TEDxCaltech
David Anderson: Your brain is more than a bag of chemicals
David Anderson: Din hjärna är mer än en påse med kemikalier
Filmed:
Readability: 5
1,482,186 views
Moderna psykiatriska läkemedel behandlar den kemiska balansen i hela hjärnan, men neurobiologen David Anderson tror på en mer nyanserad bild av hur hjärnan fungerar. Han presenterar ny forskning som kan leda till mer riktade psykiatriska mediciner, som fungerar bättre och har färre biverkningar. Hur har han gjort det? Till att börja med genom att förarga ett antal bananflugor. (Filmad vid TEDxCaltech.)
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
Räck upp handen om du känner någon
00:19
in your immediate family or circle of friends
1
3858
2647
i din närmaste familj eller vänkrets
00:22
who suffers from some form of mental illness.
2
6505
3488
som lider av någon form av psykisk sjukdom.
00:25
Yeah. I thought so. Not surprised.
3
9993
2784
Ja, jag tänkte väl det. Inte förvånad.
00:28
And raise your hand if you think that
4
12777
2295
Och räck upp handen om du tror att
00:30
basic research on fruit flies has anything to do
5
15072
2825
grundforskning om bananflugor har något
att göra med
att göra med
00:33
with understanding mental illness in humans.
6
17897
4462
att kunna förstå psykisk sjukdom hos människor.
00:38
Yeah. I thought so. I'm also not surprised.
7
22359
2793
Jag tänkte väl det. Jag är inte förvånad över det heller.
00:41
I can see I've got my work cut out for me here.
8
25152
3320
Jag märker att det finns jobb för mig att göra här.
00:44
As we heard from Dr. Insel this morning,
9
28472
2588
Som vi hörde från Dr Insel i morse
00:46
psychiatric disorders like autism, depression and schizophrenia
10
31060
4213
så skapar psykiska sjukdomar
som autism, depression och schizofreni
som autism, depression och schizofreni
00:51
take a terrible toll on human suffering.
11
35273
2875
fruktansvärt mänskligt lidande.
00:54
We know much less about their treatment
12
38148
3213
Vi vet mycket mindre om deras behandling
00:57
and the understanding of their basic mechanisms
13
41361
2606
och deras grundläggande mekanismer
00:59
than we do about diseases of the body.
14
43967
2619
än vi vet om sjukdomar i kroppen.
01:02
Think about it: In 2013,
15
46586
2643
Betänk detta: Att 2013,
01:05
the second decade of the millennium,
16
49229
1955
under det andra århundradet av millenniet,
01:07
if you're concerned about a cancer diagnosis
17
51184
2365
om du oroar dig för att du kanske har cancer
01:09
and you go to your doctor, you get bone scans,
18
53549
2519
och du går till läkaren, så röntgar de dina ben,
01:11
biopsies and blood tests.
19
56068
2928
de tar vävnadsprover och blodprover.
01:14
In 2013, if you're concerned about a depression diagnosis,
20
58996
3865
Men om du 2013 misstänker att du är deprimerad,
01:18
you go to your doctor, and what do you get?
21
62861
1963
och går till läkaren, och vad får du då?
01:20
A questionnaire.
22
64824
1987
Ett frågeformulär.
01:22
Now, part of the reason for this is that we have
23
66811
2429
En av anledningarna till detta är att vi har
01:25
an oversimplified and increasingly outmoded view
24
69240
3823
en förenklad och alltmer förlegad syn
01:28
of the biological basis of psychiatric disorders.
25
73063
3887
på den biologiska grunden för psykiska störningar.
01:32
We tend to view them --
26
76950
1243
Vi tenderar att se dem
01:34
and the popular press aids and abets this view --
27
78193
2845
- och media hjälper till att stödja detta synsätt -
01:36
as chemical imbalances in the brain,
28
81038
3016
som en kemisk obalans i hjärnan,
01:39
as if the brain were some kind of bag of chemical soup
29
84054
3684
som om hjärnan var något slags påse med soppa
01:43
full of dopamine, serotonin and norepinephrine.
30
87738
4200
full av dopamin, serotonin och noradrenalin.
01:47
This view is conditioned by the fact
31
91938
2327
Denna uppfattning uppkommer genom att
01:50
that many of the drugs that are prescribed to treat these disorders,
32
94265
3406
många av de läkemedel som är skrivs ut
för att behandla dessa sjukdomar,
för att behandla dessa sjukdomar,
01:53
like Prozac, act by globally changing brain chemistry,
33
97671
4671
som Prozac, fungerar genom att ändra
hjärnans kemi,
hjärnans kemi,
01:58
as if the brain were indeed a bag of chemical soup.
34
102342
3976
som om hjärnan verkligen var en påse kemisk soppa.
02:02
But that can't be the answer,
35
106318
1901
Men det kan inte vara så,
02:04
because these drugs actually don't work all that well.
36
108219
3237
eftersom de här läkemedlen
faktiskt inte fungerar så värst bra.
faktiskt inte fungerar så värst bra.
02:07
A lot of people won't take them, or stop taking them,
37
111456
3176
Många människor vill inte ta dem,
eller slutar att ta dem,
eller slutar att ta dem,
02:10
because of their unpleasant side effects.
38
114632
2657
på grund av deras obehagliga biverkningar.
02:13
These drugs have so many side effects
39
117289
2060
De här läkemedlen har så många biverkningar
02:15
because using them to treat a complex psychiatric disorder
40
119349
3956
därför att att använda dem för att behandla
en komplex psykiatrisk sjukdom
en komplex psykiatrisk sjukdom
02:19
is a bit like trying to change your engine oil
41
123305
2689
är lite som att försöka byta motorolja i bilen
02:21
by opening a can and pouring it all over the engine block.
42
125994
4113
genom att öppna en burk och
hälla oljan över hela motorblocket.
hälla oljan över hela motorblocket.
02:26
Some of it will dribble into the right place,
43
130107
2150
En del kommer att rinna in på rätt ställe,
02:28
but a lot of it will do more harm than good.
44
132257
3101
men mycket av den kommer
att göra mer skada än nytta.
att göra mer skada än nytta.
02:31
Now, an emerging view
45
135358
2238
Ett framväxande sätt att se saken
02:33
that you also heard about from Dr. Insel this morning,
46
137596
2950
som du också hörde om från Dr Insel i morse
02:36
is that psychiatric disorders are actually
47
140546
2570
är att psykiska störningar faktiskt är
02:39
disturbances of neural circuits that mediate
48
143116
3474
störningar av nervbanor som förmedlar
02:42
emotion, mood and affect.
49
146590
3519
känslor, humör och affekter.
02:46
When we think about cognition,
50
150109
1762
När vi tänker på kognition,
02:47
we analogize the brain to a computer. That's no problem.
51
151871
3576
jämför vi hjärnan med en dator. Det är inga problem.
02:51
Well it turns out that the computer analogy
52
155447
2581
Det har visat sig att datorjämförelsen
02:53
is just as valid for emotion.
53
158028
2383
även fungerar för känslor.
02:56
It's just that we don't tend to think about it that way.
54
160411
2786
Det är bara det att vi inte brukar
tänka på dem på det sättet.
tänka på dem på det sättet.
02:59
But we know much less about the circuit basis
55
163197
3283
Men vi vet mycket mindre om hur nervbanor kan
03:02
of psychiatric disorders
56
166480
1899
orsaka psykiska störningar
03:04
because of the overwhelming dominance
57
168379
2070
på grund av att "kemisk obalans-hypotesen"
03:06
of this chemical imbalance hypothesis.
58
170449
3352
fått så stort utrymme.
03:09
Now, it's not that chemicals are not important
59
173801
3827
Det inte så att kemikalier inte är viktiga
03:13
in psychiatric disorders.
60
177628
1537
i psykiatriska störningar.
03:15
It's just that they don't bathe the brain like soup.
61
179165
3972
Men de dränker inte in hjärnan som en soppa.
03:19
Rather, they're released in very specific locations
62
183137
3649
Snarare finns de på mycket specifika platser
03:22
and they act on specific synapses
63
186786
2725
och påverkar vissa synapser
03:25
to change the flow of information in the brain.
64
189511
3688
så att flödet av information i hjärnan ändras.
03:29
So if we ever really want to understand
65
193199
2437
Så om vi verkligen vill förstå
03:31
the biological basis of psychiatric disorders,
66
195636
2705
den biologiska grunden för psykiska störningar,
03:34
we need to pinpoint these locations in the brain
67
198341
3032
måste vi precisera de här platserna i hjärnan
03:37
where these chemicals act.
68
201373
1734
där kemikalierna verkar.
03:39
Otherwise, we're going to keep pouring oil all over our mental engines
69
203107
3479
Annars kommer vi att fortsätta
hälla olja över våra mentala motorer
hälla olja över våra mentala motorer
03:42
and suffering the consequences.
70
206586
2957
och fortsätta lida av följderna.
03:45
Now to begin to overcome our ignorance
71
209543
3059
För att börja övervinna vår okunnighet
03:48
of the role of brain chemistry in brain circuitry,
72
212602
3534
om hur hjärnans kemi påverkar hjärnans nervbanor
03:52
it's helpful to work on what we biologists call
73
216136
2680
är det bra att arbeta med vad vi biologer kallar
03:54
"model organisms,"
74
218816
1579
"modellorganismer,"
03:56
animals like fruit flies and laboratory mice,
75
220395
3334
djur som bananflugor och laboratoriemöss,
03:59
in which we can apply powerful genetic techniques
76
223729
3425
som vi kan tillämpa kraftfulla
genetiska tekniker på
genetiska tekniker på
04:03
to molecularly identify and pinpoint
77
227154
3625
för att identifiera och lokalisera
04:06
specific classes of neurons,
78
230779
1563
specifika kategorier av nervceller,
04:08
as you heard about in Allan Jones's talk this morning.
79
232342
2903
som du hörde om i Allan Jones föredrag i morse.
04:11
Moreover, once we can do that,
80
235245
2461
När vi väl kan göra det,
04:13
we can actually activate specific neurons
81
237706
2749
kan vi faktiskt aktivera specifika nervceller
04:16
or we can destroy or inhibit the activity of those neurons.
82
240455
4211
eller så kan vi ta bort eller hämma
aktiviteten hos dessa nervceller.
aktiviteten hos dessa nervceller.
04:20
So if we inhibit a particular type of neuron,
83
244666
2714
Så om vi hämmar en viss typ av nervcell,
04:23
and we find that a behavior is blocked,
84
247380
2465
och vi märker att detta hämmar ett visst beteende,
04:25
we can conclude that those neurons
85
249845
2214
kan vi dra slutsatsen att de här nervcellerna
04:27
are necessary for that behavior.
86
252059
2964
är nödvändiga för det beteendet.
04:30
On the other hand, if we activate a group of neurons
87
255023
2382
Å andra sidan, om vi aktiverar en grupp av nervceller
04:33
and we find that that produces the behavior,
88
257405
2814
och vi märker att det framkallar beteendet,
04:36
we can conclude that those neurons are sufficient for the behavior.
89
260219
4074
kan vi dra slutsatsen att dessa nervceller
räcker för att orsaka beteendet.
räcker för att orsaka beteendet.
04:40
So in this way, by doing this kind of test,
90
264293
3009
Så på detta sätt, genom att göra denna typ av test,
04:43
we can draw cause and effect relationships
91
267302
3523
kan vi rita upp orsak-och-verkan-relationer
04:46
between the activity of specific neurons
92
270825
2356
mellan aktiviteten av specifika nervceller
04:49
in particular circuits and particular behaviors,
93
273181
2913
i vissa nervbanor och särskilda beteenden,
04:51
something that is extremely difficult, if not impossible,
94
276094
2437
något som är oerhört svårt, eller nästan omöjligt,
04:54
to do right now in humans.
95
278531
5051
att göra för människor för tillfället.
04:59
But can an organism like a fruit fly, which is --
96
283582
2837
Men kan en organism som en bananfluga, som är--
05:02
it's a great model organism
97
286419
2200
det är en bra modellorganism
05:04
because it's got a small brain,
98
288619
2538
eftersom den har en liten hjärna,
05:07
it's capable of complex and sophisticated behaviors,
99
291157
3787
den kan utföra komplexa beteenden,
05:10
it breeds quickly, and it's cheap.
100
294944
3150
den förökar sig snabbt, och är billig.
05:13
But can an organism like this
101
298094
1795
Men kan en organism som den här
05:15
teach us anything about emotion-like states?
102
299889
3843
lära oss något om känsloliknande tillstånd?
05:19
Do these organisms even have emotion-like states,
103
303732
3300
Kan de här organismerna till och med
hamna i känsloliknande tillstånd
hamna i känsloliknande tillstånd
05:22
or are they just little digital robots?
104
307032
3363
eller är de bara små robotar?
05:26
Charles Darwin believed that insects have emotion
105
310395
3200
Charles Darwin trodde att insekter har känslor
05:29
and express them in their behaviors, as he wrote
106
313595
2550
och att de uttrycks i deras beteenden, som han skrev
05:32
in his 1872 monograph on the expression of the emotions in man and animals.
107
316145
5193
i sin bok från 1872: "Känslornas uttryck hos människor och djur".
05:37
And my eponymous colleague, Seymour Benzer, believed it as well.
108
321338
3519
Och min kollega Seymour Benzer trodde också det.
05:40
Seymour is the man that introduced the use of drosophila
109
324857
3414
Det var Seymour som började
använda bananflugor
använda bananflugor
05:44
here at CalTech in the '60s as a model organism
110
328271
3523
som modellorganism här på CalTech på 60-talet
05:47
to study the connection between genes and behavior.
111
331794
3597
för att studera sambandet mellan gener och beteende.
05:51
Seymour recruited me to CalTech in the late 1980s.
112
335391
3607
Seymour rekryterade mig till CalTech i slutet av 1980-talet.
05:54
He was my Jedi and my rabbi while he was here,
113
338998
4434
Han var min Jedi och min rabbin medan han var här,
05:59
and Seymour taught me both to love flies
114
343432
2388
och Seymour lärde mig både att älska flugor
06:01
and also to play with science.
115
345820
3049
och att vara lekfull med vetenskap.
06:04
So how do we ask this question?
116
348869
3116
Så hur ska vi ställa oss den här frågan?
06:07
It's one thing to believe that flies have emotion-like states,
117
351985
4060
Det är en sak att tro att flugor
har känsloliknande tillstånd
har känsloliknande tillstånd
06:11
but how do we actually find out whether that's true or not?
118
356045
3163
men hur tar vi reda på om det är sant eller inte?
06:15
Now, in humans we often infer emotional states,
119
359208
3950
Hos människor drar vi ofta slutsatser om känslotillstånd,
06:19
as you'll hear later today, from facial expressions.
120
363158
3905
som ni kommer att höra senare i dag,
från ansiktsuttryck.
från ansiktsuttryck.
06:22
However, it's a little difficult to do that in fruit flies.
121
367063
3720
Det är dock lite svårt att göra det hos bananflugor.
06:26
(Laughter)
122
370783
3313
(Skratt)
06:29
It's kind of like landing on Mars
123
374096
3137
Det är ungefär som att landa på Mars
06:33
and looking out the window of your spaceship
124
377233
2705
och titta ut genom fönstret på ditt rymdskepp
06:35
at all the little green men who are surrounding it
125
379938
2470
på alla små gröna män som omger det
06:38
and trying to figure out, "How do I find out
126
382408
2406
och försöker räkna ut, "Hur tar jag reda på
06:40
if they have emotions or not?"
127
384814
2355
om de har känslor eller inte?"
06:43
What can we do? It's not so easy.
128
387169
3543
Vad kan vi göra? Det är inte så lätt.
06:46
Well, one of the ways that we can start
129
390712
2185
Tja, ett av sätten vi kan börja med
06:48
is to try to come up with some general characteristics
130
392897
4125
är att försöka komma på några allmänna egenskaper
06:52
or properties of emotion-like states
131
397022
3748
för känsloliknande tillstånd,
06:56
such as arousal, and see if we can identify
132
400770
3464
som t ex upphetsning, och se om vi kan identifiera
07:00
any fly behaviors that might exhibit some of those properties.
133
404234
5376
några av flugornas beteenden som kan uppvisa
dessa egenskaper.
dessa egenskaper.
07:05
So three important ones that I can think of
134
409610
2820
Tre viktiga sådana som jag kan komma på
07:08
are persistence, gradations in intensity, and valence.
135
412430
4672
är uthållighet, grader av intensitet och valens.
07:13
Persistence means long-lasting.
136
417102
2334
Uthållighet innebär att något pågår en längre tid.
07:15
We all know that the stimulus that triggers an emotion
137
419436
3961
Vi vet alla att den stimulus som utlöser en känsla
07:19
causes that emotion to last long after the stimulus is gone.
138
423397
5016
gör att känslan kan pågå långt efter
att stimulus är borta.
att stimulus är borta.
07:24
Gradations of intensity means what it sounds like.
139
428413
3090
Grader av intensitet är vad det låter som.
07:27
You can dial up the intensity or dial down the intensity of an emotion.
140
431503
4583
Du kan höja eller sänka intensiteten hos en känsla.
07:31
If you're a little bit unhappy, the corners of your mouth
141
436086
2600
Om du är lite olycklig, kommer mungiporna
07:34
turn down and you sniffle,
142
438686
1687
peka nedåt och du snörvlar lite
07:36
and if you're very unhappy, tears pour down your face
143
440373
3138
och om du är mycket olycklig,
kommer tårar att börja rinna nedför ansiktet
kommer tårar att börja rinna nedför ansiktet
07:39
and you might sob.
144
443511
1832
och du kanske snyftar.
07:41
Valence means good or bad, positive or negative.
145
445343
4379
Valens innebär bra eller dåligt, positivt eller negativt.
07:45
So we decided to see if flies could be provoked into showing
146
449722
4452
Vi bestämde oss för att se om vi kunde få
flugor att visa
flugor att visa
07:50
the kind of behavior that you see
147
454174
2451
den typ av beteende som du ser
07:52
by the proverbial wasp at the picnic table,
148
456625
2810
hos den där getingen vid utflyktsbordet
07:55
you know, the one that keeps coming back to your hamburger
149
459435
2685
du vet, den som fortsätter
komma tillbaka till din hamburgare
komma tillbaka till din hamburgare
07:58
the more vigorously you try to swat it away,
150
462120
2529
hur energiskt du än försöker att vifta bort den,
08:00
and it seems to keep getting irritated.
151
464649
2284
och den verkar bli irriterad om och om igen.
08:02
So we built a device, which we call a puff-o-mat,
152
466933
3647
Så vi byggde en enhet, som vi kallar en puff-o-mat,
08:06
in which we could deliver little brief air puffs to fruit flies
153
470580
4345
som kunde blåsa små luftpuffar på bananflugor
08:10
in these plastic tubes in our laboratory bench
154
474925
2776
i här plaströren i vår laboratoriebänk
08:13
and blow them away.
155
477701
1725
så att de for iväg.
08:15
And what we found is that if we gave these flies
156
479426
3239
Vad vi kom fram till var att om vi gav dessa flugor
08:18
in the puff-o-mat several puffs in a row,
157
482665
2848
i puff-o-maten flera puffar i rad,
08:21
they became somewhat hyperactive
158
485513
2689
så blev de blev de en aning hyperaktiva
08:24
and continued to run around for some time after the air puffs actually stopped
159
488202
4435
och fortsatte att fara runt
ett tag efter att luftpuffarna slutat komma
ett tag efter att luftpuffarna slutat komma
08:28
and took a while to calm down.
160
492637
2864
och det tog dem en stund att lugna ner sig.
08:31
So we quantified this behavior
161
495501
2189
Vi gjorde detta beteende mätbart
08:33
using custom locomotor tracking software
162
497690
3012
genom att använda programvara
anpassad för rörelsespårning,
anpassad för rörelsespårning,
08:36
developed with my collaborator Pietro Perona,
163
500702
2800
utvecklad tillsammans med min medarbetare
Pietro Perona,
Pietro Perona,
08:39
who's in the electrical engineering division here at CalTech.
164
503502
3612
som jobbar vid institutionen för elektroteknik
här vid CalTech.
här vid CalTech.
08:43
And what this quantification showed us is that,
165
507114
2814
Mätningen visade oss att
08:45
upon experiencing a train of these air puffs,
166
509928
3224
när flugorna utsätts för dessa luftpuffar
08:49
the flies appear to enter a kind of state of hyperactivity
167
513152
4314
går de in i ett slags hyperaktivt tillstånd
08:53
which is persistent, long-lasting,
168
517466
2598
som är ihållande, varaktigt,
08:55
and also appears to be graded.
169
520064
2504
och också verkar variera i styrka.
08:58
More puffs, or more intense puffs,
170
522568
2859
Fler puffar, eller mer intensiva puffar,
09:01
make the state last for a longer period of time.
171
525427
3913
gör att tillståndet varar under en längre tid.
09:05
So now we wanted to try to understand something
172
529340
2036
Nu ville vi försöka förstå något
09:07
about what controls the duration of this state.
173
531376
3714
om vad som styr varaktigheten av detta tillstånd.
09:10
So we decided to use our puff-o-mat
174
535090
2851
Så vi beslutade att använda vår puff-o-mat
09:13
and our automated tracking software
175
537941
2055
och vår automatiserade spårningsprogramvara
09:15
to screen through hundreds of lines of mutant fruit flies
176
539996
3782
för att sålla igenom hundratals grupper av muterade bananflugor
09:19
to see if we could find any that showed abnormal responses to the air puffs.
177
543778
5079
för att se om vi kunde hitta några som visade onormala reaktioner på luftpuffarna.
09:24
And this is one of the great things about fruit flies.
178
548857
2347
Och det här är en av de underbara sakerna
med bananflugor.
med bananflugor.
09:27
There are repositories where you can just pick up the phone
179
551204
2793
Det finns flugfarmer som du bara kan ringa till
09:29
and order hundreds of vials of flies of different mutants
180
553997
3641
och beställa hundratals flaskor med flugor med olika mutationer
09:33
and screen them in your assay and then find out
181
557638
2172
och analysera dem för att ta reda på
09:35
what gene is affected in the mutation.
182
559810
3319
vilken gen som påverkats i mutationen.
09:39
So doing the screen, we discovered one mutant
183
563129
3512
När vi gjorde kontrollen upptäckte vi en typ av fluga
09:42
that took much longer than normal to calm down
184
566641
3474
som tog mycket längre tid på sig än normalt
för att lugna ner sig
för att lugna ner sig
09:46
after the air puffs,
185
570115
2277
efter luftpuffarna,
09:48
and when we examined the gene that was affected in this mutation,
186
572392
3950
och när vi undersökte den gen som var påverkad i denna mutation,
09:52
it turned out to encode a dopamine receptor.
187
576342
3605
visade det sig att den
var relaterad till en dopamin-receptor.
var relaterad till en dopamin-receptor.
09:55
That's right -- flies, like people, have dopamine,
188
579947
3011
Det är sant: flugor, liksom människor, har dopamin,
09:58
and it acts on their brains and on their synapses
189
582958
2772
och det fungerar på deras hjärnor och
deras synapser
deras synapser
10:01
through the same dopamine receptor molecules
190
585730
2550
genom samma slags
dopamin-receptor-molekyler
dopamin-receptor-molekyler
10:04
that you and I have.
191
588280
2389
som du och jag har.
10:06
Dopamine plays a number of important functions in the brain,
192
590669
3486
Dopamin har en rad viktiga funktioner i hjärnan,
10:10
including in attention, arousal, reward,
193
594155
3113
till exempel för uppmärksamhet,
upphetsning och belöning,
upphetsning och belöning,
10:13
and disorders of the dopamine system have been linked
194
597268
3413
och störningar i dopaminsystemet har kopplats
10:16
to a number of mental disorders including drug abuse,
195
600681
3100
till ett antal psykiska störningar
inklusive drogmissbruk,
inklusive drogmissbruk,
10:19
Parkinson's disease, and ADHD.
196
603781
4234
Parkinsons sjukdom och ADHD.
10:23
Now, in genetics, it's a little counterintuitive.
197
608015
2790
Men vi jobbar lite bakvänt inom genetiken.
10:26
We tend to infer the normal function of something
198
610805
3260
Vi brukar bestämma den normala funktionen av något
10:29
by what doesn't happen when we take it away,
199
614065
3710
genom vad som inte händer när vi tar bort det,
10:33
by the opposite of what we see when we take it away.
200
617775
3003
alltså motsatsen till vad vi ser när vi tar bort det.
10:36
So when we take away the dopamine receptor
201
620778
3013
Så när vi tar bort dopamin-receptorn
10:39
and the flies take longer to calm down,
202
623791
2557
och flugorna tar längre tid på sig
att lugna ner sig
att lugna ner sig
10:42
from that we infer that the normal function of this receptor and dopamine
203
626348
3846
drar vi slutsatsen att den normala funktionen
av denna receptor och dopamin
av denna receptor och dopamin
10:46
is to cause the flies to calm down faster after the puff.
204
630194
4485
är att hjälpa flugorna att
lugna ner sig snabbare efter luftpuffen.
lugna ner sig snabbare efter luftpuffen.
10:50
And that's a bit reminiscent of ADHD,
205
634679
2950
Och det påminner lite om ADHD,
10:53
which has been linked to disorders of the dopamine system in humans.
206
637629
3975
som har kopplats till störningar i dopaminsystemet
hos människor.
hos människor.
10:57
Indeed, if we increase the levels of dopamine in normal flies
207
641604
4606
Faktiskt, om vi ökar nivåerna av dopamin hos normala flugor
11:02
by feeding them cocaine
208
646210
1710
genom att ge dem kokain
11:03
after getting the appropriate DEA license
209
647920
2972
efter att ansökt om rätt myndighetstillstånd
11:06
— oh my God -- (Laughter) —
210
650892
4000
-Gode gud-
(Skratt)
(Skratt)
11:10
we find indeed that these cocaine-fed flies
211
654892
3172
så ser vi verkligen att dessa kokainmatade flugor
11:13
calm down faster than normal flies do,
212
658064
3042
lugnar ner sig snabbare än normala flugor,
11:17
and that's also reminiscent of ADHD,
213
661106
3199
och det påminner också om ADHD,
11:20
which is often treated with drugs like Ritalin
214
664305
2045
som ofta behandlas med läkemedel som Ritalin
11:22
that act similarly to cocaine.
215
666350
3019
som påverkar på samma sätt som kokain.
11:25
So slowly I began to realize that what started out
216
669369
3149
Så långsamt började jag inse att det som började
11:28
as a rather playful attempt to try to annoy fruit flies
217
672518
3649
som ett ganska lekfullt försök att irritera bananflugor
11:32
might actually have some relevance to a human psychiatric disorder.
218
676167
3976
kanske faktiskt har någon relevans
för en mänsklig psykisk sjukdom.
för en mänsklig psykisk sjukdom.
11:36
Now, how far does this analogy go?
219
680143
2226
Hur långt kan vi dra den här jämförelsen?
11:38
As many of you know, individuals afflicted with ADHD
220
682369
3122
Som många av er vet
har individer som drabbats av ADHD
har individer som drabbats av ADHD
11:41
also have learning disabilities.
221
685491
2337
också inlärningssvårigheter.
11:43
Is that true of our dopamine receptor mutant flies?
222
687828
3566
Är det sant för våra flugor med muterade dopamin-receptorer?
11:47
Remarkably, the answer is yes.
223
691394
2720
Anmärkningsvärt nog är svaret ja.
11:50
As Seymour showed back in the 1970s,
224
694114
2628
Som Seymour visade på 1970-talet,
11:52
flies, like songbirds, as you just heard,
225
696742
2451
så kan flugor, liksom sångfåglar,
som du just hört,
som du just hört,
11:55
are capable of learning.
226
699193
1733
klara av att lära sig saker.
11:56
You can train a fly to avoid an odor, shown here in blue,
227
700926
4443
Du kan träna en fluga att undvika en lukt,
här visat i blått,
här visat i blått,
12:01
if you pair that odor with a shock.
228
705369
2388
Om du kopplar ihop lukten med en elstöt.
12:03
Then when you give those trained flies the chance to choose
229
707757
3384
När du sedan ger de tränade flugorna
en möjlighet att välja
en möjlighet att välja
12:07
between a tube with the shock-paired odor and another odor,
230
711141
3154
mellan ett rör med lukt som kopplats till elstötar och
en annan lukt,
en annan lukt,
12:10
it avoids the tube containing the blue odor that was paired with shock.
231
714295
4200
kommer den att undvika röret med den blå lukten
som kopplats ihop med elstötar.
som kopplats ihop med elstötar.
12:14
Well, if you do this test on dopamine receptor mutant flies,
232
718495
3502
Om du gör det här testet på flugor
med den muterade dopaminreceptorn,
med den muterade dopaminreceptorn,
12:17
they don't learn. Their learning score is zero.
233
721997
2465
så lär de sig ingenting.
Deras lärandepoäng är noll.
Deras lärandepoäng är noll.
12:20
They flunk out of CalTech.
234
724462
3811
De blir avstängda från CalTech.
12:24
So that means that these flies have two abnormalities,
235
728273
4748
Detta betyder att dessa flugor har två avvikelser,
12:28
or phenotypes, as we geneticists call them,
236
733021
3050
eller fenotyper, som vi genetiker kallar dem,
12:31
that one finds in ADHD: hyperactivity and learning disability.
237
736071
5512
som man också finner i ADHD: hyperaktivitet och inlärningssvårigheter.
12:37
Now what's the causal relationship, if anything, between these phenotypes?
238
741583
4363
Så vad är orsakssambandet, om det finns något,
mellan dessa fenotyper?
mellan dessa fenotyper?
12:41
In ADHD, it's often assumed that the hyperactivity
239
745946
3913
När det gäller ADHD, antas det ofta att hyperaktiviteten
12:45
causes the learning disability.
240
749859
1906
orsakar inlärningssvårigheter.
12:47
The kids can't sit still long enough to focus, so they don't learn.
241
751765
3719
Barnen kan inte sitta stilla tillräckligt länge
för att fokusera, så de lär sig ingenting.
för att fokusera, så de lär sig ingenting.
12:51
But it could equally be the case that it's the learning disabilities
242
755484
3296
Men det kunde lika gärna vara så
att det är inlärningssvårigheter
att det är inlärningssvårigheter
12:54
that cause the hyperactivity.
243
758780
1872
som orsakar hyperaktiviteten.
12:56
Because the kids can't learn, they look for other things to distract their attention.
244
760652
4470
Eftersom barnen inte lär sig något, ser de sig
omkring efter saker att fästa sin uppmärksamhet på.
omkring efter saker att fästa sin uppmärksamhet på.
13:01
And a final possibility is that there's no relationship at all
245
765122
3057
Och en sista möjlighet är
att det inte finns någon relation alls
att det inte finns någon relation alls
13:04
between learning disabilities and hyperactivity,
246
768179
2404
mellan inlärningssvårigheter och hyperaktivitet,
13:06
but that they are caused by a common underlying mechanism in ADHD.
247
770583
4915
utan att de orsakas av en gemensam bakomliggande
faktor hos ADHD.
faktor hos ADHD.
13:11
Now people have been wondering about this for a long time
248
775498
2342
Folk har funderat över det här ganska länge
13:13
in humans, but in flies we can actually test this.
249
777840
3488
vad gäller människor, men hos flugor
kan vi faktiskt testa detta.
kan vi faktiskt testa detta.
13:17
And the way that we do this is to delve deeply into the mind
250
781328
3084
Och sättet att vi gör detta är att gräva djupt i sinnet
13:20
of the fly and begin to untangle its circuitry using genetics.
251
784412
4266
hos flugan och börja reda ut
dess nervbanor med hjälp av genetik.
dess nervbanor med hjälp av genetik.
13:24
We take our dopamine receptor mutant flies
252
788678
2462
Vi tar våra flugor med muterade dopamin-receptorer
13:27
and we genetically restore, or cure, the dopamine receptor
253
791140
4564
och vi återställer, eller botar, dopamin-receptorn
13:31
by putting a good copy of the dopamine receptor gene
254
795704
3235
genom att sätta tillbaka en fungerande
kopia av dopamin-receptor-genen
kopia av dopamin-receptor-genen
13:34
back into the fly brain.
255
798939
2051
i flughjärnan.
13:36
But in each fly, we put it back only into certain neurons
256
800990
3835
Men i varje fluga sätter vi tillbaka det
bara i vissa nervceller
bara i vissa nervceller
13:40
and not in others, and then we test each of these flies
257
804825
3714
och inte i andra, och sedan testar vi alla dessa flugor
13:44
for their ability to learn and for hyperactivity.
258
808539
3668
och ser vilken förmåga de har att lära sig
och hur hyperaktiva de är.
och hur hyperaktiva de är.
13:48
Remarkably, we find we can completely dissociate these two abnormalities.
259
812207
4818
Anmärkningsvärt nog så kan vi
helt separera dessa två avvikelser.
helt separera dessa två avvikelser.
13:52
If we put a good copy of the dopamine receptor back
260
817025
2663
Om vi sätter tillbaka en
fungerande kopia av dopamin-receptorn
fungerande kopia av dopamin-receptorn
13:55
in this elliptical structure called the central complex,
261
819688
2961
i den elliptiska struktur som kallas det
centrala komplexet,
centrala komplexet,
13:58
the flies are no longer hyperactive, but they still can't learn.
262
822649
4077
är flugorna inte längre hyperaktiva, men de kan
fortfarande inte lära sig något.
fortfarande inte lära sig något.
14:02
On the other hand, if we put the receptor back in a different structure
263
826726
2726
Å andra sidan, om vi sätter tillbaka receptorn
i en annan struktur
i en annan struktur
14:05
called the mushroom body,
264
829452
1518
som kallas svampkroppen,
14:06
the learning deficit is rescued, the flies learn well,
265
830970
3085
räddar vi lärandeförmågan, flugorna lär sig väl,
14:09
but they're still hyperactive.
266
834055
1830
men de är fortfarande hyperaktiva.
14:11
What that tells us is that dopamine
267
835885
2250
Vad det säger oss är att dopamin
14:14
is not bathing the brain of these flies like soup.
268
838135
3392
inte dränker in hjärnan hos dessa flugor som soppa.
14:17
Rather, it's acting to control two different functions
269
841527
3162
Snarare påverkar det två olika funktioner
14:20
on two different circuits,
270
844689
1634
i olika nervkretsar
14:22
so the reason there are two things wrong with our dopamine receptor flies
271
846323
3904
så anledningen till att två saker
är fel med våra dopamin-receptor-flugor
är fel med våra dopamin-receptor-flugor
14:26
is that the same receptor is controlling two different functions
272
850227
4175
är att samma receptor kontrollerar två olika funktioner
14:30
in two different regions of the brain.
273
854402
2863
i två olika regioner av hjärnan.
14:33
Whether the same thing is true in ADHD in humans
274
857265
3062
Om samma sak är sant för ADHD hos människor
14:36
we don't know, but these kinds of results
275
860327
2376
vet vi inte, men dessa typer av resultat
14:38
should at least cause us to consider that possibility.
276
862703
3477
bör åtminstone leda till att vi överväger
den möjligheten.
den möjligheten.
14:42
So these results make me and my colleagues more convinced than ever
277
866180
3973
Så de här resultaten gör mig och mina kolleger
mer övertygade än någonsin
mer övertygade än någonsin
14:46
that the brain is not a bag of chemical soup,
278
870153
3412
att hjärnan inte är en påse med soppa,
14:49
and it's a mistake to try to treat complex psychiatric disorders
279
873565
3527
och det är ett misstag att försöka behandla
komplexa psykiska störningar
komplexa psykiska störningar
14:52
just by changing the flavor of the soup.
280
877092
2711
bara genom att ändra smak på soppan.
14:55
What we need to do is to use our ingenuity and our scientific knowledge
281
879803
4217
Vad vi behöver göra är att använda vår
uppfinningsrikedom och vår vetenskapliga kunskap
uppfinningsrikedom och vår vetenskapliga kunskap
14:59
to try to design a new generation of treatments
282
884020
2708
för att försöka utforma en ny generation av behandlingar
15:02
that are targeted to specific neurons and specific regions of the brain
283
886728
4288
som är inriktade på specifika nervceller och
specifika regioner i hjärnan
specifika regioner i hjärnan
15:06
that are affected in particular psychiatric disorders.
284
891016
3338
som är drabbade i synnerhet vid psykiska störningar.
15:10
If we can do that, we may be able to cure these disorders
285
894354
3200
Om vi kan göra det, kan vi få möjlighet
att bota dessa sjukdomar
att bota dessa sjukdomar
15:13
without the unpleasant side effects,
286
897554
2047
utan obehagliga biverkningar,
15:15
putting the oil back in our mental engines,
287
899601
2746
och bara byta oljan i våra mentala motorer
15:18
just where it's needed. Thank you very much.
288
902347
3184
på de ställen där det behövs. Tack så mycket.
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