TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
Ντέϊβιντ Άντερσον :Ο εγκέφαλος μας είναι περισσότερο απο μια σακούλα χημικών.
Filmed:
Readability: 5
1,482,186 views
Τα σύγχρονα φάρμακα της ψυχιατρικής θεραπεύουν σφαιρικά τη χημεία του εγκεφάλου αλλά ο νευροβιολόγος Ντέϊβιντ Άντερσον πιστεύει σε μια πιο λεπτή θεώρηση των λειτουργιών του εγκεφάλου. Οραματίζεται έρευνες που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε συγκεκριμένες θεραπείες των ψυχιατρικών νοσημάτων, οι οποίες θα λειτουργούν καλύτερα και δεν θα έχουν παρενέργειες, Πώς όμως μπορεί να γίνει αυτό; Η απάντηση είναι εξοργίζοντας τα μυγάκια.
David Anderson - Neurobiologist
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
Through his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
So raise your hand if you know someone
0
630
3228
Λοιπόν, σηκώστε το χέρι σας αν γνωρίζετε κάποιον
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
στο συγγενικό ή φιλικό σας περιβάλλον
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
που υποφέρει από κάποια ψυχική ασθένεια.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Μάλιστα. Δεν εκπλήσομαι, το περίμενα.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
Σηκώστε το χέρι σας αν νομίζετε ότι
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
οι έρευνες που γίνονται στα μυγάκια δεν έχουν καμία σχέση
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
με την προσπάθεια μας να κατανοήσουμε την ψυχική ασθένεια στον άνθρωπο.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Μάλιστα. Και πάλι δεν εκπλήσομαι, το περίμενα.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Με άλλα λόγια, έχω πολύ δουλειά να κάνω.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Όπως ακούσαμε από τον δρ.Ινσέλ σήμερα,
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
ψυχιατρικές διαταραχές όπως ο αυτισμός, η κατάθλιψη και η σχιζοφρένεια
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
είναι πολύ ψηλά στην σκάλα του ανθρώπινου πόνου.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
Ξέρουμε πολύ λιγότερα για τις θεραπείες
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
και την κατανόηση των βασικών τους μηχανισμών
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
απ' όσα γνωρίζουμε για τις ασθένειες του σώματος.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Σκεφτείτε το: Το 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
την δεύτερη δεκαετία της χιλιετίας,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
έαν υποπτεύεσαι την ύπαρξη καρκίνου
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
πάς στο γιατρό σου, κάνεις αξονική,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
βιοψίες και εξετάσεις αίματος.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
Απο την άλλη, το 2013 έαν υποπτεύεσαι οτι υποφέρεις από κατάθλιψη,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
πάς στο γιατρό σου και τι σου δίνει;
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Ένα ερωτηματολόγιο.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
Αυτό συμβαίνει αφενός γιατί έχουμε
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
μια υπεραπλουστευμένη παρωχημένη θεώρηση
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
της βιολογικής βάσης των ψυχιατρικών διαταραχών.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Τείνουμε να πιστεύουμε ότι είναι,
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
μάλιστα τα δημοφιλή ένθετα του Τύπου υποβοηθούν αυτή την εικόνα,
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
χημικές ανισορροπίες στον εγκέφαλο,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
λες και ο εγκέφαλος είναι μια σακούλα χημικής σούπας
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
γεμάτη από ντοπαμίνη, σεροτονίνη, νορεπινεφρίνη.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Αυτή ή άποψη ενισχύεται από το γεγονός
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
ότι πολλά από τα φάρμακα που χορηγούνται για να θεραπεύσουν αυτές τις διαταραχές.
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
όπως το Προζάκ, λειτουργούν αλλάζοντας σφαιρικά την χημεία του εγκεφάλου,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
σα να ήταν πράγματι μια σακούλα χημικής σούπας.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Αυτή δεν μπορεί να είναι η απάντηση
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
γιατί στην πραγματικότητα αυτά τα φάρμακα δεν είναι τόσο πετυχημένα.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Πολλοί άνθρωποι αρνούνται να τα πάρουν ή τα σταματούν
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
εξαιτίας των δυσάρεστων παρενεργειών τους.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
Έχουν τόσες παρενέργειες,
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
κι αυτό γιατί προσπαθώντας να θεραπεύσεις μια σύνθετη ψυχιατρική διαταραχή
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
είναι σα να προσπαθείς να αλλάξεις το λάδι του αυτοκινήτου σου
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
ανοίγοντας το καπάκι αλλά ρίχνοντας το λάδι σε όλο τον κινητήρα.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
Κάποιο απ' αυτό θα στάξει στο σωστό σημείο,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
αλλά το μεγαλύτερο μέρος θα κάνει πιο πολύ κακό παρά καλό.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Μια αναδυόμενη άποψη,
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
που επίσης ακούσατε σήμερα απο τον Δρ.Ίνσελ,
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
είναι ότι οι ψυχιατρικές διαταραχές στην πραγματικότητα
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
είναι διαταραχές των νευρικών κυκλωμάτων που μεσολαβούν
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
και επηρεάζουν το συναίσθημα και την διάθεση.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
Όταν μιλάμε για τις γνωστικές λειτουργίες,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
παρομοιάζουμε τον εγκέφαλο με έναν υπολογιστή. Αυτό δεν είναι κακό.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Μάλιστα απ' ότι αποδεικνύεται, η παρομοίωση αυτή
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
είναι εξίσου έγκυρη και για τα συναισθήματα.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
Το θέμα είναι οτι δεν συνηθίζουμε να σκεφτόμαστε κατ' αυτό τον τρόπο.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Γνωρίζουμε πολύ λίγα για τη δομή του κυκλώματος
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
των ψυχιατρικών διαταραχών,
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
εξαιτίας της συντριπτικά κυρίαρχης θεωρίας
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
για την χημική ανισορροπία του εγκεφάλου.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
Φυσικά δεν υποστηρίζω, ότι τα "χημικά" δεν είναι σημαντικά
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
στις ψυχιατρικές διαταραχές.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
Απλά διαφωνώ στο ότι ο εγκέφαλος "κάνει μπάνιο" μέσα σε αυτά.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
Αντίθετα, απελευθερώνονται σε συγκεκριμένες περιοχές
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
και δρούν σε συγκεκριμένες συνάψεις
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
για να επηρεάσουν την ροή των πληροφοριών στον εγκέφαλο.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Έτσι, αν πραγματικά θέλουμε να καταλάβουμε
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
την βιολογική βάση των ψυχιατρικών διαταραχών,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
πρέπει να εντοπίσουμε αυτές τις περιοχές του εγκεφάλου
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
εκεί όπου δρουν αυτά τα χημικά.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
Διαφορετικά, θα συνεχίσουμε να ρίχνουμε παντού λάδι στον εγκέφαλο μας
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
και θα υποφέρουμε από τις συνέπειες.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
Ξεκινώντας λοιπόν, για να ξεπεράσουμε την άγνοια μας
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
σχετικά με το ρόλο της χημείας του εγκεφάλου στα κυκλώματα του,
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
βοηθάει να δουλέψουμε πάνω σε αυτά που οι βιολόγοι αποκαλούν
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
" πρότυπα οργανισμών",
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
ζώα όπως οι μύγες, τα ποντίκια εργαστηρίου,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
στα οποία μπορούμε να εφαρμόσουμε γενετικές τεχνικές
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
ώστε να προσδιορίσουμε μοριακά και να εντοπίσουμε
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
συγκεκριμένες κατηγορίες νευρώνων,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
όπως ακούσατε και στην ομιλία του Άλαν Τζόουνς το πρωί.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
Στη συνέχεια, αφού το επιτύχουμε αυτό,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
θα μπορέσουμε να ενεργοποιήσουμε αυτούς τους συγκεκριμένους νευρώνες
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
ή να τους καταστρέψουμε ή απλά να αναστείλλουμε την δραστηριότητα τους.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Έτσι αν δεσμεύσουμε κάποιο είδος νευρώνα
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
και δούμε οτι αυτό εμποδίζει κάποια συμπεριφορά,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτοί οι νευρώνες
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
είναι υπεύθυνοι γι' αυτή τη συμπεριφορά.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
Από την άλλη, αν ενεργοποιήσουμε μια ομάδα νευρώνων
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
και βρούμε οτι δημιουργούν κάποιες συμπεριφορές
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
τότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτοί οι νευρώνες ευθύνονται για την εκδήλωση της συμπεριφοράς.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
Με αυτό τον τρόπο, κάνοντας τέτοια πειράματα,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
μπορούμε να καταλήξουμε σε σχέσεις αιτίας- αποτελέσματος
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
ανάμεσα στην λειτουργία συγκεκριμένων νευρώνων
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
και συγκεκριμένων κυκλωμάτων και συμπεριφορών
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
κάτι που είναι εξαιρετικά δύσκολο αν όχι αδύνατο
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
να κάνουμε αυτή τη στιγμή στους ανθρώπους.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Μπορεί όμως ένας οργανισμός όπως η μύγα, η οποία
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
είναι ένα καταπληκτικό πρότυπο οργανισμού
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
γιατί έχει μικρό εγκέφαλο,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
είναι ικανό για σύνθετες και έξυπνες συμπεριφορές,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
αναπαράγεται γρήγορα και είναι φτηνό.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Μπορεί όμως ένας τέτοιος οργανισμός
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
να μας διδάξει κάτι σχετικό με συναισθηματικές καταστάσεις;
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Έχουν αυτοί οι οργανισμοί συναισθηματικές καταστάσεις
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
ή είναι σαν μικρά ψηφιακά ρομποτάκια;
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Ο Δαρβίνος πίστευε ότι τα έντομα έχουν αισθήματα
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
και τα εκφράζουν μέσα απο τις συμπεριφορές τους, κάτι που έγραψε
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
το 1872 στο μονόγραμμα του, σχετικά με την έκφραση των συναισθημάτων στον άνθρωπο και τα ζώα.
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
Κάτι που πίστευε και ο γνωστός συνάδελφος μου Σεϊμούρ Μπένζερ,
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
Ο Σεϊμούρ ήταν εκείνος που εισηγήθηκε την χρήση των μυγών
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
εδώ στο CalTech την δεκαετία του 60 σαν πρότυπους οργανισμούς
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
ώστε να μελετήσει την σύνδεση μεταξύ γονιδίων και συμπεριφοράς.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
Ο Σεϊμούρ με προσέλαβε στα τέλη της δεκαετίας του 1980.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
Ήταν ο μέντορας μου, ο πνευματικός μου
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
και μου έμαθε να αγαπάω εξίσου τις μύγες
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
και να πειραματίζομαι με την επιστήμη.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Άρα, πως ρωτάμε κάτι τέτοιο;
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
Είναι διαφορετικό να πιστεύεις οτι οι μύγες έχουν συναισθηματικές καταστάσεις,
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
και διαφορετικό να μπορέσεις να αποδείξεις αν αυτό είναι αλήθεια ή οχι.
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Στους ανθρώπους μπορούμε να συμπεράνουμε τις συναισθηματικές τους καταστάσεις,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
όπως θα ακούσετε αργότερα, απο τις εκφράσεις του προσώπου τους.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
Βέβαια, αυτό είναι λιγάκι δύσκολο με τις μύγες.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Γέλια)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
Είναι σαν να προσγειωνόμασταν στον Άρη
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
και καθώς κοιτάζαμε απο το παράθυρο του διαστημόπλοιου
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
όλα τα πράσινα ανθρωπάκια που μας περικύκλωναν
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
να προσπαθούσαμε να σκεφτούμε " Πως τώρα θα καταλαβω,
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
αν αυτοί έχουν ή δεν έχουν αισθήματα;"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
Τι μπορούμε να κάνουμε; Δεν είναι τόσο εύκολο.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Ένας απο τους τρόπους που μπορούμε να ξεκινήσουμε
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
είναι να προσπαθήσουμε να σκεφτούμε κάποια γενικά χαρακτηριστικά
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
ή ιδιότητες συναισθηματικών καταστάσεων
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
όπως την διέγερση και να δούμε αν μπορούμε να εντοπίσουμε
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
κάποιες συμπεριφορές στις μύγες οι οποίες μπορεί να εκδηλώνουν κάποια απ' αυτά τα χαρακτηριστικά.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Τρία σημαντικά χαρακτηριστικά που εγώ μπορώ να σκεφτώ
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
είναι η επιμονή, διαβαθμίσεις στην ένταση και το σθένος.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
Η επιμονή μεταφράζεται ως διάρκεια.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Όλοι γνωρίζουμε ότι το συναίσθημα που πυροδοτείται απο ένα ερέθισμα
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
διαρκεί πολύ περισσότερο από το ίδιο το ερέθισμα.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
Διαβαθμίσεις στην ένταση σημαίνει ακριβώς αυτό που λένε οι λέξεις.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
Μπορεί κανείς να αυξήσει ή να μειώσει την ένταση ενός συναισθήματος.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Αν για παράδειγμα είσαι λίγο λυπημένος, οι γωνίες του στόματος σου
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
δείχνουν προς τα κάτω και κατσουφιάζεις.
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
Άν πάλι είσαι δυστυχισμένος, δάκρυα κυλάνε από το πρόσωπο σου
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
και μπορεί να ξεσπάσεις σε κλάματα.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
Το σθένος μεταφράζεται είτε ως κακό είτε ως καλό, αρνητικό ή θετικό.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
Αποφασίσαμε λοιπόν, να δούμε αν οι μύγες, μετά από πρόκληση μπορούσαν να δείξουν
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
το είδος της συμπεριφοράς που παρατηρεί κανείς
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
στην παρομοιώδη σφήκα την ώρα του πικνίκ,
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
ξέρετε, αυτή που εξακολουθεί να έρχεται στο χάμπουργκερ σου
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
όσο δυναμικά κι αν προσπαθείς εσύ να τη διώξεις.
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
Και δεν φτάνει αυτό, εκνευρίζεται κιόλας.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
Κατασκευάσαμε λοιπόν μια μηχανή, την οποία ονομάσαμε παφ-ο-ματ
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
μέσω της οποίας μπορούσαμε να διοχετεύουμε μικρά ρεύματα αέρος στις μύγες
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
μέσα στους πλαστικούς σωλήνες του εργαστηριακού πάγκου μας
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
και να τα σπρώχνουμε μακρυά.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
Και αυτό που βρήκαμε είναι οτι, αν φυσήξουμε αυτές τις μύγες
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
-που βρίσκονται στο πουφ ο ματ- αρκετές φορές συνεχόμενα,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
γίνονται κατά κάποιο τρόπο υπερκινητικές
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
και συνεχίζουν να πετάνε για αρκετή ώρα μετά τη διακοπή των ριπών αέρα,
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
και τους παίρνει αρκετή ώρα για να ηρεμήσουν.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
Στη συνέχεια, ποσοτικοποιήσαμε αυτή τη συμπεριφορά
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
χρησιμοποιώντας προσαρμοσμένο λογισμικό εντοπισμό χωρο-κίνησης
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
το οποίο δημιούργησε ο συνεργάτης μου Πιέτρο Περόνα
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
ο οποίος είναι στο τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανικών εδώ στο CalTech.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
Η ποσοτικοποίηση αυτή μας έδειξε ότι
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
όταν τα μυγάκια βιώνουν μια σειρά απο ριπές αέρος
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
μπαίνουν σε μια κατάσταση υπερδραστηριότητας
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
η οποία είναι επίμονη, έχει διάρκεια
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
και εμφανίζει διαβαθμίσεις.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Περισσότερες ριπές αέρα, ή πιο έντονες
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
προκαλούν μεγαλύτερη χρονική διάρκεια αυτής της κατάστασης.
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
Έπειτα προσπαθήσαμε να καταλάβουμε
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
τι είναι αυτό που ελέχει την διάρκεια αυτής της κατάστασης.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
Αποφασίσαμε λοιπόν να χρησιμοποιήσουμε το παφ-ο-ματ
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
και το αυτοματοποιημένο σύστημα εντοπισμού
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
για να παρακολουθήσουμε τις εκατοντάδες σειρές από μεταλλαγμένα μυγάκια
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
και να δούμε αν θα εντοπίσουμε κάτι που θα υποδείκνυε μη φυσιολογικές αντιδράσεις στις ριπές αέρος.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
Και αυτό είναι ένα από τα πλεονεκτήματα σχετικά με τα μυγάκια.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Μπορείς απλά σηκώνοντας το τηλέφωνο να
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
παραγγείλεις εκατοντάδες φιαλίδια απο διαφορετικές μεταλλάξεις απο μυγάκια
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
να τα παρατηρήσεις στις δοκιμασίες και τελικά να εντοπίσεις
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
ποιό γονίδιο επηρεάζεται στην μετάλλαξη,
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
Έτσι παρατηρώντας τα, ανακαλύψαμε ένα μεταλαγμένο
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
το οποίο έκανε πολύ περισσότερο να ηρεμήσει
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
αφότου οι ριπές αέρα είχαν σταματήσει.
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
Όταν εξετάσαμε το γονίδιο που επηρεάστηκε από τη μετάλλαξη
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
πέσαμε πάνω σε κωδικοποίηση ενός υποδοχέα ντοπαμίνης.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
Ναί, καλά ακούσατε, οι μύγες όπως και οι άνθρωποι έχουν ντοπαμίνη,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
η οποία δρα στον εγκέφαλο τους και στις συνάψεις τους
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
μέσω των ίδιων υποδοχέων ντοπαμίνης
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
που εσείς και εγώ έχουμε.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
Η ντοπαμίνη παίζει ρόλο σε πολλές σημαντικές λειτουργίες του εγκεφάλου,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
συμπεριλαμβανομένου της προσοχής, της διέργερσης, της επιβράβευσης.
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
Επίσης, πολλές διαταραχές του συστήματος της ντοπαμίνης έχουν συνδεθεί
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
με σημαντικό αριθμό ψυχικών διαταραχών, όπως την κατάχρηση ναρκωτικών,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
το Πάρκινσον, και το ΔΕΠΥ.
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
Αυτό βέβαια, από άποψη γενετικής είναι λίγο αντιφατικό.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
Έχουμε την τάση να συμπεραίνουμε τη φυσιολογική λειτουργία ενός πράγματος,
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
απ' αυτό που δεν συμβαίνει όταν το απομακρύνουμε και
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
από το αντίθετο απ' αυτό που βλέπουμε όταν το απομακρύνουμε.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Όταν λοιπόν απομακρύνουμε τον υποδοχέα ντοπαμίνης
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
και οι μύγες κάνουν παραπάνω ώρα να ηρεμήσουν
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
συμπεραίνουμε ότι η φυσιολογική λειτουργία του υποδοχέα και της ντοπαμίνης
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
είναι να ηρεμεί γρηγορότερα τις μύγες μετά απο τις ριπές του αέρα.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
Αυτό θυμίζει λίγο το ΔΕΠΥ
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
το οποίο έχει συνδεθεί με διαταραχές του συστήματος ντοπαμίνης στους ανθρώπους.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
Πραγματικά, εάν αυξήσουμε τα επίπεδα ντοπαμίνης σε φυσιολογικές μύγες
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
ταϊζοντας τις κοκαίνη
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
αφού φυσικά πάρουμε την απαραίτητη έγκριση απο το DEA
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
- Θεέ μου- ( γέλια)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
βρίσκουμε ότι οι ταϊσμένες με κοκαινη μύγες
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
ηρεμούν γρηγορότερα απ' ότι οι φυσιολογικές μύγες
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
κάτι που και πάλι μας θυμίζει το ΔΕΠΥ,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
για το οποίο δίνονται συνήθως φάρμακα όπως το Ριταλίν
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
που δρά παρόμοια με την κοκαίνη.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
Έτσι σιγά σιγά συνειδητοποίησα ότι αυτό που άρχισε
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
περισσότερο σαν μια διασκεδαστική προσπάθεια να εκνευρίσουμε τα μυγάκια
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
ίσως τελικά να έχει κάποια σχέση με τις ανθρώπινες ψυχιατρικές διαταραχές.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Αυτή βέβαια η αναλογία μέχρι που φτάνει;
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Όπως πολλοί από εσας ξέρετε, τα άτομα με ΔΕΠΥ
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
επίσης χαρακτηρίζονται από μαθησιακές δυσκολίες.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Ισχύει όμως αυτό και για τον υποδοχέα ντοπαμίνης των μεταλλαγμένων μυγών;
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Η απάντηση είναι, ναι!
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Όπως Ο Σεϊμούρ απείδειξε το 1970
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
ότι οι μύγες όπως και τα ωδικά πτηνά ,όπως ακούσατε,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
είναι ικανά για μάθηση.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
Μπορείς να εκπαιδεύσεις μια μύγα να αποφεύγει μια μυρωδιά, όπως φαίνεται εδώ στο μπλέ,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
εάν συνδέσεις την μυρωδιά με ένα σοκ.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
Κατόπιν, αν δωσεις στις εκπαιδευμένες μύγες την δυνατότητα
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
να διαλέξουν ανάμεσα σε ένα σωλήνα με την μυρωδιά η οποία συνδέθηκε με το σόκ και σε ένα σωλήνα με άλλη μυρωδιά,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
θα αποφύγει τον σωλήνα με την μπλε οσμή που είχε συνδεθεί με το σοκ.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Εάν όμως κάνεις αυτό το τεστ στους υποδοχείς ντοπαμίνης των μεταλλαγμένων μυγών
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
αυτές δεν μαθαίνουν. Το σκόρ μάθησης τους είναι μηδέν.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
Αυτές παίρνουν πόδι απο το Caltech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Αυτό σημαίνει ότι αυτές οι μύγες έχουν δυο ανωμαλίες,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
ή φαινότυπους όπως θα τις ονομαζαν οι γενετιστές,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
που κάποιος εντοπίζει στο ΔΕΠΥ: υπερκινητικότητα και μαθησιακές δυσκολίες.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Ποιά είναι όμως η αιτιακή σχέση, εφόσον υπάρχει, ανάμεσα σε αυτούς τους δυο φαινότυπους;
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
Στο ΔΕΠΥ συχνά συμπεραίνεται ότι η υπερκινητικότητα
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
προκαλεί τις μαθησιακές δυσκολίες.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
Το παιδί δεν μπορεί να μείνει για αρκετό χρονικό διάστημα συγκεντρωμένο και συνεπώς δεν μαθαίνει.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
Τότε θα μπορούσε κανείς να ισχυριστεί ότι οι μαθησιακές δυσκολίες
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
προκαλούν την υπερκινητικότητα.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Δηλαδή, επειδή τα παιδιά δεν μπορούν να μάθουν προσπαθούν να εκτρέψουν την προσοχή τους σε άλλα πράγματα.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
Μια ακόμα πιθανότητα θα ήταν να μην υπάρχει καμία σχέση ανάμεσα
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
στις μαθησιακές δυσκολίες και την υπερκινητικότητα,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
αλλά να είναι το αποτέλεσμα ενός κοινού υποβόσκοντος μηχανισμού του ΔΕΠΥ.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
Σε ότι έχει σχέση με τους ανθρώπους υπάρχουν πολλές αναρωτήσεις,
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
εμείς όμως μπορούμε να απαντήσουμε όσο αφορά τις μύγες.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
Και ο τρόπος να το πετύχουμε αυτό είναι να ψάξουμε βαθιά μέσα στο μυαλό
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
της μύγας και να ξεκινήσουμε να ξετυλίγουμε την καλωδίωση του μέσω της γενετικής.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
Παίρνουμε τον υποδοχέα ντοπαμίνης της μεταλλαγμένης μύγας
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
και τον επιδιορθώνουμε γενετικά ή τον θεραπεύουμε
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
τοποθετώντας μια καλή εκδοχή του γονιδίου του υποδοχέα ντοπαμίνης
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
πίσω στον εγκέφαλο της μύγας.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Αλλά σε κάθε μύγα επιδιρθώνουμε συγκεκριμένους νευρώνες
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
και στη συνέχεια ελέγχουμε κάθε μια απο αυτές τις μύγες
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
ως προς την ικανότητα τους για μάθηση και ως προς την υπερκινητικότητα.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Παραδόξως, βρήκαμε οτι μπορούμε να διαχωρίσουμε εντελώς τις δυο αυτές ανωμαλίες.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Εάν βάλουμε μια καλή εκδοχή του υποδοχέα ντοπαμίνης πίσω
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
στην ελλειπτική δομή που ονομάζεται κεντρικό σύμπλεγμα
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
οι μύγες δεν είναι πια υπερκινητικές αλλά εξακολουθούν να μην μπορούν να μάθουν.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
Από την άλλη, εάν βάλουμε πίσω τον υποδοχέα σε μια διαφορετική δομή
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
που ονομάζεται το "σώμα του μανιταριού"
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
το μαθησιακό έλλειμα εξαφανίζεται, οι μύγες μαθαίνουν με επιτυχία
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
αλλά εξακολουθούν να είναι υπερκινητικιές.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
Αυτό μας υποδεικνύει ότι η ντοπαμίνη
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
δεν υπάρχει παντού στον εγκέφαλο των μυγών σαν μια σούπα που το πλημμυρίζει.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
Αντίθετα, ελέγχει δυο διαφορετικές λειτουργίες
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
σε δύο διαφορετικά κυκλώματα,
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
συνεπώς ο λόγος για τον οποίο δ΄υο πράγματα πάνε στραβά με τον υποδοχέα ντοπαμίνης στις μύγες
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
είναι ότι ο ίδιος υποδοχέας ελέγχει δύο διαφορετικές λειτουργίες
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
σε δύο διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Τώρα εάν ισχύει το ίδιο και για το ΔΕΠΥ
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
δεν μπορούμε να το ξέρουμε, αλλά τέτοιου είδους αποτελέσματα
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
πρέπει τουλάχιστον να μας ωθούν να σκεφτούμε την πιθανότητα.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Αυτά τα αποτελέσματα, έπεισαν τους συναδέλφους μου και μένα,
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
πως ο εγκέφαλος δεν είναι μια σακούλα χημικής σούπας
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
και ότι είναι λάθος να προσπαθείς να θεραπεύσεις σύνθετες ψυχιατρικές διαταραχές
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
αλλάζοντας απλά τη γεύση στη σούπα.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
Αυτό που χρειαζόμασστε είναι να χρησιμοποιήσουμε την εφευρετικότητα και τις επιστημονικές γνώσεις μας
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
για να σχεδιάσουμε μια νέα γενιά θεραπειών
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
που στοχεύουν σε συγκεκριμένους νευρώνες και περιοχές του εγκεφάλου,
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
οι οποίες επηρεάζονται από τις όποιες ψυχιατρικές διαταραχές.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
Εάν μπορέσουμε να το κάνουμε αυτό, θα μπορούσαμε ενδχομένως να θεραπεύσουμε αυτές τις διαταραχές
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
χωρίς τις ανεπιθύμητες παρενέργειες,
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
βάζοντας το λάδι στον εγκεφαλικές μηχανές μας
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
μόνο εκεί που χρειάζεται. Σας ευχαριστώ πολύ.
ABOUT THE SPEAKER
David Anderson - NeurobiologistThrough his lab at the California Institute of Technology, David Anderson seeks to find the neural underpinnings of emotions like fear, anxiety and anger.
Why you should listen
How is emotional behavior encoded in the brain? And what parts of the brain are affected by depression, ADHD and anxiety? This is what neurobiologist David Anderson researches in his lab at the California Institute for Technology by studying the brains of lab mice and fruit flies. By looking at how neural circuits give rise to emotions, Anderson hopes to advance a more nuanced view of psychiatric disorders -- that they aren’t the result of a simple “chemical imbalance,” but of a chemical imbalance at a specific site that has a specific emotional consequences. By researching these cause-and-effect relationships, Anderson hopes to pave the way for the development of new treatments for psychiatric disorders that are far more targeted and have far fewer side effects.
Trained by two Nobel laureates, Gunter Blobel and Richard Axel, Anderson is also an investigator at the Howard Hughes Medical Institute.
David Anderson | Speaker | TED.com