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.
Voici un dessin du cerveau vieux de 1000 ans. C'est un diagramme du système visuel. Et certaines choses semblent très familières aujourd'hui. Deux yeux en bas, le nerf optique qui provient de l'arrière. Il y a un très gros nez qui ne semble pas être relié à quoi que ce soit en particulier.
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.
Et si nous le comparons à des observations plus récentes du système visuel, vous verrez que les choses sont devenues considérablement plus complexes au cours du millénaire qui s'est écoulé. Et c'est parce qu'aujourd'hui nous pouvons voir ce qui est à l'intérieur du cerveau, plutôt que de nous contenter de regarder sa forme globale.
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.
Imaginez que vous vouliez comprendre le fonctionnement d'un ordinateur et que tout ce que vous puissiez voir, ce soit un clavier, une souris, un écran. Vous n'auriez vraiment pas de chance. Vous souhaitez pouvoir l'ouvrir, regarder le circuit électrique à l'intérieur. Et jusqu'à il y a un peu plus d'un siècle, personne n'était capable de le faire avec le cerveau. Personne n'avait eu un aperçu du système cérébral.
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.
Car si vous sortez un cerveau du crâne et que vous en coupez une fine tranche, puis que vous la placez sous un microscope même très puissant, il n'y a rien. C'est gris, informe. Il n'y a pas de structure. Ça ne vous dira rien.
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.
Tout a changé à la fin du XIXe siècle. De nouvelles colorations chimiques pour le tissu cérébral ont soudain été développées et nous ont donné nos premiers aperçus du système cérébral. On avait entrouvert l'ordinateur.
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.
Ce qui a véritablement lancé la neuroscience moderne, c'est une coloration appelée coloration de Golgi. Et elle fonctionne de façon très particulière. Au lieu de colorer toutes les cellules à l'intérieur d'un tissu, elle en colore seulement environ un pour cent. Elle efface la forêt, révèle les arbres à l'intérieur. Si tout avait été marqué, rien n'aurait été visible. En un sens, elle montre ce qui est là.
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.
Le neuroanatomiste espagnol Santiago Ramón y Cajal, qui est largement considéré comme le père des neurosciences modernes, a appliqué cette coloration de Golgi, obtenant les données suivantes, et nous a vraiment donné la notion moderne de la cellule nerveuse, le neurone. Et si vous pensez au cerveau comme à un ordinateur, c'est le transistor. Et Cajal s'est très vite rendu compte que les neurones ne fonctionnent pas seul, mais établissent plutôt des connexions avec d'autres qui forment des circuits comme dans un ordinateur. Aujourd'hui, un siècle plus tard, lorsque les chercheurs veulent visualiser des neurones, ils les éclairent de l'intérieur plutôt que de les noircir. Et il y a plusieurs façons de le faire. Mais l'une des plus courantes implique une protéine fluorescente verte. La protéine fluorescente verte, qui assez bizarrement vient d'une méduse bioluminescente, est très utile. Parce que si vous pouvez obtenir le gène de la protéine fluorescente verte et l'apporter à une cellule, cette cellule aura une lueur verte, ou avec n'importe laquelle des nombreuses variantes de la protéine fluorescente verte, vous obtenez une cellule qui prendra plusieurs couleurs différentes.
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.
Et donc pour en revenir au cerveau, cela provient d'une souris génétiquement modifiée, appelée « Brainbow. » Et on l'appelle ainsi, bien évidemment, parce que tous ces neurones s'illuminent de couleurs différentes.
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.
De nos jours, les neuroscientifiques ont parfois besoin d'identifier les composants moléculaires individuels des neurones, les molécules, plutôt que la cellule entière. Et il existe plusieurs façons de le faire, mais l'une des plus courantes consiste à utiliser des anticorps. Et bien sûr, vous connaissez bien les anticorps comme étant les hommes de main du système immunitaire. Mais il s'avère que s''ils sont tellement utiles pour le système immunitaire c'est parce qu'ils savent reconnaître les molécules spécifiques, comme, par exemple, le code de la protéine d'un virus qui envahit le corps. Les chercheurs s'en sont alors servi pour reconnaître les molécules spécifiques à l'intérieur du cerveau, reconnaître les sous-structures spécifiques de la cellule et les identifier individuellement.
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.
Et de nombreuses images que je vous ai montrées ici sont très belles, mais elles sont également très puissantes. Elles ont une grande puissance explicative. Ceci, par exemple, est une coloration d'anticorps contre les transporteurs de la sérotonine dans une coupe de cerveau de souris.
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.
Et vous avez certainement entendu parler de la sérotonine, dans le cadre de maladies comme la dépression et l'anxiété. Vous avez entendu parler des ISRS, qui sont des médicaments utilisés pour traiter ces maladies. Et afin de comprendre le fonctionnement de la sérotonine, il est essentiel de comprendre d'où part la production de sérotonine. Et les colorations d'anticorps comme celle-ci peuvent être utilisées pour comprendre ce genre de question.
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)
Je voudrais vous laisser sur l'idée qui suit : La protéine fluorescente verte et les anticorps sont deux produits totalement naturels à l'origine. C'est la nature qui les a fait évoluer afin d'obtenir une méduse à lueur verte pour une raison quelconque, ou pour détecter le code protéine d'un virus envahisseur, par exemple. Et ce n'est que bien plus tard que les chercheurs sont entrés en scène et ont dit, « Hé, ce sont des outils, ce sont des fonctions que nous pourrions utiliser dans notre propre palette d'outils de recherche. » Et au lieu d'avoir recours aux pauvres esprits humains pour concevoir ces outils à partir de rien, il existait ces solutions toutes prêtes, là dans la nature, développées et perfectionnées régulièrement pendant des millions d'années par le plus grand de tous les ingénieurs. Merci. (Applaudissements)