ABOUT THE SPEAKER
Carl Schoonover - Neuroscience PhD student + writer
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist.

Why you should listen

Carl is a neuroscience PhD candidate at Columbia University, where he works on microanatomy and electrophysiology of rodent somatosensory cortex. He the author of Portraits of the Mind: Visualizing the Brain from Antiquity to the 21st Century, and has written for the New York Times, Le Figaro, the Huffington Post, Science, Scientific American, Design Observer, and Boing Boing. In 2008 he cofounded NeuWrite, a collaborative working group for scientists, writers, and those in between. He hosts a radio show on WkCR 89.9FM, which focuses on opera and classical music, and their relationship to the brain.

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Carl Schoonover: How to look inside the brain

カール・シューノーヴァー: 脳の中身を見る方法

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脳の研究における進歩には 目を見張るものがあるが、実際どうやって脳内のニューロンを調べるのか?神経科学者でTEDフェローのカール・シューノーヴァーが、魅力的な写真の数々を使いながら、脳の中身を見せてくれるツールを紹介します。
- Neuroscience PhD student + writer
Carl Schoonover is a neuroscientist and one of the founders of NeuWrite, a collaboration between writers and neuroscientist. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:16
This is a thousand-year-old千歳 drawingお絵かき of the brain.
0
359
3996
これは千年前の脳のスケッチです
00:20
It's a diagram of the visualビジュアル systemシステム.
1
4355
1912
視覚系を表す図で
00:22
And some things look very familiar身近な today今日.
2
6267
2750
現代では見慣れたものも いくつかあります
00:24
Two eyes at the bottom, optic視覚 nerve神経 flowing流れる out from the back.
3
9017
4367
後部から伸びる視神経の先端に 目玉があります
00:29
There's a very large nose
4
13384
2120
大きな鼻がありますが
00:31
that doesn't seem思われる to be connected接続された to anything in particular特に.
5
15504
3317
特に何ともつながっていません
00:34
And if we compare比較する this
6
18821
1700
この図を最近の
00:36
to more recent最近 representations表現 of the visualビジュアル systemシステム,
7
20521
2074
視覚系の解説図と比べると
00:38
you'llあなたは see that things have gotten得た substantially実質的に more complicated複雑な
8
22595
2957
千年を経て物事が非常に
00:41
over the intervening介入する thousand years.
9
25552
1573
複雑になったと分かります
00:43
And that's because today今日 we can see what's inside内部 of the brain,
10
27125
2965
脳の内側を見る事が
00:45
ratherむしろ than just looking at its overall全体 shape形状.
11
30090
2481
可能になったためです
00:48
Imagine想像する you wanted to understandわかる how a computerコンピューター works作品
12
32571
3979
PCの仕組みを知りたいのに
00:52
and all you could see was a keyboardキーボード, a mouseマウス, a screen画面.
13
36550
3179
見えるのはキーボード・マウス・画面だけ
00:55
You really would be kind種類 of out of luck.
14
39729
2396
これではどうにもなりません
00:58
You want to be ableできる to open開いた it up, crack亀裂 it open開いた,
15
42125
2042
ふたを開けて
01:00
look at the wiring配線 inside内部.
16
44167
1844
配線を見られたらいいのに
01:01
And up until〜まで a little more than a century世紀 ago,
17
46011
1864
百年ほど前までは
01:03
nobody誰も was ableできる to do that with the brain.
18
47875
2000
ふたを開けて 脳の
01:05
Nobody誰も had had a glimpse垣間見る of the brain's脳の wiring配線.
19
49875
1880
配線を見るなんて不可能でした
01:07
And that's because if you take a brain out of the skull頭蓋骨
20
51755
2952
脳を頭蓋骨から取り出し
01:10
and you cutカット a thin薄いです sliceスライス of it,
21
54707
1689
薄く切って
01:12
put it under even a very powerful強力な microscope顕微鏡,
22
56396
2498
強力な顕微鏡で見ても
01:14
there's nothing there.
23
58894
1181
何も見えないのです
01:15
It's grayグレー, formless無形.
24
60075
1613
灰色の混沌
01:17
There's no structure構造. It won't〜されません tell you anything.
25
61688
2604
構造が無いと何も分からない
01:20
And this all changedかわった in the late遅く 19thth century世紀.
26
64292
2854
しかし19世紀末に変化が起こります
01:23
Suddenly突然, new新しい chemical化学 stains汚れ for brain tissue組織 were developed発展した
27
67146
3875
脳細胞用の化学染色材が開発され
01:26
and they gave与えた us our first glimpses一見 at brain wiring配線.
28
71021
2812
脳の配線が見られるようになりました
01:29
The computerコンピューター was cracked割れた open開いた.
29
73833
2013
PCのふたが開いたのです
01:31
So what really launched打ち上げ modernモダン neuroscience神経科学
30
75846
2856
現代神経科学の夜明けは
01:34
was a stain染色 calledと呼ばれる the Golgiゴルジ stain染色.
31
78702
1965
ゴルジ染料がもたらしました
01:36
And it works作品 in a very particular特に way.
32
80667
1881
その原理はと言うと
01:38
Instead代わりに of staining染色 all of the cells細胞 inside内部 of a tissue組織,
33
82548
3110
組織内の全細胞でなく
01:41
it somehow何とか only stains汚れ about one percentパーセント of them.
34
85658
3032
1%だけを染色します
01:44
It clearsクリアする the forest森林, reveals明らかにする the trees inside内部.
35
88690
3342
すると 森が消え 中から木が姿を現します
01:47
If everything had been labeledラベルされた, nothing would have been visible目に見える.
36
92032
2672
全体から区別する事で
01:50
So somehow何とか it showsショー what's there.
37
94704
2046
そこに何があるのか見えるのです
01:52
Spanishスペイン語 neuroanatomist神経学者 Santiagoサンティアゴ Ramonラモン y Cajalカザル,
38
96750
2667
現代神経科学の祖として名高い
01:55
who'sだれの widely広く considered考慮される the fatherお父さん of modernモダン neuroscience神経科学,
39
99417
2845
神経解剖学者 ラモン・イ・カハールは
01:58
applied適用された this Golgiゴルジ stain染色, whichどの yields収量 dataデータ whichどの looks外見 like this,
40
102262
3897
ゴルジ染色を使い このようなデータを得て
02:02
and really gave与えた us the modernモダン notion概念 of the nerve神経 cell細胞, the neuronニューロン.
41
106159
3758
神経細胞ニューロンの解明に寄与しました
02:05
And if you're thinking考え of the brain as a computerコンピューター,
42
109917
2614
脳をコンピュータに例えると
02:08
this is the transistorトランジスタ.
43
112531
2011
これはトランジスタです
02:10
And very quickly早く Cajalカザル realized実現した
44
114542
2075
カハールはすぐに気がつきました
02:12
that neuronsニューロン don't operate操作する alone単独で,
45
116617
2337
ニューロンは単体では機能せず
02:14
but ratherむしろ make connections接続 with othersその他
46
118954
1838
他の物質とつながって
02:16
that form circuits回路 just like in a computerコンピューター.
47
120792
2506
コンピュータ内の回路の様なものを形成するのだと
02:19
Today今日, a century世紀 later後で, when researchers研究者 want to visualize視覚化する neuronsニューロン,
48
123298
3391
百年後の今 ニューロンの可視化には
02:22
they light them up from the inside内部 ratherむしろ than darkening暗くなる them.
49
126689
2767
染色よりも発光が使われます
02:25
And there's severalいくつかの ways方法 of doing this.
50
129456
1150
複数の手法がありますが
02:26
But one of the most最も popular人気 onesもの
51
130606
1727
最もよく使われるのは
02:28
involves関係する green fluorescent蛍光性の proteinタンパク質.
52
132333
2092
緑色蛍光タンパク質(GFP)です
02:30
Now green fluorescent蛍光性の proteinタンパク質,
53
134425
1659
このGFPという物質は
02:31
whichどの oddly妙に enough十分な comes来る from a bioluminescent生物発光 jellyfishクラゲ,
54
136084
3145
なんと発光クラゲから採取でき
02:35
is very useful有用.
55
139229
1238
至極便利です
02:36
Because if you can get the gene遺伝子 for green fluorescent蛍光性の proteinタンパク質
56
140467
2638
GFPの遺伝子を取り出し
02:39
and deliver配信する it to a cell細胞,
57
143105
1675
細胞に注入すると
02:40
that cell細胞 will glow輝き green --
58
144780
1747
その細胞は緑色に発光します
02:42
or any of the manyたくさんの variantsバリアント now of green fluorescent蛍光性の proteinタンパク質,
59
146527
3746
GFPには様々な種類があり
02:46
you get a cell細胞 to glow輝き manyたくさんの different異なる colors.
60
150273
1664
細胞を色分けし発光させることが出来ます
02:47
And so coming到来 back to the brain,
61
151937
1521
脳の話に戻りましょう
02:49
this is from a genetically遺伝的に engineered設計された mouseマウス calledと呼ばれる "Brainbowブレインボウ."
62
153458
3800
これは「ブレインボー」という 遺伝子操作したネズミから 採取しました
02:53
And it's so calledと呼ばれる, of courseコース,
63
157258
1550
そう呼ばれるのは
02:54
because all of these neuronsニューロン are glowing輝く different異なる colors.
64
158808
3612
ニューロンが虹のように見えるからです
02:58
Now sometimes時々 neuroscientists神経科学者 need to identify識別する
65
162420
3451
神経科学者は時に
03:01
individual個人 molecular分子 componentsコンポーネント of neuronsニューロン, molecules分子,
66
165871
3044
細胞全体ではなく ニューロンの分子成分を
03:04
ratherむしろ than the entire全体 cell細胞.
67
168915
1798
特定せねばなりません
03:06
And there's severalいくつかの ways方法 of doing this,
68
170713
1706
複数の手法がありますが
03:08
but one of the most最も popular人気 onesもの
69
172419
1469
最もよく使われるのは
03:09
involves関係する usingを使用して antibodies抗体.
70
173888
2195
抗体を使うものです
03:11
And you're familiar身近な, of courseコース,
71
176083
1337
ご存知の通り抗体は
03:13
with antibodies抗体 as the henchmen伯爵夫人 of the immune免疫 systemシステム.
72
177420
2951
免疫システムの忠実な下僕ですが
03:16
But it turnsターン out that they're so useful有用 to the immune免疫 systemシステム
73
180371
2418
他にも便利な事が分かりました
03:18
because they can recognize認識する specific特定 molecules分子,
74
182789
2550
特定の分子を認識できるのです
03:21
like, for example, the codeコード proteinタンパク質
75
185339
2119
体内に侵入するウイルスの
03:23
of a virusウイルス that's invading侵入する the body.
76
187458
2388
固有の蛋白質などです
03:25
And researchers研究者 have used this fact事実
77
189846
2045
研究者はこれを
03:27
in order注文 to recognize認識する specific特定 molecules分子 inside内部 of the brain,
78
191891
4325
脳内の特定分子の認識に使います
03:32
recognize認識する specific特定 substructures下部構造 of the cell細胞
79
196216
2640
細胞の特定基礎構造を認識し
03:34
and identify識別する them individually個別に.
80
198856
2244
個別に特定するのです
03:37
And a lot of the imagesイメージ I've been showing表示 you here are very beautiful綺麗な,
81
201100
3025
ここでお見せしている写真はどれも美しく
03:40
but they're alsoまた、 very powerful強力な.
82
204125
1906
同時に非常に力強く
03:41
They have great explanatory説明的な powerパワー.
83
206031
1636
説明力があります
03:43
This, for example, is an antibody抗体 staining染色
84
207667
2090
例えばこれはネズミの脳の
03:45
againstに対して serotoninセロトニン transportersトランスポーター in a sliceスライス of mouseマウス brain.
85
209757
3520
セロトニン伝達物質を抗体染色したものです
03:49
And you've heard聞いた of serotoninセロトニン, of courseコース,
86
213277
1681
セロトニンは
03:50
in the contextコンテキスト of diseases病気 like depressionうつ病 and anxiety不安.
87
214958
2827
鬱や不安神経症の解説に使われます
03:53
You've heard聞いた of SSRIsSSRI,
88
217785
1408
SSRI は
03:55
whichどの are drugs薬物 that are used to treat治療する these diseases病気.
89
219193
2897
これらの病気のための薬で
03:57
And in order注文 to understandわかる how serotoninセロトニン works作品,
90
222090
2890
セロトニンがどう作用するのかは
04:00
it's criticalクリティカルな to understandわかる where the serontoninセロトニン machinery機械 is.
91
224980
3076
その分泌元を突き止めねばならず
04:03
And antibody抗体 stainings汚れ like this one
92
228056
1596
こういった抗体染色は
04:05
can be used to understandわかる that sortソート of question質問.
93
229652
3546
この質問を理解するのに役立ちます
04:09
I'd like to leave離れる you with the following以下 thought:
94
233198
2558
最後にお話ししたいのが
04:11
Green fluorescent蛍光性の proteinタンパク質 and antibodies抗体
95
235756
2610
GFPと抗体は どちらも
04:14
are bothどちらも totally完全に naturalナチュラル products製品 at the get-go行こう.
96
238366
3007
全くの天然物質です
04:17
They were evolved進化した by nature自然
97
241373
2779
自然がこれらを進化させた目的は
04:20
in order注文 to get a jellyfishクラゲ to glow輝き green for whateverなんでも reason理由,
98
244152
2567
クラゲを緑に発光させたり
04:22
or in order注文 to detect検出する the codeコード proteinタンパク質 of an invading侵入する virusウイルス, for example.
99
246719
4383
侵入ウィルスの固有の蛋白質を検出するためでした
04:27
And only much later後で did scientists科学者 come onto〜に the sceneシーン
100
251102
3017
ずっと後になって やっと科学者が現れ
04:30
and say, "Hey, these are toolsツール,
101
254119
2023
「おい これは使えるぞ」
04:32
these are functions機能 that we could use
102
256142
2113
「この機能は俺たちの研究にぴったりだ」
04:34
in our own自分の research研究 toolツール paletteパレット."
103
258255
2008
と言うのです
04:36
And instead代わりに of applying申請中 feeble弱い human人間 minds
104
260263
3628
貧弱な人類の頭で
04:39
to designing設計 these toolsツール from scratchスクラッチ,
105
263891
1884
これらのツールを作り出す代わりに
04:41
there were these ready-made既製 solutionsソリューション right out there in nature自然
106
265775
2904
何百万年もの年月をかけ着々と
04:44
developed発展した and refined洗練された steadily着実に for millions何百万 of years
107
268679
3236
解決策を用意してくれていたのは
04:47
by the greatest最大 engineerエンジニア of all.
108
271915
1700
自然という偉大な技術者なのです
04:49
Thank you.
109
273615
1262
ありがとうございました
04:50
(Applause拍手)
110
274877
2538
(拍手)
Translated by Mizuki Anzai
Reviewed by Akiko Hicks

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