البشر مفتونون منذ مدةٍ طويلة بالدماغ البشري. عملنا جداول له ، وقمنا بوصفه ، ورسمناه ، وعملنا خرائط لأجزائه. والان ومثلما هو للخرائط الطبيعية لعالمنا والتي استفادت كثيراً من التقنية -- فكروا بخرائط غوغل ، فكروا بنظام تحديد المواقع الـ GPS -- والشيء نفسه يحدث الآن لخرائط الدماغ عن طريق النسخ.
Humans have long held a fascination for the human brain. We chart it, we've described it, we've drawn it, we've mapped it. Now just like the physical maps of our world that have been highly influenced by technology -- think Google Maps, think GPS -- the same thing is happening for brain mapping through transformation.
لذا لنلقي نظرة على الدماغ. الكثير من الناس ،عندما ينظرون لأول مرةٍ إلى دماغٍ بشري طبيعي ، يقولون ، " إنه لا يبدوا كما يتوقعه المرء عندما يريك إياه شخصٌ ما." في الحقيقة ، إن ما ترونه الان عبارة عن دماغٍ مثبّت. وهو يبدوا رمادياً. وهذه الطبقة الخارجية ، عبارة عن شبكة من الأوعية الدموية. وهي مدهشة ، وتحيط بالدماغ البشري. وهذه هي الأوعية الدموية. 20% من الأوكسجين والقادم من الرئتين ، 20% من الدم المتدفق من القلب ، يخدم هذا العضو الوحيد. وهذا ببساطة ، مايوازي حجم قبضتين ، بل هي أكبر بقليل من حجم القبضتين.
So let's take a look at the brain. Most people, when they first look at a fresh human brain, they say, "It doesn't look what you're typically looking at when someone shows you a brain." Typically, what you're looking at is a fixed brain. It's gray. And this outer layer, this is the vasculature, which is incredible, around a human brain. This is the blood vessels. 20 percent of the oxygen coming from your lungs, 20 percent of the blood pumped from your heart, is servicing this one organ. That's basically, if you hold two fists together, it's just slightly larger than the two fists.
العلماء ، نوعاً ما في نهاية القرن العشرين ، تعلموا أنه بإمكانهم مراقبة تدفق الدم لعمل خريطة و بدون عملية جراحية للأماكن النشطة في الدماغ البشري. لذا على سبيل المثال ، بإمكانهم رؤية الجزء الخلفي من الدماغ ، وإذا نظرنا في تلك الجهة سنشاهد المخيخ ، والذي يبقيكم متزنين في هذه اللحظة. وهو يبقيني واقفاً الآن. فهو المسؤول عن الحركة المتناسقة. وفي هذا الجانب ، هذا هو الغشاء الصدغي. وهذه هي المنطقة التي تتم فيها المعالجات الأولية السمعية -- حتى تتمكنوا من سماعي. إنكم ترسلونها إلى الأعلى إلى مراكز معالجة اللغة. باتجاه مقدمة الدماغ حيث تتم جميع العمليات المعقدة ، واتخاذ القرارات -- وهو آخر جزءٍ ينضج أثناء مرحلة البلوغ. هنا حيث تتم جميع عمليات اتخاذ القرارات. إنه المكان الذي تتخذون فيه قراراتكم الآن من المحتمل أنكم لن تطلبوا شريحة لحم على العشاء.
Scientists, sort of at the end of the 20th century, learned that they could track blood flow to map non-invasively where activity was going on in the human brain. So for example, they can see in the back part of the brain, which is just turning around there. There's the cerebellum; that's keeping you upright right now. It's keeping me standing. It's involved in coordinated movement. On the side here, this is temporal cortex. This is the area where primary auditory processing -- so you're hearing my words, you're sending it up into higher language processing centers. Towards the front of the brain is the place in which all of the more complex thought, decision making -- it's the last to mature in late adulthood. This is where all your decision-making processes are going on. It's the place where you're deciding right now you probably aren't going to order the steak for dinner.
وإذا أخذتم نظرةً عميقة إلى الدماغ ، وأحد الأشياء ، إذا نظرتم إليها مقطعياً ، ما تلاحظونه أنه لا يبدوا أن هناك بنيةً متكاملةً هناك. ولكن في الحقيقة فهناك بنى متكاملة ضخمة. خلاياها و روابطها مرتبطةٌ ببعضها. إذ قبل مائة سنةٍ تقريباً ، اخترع بعض العلماء صبغةً لصبغ بعض الخلايا. وهذا يمكن مشاهدته هنا باللون الأزرق الخفيف. بإمكانكم مشاهدة مناطق حيث تم صبغ خلايا الجسم العادية. و يمكنكم ملاحظة عدم تطابقها. وتشاهدون الكثير من البنية المتماسكة هناك. لذا فالجزء الخارجي من ذلك الدماغ هي القشرة الدماغية. إنها مثل وحدة معالجةٍ دائمة. ولكن بإمكانكم أيضاً مشاهدة أشياء في الأسفل. وكل تلك المناطق الخالية عبارة عن مسارات لكل تلك الروابط. وهي أقل كثافةً بالخلايا. إذ أن هناك 86 بليون خلية عصبية في دماغنا. وبإمكانكم ملاحظة أنها موزعةٌ توزيعاً غير منتظم. وطريقة توزيعها بالفعل يتناسب مع وظائفها الأولية. وبالطبع ، كما ذكرت سابقاً ، حيث بإمكاننا الآن بدء عمل خريطةٍ لوظائف الدماغ ، وبالتالي بإمكاننا ربط تلك الوظائف بخلايا معينة.
So if you take a deeper look at the brain, one of the things, if you look at it in cross-section, what you can see is that you can't really see a whole lot of structure there. But there's actually a lot of structure there. It's cells and it's wires all wired together. So about a hundred years ago, some scientists invented a stain that would stain cells. And that's shown here in the the very light blue. You can see areas where neuronal cell bodies are being stained. And what you can see is it's very non-uniform. You see a lot more structure there. So the outer part of that brain is the neocortex. It's one continuous processing unit, if you will. But you can also see things underneath there as well. And all of these blank areas are the areas in which the wires are running through. They're probably less cell dense. So there's about 86 billion neurons in our brain. And as you can see, they're very non-uniformly distributed. And how they're distributed really contributes to their underlying function. And of course, as I mentioned before, since we can now start to map brain function, we can start to tie these into the individual cells.
لذا لنلقي نظرة أعمق. للنظر إلى الخلايا العصبية. وكما ذكرت ، فهناك 86 بليون خلية عصبية. وهناك أيضاً تلك الخلايا الصغيرة كما ستشاهدون. وهي خلايا دعم -- الخلايا النجمية الدبقية. وأيضاً الأعصاب وهي التي تستقبل المعلومات. وهي تخزنها ، وتعالجها. وكل خليةٍ عصبية مرتبطة بواسطة وصلات إلى مايقارب 10,000 خلية عصبية أخرى في أدمغتكم. وكل خليةٍ عصبية فريدةٌ من نوعها. الصفات الفريدة في كل خلية وفي كل مجموعةٍ من الخلايا في الدماغ تتميز بخصائص أساسية لتكوينها الكيميائي الأولي. وهي البروتينات. البروتينات هي التي تتحكم بأشياء مثل حركة الأنبوب الأيونية. وهي التي تتحكم بمن ترتبط به خلايا النظام العصبي. وهي تتحكم ببساطة بكل شيءٍ يقوم به النظام العصبي.
So let's take a deeper look. Let's look at neurons. So as I mentioned, there are 86 billion neurons. There are also these smaller cells as you'll see. These are support cells -- astrocytes glia. And the nerves themselves are the ones who are receiving input. They're storing it, they're processing it. Each neuron is connected via synapses to up to 10,000 other neurons in your brain. And each neuron itself is largely unique. The unique character of both individual neurons and neurons within a collection of the brain are driven by fundamental properties of their underlying biochemistry. These are proteins. They're proteins that are controlling things like ion channel movement. They're controlling who nervous system cells partner up with. And they're controlling basically everything that the nervous system has to do.
وإذا كبرنا الصورة أكثر لمستوى أعمق. كل تلك البروتينات مرمّزةٌ في الجينومات لدينا. لدينا 23 زوجاً من الكروموسومات. نحصل على واحدة من الأم وواحدة من الأب. وفي تلك الكروموسومات مايقارب الـ 25,000 جين. وهي مرمّزة في الحمض النووي الـ DNA. وطبيعة أي خلية و ببنيتها البيوكيميائية الأساسية تتحدّد بكون أيٍ من تلك الجينات الـ 25,000 نشطاً ولأي مستوى.
So if we zoom in to an even deeper level, all of those proteins are encoded by our genomes. We each have 23 pairs of chromosomes. We get one from mom, one from dad. And on these chromosomes are roughly 25,000 genes. They're encoded in the DNA. And the nature of a given cell driving its underlying biochemistry is dictated by which of these 25,000 genes are turned on and at what level they're turned on.
لذا فمشروعنا يبحث في النظر إلى تلك القراءات ، لفهم أيٍ من تلك الجينات الـ 25,000 نشط. وللقيام بمشروعٍ مثل هذا ، من الواضح أننا نحتاج إلى أدمغة. لذا أطلقنا تقني مختبرنا: كنا نبحث عن أدمغةٍ بشريةٍ طبيعية. وما بدأنا به هو مكتب الطبيب الشرعي. وهو المكان الذي تُحضر إليه الجثث. نحن نبحث عن أدمغةٍ بشريةٍ طبيعية. وهناك الكثير من المواصفات التي ننتقي على أساسها تلك الأدمغة. نريد أن نتأكد من أننا نحصل على أناسٍ طبيعيين بين عمري الـ 20 والـ 60 ، وماتوا بسببٍ طبيعي بدون إصاباتٍ في الدماغ. وبدون تاريخ بمرضٍ عقلي ، وبدون تناول مخدرات -- نقوم بعمل فحصٍ للسموم. فنحن حذرون جداً في انتقاءنا للأدمغة التي نختارها. ونحن أيضاً نختار الأدمغة التي بإمكاننا أن نحصل منها على أنسجة ، قد يتعين علينا الحصول على موافقة لأخذ الأنسجة خلال 24 ساعة من وقت الوفاة. لأن ما نريد قياسه ، الـ RNA -- وهي القراءات التي نحصل عليها من جيناتنا -- غير مستقرة تماماً ، لذا يتعين علينا التحرك بسرعةٍ كبيرة.
And so our project is seeking to look at this readout, understanding which of these 25,000 genes is turned on. So in order to undertake such a project, we obviously need brains. So we sent our lab technician out. We were seeking normal human brains. What we actually start with is a medical examiner's office. This a place where the dead are brought in. We are seeking normal human brains. There's a lot of criteria by which we're selecting these brains. We want to make sure that we have normal humans between the ages of 20 to 60, they died a somewhat natural death with no injury to the brain, no history of psychiatric disease, no drugs on board -- we do a toxicology workup. And we're very careful about the brains that we do take. We're also selecting for brains in which we can get the tissue, we can get consent to take the tissue within 24 hours of time of death. Because what we're trying to measure, the RNA -- which is the readout from our genes -- is very labile, and so we have to move very quickly.
هناك ملاحظة جانبية في موضوع تجميع الأدمغة : بسبب الطريقة التي نجمع فيها الأدمغة ، ولأننا بحاجةٍ إلى الحصول على موافقة ، فإننا فعلياً حصلنا على أدمغةٍ من الذكور أكثر بكثير من الإناث. الذكور أكثر عرضةً للموت العرضي في شبابهم. وفي الذكور من الأسهل الحصول على الموافقة ، من رفيق حياتهم ، مما هي عليه الحال في حالة الإناث.
One side note on the collection of brains: because of the way that we collect, and because we require consent, we actually have a lot more male brains than female brains. Males are much more likely to die an accidental death in the prime of their life. And men are much more likely to have their significant other, spouse, give consent than the other way around.
(ضحك)
(Laughter)
لذا أول عملٍ نقوم به في موقع التجميع هو أخذ مايسمى بالـ MR. وهذا هو التصوير بالرنين المغناطيسي -- MRI. إنه عبارة عن نموذجٍ قياسي والتي بوسيلتها سنتمكن من حفظ المعلومات. لذا نجمع ذلك الـ MR. بإمكانكم تشبيهها بصور القمر الصناعي لخرائطنا. والخطوة التالية التي نقوم بها هي أن نجمع ما يسمى صور المياه المحتجزة في الأنسجة DTI وهذا ما يمكننا من عمل خرائط للروابط الهائلة في الدماغ. ومرةً أخرى ، يمكنكم تشبيهها بخرائط الطرق السريعة بين الولايات ، مع فارق التشبيه. ثم يتم استخراج الدماغ من الجمجمة ، وتقطّع إلى شرائح بسمك 1 سنتيمتر. وتجمد تلك الشرائح وتحفظ ، ومن ثم ترسل إلى مدينة سياتل. وفي سياتل ، نأخذ تلك -- هذا عبارة عن نصف كرة دماغية -- و نضعها في جهاز تقليمٍ للحم. هناك شفرة ستقوم بالقطع عرضياً مقطعاً من النسيج وتنقلها إلى صفيحة مجهرية. وسنقوم بوضع أحد تلك الصبغات ، وثم نقوم بمسحها بالكمبيوتر. وما نحصل عليه بعدها هو أول خريطةٍ لنا.
So the first thing that we do at the site of collection is we collect what's called an MR. This is magnetic resonance imaging -- MRI. It's a standard template by which we're going to hang the rest of this data. So we collect this MR. And you can think of this as our satellite view for our map. The next thing we do is we collect what's called a diffusion tensor imaging. This maps the large cabling in the brain. And again, you can think of this as almost mapping our interstate highways, if you will. The brain is removed from the skull, and then it's sliced into one-centimeter slices. And those are frozen solid, and they're shipped to Seattle. And in Seattle, we take these -- this is a whole human hemisphere -- and we put them into what's basically a glorified meat slicer. There's a blade here that's going to cut across a section of the tissue and transfer it to a microscope slide. We're going to then apply one of those stains to it, and we scan it. And then what we get is our first mapping.
وهنا يأتي دور الخبراء ويقومون بعمل تعيين مناطق تشريحية بسيطة. بإمكانكم تشبيه هذا بالحدود بين الولايات ، إذا أمكننا المقارنة ، بتلك الخطوط العريضة. ومن هنا ، نتمكن من تقسيم الدماغ إلى قطع كثيرة ، والتي يمكن من ثم وضعها في قاطعٍ دقيق. ويمكنكم رؤيته هنا -- هذا نسيجٌ مجمد ، ويتم تقطيعه. وهذه بسماكة 20 ميكرون ، أي بسماكة شعرة طفلٍ رضيع. وتذكروا بأنها مجمدة. ويمكنكم أيضاً الآن رؤية ، استخدام أسلوب قديم من التقنية وهي استخدام الفرشاة. ونأخذ صفيحةً مجهرية. وبكل حذر نقوم بلصقها بالشريحة النسيجية. وهذه تنتقل بعدئذٍ إلى الروبوت الآلي والذي يقوم بدوره بصبغها بأحد تلك الأصباغ. وسيقوم خبراء التشريح بإلقاء نظرةٍ عميقةٍ إليها.
So this is where experts come in and they make basic anatomic assignments. You could consider this state boundaries, if you will, those pretty broad outlines. From this, we're able to then fragment that brain into further pieces, which then we can put on a smaller cryostat. And this is just showing this here -- this frozen tissue, and it's being cut. This is 20 microns thin, so this is about a baby hair's width. And remember, it's frozen. And so you can see here, old-fashioned technology of the paintbrush being applied. We take a microscope slide. Then we very carefully melt onto the slide. This will then go onto a robot that's going to apply one of those stains to it. And our anatomists are going to go in and take a deeper look at this.
ومرةً أخرى هذا ما سيتمكنون من رؤيته تحت المجهر. ستلاحظون مجموعاتٍ وتكتلات من خلايا كبيرة وصغيرة في تجمعات وفي أماكن متفرقة. ومن هناك يصبح العمل روتينياً. بإمكانهم تحديد أماكن العينات. وبإمكانهم ببساطة عمل مرجعٍ خرائط. هذه خريطةٌ مفصّلة.
So again this is what they can see under the microscope. You can see collections and configurations of large and small cells in clusters and various places. And from there it's routine. They understand where to make these assignments. And they can make basically what's a reference atlas. This is a more detailed map.
علماؤنا بعدئذٍ يستخدمون تلك المراجع للرجوع إلى قطعةٍ أخرى من ذلك النسيج وعمل مايسمى بالتشريح الليزري الدقيق. لذا يتلقى التقنيون التعليمات. ويحددون حول ذلك المكان. ومن ثم يقوم الليزر بالتقطيع. بإمكانكم رؤية تلك النقطة الزرقاء تقوم بالقطع. ويفصل ذلك الجزء. ترون الصفيحة المجهرية هنا. وهذا ما يتم آنياً. هناك حاوية في الأسفل تحفظ ذلك الجزء النسيجي. ونأخذ ذلك النسيج ، ونستخلص منه الـ RNA باستخدام تقنية بسيطة ، ومن ثم نضع عليه علامة لامعة. ونأخذ تلك المادة المعلّمة ونضعها في ما يسمى بالـمصفوفة الدقيقة.
Our scientists then use this to go back to another piece of that tissue and do what's called laser scanning microdissection. So the technician takes the instructions. They scribe along a place there. And then the laser actually cuts. You can see that blue dot there cutting. And that tissue falls off. You can see on the microscope slide here, that's what's happening in real time. There's a container underneath that's collecting that tissue. We take that tissue, we purify the RNA out of it using some basic technology, and then we put a florescent tag on it. We take that tagged material and we put it on to something called a microarray.
والآن قد تبدو لكم هذه مجرد نقاط صغيرة ، ولكن كل من هذه النقاط الصغيرة هي بالفعل وحدة فريدة من الجينومات البشرية والتي تمكنا من التقاطها على صفيحة زجاجية. وهذه تحتوي على مايقارب الـ 60,000 عنصراً ، لذا فنحن نقوم باستمرار بدراسة عدة جينات مختلفة من الـ 25,000 جين والموجودة في الجينوم. وعندما نقوم بأخذ عينة ونقوم بتهجينها بها ، نحصل على نتائج فريدة ، نوعاً ما من الناحية الكمية في كون أي من الجينات نشط في تلك العينة.
Now this may look like a bunch of dots to you, but each one of these individual dots is actually a unique piece of the human genome that we spotted down on glass. This has roughly 60,000 elements on it, so we repeatedly measure various genes of the 25,000 genes in the genome. And when we take a sample and we hybridize it to it, we get a unique fingerprint, if you will, quantitatively of what genes are turned on in that sample.
والآن نقوم بتكرار تلك العملية مرةً تلو الأخرى لكل دماغٍ نحصل عليه. إننا نأخذ مايفوق الألف عينة من كل دماغ. هذه المنطقة الواضحة هنا تسمى بالـحصين. وهي المسؤولة عن التعلم والحفظ. وتساهم بمايقارب الـ 70 عينة من تلك العينات الألف. وكل عينة تعطينا مايقارب الـ 50,000 نقطة معلوماتية ومع العمليات المتكررة ، لكل ألف عينة.
Now we do this over and over again, this process for any given brain. We're taking over a thousand samples for each brain. This area shown here is an area called the hippocampus. It's involved in learning and memory. And it contributes to about 70 samples of those thousand samples. So each sample gets us about 50,000 data points with repeat measurements, a thousand samples.
نحصل على حوالي 50 مليون نقطة معلوماتية لكل دماغٍ بشري. وحصلنا إلى الآن على مايوازي مجموع دماغين بشريين من المعلومات. وجمعنا كل ذلك مع بعضه لننتج شيئاً واحداً. وسأريكم كيف يبدوا ذلك التركيب. إنها ببساطة عبارة عن مجموعة بيانات ضخمة والتي أصبحت متاحةً لأي عالمٍ من جميع أنحاء العالم مجاناً. بل ليس عليهم حتى التسجيل لإستخدام هذه الأداة ، نقب في تلك المعلومات واحصل على ما تبحث عنه. هاهي النماذج التي جمعناها. ستتعرفون على هذه الأشياء مما تمكنا من جمعه مسبقاً. هاهو الـ MR. يوفر لنا الإطار الرئيسي. وهناك أدوات في الجانب الأيمن تتيح لكم الدوران ، وتتيح التكبير ، وتتيح وضع إشارات على أجزاء معينة.
So roughly, we have 50 million data points for a given human brain. We've done right now two human brains-worth of data. We've put all of that together into one thing, and I'll show you what that synthesis looks like. It's basically a large data set of information that's all freely available to any scientist around the world. They don't even have to log in to come use this tool, mine this data, find interesting things out with this. So here's the modalities that we put together. You'll start to recognize these things from what we've collected before. Here's the MR. It provides the framework. There's an operator side on the right that allows you to turn, it allows you to zoom in, it allows you to highlight individual structures.
ولكن الأهم ، هو أننا نبني خرائط لذلك الهيكل التشريحي ، والذي هو بمثابة إطار أساسي للباحثين عن أماكن الجينات النشطة. لذا فإن المستوى الأحمر هي الأماكن التي أصبح الجين فيها نشطاً بدرجةٍ عالية. والأخضر هي الأماكن الهادئة حيث أن الجينات غير نشطة. وكل جين يترك لنا بصمة. وتذكروا بأننا درسنا جميع الجينات الـ 25,000 في الجينوم وحصلنا على جميع تلك البيانات.
But most importantly, we're now mapping into this anatomic framework, which is a common framework for people to understand where genes are turned on. So the red levels are where a gene is turned on to a great degree. Green is the sort of cool areas where it's not turned on. And each gene gives us a fingerprint. And remember that we've assayed all the 25,000 genes in the genome and have all of that data available.
فكيف سيستفيد العلماء من تلك المعلومات ؟ لقد بدأنا للتو بدراسة هذه المعلومات بأنفسنا. وهناك بعض الأمور البسيطة التي عليكم معرفتها. هناك دوائين كمثالٍ على ذلك ، هما البروزاك والويلبوترين. هذان هما دوائين معروفين لعلاج حالات الإكتئاب. والآن تذكروا ، إننا ندرس الجينات. والجينات ترسل الأوامر بإنتاج البروتينات. والأدوية تستهدف البروتينات. لذا فإن الأدوية مرتبطة بالبروتينات وقد تتسبب في خمولها ، وما إلى ذلك. لذا إذا كنت تريد معرفة تأثير الدواء ، عليك متابعة تأثيرها مقارنةً بما تريده ، أيضاً متابعة النتائج التي لا تريدها. من جهة التأثيرات الجانبية ، وغير ذلك. عليك معرفة أي من الجينات أصبحت نشطة. ولأول مرةٍ ، بإمكاننا فعل ذلك الآن. نستطيع تجربة ذلك على عدة جينات قد سبق وفحصناها أيضاً.
So what can scientists learn about this data? We're just starting to look at this data ourselves. There's some basic things that you would want to understand. Two great examples are drugs, Prozac and Wellbutrin. These are commonly prescribed antidepressants. Now remember, we're assaying genes. Genes send the instructions to make proteins. Proteins are targets for drugs. So drugs bind to proteins and either turn them off, etc. So if you want to understand the action of drugs, you want to understand how they're acting in the ways you want them to, and also in the ways you don't want them to. In the side effect profile, etc., you want to see where those genes are turned on. And for the first time, we can actually do that. We can do that in multiple individuals that we've assayed too.
لذا بإمكاننا الآن البحث في كامل الدماغ. ورؤية تلك الآثار الفريدة. والحصول على نتائج تؤكد ذلك. نحصل على تأكيد ، بأن الجين بالفعل نشط -- لشيءٍ ما مثل البروزاك ، ومعرفة الأماكن التي تأثرت بالفعل في هياكل هرمون السيروتونين -- بل إنه بإمكاننا معرفة كل شيء. بإمكاننا أيضاً النظر إلى مناطق لم يراها أحدٌ من قبل ، ونرى تلك الجينات النشطة هناك. إنها مثيرةٌ للإهتمام بشكلٍ مدمنٍ للغاية. وأحد الأشياء التي يمكن عملها أيضاً أنه بإمكانك ، ولأنها عبارة عن عمليات مقارنة نماذج لأن هناك آثارٌ فريدة ومميزة ، هو أن نقوم بفحص كامل الجينوم والبحث عن بروتيناتٍ أخرى والتي لها نفس الآثار. لذا إذا كنت ، على سبيل المثال ، في تجربة دواء ، بإمكانك البحث في قائمة طويلةٍ من العروض المتوفرة في الجينوم للبحث عن أفضل دواءٍ خصيصاً لك.
So now we can look throughout the brain. We can see this unique fingerprint. And we get confirmation. We get confirmation that, indeed, the gene is turned on -- for something like Prozac, in serotonergic structures, things that are already known be affected -- but we also get to see the whole thing. We also get to see areas that no one has ever looked at before, and we see these genes turned on there. It's as interesting a side effect as it could be. One other thing you can do with such a thing is you can, because it's a pattern matching exercise, because there's unique fingerprint, we can actually scan through the entire genome and find other proteins that show a similar fingerprint. So if you're in drug discovery, for example, you can go through an entire listing of what the genome has on offer to find perhaps better drug targets and optimize.
والكثير منكم قد يكون على معرفةٍ ببحوث تأثيرات الجينات على هيئة الأخبار الرئيسية في المجلات تقول "العلماء يكتشفون أخيراً الجين أو الجينات المسؤولة عن تأثيرٍ ما" وتلك الأنواع من البحوث تنشر بشكلٍ مستمر عن طريق الباحثين وهي مفيدة. إنها تقوم على تحليل عددٍ كبيرٍ من الناس. ويدرسون كامل جينوماتهم ، ويحاولون إيجاد المناطق المفعمة بالنشاط والتي هي مرتبطةٌ فعلياً بالجينات. ولكن ماتحصل عليه من تلك التجارب هو ببساطة قائمةٌ من الجينات. إنها تخبركم أي المناطق ، ولكن لا تستطيع أن تحدد أين. لذا فإنه من المهم جداً لهؤلاء الباحثين أننا قمنا ببناء هذه الأداة. والآن بإمكانهم التقدم والحصول على أدلة عن النشاط. بإمكانهم البحث في المجالات العادية -- بطرق غير اعتيادية لم يكن بإمكانهم العمل بها من قبل.
Most of you are probably familiar with genome-wide association studies in the form of people covering in the news saying, "Scientists have recently discovered the gene or genes which affect X." And so these kinds of studies are routinely published by scientists and they're great. They analyze large populations. They look at their entire genomes, and they try to find hot spots of activity that are linked causally to genes. But what you get out of such an exercise is simply a list of genes. It tells you the what, but it doesn't tell you the where. And so it's very important for those researchers that we've created this resource. Now they can come in and they can start to get clues about activity. They can start to look at common pathways -- other things that they simply haven't been able to do before.
لذا أظن أن هذا الحشد خاصةً بإمكانه معرفة أهمية التفرّد . وأعتقد أن كل إنسان ، بل جميعنا نملك خلفياتٍ جينيةٍ مختلفة ، و كلٍ منا يملك حياةً متفرّدة. ولكن الحقيقة هي أن جينوماتنا متشابهة بنسبةٍ أعلى من 99% إننا متشابهون من الناحية الجينية. وما نكتشفه فعلياً ، أنه حتى على مستوى الكيمياء الحيوية للدماغ ، فنحن متشابهون تماماً. وهذا يوضح أنها ليست نسبة 99% ، ولكنها قريبة من تطابقٍ بنسبة 90% باستخدام تقريبٍ منطقي. لذا فإن أي شيءٍ ضمن هذه السحابة مرتبطٌ ببعضه نوعاً ما. وهناك نجد بعض الخارجين عن النطاق ، بعض الأشياء التي هي خارج حدود تلك السحابة. وتلك الجينات مثيرةٌ للإهتمام. ولكنها متقنةٌ تماماً. لذا أعتقد أنها رسالةٌ هامة لأخذها معكم اليوم هو أنه بالرغم من أننا نحتفي باختلافاتنا ، ولكننا متشابهون حتى على مستوى الدماغ.
So I think this audience in particular can understand the importance of individuality. And I think every human, we all have different genetic backgrounds, we all have lived separate lives. But the fact is our genomes are greater than 99 percent similar. We're similar at the genetic level. And what we're finding is actually, even at the brain biochemical level, we are quite similar. And so this shows it's not 99 percent, but it's roughly 90 percent correspondence at a reasonable cutoff, so everything in the cloud is roughly correlated. And then we find some outliers, some things that lie beyond the cloud. And those genes are interesting, but they're very subtle. So I think it's an important message to take home today that even though we celebrate all of our differences, we are quite similar even at the brain level.
والآن ماهي تلك الإختلافات ؟ هذا مثالٌ لتجربةٍ قمنا بها لمتابعة ورؤية ماهي تلك الإختلافات -- وهي مُتقنةٌ تماماً. إنها عبارة عن جيناتٍ نشطة في أنواعٍ مستقلة من الخلايا. وهذان نوعان من الجينات التي وجدناها كمثالٍ جيد. أحدهما يدعى RELN -- وهي مسؤولةٌ عن تطور الحكمة أثناء النشوء. DISC1 عبارةٌ عن جين والذي يُمسح في حالات إنفصام الشخصية. هذه ليست وحدات إنفصام الشخصية ، ولكنها تبين فوارق في بعض العينات. لذا ماترونه هنا في المتبرع رقم واحد والمتبرع رقم أربعة ، والذين يعتبران إستثنائيين عن الباقين. أن هناك جيناتٍ نشطة في بعض المجموعات الخاصة من الخلايا. إنها تلك البقع البنفسجية الغامقة من الخلية والتي تخبرنا بأن جيناً ما نشطٌ هناك. ما إذا كان ذلك يعود إلى خلفيةٍ جينيةٍ أو خبرات فذلك لا نعلمه. تلك الأنواع من الدراسات تحتاج إلى عددٍ أكبر من المتبرعين.
Now what do those differences look like? This is an example of a study that we did to follow up and see what exactly those differences were -- and they're quite subtle. These are things where genes are turned on in an individual cell type. These are two genes that we found as good examples. One is called RELN -- it's involved in early developmental cues. DISC1 is a gene that's deleted in schizophrenia. These aren't schizophrenic individuals, but they do show some population variation. And so what you're looking at here in donor one and donor four, which are the exceptions to the other two, that genes are being turned on in a very specific subset of cells. It's this dark purple precipitate within the cell that's telling us a gene is turned on there. Whether or not that's due to an individual's genetic background or their experiences, we don't know. Those kinds of studies require much larger populations.
لذا سأتترككم بخلاصةٍ أخيرة عن تعقيد الدماغ وإلى أي حدٍ علينا أن نصل. أعتقد أن تلك الأدوات قيمةٌ جداً. فهي توفر للباحثين أداةً يتوجهوا بها. ولكننا بحثنا بكميةٍ لا بأس بها من الأفراد في هذه المرحلة. وبالتأكيد سنبحث عن المزيد. وسأنهي الحديث بقول أن الأدوات موجودة ، وأن هذه بالفعل قارةٌ غير مكتشفة ، هذا أقصى ماتوصل إليه العلم ، إلى حدٍ ما. وإلى كل هؤلاء الشجعان ، والمتواضعين لتعقيدات الدماغ ، المستقبل ينتظر.
So I'm going to leave you with a final note about the complexity of the brain and how much more we have to go. I think these resources are incredibly valuable. They give researchers a handle on where to go. But we only looked at a handful of individuals at this point. We're certainly going to be looking at more. I'll just close by saying that the tools are there, and this is truly an unexplored, undiscovered continent. This is the new frontier, if you will. And so for those who are undaunted, but humbled by the complexity of the brain, the future awaits.
شكراً.
Thanks.
(تصفيق)
(Applause)