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.
Ik kreeg een positie als universitair docent geneeskunde en hoofd van wetenschappelijke beeldvorming aan de universiteit van Yale in de afdeling geneeskunde. Mijn opdracht was om de algoritmen en de code te schrijven waarmee NASA virtuele chirurgie kon doen, met het oog op bemande 'deep space'-ruimtevaart, zodat ze in robotcapsules konden verblijven. Een van de fascinerende dingen waar we mee bezig waren, is dat we met behulp van nieuwe vormen van scantechnologie dingen zien die nog nooit eerder te zien waren, niet alleen in de bestrijding van ziektes, maar ook dingen in verband met het lichaam die ons in verwondering deden staan.
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.
Ik herinner me een van de eerste keren dat we naar collageen keken. Je hele lichaam, alles - je haar, huid, botten, nagels - alles is gemaakt van collageen. Het is een soort van touw-achtige structuur die zo krult en wervelt. De enige plek waar collageen van structuur verandert, is op het hoornvlies van je oog. In je ogen wordt het een raster, en daarom wordt het transparant in plaats van ondoorzichtig. De structuur was zo perfect georganiseerd dat het moeilijk was om haar geen goddelijkheid toe te dichten, omdat we dit steeds opnieuw te zien kregen in verschillende delen van het lichaam.
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."
Ik kreeg de kans een persoon te zien die bezig was aan een heel interessante MRI-machine met de NIH [National Institutes of Health]. We zouden een nieuw project onder de loep nemen over de ontwikkeling van de foetus vanaf de conceptie tot de geboorte met behulp van dit soort nieuwe technologieën. Ik heb de algoritmes gecodeerd en Paul Lauterbur bouwde de hardware ... en won vervolgens de Nobelprijs voor de uitvinding van de MRI. Ik kreeg de gegevens. Ik zal jullie een voorbeeld laten zien van dat stuk: "Van conceptie tot geboorte".
(Music)
(Muziek)
[From Conception to Birth]
Videotekst: "Van conceptie tot geboorte"
[Oocyte]
Eicel
[Sperm]
Sperma
[Egg Inseminated]
Bevrucht ei
[24 Hours: Baby's first division]
24 uur: eerste deling van de baby
[The fertilized ovum divides a few hours after fusion...]
De bevruchte eicel deelt een paar uur na de versmelting ...
[And divides anew every 12 to 15 hours.]
en deelt opnieuw om de 12 tot 15 uur.
[Early Embryo]
Het embryo in een vroeg stadium
[Yolk sack still feeding baby.]
De dooierzak voedt de baby nog steeds.
[25 Days: Heart chamber developing.]
25 dagen: de hartkamer ontwikkelt zich
[32 Days: Arms & hands are developing]
32 dagen: de armen en handen ontwikkelen zich
[36 Days: Beginning of the primitive vertebrae]
36 dagen: begin van de primitieve wervels
[These weeks are the period of the most rapid development of the fetus.]
Deze weken zijn de periode van de snelste ontwikkeling van de foetus.
[If the fetus continues to grow at this speed for the entire 9 months, it would be 1.5 tons at birth.]
Als de foetus negen maanden op deze snelheid zou blijven groeien, zou hij 1,5 ton wegen bij de geboorte.
[45 Days]
45 dagen
[Embryo's heart is beating twice as fast as the mother's.]
Het hart van het embryo klopt twee keer zo snel als dat van de moeder.
[51 Days]
51 dagen
[Developing retina, nose and fingers]
52 dagen: de ontwikkeling van het netvlies, neus en vingers
[The fetus' continual movement in the womb is necessary for muscular and skeletal growth.]
De voortdurende beweging van de foetus in de baarmoeder is noodzakelijk voor de groei van de spieren en het skelet.
[12 Weeks: Indifferent penis]
12 weken: neutraal geslacht --
[Girl or boy yet to be determined]
we weten nog niet of het een meisje of een jongen wordt.
[8 Months]
8 maanden
[Delivery: The expulsion stage]
Bevalling: het moment van de uitdrijving
[The moment of birth]
Het moment van de geboorte
(Applause)
(Applaus)
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: Dank je wel. Maar zoals je kunt zien, wanneer je daadwerkelijk gaat werken aan deze gegevens is het vrij spectaculair. We bleven meer en meer scannen en werken aan dit project. We observeerden deze twee eenvoudige cellen die een ongelooflijke machinerie hebben en uiteindelijk een mens worden. Terwijl we bleven werken aan deze gegevens en kleine clusters van het lichaam observeerden, kleine stukjes weefsel: een trofoblast die loskomt van een blastocyst, en zich plots ingraaft in de zijkant van de baarmoeder en zegt: "Ik ga hier nooit meer weg." Het spreekt en communiceert met de oestrogenen, de progesteronen: "Ik ga hier niet meer weg, plant me." Het bouwt een ongelooflijke trilineaire foetus die binnen de 44 dagen iets wordt dat je kunt herkennen, en vervolgens op negen weken echt een kleine mens vormt. Het wonder van deze informatie: hoe komt het dat we beschikken over dit biologisch mechanisme in ons lichaam dat deze informatie ziet?
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.
Ik ga je iets vrij unieks laten zien. Hier is een menselijk hart op 25 [weken]. Het zijn eigenlijk gewoon twee strengen. Net als een prachtige origami ontwikkelen cellen zich aan één miljoen cellen per seconde op vier weken. Ze vouwen zichzelf. Binnen vijf weken begin je het atrium en de ventrikels te zien. Op zes weken begint het vouwen van de papilla aan de binnenkant van het hart en zijn ze in staat om elk van deze kleppen in je hart naar beneden te trekken totdat je een volwassen hart hebt en dan ontwikkelt het gehele menselijke lichaam. De magische mechanismen in elk genetische structuur zeggen precies waar de zenuwcellen heen moeten gaan - de complexiteit van deze wiskundige modellen van hoe deze dingen zich ontwikkelen, vallen buiten het menselijke bevattingsvermogen.
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.
Ook al ben ik wiskundige, ik bekijk met verwondering hoe deze opeenvolgende instructies geen fouten maken als ze ons bouwen. Het is een raadsel, het is magisch, het is goddelijk. Dan kijk je naar het volwassen leven. Kijk naar dit kleine bosje haarvaten. Het is gewoon een kleine microscopische sub-substructuur. Maar tegen de tijd dat je negen maanden bent en geboren wordt, heb je bijna 96.000 km bloedvaten in je lichaam, waarvan slechts anderhalve kilometer zichtbaar is. 95.998,5 kilometer die voedingsstoffen rondsturen en afval afvoeren. De complexiteit om dat binnen een enkel systeem te bouwen is, opnieuw, boven elk begrip of enige bestaande wiskunde verheven.
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.
Die set van instructies van de hersenen naar elk ander deel van het lichaam. Kijk naar de complexiteit van het vouwen. Wat is deze intelligentie, deze kennis dat een vouw daadwerkelijk meer informatie kan bevatten? Als je het groeien van de hersenen van baby’s observeert - en dit is een van de dingen die we nu doen. We zijn bezig met de lancering van twee nieuwe studies om de hersenen van baby's te scannen vanaf het moment dat ze geboren zijn. Om de zes maanden, tot ze zes jaar oud zijn. Dat gaan we doen bij ongeveer 250 kinderen - kijken naar hoe de gyri en de sulci van de hersenen vouwen observeren hoe deze prachtige ontwikkeling verandert in herinneringen en het wonder dat wij zijn.
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?
Het is niet alleen ons eigen bestaan, maar hoe begrijpt het lichaam van de vrouw de genetische structuur die niet alleen zichzelf bouwt, maar ook de kennis heeft die het mogelijk maakt een wandelend immunologisch, cardiovasculair systeem te worden. Het is in feite een mobiel systeem dat kan voeden en dit kind kan behandelen met verwondering. Het gaat ons begrip te boven. Dit is de magie van het bestaan, van ons.
Thank you.
Dank je.
(Applause)
(Applaus)