This is a thousand-year-old drawing of the brain. It's a diagram of the visual system. And some things look very familiar today. Two eyes at the bottom, optic nerve flowing out from the back. There's a very large nose that doesn't seem to be connected to anything in particular.
Este dibujo del cerebro tiene mil años. Es un diagrama del sistema de la vista. Algunas cosas hoy resultan muy familiares. Dos ojos abajo, nervios ópticos que salen desde atrás. Hay una nariz muy grande que no parece estar conectada a nada en particular.
And if we compare this to more recent representations of the visual system, you'll see that things have gotten substantially more complicated over the intervening thousand years. And that's because today we can see what's inside of the brain, rather than just looking at its overall shape.
Y si lo comparamos con representaciones más recientes de la visión, verán que las cosas se han complicado considerablemente en estos mil años. Y esto se debe a que hoy podemos ver el interior del cerebro en lugar de ver solo su aspecto general.
Imagine you wanted to understand how a computer works and all you could see was a keyboard, a mouse, a screen. You really would be kind of out of luck. You want to be able to open it up, crack it open, look at the wiring inside. And up until a little more than a century ago, nobody was able to do that with the brain. Nobody had had a glimpse of the brain's wiring.
Imaginen que quisieran entender el funcionamiento de una computadora y todo lo que vieran fuese un teclado, un ratón, una pantalla. Sería muy desafortunado. Querrían verla abierta, totalmente abierta, ver el cableado interior. Y hasta hace poco más de un siglo nadie había podido ver así el cerebro. Nadie había podido ver las conexiones del cerebro,
And that's because if you take a brain out of the skull and you cut a thin slice of it, put it under even a very powerful microscope, there's nothing there. It's gray, formless. There's no structure. It won't tell you anything.
porque si uno saca al cerebro del cráneo y corta una delgada rebanada, aunque la ponga bajo un microscopio potente, no verá nada. Es gris, sin forma. No tiene estructura. No aportará información.
And this all changed in the late 19th century. Suddenly, new chemical stains for brain tissue were developed and they gave us our first glimpses at brain wiring. The computer was cracked open.
Pero todo cambió a fines del siglo XIX. De repente se crearon marcadores químicos para el tejido cerebral que nos permitieron ver las conexiones cerebrales. Se descifró el enigma.
So what really launched modern neuroscience was a stain called the Golgi stain. And it works in a very particular way. Instead of staining all of the cells inside of a tissue, it somehow only stains about one percent of them. It clears the forest, reveals the trees inside. If everything had been labeled, nothing would have been visible. So somehow it shows what's there.
Lo que dio origen a la neurociencia moderna fue una tinción llamada tinción de Golgi. Y funciona de un modo muy particular. En vez de marcar todas las células del tejido, de algún modo, marca solo el uno por ciento. Despeja el bosque, revela los árboles del interior. De haberse etiquetado todo, no se habría visto nada. De algún modo muestra lo que hay.
Spanish neuroanatomist Santiago Ramon y Cajal, who's widely considered the father of modern neuroscience, applied this Golgi stain, which yields data which looks like this, and really gave us the modern notion of the nerve cell, the neuron. And if you're thinking of the brain as a computer, this is the transistor. And very quickly Cajal realized that neurons don't operate alone, but rather make connections with others that form circuits just like in a computer. Today, a century later, when researchers want to visualize neurons, they light them up from the inside rather than darkening them. And there's several ways of doing this. But one of the most popular ones involves green fluorescent protein. Now green fluorescent protein, which oddly enough comes from a bioluminescent jellyfish, is very useful. Because if you can get the gene for green fluorescent protein and deliver it to a cell, that cell will glow green -- or any of the many variants now of green fluorescent protein, you get a cell to glow many different colors.
El neuroanatomista español Santiago Ramón y Cajal, ampliamente considerado como el padre de la neurociencia moderna, aplicó la tintura de Golgi y consiguió algo parecido a esto; realmente acuñó la noción moderna de célula nerviosa, de neurona. Y si piensan en el cerebro como una computadora, este es “el” transistor. Cajal muy pronto se dio cuenta de que las neuronas no funcionan solas, sino que mas bien se conectan con otras y forman circuitos como los de las computadoras. Hoy, un siglo después, cuando los investigadores quieren ver neuronas las iluminan desde el interior en vez de oscurecerlas. Y hay varias maneras de hacerlo. Pero una de las más populares es mediante una proteína verde fluo. La proteína verde fluo, que por extraño que parezca viene de una medusa bioluminiscente, es muy útil. Si obtenemos la proteína verde fluo y la colocamos en la célula, esa célula se iluminará de verde... o cualquiera de las variantes actuales de proteínas verde fluo, la célula se iluminará de varios colores.
And so coming back to the brain, this is from a genetically engineered mouse called "Brainbow." And it's so called, of course, because all of these neurons are glowing different colors.
Y volviendo al cerebro, este es de un ratón genéticamente modificado llamado “Brainbow” (cerebro arco iris). Se llama así, por supuesto, por las neuronas de distintos colores.
Now sometimes neuroscientists need to identify individual molecular components of neurons, molecules, rather than the entire cell. And there's several ways of doing this, but one of the most popular ones involves using antibodies. And you're familiar, of course, with antibodies as the henchmen of the immune system. But it turns out that they're so useful to the immune system because they can recognize specific molecules, like, for example, the coat protein of a virus that's invading the body. And researchers have used this fact in order to recognize specific molecules inside of the brain, recognize specific substructures of the cell and identify them individually.
Pero a veces los neurocientíficos tenemos que identificar los distintos componentes moleculares de las neuronas, las moléculas, en vez de toda la célula. Y hay varias maneras de hacerlo pero una de las más populares es con anticuerpos. Claro, uno tiende a pensar en los anticuerpos como aliados del sistema inmunológico. Pero resulta que son tan útiles para el sistema inmunológico porque pueden reconocer moléculas específicas como, por ejemplo, el código genético de un virus que está invadiendo el cuerpo. Y los investigadores han usado esto para reconocer moléculas específicas en el interior del cerebro; para reconocer estructuras específicas de la célula e identificarlas en forma individual.
And a lot of the images I've been showing you here are very beautiful, but they're also very powerful. They have great explanatory power. This, for example, is an antibody staining against serotonin transporters in a slice of mouse brain.
Y muchas de las imágenes que les he mostrado aquí son muy hermosas, pero también son muy potentes. Tienen un gran poder explicativo. Por ejemplo, esta es la coloración de un anticuerpo contra los transportadores de serotonina en un corte de cerebro de ratón.
And you've heard of serotonin, of course, in the context of diseases like depression and anxiety. You've heard of SSRIs, which are drugs that are used to treat these diseases. And in order to understand how serotonin works, it's critical to understand where the serontonin machinery is. And antibody stainings like this one can be used to understand that sort of question.
Han oído hablar de la serotonina, por supuesto, en el marco de enfermedades como la depresión y la ansiedad. Han oído hablar de los ISRS, medicamentos usados para tratar estas enfermedades. Y entender el funcionamiento de la serotonina es fundamental para entender dónde está su maquinaria. Y los marcadores de anticuerpos como este pueden usarse para entender estas preguntas.
I'd like to leave you with the following thought: Green fluorescent protein and antibodies are both totally natural products at the get-go. They were evolved by nature in order to get a jellyfish to glow green for whatever reason, or in order to detect the coat protein of an invading virus, for example. And only much later did scientists come onto the scene and say, "Hey, these are tools, these are functions that we could use in our own research tool palette." And instead of applying feeble human minds to designing these tools from scratch, there were these ready-made solutions right out there in nature developed and refined steadily for millions of years by the greatest engineer of all. Thank you. (Applause)
Quiero despedirme dejándoles este pensamiento: las proteínas verde fluo y los anticuerpos son productos de origen totalmente natural. Evolucionaron en la naturaleza para que las medusas brillaran por la razón que sea o para detectar el código genético de un virus invasor, por ejemplo. Y solo mucho después, los científicos aparecieron y dijeron, “Oye, estas son herramientas, estas son funciones que podríamos usar en nuestra propia caja de herramientas”. Y en vez de emplear nuestras mentes débiles para diseñar estas herramientas desde cero, allí en la naturaleza estaban estas soluciones predefinidas desarrolladas y refinadas de manera constante durante millones de años por la mayor ingeniera de todas. Gracias. (Aplausos)