I was offered a position as associate professor of medicine and chief of scientific visualization at Yale University in the department of medicine. And my job was to write many of the algorithms and code for NASA to do virtual surgery in preparation for the astronauts going into deep-space flight, so they could be kept in robotic pods. One of the fascinating things about what we were working on is that we were seeing, using new scanning technologies, things that had never been seen before. Not only in disease management, but also things that allowed us to see things about the body that just made you marvel.
Mi è stata offerta una cattedra come professore associato di medicina e capo della visualizzazione scientifica all'università di Yale nel dipartimento di medicina. E il mio lavoro consisteva nello scrivere algoritmi e codici per la NASA, per fare interventi chirurgici virtuali in previsione delle necessità degli gli astronauti che andranno nella profondità spaziale, in modo da poter essere contenuti in capsule robotiche. Una delle cose affascinanti era vedere, utilizzando nuovi tipi di tecnologie di scansione, cose mai viste prima... voglio dire, non solo nella cura delle malattie, ma anche la possibilità di vedere degli aspetti del corpo che ci lasciavano meravigliati.
I remember one of the first times we were looking at collagen. And your entire body, everything -- your hair, skin, bone, nails -- everything is made of collagen. And it's a kind of rope-like structure that twirls and swirls like this. And the only place that collagen changes its structure is in the cornea of your eye. In your eye, it becomes a grid formation, and therefore, it becomes transparent, as opposed to opaque. So perfectly organized a structure, it was hard not to attribute divinity to it. Because we kept on seeing this in different parts of the body.
Mi ricordo una delle prime volte in cui stavamo osservando il collagene. Tutto il vostro corpo, tutte le sue parti... i capelli, la pelle, le ossa, le unghie... tutto è fatto di collagene. E' una specie di struttura a corda che ruota e gira in questo modo. E l'unico posto dove il collagene cambia la sua struttura è nella cornea dell'occhio. Nel vostro occhio, prende la forma di una griglia, e quindi diventa trasparente, al contrario di opaco. E' una struttura organizzata così perfettamente che era difficile non attribuirla a un intervento divinino. Perché continuavamo a vederla più e più volte in diverse parti del corpo.
One of the opportunities I had was one person was working on a really interesting micromagnetic resonance imaging machine with the NIH. And what we were going to do was scan a new project on the development of the fetus from conception to birth using these new technologies. So I wrote the algorithms and code, and he built the hardware -- Paul Lauterbur -- then went onto win the Nobel Prize for inventing the MRI. I got the data. And I'm going to show you a sample of the piece, "From Conception to Birth."
Una delle opportunità che ho avuto è stata incontrare una persona che lavorava con una interessante macchina di produzione immagini a risonanza micromagnetica presso il NIH (Istituto Nazionale della Salute). Quello che volevamo fare era scanerizzare un nuovo progetto sullo sviluppo del feto dal concepimento alla nascita utilizzando questo tipo di nuove tecnologie. Così ho codificato gli algoritmi, mentre lui... Paul Lauterbur... ha costruito l'hardware che poi ha vinto il premio Nobel per aver inventato la risonanza magnetica. Io ho raccolto i dati. Ora vi faccio vedere il video promozionale "Dal concepimento alla nascita".
(Music)
(Musica)
[From Conception to Birth]
Testo del video: "Dal concepimento alla nascita"
[Oocyte]
Ovocito
[Sperm]
Spermatozoo
[Egg Inseminated]
L'ovulo inseminato
[24 Hours: Baby's first division]
24 ore: La prima divisione del bambino
[The fertilized ovum divides a few hours after fusion...]
L'ovulo inseminato si divide poche ore dopo la fusione ...
[And divides anew every 12 to 15 hours.]
E continua a dividersi ogni 12 - 15 ore.
[Early Embryo]
L'embrione
[Yolk sack still feeding baby.]
Il sacco vitellino ancora alimenta il Bimbo.
[25 Days: Heart chamber developing.]
25 Giorni: Lo sviluppo delle cavità del cuore
[32 Days: Arms & hands are developing]
32 Giorni: Lo sviluppo delle braccia e le mani
[36 Days: Beginning of the primitive vertebrae]
36 Giorni: Formazione delle vertebre primitive
[These weeks are the period of the most rapid development of the fetus.]
Queste settimane sono il periodo di sviluppo più rapido del feto.
[If the fetus continues to grow at this speed for the entire 9 months, it would be 1.5 tons at birth.]
Se il feto continuasse a crescere a questa velocità per tutti nove mesi, peserebbe una tonnellata e mezzo alla nascita.
[45 Days]
45 Giorni
[Embryo's heart is beating twice as fast as the mother's.]
Il cuore dell'embrione batte due volte più veloce del cuore della madre.
[51 Days]
51 Giorni
[Developing retina, nose and fingers]
52 Giorni: Lo sviluppo della retina, del naso e delle dita
[The fetus' continual movement in the womb is necessary for muscular and skeletal growth.]
Il movimento continuo del feto nell'utero è necessario per la sua crescita muscolare e scheletrica.
[12 Weeks: Indifferent penis]
12 Settimane: Genitali indifferenti...
[Girl or boy yet to be determined]
il sesso ancora da determinare
[8 Months]
8 Mesi
[Delivery: The expulsion stage]
Il parto: la fase di espulsione
[The moment of birth]
Il momento della nascita
(Applause)
(Applausi)
Alexander Tsiaras: Thank you. But as you can see, when you actually start working on this data, it's pretty spectacular. And as we kept on scanning more and more, working on this project, looking at these two simple cells that have this unbelievable machinery that will become the magic of you. And as we kept on working on this data, looking at small clusters of the body, these little pieces of tissue that were the trophoblasts coming off of the blastocyst, all of a sudden burrowing itself into the side of the uterus, saying, "I'm here to stay." Having conversation and communications with the estrogens, the progesterones, saying, "I'm here to stay, plant me," building this incredible trilinear fetus that becomes, within 44 days, something that you can recognize, and then at nine weeks is really kind of a little human being. The marvel of this information: How do we actually have this biological mechanism inside our body to actually see this information?
Alexander Tsiaras: Grazie. Ma come potete vedere, quando iniziate davvero a lavorare su questi dati, è proprio spettacolare. Man mano che continuavamo la scansione, lavorando su questo progetto guardando queste due semplici cellule che producono questo incredibile tipo di congegno che diventerà la magia che siete. E man mano che continuavamo a lavorare su questi dati, osservando dei piccoli cluster del corpo, questi piccoli pezzi del tessuto che erano un trofoblasto venuto fuori da una blastocisti, tutto a un tratto scavandosi un passaggio nell'utero e dicendo: "Sono qui per rimanere." E' tutto come un'improvvisa conversazione e comunicazione con gli estrogeni, il progesterone, come se dicesse: "Sono qui per rimanere, piantatemi" formando questo incredibile feto trilineare che in 44 giorni diventerà qualcosa di riconoscibile e poi tra nove settimane diventa un vero e proprio essere umano. La meraviglia di queste informazioni: In che modo effettivamente funziona questo meccanismo biologico all'interno del nostro corpo per farci veramente osservare queste informazioni?
I'm going to show you something pretty unique. Here's a human heart at 25 days. It's just basically two strands. And like this magnificent origami, cells are developing at one million cells per second at four weeks, as it's just folding on itself. Within five weeks, you start to see the early atrium and the early ventricles. Six weeks, these folds are now beginning with the papilla on the inside of the heart actually being able to pull down each one of those valves in your heart until you get a mature heart -- and then basically the development of the entire human body. The magic of the mechanisms inside each genetic structure saying exactly where that nerve cell should go -- the complexity of these, the mathematical models of how these things are indeed done are beyond human comprehension.
Ora vi faccio vedere una cosa veramente unica. Ecco il cuore umano a 25 settimane. Fondamentalmente sono solo due filoni. E come questo magnifico origami le cellule si sviluppano a una velocità di 1 milione di cellule al secondo per 4 settimane, come se si piegasse su se stessa. Nel giro di cinque settimane è possibile vedere il primo atrio e i primi ventricoli. Sei settimane, queste pieghe si stanno formando con la papilla all'interno del cuore davvero in grado di chiudere ognuna di quelle valvole nel cuore fino ad avere un cuore completamente formato... e poi lo sviluppo di tutto il corpo umano. La magia di questi meccanismi all'interno di ogni struttura genetica dice esattamente dove dovrebbe andare questa cellula nervosa... la complessità di questi modelli matematici che determinano come tutto questo accada sono al di là della comprensione umana.
Even though I am a mathematician, I look at this with marvel of how do these instruction sets not make these mistakes as they build what is us? It's a mystery, it's magic, it's divinity. Then you start to take a look at adult life. Take a look at this little tuft of capillaries. It's just a tiny sub-substructure, microscopic. But basically by the time you're nine months and you're given birth, you have almost 60,000 miles of vessels inside your body. And only one mile is visible. 59,999 miles that are basically bringing nutrients and taking waste away. The complexity of building that within a single system is, again, beyond any comprehension or any existing mathematics today.
Pur essendo un matematico, mi chiedo, con meraviglia come queste serie di istruzioni non compiono mai errori, costruendo quello che siamo noi? E' un mistero, è una magia, è il divino. Cominciamo a dare uno sguardo alla vita adulta. Guardate questo piccolo gruppo di capillari. E' solo una piccola sottostruttura, microscopica. Ma fondamentalmente nel momento in cui a nove mesi venite alla luce, avete quasi 60.000 miglia di vasi nel vostro corpo. Devo dire che di loro è visibile solo un miglio. 59,999 miglia che fondamentalmente portano sostanze nutritive ed eliminano quelle rifiutate dal corpo. La complessità di questa costruzione all'interno di un singolo sistema è, di nuovo, al di là di ogni comprensione o di qualsiasi teoria matematica esistente oggi.
And then instructions set, from the brain to every other part of the body -- look at the complexity of the folding. Where does this intelligence of knowing that a fold can actually hold more information, so as you actually watch the baby's brain grow. And this is one of the things we're doing. We're launching two new studies of scanning babies' brains from the moment they're born. Every six months until they're six years old, we're going to be doing about 250 children, watching exactly how the gyri and the sulci of the brains fold to see how this magnificent development actually turns into memories and the marvel that is us.
E questa serie di istruzioni, dal cervello a ogni altra parte del corpo... guardate la complessità delle pieghe. Dove questa intelligenza nel sapere che una piega può in effetti contenere più informazioni, in modo che potete proprio vedere il cervello del bambino crescere... questa è una delle cose di cui ci stiamo occupando adesso. Stiamo in realtà lanciando due nuovi studi scanerizzando i cervelli dei bambini dal momento in cui sono nati. Ogni sei mesi, finché non hanno sei anni... cercheremo di osservare fino a circa 250 bambini... guardando esattamente come le circonvoluzioni e i solchi del cervello si piegano per vedere come questo sviluppo magnifico si trasformi in memoria e nella meraviglia di quello che siamo.
And it's not just our own existence, but how does the woman's body understand to have genetic structure that not only builds her own, but then has the understanding that allows her to become a walking immunological, cardiovascular system that basically is a mobile system that can actually nurture, treat this child with a kind of marvel that is beyond, again, our comprehension -- the magic that is existence, that is us?
E non è solo la nostra esistenza, ma come fa il corpo della donna a capire di avere la struttura genetica che non solo costruisce la sua, ma che è anche dotata di comprensione che le permette di diventare un sistema immunitario, cardiovascolare in movimento, in poche parole un sistema mobile che può effettivamente nutrire, curare questo bambino con questa meraviglia che è, ancora, al di là della nostra comprensione... la magia che è l'esistenza, che siamo noi?
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)