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.
Žmonės ilgai buvo susižavėję žmogaus smegenimis. Mes braižėme jų schemas, mes jas aprašėme, mes jas piešėme, mes kūrėme jų žemėlapius. Taip pat kaip su fiziniais mūsų pasaulio žemėlapiais, jų kūrimą stipriai įtakojo technologijos -- pagalvokite apie Google Maps, apie GPS -- tas pats vyksta su smegenų žemėlapių kūrimu keičiantis technologijoms.
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.
Tad žvilgtelėkime į smegenis. Dauguma pirmąkart pamatę tikras žmogaus smegenis sako: "Tai neatrodo kaip tai, į ką paprastai žiūrėtum, kai kas nors tau parodo smegenis." Į ką paprastai žiūrime yra stabilios smegenys. Jos pilkos. Šis išorinis sluoksnis yra neįtikėtinas kraujagyslių tinklas, dengiantis žmogaus smegenis. Tai kraujagyslės. 20 procentų deguonies, ateinančio iš jūsų plaučių, 20 procentų kraujo varomo iš jūsų širdies, aprūpina būtent šį organą. Jei laikysite abu kumščius kartu, tai smegenys yra tik šiek tiek didesnės už šiuos du kumščius.
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.
Mokslininkai kažkur 20-tojo amžiaus pabaigoje išmoko sekti kraujo tekėjimą ir nenaudojant invazinių procedūrų kurti smegenų aktyvumo žemėlapį. Jie, pavyzdžiui, gali matyti galinę smegenų dalį, kuri pasirodo štai čia. Čia smegenėlės; jos dabar išlaiko jus vertikalioje padėtyje. Jos mane išlaiko stačią. Jos dalyvauja koordinuotame judėjime. Štai čia šone yra smilkininė žievė. Čia vyksta pirminis klausos apdorojimas, todėl jūs girdite, ką aš kalbu, jūs siunčiate tai aukštesniesiems kalbos apdorojimo centrams. Smegenų priekinėje dalyje yra vieta, kurioje vyksta visas sudėtingesnis mąstymas, sprendimų priėmimas -- ji baigia vystytis vėlyvoje pilnametystėje. Čia ta vieta, kur vyksta visi jūsų sprendimų priėmimo procesai. Joje priimate savo sprendimus šią akimirką; jūs turbūt neužsisakysite kepsnio pietums.
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.
Tad jei giliau pažvelgsite į smegenis, vienas iš dalykų, jei pažiūrėsite į jų skerspjūvį, ką jūs matote yra tai, kad ten nematyti itin sudėtingos struktūros. Bet iš tikrųjų ten labai paini struktūra. Tai ląstelės ir neuronai, visi sujungti kartu. Tad prieš maždaug šimtą metų keletas mokslininkų išrado medžiagą, kuri nudažytų ląsteles. Ir tai rodoma čia šviesiai mėlyna spalva. Jūs matote vietas, kur nudažomos neuronų ląstelės. Ir jūs matote, kad spalva labai nevienoda. Čia daug daugiau struktūros. O išorinė tų smegenų dalis yra naujoji žievė. Tai yra vientisas apdorojimo įrenginys, jei taip galima pasakyti. Bet jūs taip pat galite pamatyti giliau. Visos šios nenuspalvintos sritys yra tos, per kurias eina jungtys. Ten ląstelių tankumas greičiausiai mažesnis. Jūsų smegenyse yra apie 86 milijardai neuronų. Kaip matote, jie nevienodai pasiskirstę. Ir jų pasiskirstymas labai svarbus vykdomai funkcijai. Ir, aišku, kaip sakiau pradžioje, dėl to, kad dabar galime piešti smegenų veikimo žemėlapį, galime funkcijas susieti su individualiomis ląstelėmis.
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.
Pažvelkime giliau. Pažiūrėkime į neuronus. Kaip minėjau, yra 86 milijardai neuronų. Taip pat yra tos mažesnės ląstelės, kaip matysite. Jos yra pagalbinės ląstelės -- astrocitai, gliocitai. O patys nervai yra duomenis priimančios ląstelės. Jos juos laiko ir apdoroja. Kiekvienas neuronas yra sujungtas sinapsėmis su iki 10 tūkstančių kitų neuronų jūsų smegenyse. Ir kiekvienas tas neuronas yra gana unikalus. Ir atskirų neuronų, ir neuronų rinkinių unikalumas pagrįstas pamatinėmis jų biocheminės struktūros savybėmis. Čia baltymai. Tai baltymai, kontroliuojantys tokius dalykus kaip jonų kanalų judėjimas. Jie kontroliuoja, su kuo nervų sistemos ląstelės bendrauja. Ir jie kontroliuoja iš esmės viską, ką nervų sistema daro.
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.
Jei padidinsime mastelį dar labiau, visi šie baltymai yra užkoduoti mūsų genomuose. Kiekvienas iš mūsų turime 23 chromosomų poras. Vieną gauname iš mamos, kitą iš tėčio. Ir šiose chromosomose yra apie 25 tūkstančius genų. Jie užkoduoti DNR. Ir konkrečios ląstelės prigimtis, valdanti jos biocheminę struktūrą, yra nulemta to, kurie iš šių 25 tūkstančių genų yra įjungti ir kokiame lygmenyje įjungti.
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.
Tad mūsų projekto esmė yra pažvelgti į šiuos parodymus, siekiant suprasti, kuris iš šių 25 tūkstančių genų yra įjungtas. Norint imtis tokio projekto, mums akivaizdžiai reikėjo smegenų. Tad mes išsiuntėme tavo techninį darbuotoją. Ieškojome normalių žmogaus smegenų. O iš tikrųjų pradėjome medicininio tyrėjo kabinete. Tai yra vieta, kur atgabenami mirusieji. Mums reikia įprastų žmogaus smegenų. Yra daugybė kriterijų, pagal kuriuos renkamės tokias smegenis. Norime būti tikri, kad turime normalias žmogaus smegenis tarp 20 ir 60 metų, kad jie mirė daugiau mažiau natūralia mirtimi be smegenų pažeidimų, nesirgdami psichine liga ir nevartodami narkotikų -- mes darome toksikologinį patikrinimą. Ir mes labai atsargūs, kokias smegenis imame. Mes taip pat pasirenkame tik tas smegenis, iš kurių galime paimti audinius, galime gauti sutikimą paimti audinius per 24 valandas po mirties. Nes tai, ką mes norime išmatuoti, RNA, talpinanti mūsų genų informaciją, yra labai nepatvari ir mes turime veikti labai greitai.
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.
Iš smegenų rinkimo užrašų: dėl to, kaip mes renkame smegenis, ir dėl to, kad mums reikia turėti sutikimą, mes turime daug daugiau vyrų smegenų negu moterų. Vyrai daug dažniau žūsta būdami jauni. Ir daug labiau tikėtina, kad vyrams jų sutuoktinės duos sutikimą, negu priešingai.
(Laughter)
(Juokas)
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.
Pirmiausia, ką darome gavę smegenis, tai atliekame MR. Tai magnetinio rezonanso tomografija. Tai standartinis pagrindas, ant kurio mes sudėliosime likusius duomenis. Taigi, mes sukuriame MR atvaizdą. Jūs galite tai įsivaizduoti kaip mūsų žemėlapio satelitinį atvaizdą. Toliau mes atliekame vadinamąjį difuzinį tenzorinį atvaizdavimą. Taip registruojame smegenyse esančias jungtis. Vėlgi, galite tai įsivaizduoti beveik kaip mūsų greitkelių tinklo braižymą. Smegenys išimamos iš kaukolės ir supjaustomos į vieno centimetro storio riekes. Jos visiškai sušaldomos ir išvežamos į Sietlą. Sietle mes jas paimame -- tai yra visas žmogaus smegenų pusrutulis -- ir įdedame jas į tai, kas paprastai kalbant yra mėsos pjaustyklė. Ten yra ašmenys, kurios pjaus per audinio dalį ir pavers ją mikroskopiniu preparatu. Jį nudažysime vienu iš šių dažų ir skenuosime. Tai atlikę gauname savo pirmąjį žemėlapį.
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.
Štai dabar pasikviečiame ekspertus ir jie padaro standartinį anatominį suskirstymą. Galite tai palyginti su valstijų ribomis, tie gražūs platūs kontūrai. Tai padarę galime smegenis fragmentuoti toliau, jas galime dėti ant mažesnio kriostato. Ir būtent tai dabar matote -- čia sušaldytas audinys ir jis yra pjaustomas. Čia 20 mikronų storis, taigi tai maždaug vaiko plauko plotis. Ir prisiminkite, audinys sušaldytas. O čia jūs matote senamadiškosios teptuko technologijos taikymą. Paimame mikroskopinį audinio preparatą. Tada atsargiai jį užtirpdome ant stiklelio. Tai paskui keliauja ant roboto, kuris nudažys jį vienu iš tų dažų. Tada ateis mūsų anatomai ir pažiūrės įdėmiau.
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.
Vėlgi, tai yra ką jie mato per mikroskopą. Jūs matote didelių ir mažų ląstelių rinkinius ir konfigūracijas spiečiuose ir įvairiose vietose. Ir nuo čia viskas yra tiesiog rutina. Jie supranta, kur atlikti šiuos priskyrimus. Ir jie gali pagaminti iš esmės nuorodų atlasą. Tai yra detalesnis žemėlapis.
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.
Mūsų mokslininkai juo naudojasi grįždami prie kitos audinio dalies ir daro vadinamąją lazerio skenavimo disekciją. Technikas priima instrukcijas. Jie pažymi vietas. Ir tada lazeris iš tikrųjų pjauna. Jūs matote tą mėlyną tašką, kuris pjauna. Ir tas audinys nukrenta. Ant šio mikroskopinio preparato galite matyti, kaip tai vyksta realiu laiku. Apačioje yra talpykla, renkanti audinį. Mes paimame audinį, išgryniname iš jo RNA, naudodamiesi paprastais metodais, ir tada uždedame fluorescencinę žymę. Mes paimame šiuos sužymėtus audinius ir uždedame ant vadinamojo mikromasyvo.
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.
Tai jums gali atrodyti kaip taškų krūva, bet kiekvienas iš šių taškų iš tikrųjų yra unikali žmogaus genomo dalis, kurią mes padėjome ant stiklo. Ji turi apie 60 tūkstančių elementų, todėl mes pakartotinai matuojame įvairius genus iš 25 tūkstančių genų žmogaus genome. Ir kai mes paimame mėginį ir jį hibridizuojame pagal genus, mes gauname kažką panašaus į unikalų atvaizdą, rodantį, kokie genai yra įjungti tame mėginyje.
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.
Bet kurioms smegenims šį procesą kartojame vėl ir vėl. Kiekvienoms smegenims imame virš tūkstančio mėginių. Ši vieta yra vadinama hipokampu. Ji susijusi su mokymusi ir atmintimi. Ji naudojama maždaug 70-yje mėginių iš to tūkstančio. Kiekvienas mėginys atneša apie 50 tūkstančių duomenų punktų, su pakartotinais matavimais, tūkstantis mėginių.
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.
Tad skaičiuojant apytiksliai, mes turime 50 milijonų duomenų taškų vienoms žmogaus smegenims. Mes surinkome dviejų žmogaus smegenų duomenis. Viską sudėjome kartu į vieną vietą ir dabar parodysiu jums, kaip ši sintezė atrodo. Tai iš esmės yra didelis duomenų masyvas, kuris laisvai prieinamas bet kuriam pasaulio mokslininkui. Jiems net nereikia prisijungti, norint naudotis šiuo įrankiu, tyrinėti šiuos duomenis, rasti įdomių dalykų. Štai ką mes padarėme. Turbūt atpažinsite tai iš to, ką surinkome anksčiau. Čia MR atvaizdas. Jis suteikia struktūrą. Dešinėje yra valdymo pultas, kuris leidžia pasukti, leidžia priartinti, ir leidžia paryškinti atskiras struktūras.
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.
Bet svarbiausia, kad mes kuriame žemėlapį iš šių anatominių struktūrų, kuris padeda suprasti, kuriose vietose yra įjungti atskiri genai. Raudonos sritys rodo, kur genai įjungti labai stipriai. Žalios yra neaktyvios sritys, kur genai nėra įjungti. Ir kiekvienas genas duoda mums atspaudą. Ir atminkite, kad mes išanalizavome visus 25000 genų žmogaus genome ir visi duomenys yra laisvai prieinami.
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.
Tad ką gali mokslininkai gauti iš šių duomenų? Mes ir patys tik pradedame juos nagrinėti. Yra keletas paprastų dalykų, kuriuos norėtume suprasti. Du puikūs pavyzdžiai yra vaistai, Prozac ir Wellbutrin. Tai yra dažnai išrašomi antidepresantai. Neužmirškite, kad mes analizuojame genus. Genai siunčia nurodymus baltymų gamybai. Baltymai yra vaistų taikinys. Vaistai jungiasi prie baltymų ir juos išjungia ar panašiai. Tad jei norite suprasti vaistų veikimą, norite suprasti, ar jie veikia būtent taip, kaip norite, ir ar jie veikia kaip nors, kaip jūs nenorite. Dėl šalutinių efektų ir t.t. norite matyti, kur genai yra įjungti. Ir pirmąkart tai iš tikro galite padaryti. Mes tai galime padaryti ir keletui individų, kuriuos ištyrėme.
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.
Tad dabar mes galime žvalgytis po visas smegenis. Galime matyti šį unikalų genų antspaudą. Ir gauti patvirtinimą. Patvirtinimą, kad išties tas genas yra įjungtas -- kažkam, kaip Prozac, serotonerginėse struktūrose, kurios žinojome, kad yra veikiamos, bet taip pat mes matome pilną vaizdą. Taip galime pamatyti vietas, į kurias niekas iki šiol nėra atkreipęs dėmesio ir ten matome įjungtus šiuos genus. Joks šalutinis efektas negalėtų būti įdomesnis. Dar vienas dalykas, kuriam galime pritaikyti šį metodą, nes tai yra struktūrų atpažinimo užduotis, ir todėl, kad tai unikalus antspaudas, yra tai, kad mes galime nuskenuoti ištisą genomą ir rasti kitus baltymus, kurie turi panašų antspaudą. Todėl jei dirbate vaistų kūrime, galite praeiti per visą sąrašą dalykų, kuriuos gali pasiūlyti genomas ir galbūt rasti geresnius taikinius vaistui ir pagerinti jo veikimą.
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.
Dauguma jūsų tikriausiai susipažinę su viso genomo asociacijų tyrimais, kai žmonės kalba per žinias ir sako "Mokslininkai neseniai atrado geną ar genus, kurie turi poveikį X." Šio tipo tyrimus mokslininkai nuolatos publikuoja ir jie yra puikūs. Analizuoja dideles populiacijas. Nagrinėjami ištisi genomai ir bandoma rasti aktyviausias sritis, kurios priežastiniais ryšiais susijusios su genais. Bet tai ką gauname iš tokių tyrimų yra tiesiog genų sąrašas. Jis pasako, kas, bet nepasako kur. Ir todėl šiems mokslininkams yra labai svarbu, kad mes sukūrėme šį šaltinį. Mokslininkai gali jį naudoti ir gauti užuominų apie veiklą. Jie gali pradėti matyti būdus - kitus metodus, kurių anksčiau tiesiog negalėjo pritaikyti.
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.
Todėl manau, kad būtent ši auditorija gali suprasti individualumo svarbą. Ir manau, kad kiekvienas žmogus, mes visi turime skirtingą genetinę kilmę, mes visi gyvename atskirus gyvenimus. Bet iš tikrųjų mūsų genomai bent 99-iais procentais panašūs. Esame panašūs genetiniame lygmenyje. Ir dabar atrandame, kad iš tikrųjų net smegenų biocheminiame lygmenyje esame gana panašūs. Tai parodo ne 99 procentų panašumą, bet apytiksliai 90 procentų atitikimą priimtinu tikslumu, todėl viskas tame debesyje daugiau mažiau koreliuoja. Tada atrandame išskirtinumų, kažką, kas yra už debesies ribų. Ir tie genai yra įdomūs, bet labai subtilūs. Todėl manau, kad labai svarbi idėja, kurią turėtumėte atsiminti: nepaisant to, kad itin vertiname savo išskirtinumą, mes esame gana panašūs net smegenų lygyje.
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.
O kaip tie skirtumai atrodo? Čia studijos, kurią atlikome, pavyzdys tęsti tyrimą ir tiksliai pamatyti, kokie yra tie skirtumai, ir jie yra gan subtilūs. Tai yra, kokie genai yra įjungti atskiruose ląstelių tipuose. Štai du genai, kuriuos atrinkome kaip gerus pavyzdžius. Vienas vadinamas RELN -- jis susijęs su ankstyvaisiais vystymosi signalais. DISC1 yra genas, kuris šizofrenijos atveju neaktyvus. Šie individai nėra šizofrenikai, bet jiems būdinga tam tikra variacija populiacijoje. O štai čia, pas pirmą ir ketvirtą donorą, matote išimtis lyginant su kitais dviem. Genai yra įjungti labai specifinėje ląstelių grupėje. Šios tamsiai violetinėse nuosėdos šioje ląstelėje mums rodo, kad genas čia yra įjungtas. Ar tai dėl individo genetinės prigimties, ar dėl individo genetinės kilmės, ar patirties, pasakyti negalime. Tokie tyrimai reikalauja daug didesnių imčių.
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.
Todėl paliksiu jus su paskutiniu teiginiu apie smegenų sudėtingumą ir kiek mums dar reikia atrasti. Manau, kad šie duomenų šaltiniai yra neįtikėtinai vertingi. Jie tyrinėtojams nurodo, kur toliau judėti. Bet iki šiol mes pažvelgėme tik į saujelę individų. Mes neabejotinai tirsime daugiau. Pabaigsiu sakydamas, kad įrankiai yra, ir tai tikrai yra neištyrinėtas ir neatrastas žemynas. Tai yra "nauja riba", jei taip galima pasakyti. Ir tiems, kurių nebaugina smegenų sudėtingumas, bet verčia kukliai žavėtis, jūsų laukia ateitis.
Thanks.
Ačiū.
(Applause)
(Plojimai)