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.
Ce dessin du cerveau est vieux de mille ans. C’est un diagramme du système visuel. Et certaines choses semblent très familières aujourd’hui. Deux yeux en bas, le nerf optique qui sort par l’arrière. Il y a un très gros nez qui n’a pas l’air d’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 nous le comparons à des représentations plus récentes du système visuel, vous verrez que les choses sont devenues bien plus complexes au cours de mille ans. Et c’est parce qu’aujourd’hui nous pouvons voir ce qu’il y a à l’intérieur du cerveau, plutôt que de juste regarder sa forme générale.
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 comment fonctionne un ordinateur et que tout ce que vous pouviez voir soit un clavier, une souris, un écran. Vous auriez très peu de chance. Vous voulez être capable de l’ouvrir, de le fendre, de regarder le câblage 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 des connexions du cerveau.
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.
Et c’est parce que si vous sortez le cerveau du crâne et que vous en coupez une tranche mince, que vous le mettez sous un microscope même très puissant, il n’y a rien là. C’est gris, sans forme. 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 cela a changé à la fin du XIXe siècle. Soudain, de nouveaux colorants chimiques pour le tissu cérébral ont été développés et ils nous ont donné les premiers aperçus des connexions cérébrales. L’ordinateur a été ouvert.
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 vraiment lancé la neuroscience moderne a été un colorant appelé coloration de Golgi. Et elle fonctionne d’une manière très particulière. Au lieu de colorer toutes les cellules à l’intérieur d’un tissu, elle colore seulement environ un pour cent d’entre elles. Elle éclaircit la forêt, révèle les arbres à l’intérieur. Si tout avait été marqué, rien n’aurait été visible. Donc, elle montre en quelque sorte 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, qui a donné des résultats qui ressemblent à ceci, et nous a vraiment donné une notion moderne de la cellule nerveuse, le neurone. Et si vous considérez le cerveau comme un ordinateur, ceci est le transistor. Très rapidement Cajal s’est rendu compte que les neurones ne fonctionnent pas seuls, mais qu’ils établissent plutôt des connexions avec d’autres qui forment des circuits, exactement comme dans un ordinateur. Aujourd’hui, un siècle plus tard, quand les chercheurs veulent visualiser les neurones, ils les éclairent de l’intérieur plutôt que de les assombrir. Et il y a plusieurs manières de le faire. Mais l’une des plus courantes implique une protéine fluorescente verte. Cette protéine qui assez curieusement provient 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 n’importe quelle autre variante de la protéine verte fluorescente, vous obtenez une cellule à la lueur de 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.
Pour en revenir au cerveau, ceci provient d’une souris génétiquement modifiée, appelé « Brainbow. » Et on l’appelle comme ça, bien sûr, parce que tous ces neurones luisent de différentes couleurs.
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.
Parfois les neuroscientifiques doivent identifier des composants moléculaires individuels des neurones, les molécules, plutôt que la cellule entière. Il y a plusieurs manières de le faire, mais une des plus courantes consiste à utiliser des anticorps. Et bien sûr, vous connaissez bien les anticorps comme les sbires du système immunitaire. Il apparait qu’ils sont si utiles au système immunitaire parce qu’ils peuvent reconnaitre des molécules spécifiques, Comme, par exemple, la protéine de code d’un virus qui envahit le corps. Les chercheurs ont utilisé ce fait pour reconnaître des molécules spécifiques à l’intérieur du cerveau, reconnaître des 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.
Beaucoup des images que je vous ai montrées ici sont très belles, mais elles sont aussi très puissantes. Elles ont une grande puissance explicative. Ceci, par exemple, est une coloration d’anticorps contre des transporteurs de sérotonine dans une tranche 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.
Vous avez sûrement entendu parler de la sérotonine dans le contexte de maladies telles que la dépression et l’anxiété. Vous avez entendu parler des ISRS qui sont des médicaments utilisés pour traiter ces maladies. Pour comprendre le fonctionnement de la sérotonine, il est essentiel de comprendre où se trouvent les machines à sérotonine. Et les colorations d’anticorps comme celle-ci peuvent être utilisées pour comprendre ce type 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)
J’aimerais vous laisser avec la pensée suivante : La protéine fluorescente verte et les anticorps sont des produits totalement naturels à l’origine. La nature les a fait évoluer afin d’obtenir une méduse à lueur verte pour une raison quelconque, ou pour détecter la protéine de code d’un virus envahisseur, par exemple. C’est seulement beaucoup plus tard que les chercheurs sont entrés en scène et on 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’utiliser des esprits humains faibles à la conception de ces outils à partir de rien, il y avait ces solutions toutes prêtes juste là dans la nature développées et affinées progressivement pendant des millions d’années par le meilleur de tous les ingénieurs. Merci. (Applaudissements)