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.
Man tika piedāvāts asociētā medicīnas profesora amats un zinātniskās vizualizācijas vadītāja vieta Jēlas Universitātes Medicīnas fakultātē. Mans pienākums bija rakstīt daudzus no algoritmiem un kodiem, lai NASA varētu veikt virtuālo ķirurģiju astronautu sagatavošanai lidojumiem tālu kosmosā, tā, lai viņi varētu tikt turēti robotizētās gondolās. Viens no fascinējošām lietām tajā, pie kā mēs patiesi strādājām, ir tā, ka mēs redzējām, lietojot jaunas skenēšanas tehnoloģijas, lietas, ko nekad agrāk nebijām redzējuši. Ne tikai slimību pārzināšanā, bet arī lietas, kas ļāva mums ieraudzīt ķermenī to, kas vienkārši tev lika brīnīties.
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.
Atminos vienu no pirmajām reizēm, kad aplūkojām kolagēnu. Visu jūsu ķermenī — matus, ādu, kaulus, nagus — visu veido kolagēns. Tam ir tāda kā auklveida uzbūve, kas šādi griežas un viijas. Vienīgā vieta, kur kolagēns maina tā uzbūvi, ir jūsu acs radzenē. Jūsu acī tas iegūst režģa formu un tāpēc tas kļūst caurspīdīgs, pretstatā necaurredzamajam. Tik nevainojami sakārtotai uzbūvei bija grūti nepiedēvēt dievišķību. Jo mēs atkal un atkal redzējām vienu un to pašu dažādās ķermeņa daļās.
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."
Viena no iespējām, kas man bija - kāds cilvēks strādāja pie patiesi interesantas mikromagnētiskās rezonanses attēlošanas iekārtas Nacionālajā Veselības Institūtā (NIH). Mēs gatavojāmies izvērst jaunu projektu par augļa attīstību no ieņemšanas līdz dzimšanai, izmantojot šīs jaunās tehnoloģijas. Tā nu es sarakstīju algoritmus un kodu un viņš radīja aparatūru -- Pols Lauterbūrs -- pēc tam ieguvām Nobela Prēmiju par magnētiskās rezonanses tomogrāfa izgudrošanu. Es saņēmu datus. Es jums parādīšu paraugu no video „No ieņemšanas līdz dzimšanai.”
(Music)
(Mūzika)
[From Conception to Birth]
[No ieņemšanas līdz dzimšanai.]
[Oocyte]
[Oocīts]
[Sperm]
[Sperma]
[Egg Inseminated]
[Apaugļota olšūna]
[24 Hours: Baby's first division]
[24 stundas: Bērniņa pirmā dalīšanās]
[The fertilized ovum divides a few hours after fusion...]
[Apaugļotā olšūna dalās dažas stundas pēc saplūšanas ...]
[And divides anew every 12 to 15 hours.]
Un dalās no jauna katras 12 līdz 15 stundas.
[Early Embryo]
[Agrīnais embrijs]
[Yolk sack still feeding baby.]
Olas dzeltenuma maiss vēl baro augli.
[25 Days: Heart chamber developing.]
[25 dienas: Sirds kambara attīstīšanās.]
[32 Days: Arms & hands are developing]
[32 dienas: Roku un plaukstu attīstīšanās].
[36 Days: Beginning of the primitive vertebrae]
36 dienas: Primitīvo skriemeļu rašanās
[These weeks are the period of the most rapid development of the fetus.]
[Šīs nedēļas ir visstraujākais augļa attīstības posms.] ddf
[If the fetus continues to grow at this speed for the entire 9 months, it would be 1.5 tons at birth.]
[Ja auglis šādā ātrumā turpinātu augt visus deviņus mēnešus, dzimšanas brīdī tas svērtu 1,5 tonnas.]
[45 Days]
[45 dienas]
[Embryo's heart is beating twice as fast as the mother's.]
[Embrija sirds sitas divreiz ātrāk nekā mātes.]
[51 Days]
[51 dienas]
[Developing retina, nose and fingers]
[Tīklenes, deguna un pirkstu veidošanās.]
[The fetus' continual movement in the womb is necessary for muscular and skeletal growth.]
[Augļa nepārtrauktās kustības dzemdē ir vajadzīgas muskuļu un skeleta augšanai.]
[12 Weeks: Indifferent penis]
[12 nedēļas: neizveidojies dzimumloceklis]
[Girl or boy yet to be determined]
[Dzimums vēl nav noteikts.]
[8 Months]
[8 mēneši]
[Delivery: The expulsion stage]
[Dzemdības: izspiešanas stadija]
[The moment of birth]
[Dzimšanas brīdis.]
(Applause)
(Aplausi)
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?
Aleksandrs Ciprs: Paldies. Kā redzat, patiesi sākot strādāt ar šiem datiem, tas ir diezgan iespaidīgi. Mēs turpinājām skenēt vēl un vēl, strādāt pie šī projekta, skatīties uz šīm divām vienkāršajām šūnām, kurām ir šis neticamais mehānisms, kas kļūs par brīnumu — jums. Mēs turpinājām apstrādāt datus, aplūkot mazus ķermeņa sakopojumus, šos mazos audu gabaliņus, kas bija blastocistas apvalks, kas piepeši piekļāvās dzemdes sānam, sakot: „Esmu šeit uz palikšanu.” Sarunājoties un sazinoties ar estrogēniem, progesteroniem, sakot „Esmu šeit uz palikšanu, iestādi mani,” izveidojot šo apbrīnojamo trīsdaļīgo augli, kas 44 dienu laikā kļūst par kaut ko, ko varat atpazīt, un tad deviņās nedēļās — mazu cilvēciņu. Šīs informācijas brīnums: kā mums reāli piemīt šis bioloģiskais mehānisms mūsu ķermenī, lai spētu saskatīt šo informāciju?
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.
Es parādīšu jums ko diezgan neatkārtojamu. Lūk, cilvēka sirds 25. dienā. Būtībā divas dzīslas. Un kā šis krāšņais origami, 4. nedēļā šūnu attīstības ātrums ir 1 miljons šūnu sekundē, jo tas apņem tikai sevi. Piecu nedēļu laikā var sākt saskatīt agrīnos iekškambarus un kambarus. 6 nedēļas, šīs krokas sāk kļūt spējīgas noārdīt ar kārpiņām sirds iekšienē katru no šiem vārstuļiem jūsu sirdī līdz brīdim, kad jūs iegūstat nobriedušu sirdi -- un tad visa ķermeņa attīstība. Ikvienas ģenētiskās struktūras mehānisma burvība precīzi norādot, kur katrai nervu šūnai jādodas. Šo matemātisko modeļu sarežģītība un kā šīs lietas patiesi notiek sniedzas cilvēka saprašanas.
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.
Kaut arī esmu matemātiķis, pat es skatos ar apbrīnu uz to, kā šis norāžu kopums nepieļauj nekādas kļūdas mūs radot? Tas ir noslēpums, burvība, dievišķība. Tad jūs sākat skatīties uz pieaugušo dzīvi. Aplūkojiet šo mazo kapilāru saišķi. Tā ir sīks, mikroskopisks pamatu pamats. Kad jūs esat 9 mēnešus veci un dzimstat, jūsu ķermenī ir gandrīz 100 000 kilometru gari asinsvadi. Un tikai pusotrs kilometrs no tā ir redzams. 99 998,5 kilometri piegādā barības vielas un izvada gala produktus. Tas, cik šī vienotā sistēma ir sarežģīti būvēta, arī ir ārpus jebkuras saprašanas vai jebkuras mūsdienās eksistējošas matemātiskas teorijas robežām.
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.
Un tas komandu kopums, no smadzenēm līdz jebkurai citai ķermeņa daļai -- palūkojieties uz šo ielocījumu sarežģītību. No kurienes šī pārliecība, ka vairāk smadzeņu krokojumi spēj saturēt vairāk informācijas, reāli skatoties kā mazuļa smadzenes aug -- un šī ir viena no lietām, ar ko pašlaik mēs nodarbojamies. Mēs gatavojamies laist klajā divus jaunus pētījumus par mazuļa smadzeņu attēliem jau no dzimšanas brīža. Katrus 6 mēnešus līdz 6 gadu vecumam -- mēs to veiksim aptuveni 250 bērniem -- vērojām kā tieši veidojas smadzeņu lokas un krokas, lai izprastu, kā šī apbrīnojamais attīstības process pārtop atmiņās un brīnumā, kas esam mēs visi.
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?
Un tas nav tikai mūsu personīgās eksistences ietvaros, bet arī kā sievietes ķermenis saprot, un tajā ir ģenētiskas struktūras, kas ne vien uztur viņu pašu, bet arī izprot un spēj kļūt par staigājošām imunoloģiskām sirds un asinsvadu sistēmām, kas ir kustīga sistēma, kura patiesi var barot, uzturēt šo brīnumaino būtni - bērnu. Tas ir ārpus mūsu saprašanas -- burvība, kas ir eksistence, kas esam mēs?
Thank you.
Paldies.
(Applause)
(Aplausi)