسمت بزرگی از ما در این اتاق
-
2:51 - 2:53اگر به اندازه کافی عمر کنیم،
-
2:53 - 2:55احتمالا دچار یک عارضۀ مغزی خواهیم شد.
-
2:55 - 2:57همین حالا، یک میلیارد نفر
-
2:57 - 2:59به نوعی بیماری مغزی دچار بوده اند
-
2:59 - 3:01که آنها را ناتوان ساخته.
-
3:01 - 3:03و فقط حرف زدن از اعداد و رقم کافی نیست.
-
3:03 - 3:05این بیماریها مثل - اسکیزوفرنی، آلزایمر -
-
3:05 - 3:07- افسردگی، اعتیاد -
-
3:07 - 3:10نه تنها زمان زندگی را از ما میربایند، بلکه هویت ما را نیز تغییر میدهند؛
-
3:10 - 3:12- آنها هویت ما را تسخیر میکنند و احساسات ما را تغییر میدهند -
-
3:12 - 3:15و شخصی که هستیم را متحول میکنند.
-
3:15 - 3:18اکنون در قرن بیستم،
-
3:18 - 3:21امیدی از طریق تولید داروهایی
-
3:21 - 3:24برای درمان بیماریهای مغزی بوجود آمد.
-
3:24 - 3:27و با اینکه داروهای زیادی تولید شدهاند
-
3:27 - 3:29که میتوانند علائم بیماریهای مغزی را آرامتر کنند،
-
3:29 - 3:32عملا هیچ کدام از آنها را نمیتوان درمان تصور کرد.
-
3:32 - 3:35و قسمتی از آن به این دلیله که ما با این کار همۀ مغز را در مادۀ شیمیایی شستشو میدهیم.
-
3:35 - 3:37این مدار دقیق و پیچیده
-
3:37 - 3:39متشکل از هزاران نوع سلول
-
3:39 - 3:41در یک مادۀ شیمیایی شستشو داده میشود.
-
3:41 - 3:43و همچنین احتمالا به این خاطره که بیشتر داروها، و نه همه آنهایی که در بازار هستند
-
3:43 - 3:46میتونند باعث انواع عوارض جانبی بشوند.
-
3:46 - 3:49امروزه برخی از مردم با استفاده از
-
3:49 - 3:52محرکهای الکتریکی که در مغز کاشته میشوند تا حدی تسکین پیدا کرده اند.
-
3:52 - 3:54و همچنین برای بیمارهای پارکینسونی،
-
3:54 - 3:56کاشت مجرای حلزونی گوش همین کار را کرده.
-
3:56 - 3:58اینها بالواقع توانسته اند
-
3:58 - 4:00تا علاجی برای
-
4:00 - 4:02مردم با انواع خاصی از بیماری باشند.
-
4:02 - 4:04ولی حتی الکتریسیته هم در همه جهات حرکت میکند
-
4:04 - 4:06در مسیری با مقاومت کمتر،
-
4:06 - 4:08که این عبارت هم از آن گرفته شده.
-
4:08 - 4:11و این همچنین هم روی مدارهای سالم تاثیر میگذاره و هم روی آنهایی که میخواهیم ترمیم شوند.
-
4:11 - 4:13پس دوباره برمیگردیم به همان نظریه
-
4:13 - 4:15کنترل فوق دقیق.
-
4:15 - 4:18آیا ما میتوانیم اطلاعات را دقیقا به همانجا که میخواهیم بفرستیم؟
-
4:19 - 4:23وقتی 11 سال پیش در رشتۀ علم اعصاب شروع بکار کردم،
-
4:23 - 4:26به عنوان یک مهندس برق و فیزیکدان تعلیم دیده بودم،
-
4:26 - 4:28و اولین چیزی که به فکرش افتادم این بود،
-
4:28 - 4:30که اگر سلولهای عصبی مانند وسایل برقی کار میکنند،
-
4:30 - 4:32تنها کاری که باید بکنیم اینه که یک راهی پیدا کنیم
-
4:32 - 4:34که بتونیم آن تغییرات الکتریکی را از دور کنترل کنیم.
-
4:34 - 4:36اگر ما میتونستیم الکتریسیته را در یک سلول،
-
4:36 - 4:38و نه در سلولهای مجاور آن فعال کنیم،
-
4:38 - 4:41این ابزار را به ما میداد تا بتونیم این سلولهای مختلف را فعال و یا غیر فعال کنیم،
-
4:41 - 4:43و بفهمیم هر کدام از آنها چکار میکنند و اینکه چه سهمی
-
4:43 - 4:45در شبکه مختص بخود دارند.
-
4:45 - 4:47و همچنین به ما اجازه میده تا آن کنترل فوق دقیق که برای
-
4:47 - 4:50ترمیم محاسبات مداری نامتعادل مورد نیاز است را داشته باشیم.
-
4:50 - 4:52ترمیم محاسبات مداری نامتعادل مورد نیاز است را داشته باشیم.
-
4:52 - 4:54خوب حالا چطور میخواهیم این کار را انجام بدهیم؟
-
4:54 - 4:56خوب، خیلی مولکولها در طبیعت وجود دارند،
-
4:56 - 4:59که میتونند نور را به الکتریسیته تبدیل کنند.
-
4:59 - 5:01شما میتونید پروتئینهای کوچکی را در نظر بگیرید
-
5:01 - 5:03که مثل سلولهای خورشیدی کار میکنند.
-
5:03 - 5:06اگر ما به طریقی بتونیم این مولکولها را در نورونها نصب کنیم،
-
5:06 - 5:09آنگاه این نورونها میتونند بوسیله نور، از خود الکتریسیته ساطع کنند.
-
5:09 - 5:12ولی سلولهای مجاور آنها که فاقد این مولکول هستند، نه.
-
5:12 - 5:14البته یک فوت وفن دیگر هم مورد نیازه تا این کار عملی بشه،
-
5:14 - 5:17و آن اینه که بتونیم نور را وارد مغز کنیم.
-
5:17 - 5:20و برای این کار - مغز درد را احساس نمیکند - پس ما میتونیم
-
5:20 - 5:22با بهره گیری از همۀ تلاشهایی که
-
5:22 - 5:24- در مقوله اینترنت و ارتباطات و غیره وجود داره -
-
5:24 - 5:26فیبرهای نوری متصل به لیزر را در آن قرار بدهیم
-
5:26 - 5:28و از آنها، برای مثال در مدلهای حیوانی،
-
5:28 - 5:30در تحقیقات پیش بالینی، برای فعال کردن
-
5:30 - 5:32این نورونها استفاده کنیم و ببینیم هر یک از آنها چکار میکنند.
-
5:32 - 5:34خوب حالا ما چطور این کار را انجام میدهیم؟
-
5:34 - 5:36حدود سال 2004،
-
5:36 - 5:38با همکاری [جرارد نیجل] و [کارل دیزراث]،
-
5:38 - 5:40این خیال بارور شد.
-
5:40 - 5:43یک گونه خاص از جلبک وجود دارد که در طبیعت شنا میکند،
-
5:43 - 5:45و برای فتوسنتز بهینه باید
-
5:45 - 5:47راهش را به سمت نور پیدا کنه.
-
5:47 - 5:49و این جلبک نور را بوسیله یک لکۀ چشمی کوچک حس میکنه،
-
5:49 - 5:52که تا حدودی مثل چشم ما عمل میکنه.
-
5:52 - 5:54در غشا یا پوسته آن،
-
5:54 - 5:57یک پروتئین کوچک وجود داره
-
5:57 - 6:00که همان کار تبدیل نور به الکتریسیته را انجام میده.
-
6:00 - 6:03اسم این مولکولها [رودواسپین کانالی] است.
-
6:03 - 6:06و هر کدام از این پروتئینها درست مثل سلولهای خورشیدی که قبلا در موردش صحبت کردم عمل میکنند.
-
6:06 - 6:09هنگامی که نور آبی به آن میرسه، آن یک حفره کوچک را باز میکنه
-
6:09 - 6:11و به ذرات باردار اجازه میده که به آن لکه چشمی وارد بشه.
-
6:11 - 6:13و این در نتیجه به لکه چشمی اجازه میده تا یک سیگنال الکتریکی داشته باشه
-
6:13 - 6:16درست مثل یک سلول خورشیدی که یک باطری را شارژ میکنه.
-
6:16 - 6:18پس کاری که باید بکنیم اینه که این مولکولها را بگیریم
-
6:18 - 6:20و به طریقی آنها را در داخل نورونها نصب کنیم.
-
6:20 - 6:22و از آنجا که این یک پروتئین است،
-
6:22 - 6:25در نتیجه در DNA این جاندار کد شده.
-
6:25 - 6:27پس فقط همین میماند که ما آن DNA را برداریم،
-
6:27 - 6:30آن را داخل یک حامل ژن درمانی، مانند یک ویروس قرار بدیم،
-
6:30 - 6:33و آن را به نورونها منتقل کنیم.
-
6:33 - 6:36و این طور از کار در آمد که ما در زمان پرباری در زمینه ژن درمانی قرار داریم،
-
6:36 - 6:38و هر روز ویروسهای بیشتری پیدا میشوند.
-
6:38 - 6:40و این انجام این کار خیلی راحت بود.
-
6:40 - 6:43و صبح یک روز تابستان در سال 2004 بود،
-
6:43 - 6:45که ما اینکار را امتحان کردیم و همان دفعۀ اول جواب داد.
-
6:45 - 6:48شما این DNA را میگیرید و داخل یک نورون قرار میدهید.
-
6:48 - 6:51بعد نورون از ساز و کار پروتئین سازی طبیعی خودش استفاده میکنه
-
6:51 - 6:53و این پروتئینهای حساس به نور را میسازه
-
6:53 - 6:55و در سر تا سر سلول نصب میکنه،
-
6:55 - 6:57مثل قرار دادن صفحههای خورشیدی روی یک سقف.
-
6:57 - 6:59و در این مرحله،
-
6:59 - 7:01ما یک نورون داریم که بوسیله نور فعال میشه.
-
7:01 - 7:03پس این واقعا قدرتمنده.
-
7:03 - 7:05یک فوت وفن که برای اینکار مورد نیازه
-
7:05 - 7:07اینه که بتونیم بفهمیم چطور این ژنها را فقط به سلولهای مورد نظر منتقل کنیم
-
7:07 - 7:09و نه به سلولهای مجاور آن.
-
7:09 - 7:11و این کار انجام شدنیه؛ ما میتونیم ویروسها را کمی تغییر بدهیم
-
7:11 - 7:13تا فقط به همان سلولهای مورد نظر حمله کنه و نه بقیه آنها.
-
7:13 - 7:15و همین طور حقه های ژنتیکی دیگری هستند
-
7:15 - 7:18تا به سلولهای فعال شده توسط نور دست پیدا کنیم.
-
7:18 - 7:22این رشته را ما امروزه به عنوان آپتوژنتیک (ژنتیک نوری) میشناسیم.
-
7:22 - 7:24برای مثال فقط یکی از کارهایی که میتونید انجام بدهید،
-
7:24 - 7:26اینه که میتونید یک شبکه پیچیده را بگیرید،
-
7:26 - 7:28و از یکی از این ویروسها برای انتقال ژن
-
7:28 - 7:31تنها به یک نوع از سلولهای این شبکه متراکم استفاده کنید.
-
7:31 - 7:33و سپس وقتی به تمام این شبکه نور میتابانید،
-
7:33 - 7:35فقط همان گونه از سلولها فعال میشوند.
-
7:35 - 7:38برای مثال بگذارید آن سلولهای سبدی که قبلا در موردش صحبت کردیم را در نظر بگیریم
-
7:38 - 7:40همان که در بیماری اسکیزوفرنی تحلیل میرود
-
7:40 - 7:42و از نوع سلولهای مهار کننده است.
-
7:42 - 7:44اگر ما بتونیم آن ژن را به این سلولها منتقل کنیم
-
7:44 - 7:47و البته آنها توسط عملکرد این ژن تغییر پیدا نمیکنند
-
7:47 - 7:50و بعد یک نور آبی روی تمام شبکۀ مغز بتابانیم،
-
7:50 - 7:52فقط همین سلولها فعال خواهند شد.
-
7:52 - 7:54و وقتی نور قطع میشود، این سلولها به حالت عادی بر میگردند،
-
7:54 - 7:57در نتیجه این برای سلولها ضرری ندارد.
-
7:57 - 7:59نه تنها از این روش میتوان برای تایین عملکرد این سلولها
-
7:59 - 8:01و اینکه نقش هر کدام در محاسبههای ذهن چیست، استفاده کرد،
-
8:01 - 8:03بلکه میتوان از آن استفاده کرد تا بفهمیم
-
8:03 - 8:05که مثلا آیا میشه فعالیت این سلولها را در مواردی که
-
8:05 - 8:07آنها تحلیل رفتهاند بالا برد.
-
8:07 - 8:09حالا من میخواهم براتون دو تا داستان کوتاه
-
8:09 - 8:11در مورد چگونگی استفاده از این روش تعریف کنم،
-
8:11 - 8:14که هم مربوط میشه به مرحله علمی و هم بالینی و هم پیش بالینی.
-
8:14 - 8:16یکی از سوالهایی که با آن مواجه هستیم این هست
-
8:16 - 8:19که چه پیامها و سیگنالهایی در مغز وجود دارند که باعث احساس پاداش میشوند؟
-
8:19 - 8:21به خاطر اینکه اگر بتونیم آنها را پیدا کنیم،
-
8:21 - 8:23آنها همان سیگنالهایی را تشکیل میدهند که باعث یادگیری میشوند.
-
8:23 - 8:25مغز از هر کاری که پاداش بگیره، بیشتر آن را انجام میده.
-
8:25 - 8:28و این همان سیگنالهایی هستند که در مواردی مثل اعتیاد از جاده خارج میشوند.
-
8:28 - 8:30پس اگر ما میتونستیم بفهمیم آنها چه سلولهایی هستند،
-
8:30 - 8:32شاید بتونیم هدفهای و گیرندههای جدیدی پیدا کنیم
-
8:32 - 8:34و درنتیجه بتونیم برای آنها دارو طراحی کنیم،
-
8:34 - 8:36یا شاید جاهایی را پیدا کنیم که بتونیم برای
-
8:36 - 8:39مردمی که ناتوانی شدید دارند الکترود نصب کنیم.
-
8:39 - 8:41و برای این کار ما با همکاری گروه " فیورلا "
-
8:41 - 8:43به فکر ساختن یک نمونه افتادیم.
-
8:43 - 8:45وقتی حیوان به یک طرف این جعبه کوچک میرود
-
8:45 - 8:47یک پالس نوری دریافت میکند
-
8:47 - 8:49تا سلولهای مختلف در مغز به نور حساس شوند.
-
8:49 - 8:51بنابراین اگر این گروه از سلولها واسطه پاداش باشند،
-
8:51 - 8:53در نتیجه آن حیوان میبایست هر دفعه با رغبت بیشتری به آنجا رود.
-
8:53 - 8:55و همین اتفاق هم میافتد.
-
8:55 - 8:57این حیوان از روی کنجکاوی به سمت راست آن میره،
-
8:57 - 8:59و هر بار که این کار را میکنه یک فلاش نور آبی دریافت میکنه.
-
8:59 - 9:01و این کار را همین طور صدها و صدها بار انجام میده.
-
9:01 - 9:03اینها نورونهای دپامین هستند،
-
9:03 - 9:05که احتمالا بعضی از شما درباره کار آن در برخی از مراکز لذت مغز شنیدهاید.
-
9:05 - 9:07اینجا ما نشان دادهایم که حتی یک فعالسازی مختصر این قسمتها
-
9:07 - 9:09برای تحریک یادگیری کافیه.
-
9:09 - 9:11و اینجا ما میتونیم این نظریه را تعمیم بدهیم.
-
9:11 - 9:13یعنی بجای یک نقطه در مغز،
-
9:13 - 9:15ما میتونیم دستگاههایی درست کنیم که همه مغز را فرا بگیرند،
-
9:15 - 9:17- و بتونند نور را در یک الگوی سه بعدی انتقال بدهند -
-
9:17 - 9:19آرایههایی از فیبرهای نوری،
-
9:19 - 9:21که هر کدام به یک منبع نور مستقل و مخصوص خود جفت شده اند.
-
9:21 - 9:23و در این مرحله ما میتونیم کارهایی را در درون بدن یک موجود زنده انجام بدهیم
-
9:23 - 9:26- که تا به حال تنها در یک ظرف قادر به انجام آن بوده ایم -
-
9:26 - 9:28مانند پوشش و بررسی کامل مغز با بازده بالا
-
9:28 - 9:30برای یافتن سیگنالهایی که باعث وقایع خاص میشوند.
-
9:30 - 9:32و یا اینکه میتونند اهداف بالینی خوبی باشند
-
9:32 - 9:34برای درمان بیماریهای مغزی.
-
9:34 - 9:36و نمونهای که من اینجا میخواهم براتون تعریف کنم
-
9:36 - 9:39اینه که ما چطور میتونیم برای درمان بیماری PTSD
-
9:39 - 9:42که باعث اضطراب و ترس خارج از کنترل میشه، سلولهای هدف را پیدا کنیم.
-
9:42 - 9:44و یکی از کارهایی که ما انجام دادیم
-
9:44 - 9:47استفاده از یکی از مدلهای بسیار کلاسیک ترس بود.
-
9:47 - 9:50این موضوع به دوران پاولف بر میگرده.
-
9:50 - 9:52- که به آن شرطی شدن پاولفی ترس میگن -
-
9:52 - 9:54که در آن به حیوان پس از شنیدن یک صوت خاص، شوک مختصری داده میشود.
-
9:54 - 9:56آن شوک دردناک نیست، ولی کمی آزار دهنده است.
-
9:56 - 9:58و به مرور زمان - در این مورد، یک موش -
-
9:58 - 10:00- که یک مدل حیوانی مطلوب است و معمولا در این گونه آزمایشها از آن استفاده میشود -
-
10:00 - 10:02حیوان یاد میگیره که از آن صدا بترسه.
-
10:02 - 10:04حیوان با خشک شدن در جای خودش واکنش نشان میده،
-
10:04 - 10:06مثل یک گوزن که در جاده چراغهای جلوی یک ماشین را میبینه.
-
10:06 - 10:09حالا اینجا این سوال مطرحه که ما چه نقاطی را در مغز به عنوان هدف پیدا کنیم
-
10:09 - 10:11که بتونیم با کمک آن با این ترس مقابله کنیم؟
-
10:11 - 10:13پس کاری ما اینجا انجام میدهیم اینه که آن صدا را دوباره
-
10:13 - 10:15بعد از اینکه با ترس وابسته شده و پیوند خورده اجرا میکنیم.
-
10:15 - 10:17ولی این بار ما هدفهای مختلف دیگری را در مغز فعال میکنیم،
-
10:17 - 10:20با استفاده از آن آرایههای فیبر نوری که در اسلاید قبل در موردش صحبت کردیم،
-
10:20 - 10:22تا بتونیم بفهمیم کدام یک از این اهداف
-
10:22 - 10:25میتونند به مغز برای مقابله با آن ترس کمک کنند.
-
10:25 - 10:27و این ویدئوی کوتاه
-
10:27 - 10:29یکی از این هدفها را که ما داریم روی آن کار میکنیم را نشون میده.
-
10:29 - 10:31این یک ناحیه از قشر پیش پیشانی مغزه
-
10:31 - 10:34ناحیه ای که با استفاده از تفکر میتونیم با موقعیتهای احساسی آزارنده مقابله کنیم.
-
10:34 - 10:36و حیوان یک صدا خواهد شنید - و یک فلاش نور هم اینجا اتفاق افتاد. -
-
10:36 - 10:38این تصاویر بدون صدا هستند، ولی شما میتونید ببینید که حیوان در جای خودش خشک میشه.
-
10:38 - 10:40این صدا همیشه خبر بدی همراه خود داشته.
-
10:40 - 10:42و با این ساعت کوچک که در پایین سمت چپ قرار داره،
-
10:42 - 10:45شما میبینید که حیوان دو دقیقهای هست که در این آزمایش قرار داره.
-
10:45 - 10:47و این کلیپ بعدی
-
10:47 - 10:49فقط هشت دقیقه بعد از آن را نشان میده.
-
10:49 - 10:52و همان صدا اجرا خواهد شد، و نور هم دوباره فلاش میزنه.
-
10:52 - 10:55خیلی خوب، اینجا.
-
10:55 - 10:58و اینجا شما میبینید که تنها با گذشت 10 دقیقه از شروع آزمایش،
-
10:58 - 11:01ما مغز را توسط فعالسازی نوری این ناحیه، مجهز کردهایم
-
11:01 - 11:03تا با القای این حافظه ترس مقابله کند.
-
11:03 - 11:05تا با القای این حافظه ترس مقابله کند.
-
11:05 - 11:08اکنون در دو سال اخیر، ما به درخت زندگی باز گشتهایم،
-
11:08 - 11:11چون ما میخواستیم راههایی برای خاموش کردن مدارهای مغزی پیدا کنیم.
-
11:11 - 11:14توانایی انجام این کار به ما قدرت بسیار زیادی میدهد.
-
11:14 - 11:17اگر ما بتونیم سلولها را تنها برای چند ثانیه و یا حتی میلی ثانیه غیرفعال کنیم،
-
11:17 - 11:19میتونیم بفهمیم هر کدام از آنها در مدار خود
-
11:19 - 11:21چه نقشی را بازی میکنند.
-
11:21 - 11:23- و اکنون ما موجوداتی را از سراسر مسیر تکاملی مورد بررسی قرار دادهایم -
-
11:23 - 11:26در هر گونه به غیر از حیوانات، ما کمی تفاوت میبینیم.
-
11:26 - 11:29و ما انواعی از مولکولها بنام هالورودوپسینها و آرکیرودوپسینها را پیدا کردهایم،
-
11:29 - 11:31که به نور سبز و زرد واکنش میدهند.
-
11:31 - 11:33و در واقع برعکس آن چیزی را انجام میدهند که آن مولکول قبلی انجام میداد
-
11:33 - 11:36و توسط نور آبی فعال میشد.
-
11:37 - 11:40بگذارید یک مثال بزنم تا بفهمیم این نظریه چه اهدافی داره.
-
11:40 - 11:43برای مثال یک بیماری مانند صرع را در نظر بگیرید،
-
11:43 - 11:45که در آن مغز فعالیت بیش از حد داره.
-
11:45 - 11:47اگر در درمان این بیماری با دارو موفق نباشیم،
-
11:47 - 11:49یکی از روشهای درمان اینه که قسمتی از مغز را برداریم.
-
11:49 - 11:51و خوب معلومه که این برگشت پذیر نیست و با عوارض جانبی همراهه.
-
11:51 - 11:54حالا اگر بتونیم آن مغز را برای زمان کوتاهی خاموش کنیم،
-
11:54 - 11:57تا وقتی که تشنج از بین بره،
-
11:57 - 12:00- و باعث بشه تا مغز به حالت عادی خودش برگرده -
-
12:00 - 12:03مثل یک سیستم دینامیک که به حالت پایدار خودش برگردانیم.
-
12:03 - 12:06این انیمیشن سعی دارد این موضوع را توضیح بده
-
12:06 - 12:08که در آن ما این سلولها را حساس کردیم تا توسط نور خاموش بشوند،
-
12:08 - 12:10و ما به آن نور میتابانیم،
-
12:10 - 12:12تنها تا زمانی که تشنج متوقف بشه،
-
12:12 - 12:14ما امیدواریم که بتونیم آن را خاموش کنیم.
-
12:14 - 12:16و ما دادهای در اینجا نداریم که به شما نشان بدهیم،
-
12:16 - 12:18ولی ما در این مورد بسیار هیجان زده هستیم.
-
12:18 - 12:20حالا میخواهم با این موضوع پایان بدهم،
-
12:20 - 12:22- که ما فکر میکنیم یک احتمال دیگر وجود داره -
-
12:22 - 12:24که شاید از این مولکولها، در صورتیکه بتونیم کنترل فوق دقیق اعمال کنیم،
-
12:24 - 12:26در خود مغز استفاده کنیم
-
12:26 - 12:29تا نوع جدیدی از اندامهای مصنوعی وابسته به نور درست کنیم.
-
12:29 - 12:32ما قبلا گفتیم که محرکهای الکتریکی غیر معمول نیستند.
-
12:32 - 12:3575000 نفر دارای ایمپلنت محرکهای عمیق مغزی برای درمان پارکینسون هستند.
-
12:35 - 12:37شاید حدود 100000 نفر ایمپلنت محرکهای درون گوش دارند،
-
12:37 - 12:39که به آنها برای شنوایی کمک میکنند.
-
12:39 - 12:42یک مسئله دیگه هم وجود داره که ما باید بتونیم این ژنها را به نحوی به سلولها وارد کنیم.
-
12:42 - 12:45و امیدهای تازه ای در ژن درمانی در جریان است
-
12:45 - 12:47چون ویروسهایی مانند ادنو-ویروسها،
-
12:47 - 12:49که احتمالا همه ما در این سالن در بدن خود داریم،
-
12:49 - 12:51و هیچگونه علائم بیماری از خود ندارند،
-
12:51 - 12:53و در صدها بیمار از آنها
-
12:53 - 12:55برای انتقال ژنها به مغز و یا بدن آنها استفاده شده.
-
12:55 - 12:57و تا کنون هیچ گونه عوارض جانبی از
-
12:57 - 12:59این ویروسها مشاهده نشده است.
-
12:59 - 13:02تنها یک مشکل دیگر باقی میمونه، و آن خود پروتئینها هستند،
-
13:02 - 13:04که از جلبکها و باکتریها و قارچها،
-
13:04 - 13:06و تمام گونه های حیات گرفته میشوند.
-
13:06 - 13:08بیشتر ما در مغز خود هیچ قارچ و یا جلبکی نداریم،
-
13:08 - 13:10پس مغز ما پس از ورود آنها چه واکنشی از خود نشان میدهد؟
-
13:10 - 13:12آیا سلولها قادر به تحمل آن هستند؟ آیا سیستم ایمنی واکنش نشان خواهد داد؟
-
13:12 - 13:14این تحقیق در مراحل مقدماتی قرار دارد و هنوز روی انسانها آزمایش نشده،
-
13:14 - 13:16ولی ما داریم روی تحقیقات متعددی کار میکنیم
-
13:16 - 13:18تا بتونیم این مطلب را بررسی کنیم.
-
13:18 - 13:21و تا کنون شاهد هیچ گونه واکنش آشکاری
-
13:21 - 13:23علیه این مولکولها
-
13:23 - 13:26یا علیه تابش نور به مغز نبودهایم
-
13:26 - 13:29در مراحل نخستین این طرح هستیم و صادقادنه بگیم که از آن هیجان زدهایم.
-
13:29 - 13:31من میخواستم بحث را با این موضوع به پایان ببرم،
-
13:31 - 13:33که میتونه بطور بالقوه
-
13:33 - 13:35یک کاربرد بالینی داشته باشه.
-
13:35 - 13:37امروزه انواع مختلفی از نابینایی وجود دارد
-
13:37 - 13:39که در آنها گیرندههای نور،
-
13:39 - 13:42که در پشت چشم قرار دارند از بین رفته.
-
13:42 - 13:44و میدونیم که شبکیه عضو بسیار پیچیده ایست.
-
13:44 - 13:46حالا بگذاریم بریم نزدیک تر تا آنرا با جزئیات بیشتری ببینیم.
-
13:46 - 13:49سلولهای گیرنده نور در این بالا نشان داده شدهاند،
-
13:49 - 13:51و سپس سیگنالهایی که توسط گیرندههای نوری دریافت میشوند
-
13:51 - 13:53توسط محاسبات گوناگون تبدیل میشوند،
-
13:53 - 13:56تا نهایتا آن لایه سلول که در زیر قرار گرفته، بنام گرههای عصبی،
-
13:56 - 13:58این اطلاعات را به مغز مخابره مییکنند،
-
13:58 - 14:00و ما آن را بصورت یک حس دریافت میکنیم.
-
14:00 - 14:03در انواع مختلفی از نابینایی، مانند آماس شبکیهای رنگدانهای،
-
14:03 - 14:05و یا انحطاط لکه چشمی
-
14:05 - 14:08سلولهای گیرنده نور تحلیل رفته و نابود شدهاند.
-
14:08 - 14:10حالا چطور میتوان آن را درمان کرد؟
-
14:10 - 14:13در این مورد حتی مشخص نیست که یک دارو بتونه باعث برگشت این سلولها بشه،
-
14:13 - 14:15چون چیزی برای پیوند با دارو وجود نداره.
-
14:15 - 14:17از سوی دیگر نور هنوز میتونه وارد چشم بشه.
-
14:17 - 14:20مسیر نور هنوز شفافه و نور میتونه وارد چشم بشه.
-
14:20 - 14:23حالا اگر ما بتونیم این [رودواسپین کانالی] ها و مولکولهای دیگر را بگیریم
-
14:23 - 14:25و آنها را روی برخی از این سلولهای بجا مانده قرار بدهیم
-
14:25 - 14:27آنها را به نوعی دوربینهای کوچک تبدیل کنیم.
-
14:27 - 14:29و چون سلولهای زیادی از این نوع در چشم وجود دارند،
-
14:29 - 14:32دوربینهای با کیفیت بالایی بدست خواهیم آورد.
-
14:32 - 14:34خوب این قسمتی از کاریه که ما داریم انجام میدهیم.
-
14:34 - 14:36این تحقیقات توسط یکی از همکاران ما،
-
14:36 - 14:38Alan Horsager در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی هدایت میشه،
-
14:38 - 14:41و دنبال این هستیم که به آن توسط تاسیس شرکت علوم اعصاب بنام Eos جنبه تجاری بدهیم،
-
14:41 - 14:43که هزینه آن توسط انستیتوی ملی سلامتی تامین میشه.
-
14:43 - 14:45و اینجا شما یک موش را در حین حل کردن یک هزارتو میبینید.
-
14:45 - 14:47این یک هزارتو شش جهتیه. و مقداری هم آب در آن وجود داره
-
14:47 - 14:49تا موش را تحریک کنه که به جلو بره، وگرنه همانجا میمونه.
-
14:49 - 14:51و هدف این هزارتو البته اینه که
-
14:51 - 14:53موش از آب بیرون بیاد و به سطح کوچکی برسه
-
14:53 - 14:55که در زیر این دریچه نور دهی شده بالایی است.
-
14:55 - 14:58موشها باهوشند، و این موش نهایتا هزارتو را حل میکنه،
-
14:58 - 15:00ولی این کار را در زیر فشار انجام میده.
-
15:00 - 15:03او در هر راهرو به سمت پایین شنا میکنه تا نهایتا به سطح برسه.
-
15:03 - 15:05پس او از حس بینایی خودش استفاده نمیکنه.
-
15:05 - 15:07این موشها جهشهای ژنتیکی متفاوتی دارند
-
15:07 - 15:10که نماینده انواع مختلف نابینایی در انسانها هستند.
-
15:10 - 15:13پس اینجا ما سعی میکنیم تا با دقت مدلهای مختلف را مورد بررسی قرار بدهیم،
-
15:13 - 15:15تا به یک روش عمومی دست پیدا کنیم.
-
15:15 - 15:17پس ما چطور برای این مسئله جواب پیدا کنیم؟
-
15:17 - 15:19ما دقیقا همان کاری را که در اسلاید قبل توضیح دادیم انجام خواهیم داد.
-
15:19 - 15:21ما این گیرنده های نوری آبی را میگیریم
-
15:21 - 15:23و آنها را روی یک لایه سلولی
-
15:23 - 15:26در وسط شبکیه در پشت چشم کار میگذاریم
-
15:26 - 15:28و آنها را به یک دوربین تبدیل میکنیم.
-
15:28 - 15:30درست مثل نصب کردن سلولهای خورشیدی در تمامی این نورونها
-
15:30 - 15:32و تبدیل آنها به سلولهای حساس به نور.
-
15:32 - 15:34نور تابیده شده بر آنها به الکتریسیته تبدیل میشه.
-
15:34 - 15:37این موش دو هفته قبل از آزمایش کور بود
-
15:37 - 15:40و یک دز از این مولکول حساس به نور را در یک ویروس دریافت کرد.
-
15:40 - 15:42و اینجا میتونید ببینید که این حیوان به دیوارها برخورد نمیکنه
-
15:42 - 15:44و به این سطح کوچک میرسه
-
15:44 - 15:47و در واقع از چشماش استفاده هوشمند میکنه.
-
15:47 - 15:49و برای اینکه قدرت این کار را درک کنید بگویم که
-
15:49 - 15:51این حیوانها به همان سرعت حیواناتی به سطح میرسند
-
15:51 - 15:53که تمامی عمرشان بینا بودهاند.
-
15:53 - 15:55به نظر من این تحقیق پیش بالینی
-
15:55 - 15:57ما را برای انجام کارهایی که
-
15:57 - 15:59میخواهیم در آینده انجام دهیم امیدوار میکند.
-
15:59 - 16:02در خاتمه میخواهم بگم که ما دنبال مدلهای
-
16:02 - 16:04تجاری جدید در این رشته جدید از نوروتکنولوژی هستیم.
-
16:04 - 16:06ما این ابزارها را درست میکنیم،
-
16:06 - 16:08ولی آنها را مجانی در اختیار صدها گروه در سرتاسر جهان میگذاریم،
-
16:08 - 16:10تا مردم بتونند آنها را مطالعه و روی درمان بیماریهای مختلف توسط آنها تحقیق کنند.
-
16:10 - 16:13و امید ما اینه که با درک بهتر مدارهای مغزی
-
16:13 - 16:16تا مرحلهای که بتوان از آن برای ترمیم و مهندسی آنها استفاده کرد،
-
16:16 - 16:19ما میتونیم برخی از این بیماریهای غیر قابل کنترل را که در مورد آنها حرف زدیم،
-
16:19 - 16:21که عملا برای هیچ یک درمانی وجود نداره را بگیریم،
-
16:21 - 16:23و در قرن 21 آنها را به تاریخ تبدیل کنیم.
-
16:23 - 16:25متشکرم.
-
16:25 - 16:38(تشویق)
-
16:38 - 16:41- پس بعضی چیزها یک خرده سخت هستند.
-
16:41 - 16:43(خنده حضار)
-
16:43 - 16:45ولی کابرد مفاهیم
-
16:45 - 16:48و اینکه قادر باشیم صرع و تشنج را
-
16:48 - 16:50با نور بجای استفاده از دارو کنترل کنیم،
-
16:50 - 16:53و بتونیم آنها را مستقیما و بطور اختصاصی هدف قرار بدهیم
-
16:53 - 16:55مرحله اول کاره.
-
16:55 - 16:57نکته دوم که فکر کنم به آن اشاره کردید
-
16:57 - 17:00اینه ما الان میتونیم مغز را با دو رنگ کنترل کنیم.
-
17:00 - 17:02مثل یک سوییچ خاموش و روشن.
-
17:02 - 17:04- درسته.
-
17:04 - 17:07- که باعث میشه هر ایمپالسی که وارد مغز میشه مثل یک کد دودویی عمل کنه.
-
17:07 - 17:09- بله، درسته.
-
17:09 - 17:12پس با کد آبی ما میتونیم اطالاعات را وارد و تحریک کنیم، که این به صورت یک کد یکه.
-
17:12 - 17:14و با ملایم کردن آن مثل صفر عمل میکنه.
-
17:14 - 17:16پس امید ما اینه نهایتا در آینده برای مغز پردازندههای کمکی بسازیم
-
17:16 - 17:18که همراه با مغز کار میکنند،
-
17:18 - 17:21و ما میتونیم عملکرد را به انسانهای ناتوان برگردونیم.
-
17:21 - 17:23- و در تئوری این بدان معناست که
-
17:23 - 17:25همان طور که یک موش احساس میکنه، بو میکشه،
-
17:25 - 17:27میشنوه، لمس میکنه،
-
17:27 - 17:30شما میتونید آن را بصورت داده های صفر و یک، الگوبرداری کنید.
-
17:30 - 17:32- البته، بله، ما امیدواریم بتونیم از این روش به عنوان راهی برای آزمایش این پیدا کنیم
-
17:32 - 17:34که کدام کد نورونی باعث چه رفتارهای خاصی
-
17:34 - 17:36و افکار خاصی و احساسات خاصی میشوند،
-
17:36 - 17:39و از آن برای درک بیشتر مغز استفاده کنیم.
-
17:39 - 17:42- آیا این بدین معناست که یک روز ما میتونیم حافظه اشخاص را دانلود
-
17:42 - 17:44و یا حتی آپلود کنیم؟
-
17:44 - 17:46- خوب این چیزیه که ما سخت روی آن مشغول کار هستیم.
-
17:46 - 17:48ما الان مشغول انجام کاری هستیم
-
17:48 - 17:50که در آن سعی میکنیم تا مغز را با یک سری عناصر ضبط کننده بپوشونیم.
-
17:50 - 17:53- تا بتونیم اطلاعات را ذخیره سازی و دوباره وارد مغز کنیم -
-
17:53 - 17:55یه جور مثل انجام محاسباتی که مغز احتیاج داره
-
17:55 - 17:57تا بتونیم به پردازش اطلاعات آن کمک کنیم.
-
17:57 - 18:00- خوب، این باعث تغییراتی میشه. متشکرم. (- متشکرم.)
-
18:00 - 18:03(تشویق)
- Title:
- اد بویدن: یک سوییچ برای روشن و خاموش کردن سلولهای عصبی
- Speaker:
- Ed Boyden
- Description:
-
more » « less
[اد بویدن] نشان میدهد چگونه با وارد کردن ژنهای کد کنندۀ پروتئینهای حساس به نور به سلولهای مغز میتوان بصورت گزینشی و با کاشت فیبر نوری سلولهای عصبی خاص را فعال یا غیرفعال کرد. با این درجۀ بی سابقه از کنترل او توانسته تا موشهای مبتلا به بیماری مشابه به اختلال فشار روانى پس آسيبى (PTSD) و انواع خاصی از نابینایی را درمان کند. در افق فکری: اعصاب مصنوعی. میزبان جلسه، [جوان انریکز] سخنرانی را با پرسش و پاسخ ادامه میدهد.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 18:04
|
Milad Mirmoghtadaei added a translation |