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.
Manusia telah lama terpesona oleh otak manusia Kita mencartakannya; kita menghuraikannya; kita melukisnya; kita memetakannya. Seperti peta-peta fizikal dunia kita yang telah banyak dipengaruhi oleh teknologi -- bayangkan Google Maps, bayangkan GPS -- perkara yang sama sedang berlaku kepada pemetaan otak menerusi transformasi. perkara yang sama sedang berlaku kepada pemetaan otak menerusi transformasi.
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.
Mari kita lihat otak manusia. Kebanyakan orang yang lihat otak manusia pada kali pertama akan kata, "Ia tidak kelihatan apa yang biasanya dilihat apabila seseorang tunjukkan sebuah otak kepada anda." Biasanya, apa yang anda lihat ialah otak yang telah diawet. Ia berwarna kelabu. Lapisan luar ini ialah vaskulatur yang menakjubkan, ia di sekitar otak manusia. Lapisan luar ini ialah vaskulatur yang menakjubkan, ia di sekitar otak manusia. Inilah saluran darah. 20% daripada oksigen yang datang dari peparu anda, 20% daripada oksigen yang datang dari peparu anda, 20% daripada darah yang dipam oleh jantung anda, dibekalkan kepada organ ini. Letakkan kedua-dua buku lima bersama, otak adalah sedikit lebih besar daripadanya.
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.
Ahli sains, lebih kurang pada hujung abad ke-20, tahu mereka boleh menjejaki pengaliran darah untuk memetakannya secara tidak invasif tahu mereka boleh menjejaki pengaliran darah untuk memetakannya secara tidak invasif lokasi di mana aktiviti sedang berlaku di dalam otak manusia. Contohnya, mereka boleh lihat bahagian belakang otak, seperti yang sedang berpusing itu. Itu serebelum. Ia mengekalkan postur tegak anda. Ia membolehkan saya berdiri. Ia terlibat dalam koordinasi pergerakan. Di sebelah ini ialah korteks temporal. Ia bahagian di mana proses pendengaran primer -- jadi anda boleh mendengar kata-kata saya dan menghantarkannya ke pusat pemprosesan bahasa atasan. Bahagian depan otak ialah tempat di mana semua pemikiran lebih kompleks, membuat keputusan -- Bahagian depan otak ialah tempat di mana semua pemikiran lebih kompleks, membuat keputusan -- ia struktur terakhir yang menjadi matang di peringkat dewasa lewat. Inilah tempat di mana semua proses membuat keputusan berlaku. Ia tempat di mana anda membuat keputusan sekarang, barangkali anda tidak akan memesan stik untuk makan malam.
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.
Jika anda meneliti otak, jika anda melihat keratan rentas otak, apa yang berlaku ialah, anda tidak dapat melihat banyak struktur di sana. Sebenarnya terdapat banyak struktur di sana. Terdapat sel-sel yang dirangkaikan bersama. Lebih kurang seratus tahun dahulu, ahli sains mencipta sejenis pewarna yang boleh mewarnakan sel. Ia yang ditunjukkan oleh biru muda. Anda boleh melihat kawasan-kawasan di mana sel-sel saraf telah diwarnakan. Ia tidak begitu seragam. Anda boleh melihat lebih banyak struktur di sana. Bahagian luar otak ialah neokorteks. Bahagian luar otak ialah neokorteks. Ia sebuah unit pemprosesan berterusan. Anda juga boleh melihat benda-benda di bawah. Kesemua kawasan kosong ini ialah kawasan-kawasan terdapatnya saraf. Kawasan-kawasan ini kurang padat dengan sel-sel. Terdapat kira-kira 86 bilion sel saraf di dalam otak kita. Seperti yang anda lihat, ia tersebar secara tidak seragam. Bagaimana ia tersebar menyumbang kepada fungsi-fungsi asasnya. Bagaimana ia tersebar menyumbang kepada fungsi-fungsi asasnya. Seperti yang saya katakan tadi, oleh sebab kita mampu memetakan fungsi-fungsi otak, kita boleh mengaitkannya dengan sel-sel individu.
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.
Jadi mari kita menelitinya. Mari kita lihat sel-sel saraf. Jadi, terdapat 86 bilion sel saraf. Terdapat juga sel-sel yang lebih kecil. Inilah sel-sel penyokong -- glia astrosit. Saraf-saraf akan menerima input. Saraf-saraf akan menerima input. Ia menyimpan dan memproses input. Setiap sel saraf dihubungkan melalui sinaps-sinaps kepada lebih kurang 10,000 sel-sel saraf lain di dalam otak anda. Setiap sel saraf adalah unik. Setiap sel saraf adalah unik. Ciri-ciri unik sel-sel saraf individu dan sel-sel saraf yang wujud berkumpulan di dalam otak Ciri-ciri unik sel-sel saraf individu dan sel-sel saraf yang wujud berkumpulan di dalam otak ditentukan oleh ciri-ciri asas biokimianya. ditentukan oleh ciri-ciri asas biokimianya. Semua ini ialah protein. Ia mengawal hal-hal seperti pergerakan saluran ion. Ia mengawal sel-sel sistem saraf dihubungkan kepada apa. Secara umum, ia mengawal semua yang membabitkan sistem saraf. Secara umumnya, ia mengawal semua yang membabitkan sistem saraf.
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.
Jika kita zum masuk ke peringkat yang lebih dalam, semua protein itu dikod oleh genom kita. semua protein itu dikod oleh genom kita. Setiap orang mempunyai 23 pasang kromosom. Kita menerima satu daripada emak, satu daripada bapa. Dalam setiap kromosom ini, terdapat lebih kurang 25,000 gen. Gen-gen dikod dalam DNA. Cara setiap sel mengawal ciri-ciri asas biokimianya Cara setiap sel mengawal ciri-ciri asas biokimianya ditentukan oleh yang mana antara 25,000 gen ini dihidupkan ditentukan oleh yang mana antara 25,000 gen ini dihidupkan dan pada peringkat apa gen-gen itu dihidupkan.
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.
Projek kami cuba mengkaji bacaan output ini, Projek kami cuba mengkaji bacaan output ini, memahami yang mana antara 25,000 gen ini yang dihidupkan. Jadi untuk melaksanakan projek ini, sememangnya kami memerlukan otak-otak. Jadi kami menghantar juruteknik kami. Kami mencari otak-otak manusia yang normal. Kami mulakan dengan bilik patologi forensik. Kami mulakan dengan bilik patologi forensik. Inilah tempat di mana mayat-mayat dihantar. Kami mencari otak-otak manusia yang normal. Inilah tempat di mana mayat-mayat dihantar. Kami mencari otak-otak manusia yang normal. Kami memilih otak-otak ini berdasarkan banyak kriteria. Kami ingin memastikan bahawa kami memperoleh otak-otak manusia yang berusia antara 20 hingga 60 tahun, mereka mati atas sebab-sebab semula jadi tanpa kecederaan otak, tanpa penyakit psikiatri, tiada dadah -- kami menjalankan ujian toksikologi. Dan kami sangat berhati-hati terhadap otak-otak yang kami ambil. Kami juga memilih otak-otak yang mana kami boleh memperoleh tisu, kami boleh mendapat kebenaran untuk mengambil tisu dalam masa 24 jam selepas kematian. Oleh sebab apa yang kami ingin menyukat, RNA -- iaitu bacaan output daripada gen-gen kami -- adalah tidak stabil, maka kami perlu bergerak dengan cepat.
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.
Satu nota tambahan mengenai pengumpulan otak-otak tersebut: disebabkan cara kami mengumpul, dan oleh sebab kami memerlukan kebenaran, kami mendapat lebih banyak otak lelaki daripada otak wanita. Bagi lelaki, kebarangkalian mati akibat kemalangan adalah lebih tinggi. Pasangan lelaki juga lebih sudi memberikan kebenaran Pasangan lelaki juga lebih sudi memberikan kebenaran daripada pasangan perempuan.
(Laughter)
(Gelak ketawa)
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.
Perkara pertama yang kami jalankan di tempat pengutipan ialah MR. Perkara pertama yang kami jalankan di tempat pengutipan ialah MR. Ini "Magnetic Resonance Imaging" -- MRI. Ia templat piawai yang kami gunakan untuk data-data seterusnya. Jadi kami mengumpulkan MR ini. Anda boleh anggapnya pandangan satelit untuk peta kami. Seterusnya, kami mengumpulkan imej tensor resapan. Ini memetakan kabel-kabel besar di dalam otak. Dan sekali lagi, anda boleh anggap ini sebagai proses memetakan lebuh raya antara negeri. Otak akan dikeluarkan dari tengkorak dan dihiris kepada keratan setebal satu sentimeter. Semua ini dibekukan dan dihantar ke Seattle. Di Seattle, kami mengambil ini -- ini sebuah hemisfera manusia -- kami memasukannya ke penghiris daging. mata pisau akan memotong sekerat tisu mata pisau akan memotong sekerat tisu dan ia dialihkan ke sisip kaca mikroskop. Kami akan mewarnakannya, dan kami mengimbasnya. Kami akan mewarnakannya, dan kami mengimbasnya. Kemudian, kami dapat pemetaan yang pertama.
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.
Di sinilah pakar-pakar terlibat. Mereka melaksanakan persempadanan anatomi asas. Di sinilah pakar-pakar terlibat. Mereka melaksanakan persempadanan anatomi asas. Anda boleh anggap ini sebagai sempadan antara negeri, garis-garis bentuk yang cantik itu. Dari sini, kami boleh memecah-mecahkan otak itu kepada kepingan yang lebih kecil yang akan dimasukkan ke sebuah kriostat kecil. Ini menunjukkan -- tisu yang telah dibekukan ini sedang dihiris. Lebarnya 20 mikron, senipis rambut bayi. Ingat, ia telah dibekukan. Anda boleh lihat di sini, teknologi lama, berus lukisan digunakan. Anda boleh lihat di sini, teknologi lama, berus lukisan digunakan. Kami mengambil sebuah sisip kaca mikroskop. Kemudian, kami meleburkannya di atas sisip kaca. Kemudian, ini dipindahkan ke sebuah robot yang akan mewarnakannya. Pakar-pakar anatomi kami akan menelitinya.
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.
Inilah apa yang dilihat di bawah mikroskop. Anda boleh melihat koleksi dan konfigurasi sel-sel yang besar dan kecil berkelompok di merata-rata tempat. Ia faham di mana untuk membuat persempadanan. Ia boleh dijadikan sebagai sebuah atlas rujukan. Ia faham di mana untuk membuat persempadanan. Ia boleh dijadikan sebagai sebuah atlas rujukan. Ini sebuah peta yang lebih terperinci.
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.
Kemudian, ahli-ahli sains kami menggunakan ini untuk beralih ke sekeping tisu yang lain dan menjalankan mikrobedahan pengimbasan laser. untuk beralih ke sekeping tisu yang lain dan menjalankan mikrobedahan pengimbasan laser. Juruteknik akan mengikut arahan. Dia melukis sepanjang satu lokasi di sana. Dan laser akan memotong. Anda boleh melihat titik biru itu memotong. Tisu itu akan jatuh. Anda boleh melihat sisip kaca mikroskop ini, inilah apa yang sedang berlaku dalam masa sebenar. Bekas di bawah akan mengutip tisu itu. Kami mengambil tisu itu, kami memperoleh RNA daripadanya dengan menggunakan teknologi asas, dan seterusnya kami meletakkan satu teg berpendafluor padanya. Kami mengambil bahan yang diteg itu dan meletakkannya dalam tata susunan mikro.
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.
Ini kelihatan seperti kelompok titik, tapi setiap titik ialah sebahagian daripada genom manusia yang unik tapi setiap titik ialah sebahagian daripada genom manusia yang unik yang kami letakkan di atas sekeping gelas. ia mengandungi lebih kurang 60,000 elemen. jadi kami mengukur pelbagai gen daripada 25,000 gen yang terdapat dalam genom kita. Apabila kami mengambil sebuah sampel dan menghibridkannya, kami memperoleh satu "cap jari" yang unik; secara kuantitatif, ia menunjukkan gen mana yang dihidupkan dalam sampel itu.
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.
Kami menjalankan proses ini berulang kali, proses yang sama untuk setiap otak. Kami mengambil lebih daripada seribu sampel dari setiap otak. Kawasan ini dikenali sebagai hipokampus. Ia terlibat dalam pembelajaran dan ingatan. Ia menyumbang kepada lebih kurang 70 buah sampel daripada ribuan sampel tersebut. Jadi setiap sampel memberikan kami lebih kurang 50,000 data dengan ukuran berulangan, seribu sampel.
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.
Jadi secara kasar, kami mempunyai 50 juta data untuk setiap otak manusia. Jadi secara kasar, kami mempunyai 50 juta data untuk setiap otak manusia. Kami telah melengkapkan data daripada dua otak manusia. Kami telah melengkapkan data daripada dua otak manusia. Kami telah menyatukan semua data itu. Kami telah menyatukan semua data itu. Saya akan tunjukkan kepada anda hasilnya. Secara dasar, ia mengandungi banyak maklumat yang boleh diperoleh secara percuma oleh mana-mana ahli sains di seluruh dunia. Mereka tidak perlu log masuk pun untuk menggunakan alat ini, menerokai data ini, mencari sesuatu yang menarik daripadanya. Jadi di sinilah semua modaliti yang kami telah kumpulkan bersama. Anda akan memahami semua ini bermula daripada apa telah kami kumpulkan sebelum ini. Ini MR. Ia menyediakan rangka kerja. Di sebelah kanan ialah pengendali yang membolehkan anda memusing, ia membenarkan anda zum masuk dan menonjolkan struktur-struktur tertentu.
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.
Tapi yang penting, kami sedang memetakan rangka kerja anatomi ini, yang merupakan rangka kerja untuk orang ramai memahami gen-gen yang dihidupkan. Warna-warna merah ialah gen-gen yang dihidupkan ke tahap yang sangat tinggi. Warna hijau mewakili kawasan-kawasan di mana gen-gen tidak dihidupkan. Setiap gen memberikan kami satu "cap jari". Ingat, kami telah mengkaji kesemua 25,000 gen yang terdapat dalam genom dan data-data itu sudah tersedia.
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.
Apakah yang boleh diperoleh ahli-ahli sains mengenai data ini? Kami sendiri baru mengkaji data ini. Terdapat beberapa perkara asas yang anda mahu tahu. Dua contoh yang baik ialah ubat-ubatan: Prozac dan Wellbutrin. Dua contoh yang baik ialah ubat-ubatan: Prozac dan Wellbutrin. Inilah ubat antidepresan yang biasa digunakan. Ingat, kami sedang mengkaji gen-gen. Gen-gen memberikan arahan untuk membuat protein. Protein ialah sasaran ubat-ubatan. Jadi, ubat-ubat terikat pada protein dan mematikan fungsinya, dan sebagainya. Jika anda ingin memahami tindakan ubat-ubatan, anda perlu memahami bagaimana ia bertindak mengikut kehendak anda, dan tidak mengikut kehendak anda, anda perlu memahami bagaimana ia bertindak mengikut kehendak anda, dan tidak mengikut kehendak anda, kesan sampingan, dan sebagainya. Anda mahu lokasi gen-gen yang dihidupkan. kesan sampingan, dan sebagainya. Anda mahu lokasi gen-gen yang dihidupkan. Dan pertama kalinya, kita mampu melakukannya. Kita boleh melakukannya bagi individu-individu yang telah kita kaji.
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.
Jadi sekarang, kita boleh melihat seluruh otak. Kami boleh mengesan "cap jari" yang unik ini. Dan kami mendapat pengesahan. Kami mendapat pengesahan bahawa, sememangnya, gen tersebut dihidupkan -- bagi sesuatu seperti Prozac, dalam struktur-struktur serotonin, yang telah kita faham akan dipengaruhi -- tapi kami juga dapat melihatnya secara keseluruhan. Kami juga dapat melihat kawasan-kawasan yang sebelum ini tidak pernah dilihat, dan kami dapat melihat gen-gen yang dihidupkan di situ. Ia seakan-akan satu kesan sampingan yang amat menarik. Satu lagi perkara yang anda boleh lakukan dengannya ialah, anda boleh, disebabkan ia satu proses pemadanan corak, disebabkan adanya satu "cap jari" yang unik, kami boleh mengimbas seluruh genom dan mencari protein-protein lain yang menunjukkan "cap jari" yang hampir serupa. Contohnya, jika anda bekerja dalam bidang penemuan ubat, anda boleh melihat seluruh senarai genom anda boleh melihat seluruh senarai genom untuk mencari ubat yang lebih baik dan mengoptimumkannya.
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.
Mungkin kebanyakan daripada anda biasa dengan kajian-kajian perkaitan genom, seperti dalam liputan berita: "Ahli-ahli sains telah menemui gen-gen yang mempengaruhi X." Kajian-kajian seperti ini lazimnya diterbitkan oleh ahli sains dan ia adalah bagus. Mereka menganalisa populasi yang besar. Mereka mengkaji seluruh genom dan cuba mencari pusat-pusat beraktiviti tinggi yang boleh dikatkan dengan gen-gen. Tapi apa yang anda dapat daripada analisis sebegini hanyalah satu senarai gen. Ia beritahu anda gen mana, bukannya lokasi gen. Jadi, bagi para penyelidik, ia sangat penting kerana kami telah mewujudkan sumber ini. Sekarang mereka boleh menggunakannya dan mula memahami aktiviti gen. Mereka boleh mula menyiasat laluan-laluan umum -- apa-apa yang mereka tidak mampu lakukan sebelum ini.
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.
Saya rasa, anda secara khususnya, dapat memahami kepentingan keindividuan. Setiap manusia memiliki latar belakang genetik yang berlainan, Setiap manusia memiliki latar belakang genetik yang berlainan, kita semua telah melalui hidup yang berasingan. Tapi hakikatnya, kita semua telah melalui hidup yang berasingan. Tapi hakikatnya, peratus keserupaan genom kita ialah 99%. Kita serupa dari segi genetik. Apa kita dapat tahu, bahkan dari segi biokimia otak, kita amat serupa. Jadi ini menunjukkan bahawa ia bukannya 99%, tapi lebih kurang 90% keserupaan pada satu tahap yang munasabah; tapi lebih kurang 90% keserupaan pada satu tahap yang munasabah; Secara kasar, semua yang berada di dalam julat berhubung kait. Kemudian, kami menemui gen-gen yang asing, gen-gen yang terletak di luar julat. Kemudian, kami menemui gen-gen yang asing, gen-gen yang terletak di luar julat. Gen-gen itu adalah menarik, tapi ia tidak ketara. Jadi, satu mesej penting untuk difahami hari ini ialah, Jadi, satu mesej penting untuk difahami hari ini ialah, walaupun kita meraikan perbezaan kita, kita sebenarnya agak serupa, bahkan di peringkat otak.
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.
Apakah perbezaan-perbezaan itu? Ini satu contoh kajian yang kami jalankan sebagai susulan dan melihat apa perbezaan-perbezaan itu. Ia tidak ketara. sebagai susulan dan melihat apa perbezaan-perbezaan itu. Ia tidak ketara. Ini benda-benda di mana gen-gen dihidupkan dalam sejenis sel. Ini dua gen yang kami temui dan dijadikan sebagai contoh. Salah satu ialah RELN -- ia memberikan isyarat pertumbuhan di peringkat awal. DISC1 ialah satu gen yang dihapuskan dalam skizofrenia. DISC1 ialah satu gen yang dihapuskan dalam skizofrenia. Ini bukannya individu-individu dengan skizofrenia, tetapi mereka menunjukkan beberapa variasi populasi. Apa yang anda lihat di sini bagi Penderma 1 dan Penderma 4, yang merupakan kekecualian daripada dua yang lain, gen-gen dihidupkan di dalam subset sel-sel yang spesifik. Mendakan ungu tua dalam sel inilah yang beritahu kita bahawa satu gen dihidupkan di situ. Sama ada ia berpunca daripada latar belakang genetik seseorang atau pengalamannya, Sama ada ia berpunca daripada latar belakang genetik seseorang atau pengalamannya, kami masih tidak tahu. Penyelidikan seperti itu memerlukan populasi yang lebih besar.
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.
Saya akan memberikan anda satu nota terakhir tentang kekompleksan otak dan berapa banyak lagi yang kita perlu fahami. tentang kekompleksan otak dan berapa banyak lagi yang kita perlu fahami. Sumber-sumber ini sangat bernilai. Ia memberikan hala tuju kepada para penyelidik. Ia memberikan hala tuju kepada para penyelidik. Tapi kami hanya menyelidiki beberapa individu setakat ini. Sudah pasti kami akan menyelidiki lebih banyak lagi. Akhirnya, saya ingin mengatakan, alat-alat sudah tersedia. Ini sebuah arena yang tidak pernah dijelajahi. alat-alat sudah tersedia. Ini sebuah arena yang tidak pernah dijelajahi. Ini seumpama satu babak baru. Jadi, bagi mereka yang tidak gentar, tapi terpesona oleh kekompleksan otak, Jadi, bagi mereka yang tidak gentar, tapi terpesona oleh kekompleksan otak, masa depan menantikan anda.
Thanks.
Terima kasih.
(Applause)
(Tepukan)