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 é um desenho do cérebro com mil anos. É um diagrama do sistema visual. E algumas coisas parecem-nos hoje muito familiares. Dois olhos na base, o nervo ótico fluindo a partir da zona posterior. Há um nariz muito largo que parece não estar ligado a nada em 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.
Se compararmos isto com representações mais recentes do sistema visual verão que as coisas se tornaram substancialmente mais complicadas durante esses mil anos. E isso porque hoje podemos ver o que está no interior do cérebro em vez de olharmos apenas para a sua forma geral.
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.
Imaginem que queriam compreender como funciona um computador e só podiam ver um teclado, um rato, um ecrã. Vocês não teriam sorte nenhuma. Vocês querem poder abri-lo, escancará-lo, olhar para as ligações internas. Até há pouco mais de um século ninguém conseguia fazer isso com o cérebro. Ninguém tinha um vislumbre das ligações cerebrais,
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, se retirarem um cérebro do crânio e lhe cortarem uma fatia fina, mesmo que a vejam a um microscópio muito potente, não há nada ali. É cinzento, sem forma. Não tem estrutura. Não vos dirá nada.
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.
Tudo isto mudou no final do séc. XIX. De repente, foram desenvolvidos novos corantes químicos para o tecido cerebral o que nos proporcionou o primeiro vislumbre das ligações cerebrais.
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.
O computador foi escancarado. Portanto, o que lançou a neurociência moderna foi uma coloração chamada "coloração de Golgi". Funciona de uma forma muito particular. Em vez de tingir todas as células no interior de um tecido, tinge apenas cerca de 1% das mesmas. Limpa a floresta, revela as árvores no seu interior. Se tudo tivesse ficado marcado, nada teria ficado visível.
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.
Portanto, de certa forma, revela-nos o que lá existe. O neuroanatomista espanhol Santiago Ramon y Cajal, que é geralmente considerado o pai da neurociência moderna, aplicou esta coloração de Golgi, e produziu dados com este aspeto, e ao fazê-lo deu-nos a noção atual da célula nervosa, o neurónio. Se estiverem a pensar no cérebro como um computador, isto é o transístor. Muito rapidamente, Cajal percebeu que os neurónios não operam sozinhos, mas, antes, estabelecem ligações com outros que formam circuitos, tal como num computador. Um século mais tarde, quando os investigadores querem ver os neurónios, iluminam-nos a partir do interior, em vez de os escurecer. Há várias maneiras de fazer isto. Uma das mais populares envolve proteína verde fluorescente. A proteína verde fluorescente, que, curiosamente, vem de uma alforreca bioluminescente, é muito útil. Porque, obtendo o gene da proteína verde fluorescente e introduzindo-o numa célula, essa célula ficará verde brilhante ou, com as muitas atuais variantes da proteína verde fluorescente, obteremos células a brilhar em muitas cores diferentes.
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.
Assim, voltando ao cérebro, este é de um rato geneticamente modificado, chamado "Brainbow". Chama-se assim, obviamente, porque todos estes neurónios brilham em cores diferentes.
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.
Por vezes os neurocientistas precisam de identificar componentes moleculares individuais dos neurónios, moléculas, em vez de células inteiras. Há várias maneiras de fazer isso, mas uma das mais populares envolve o uso de anticorpos. Claro, vocês estão familiarizados com os anticorpos, como guarda-costas do sistema imunitário. Acontece que eles são muito úteis ao sistema imunitário porque reconhecem moléculas específicas, como, por exemplo, a proteína código de um vírus que esteja a invadir o corpo. Os investigadores aproveitaram este facto para reconhecerem moléculas específicas no interior do cérebro, reconhecer estruturas específicas da célula e identificá-las individualmente.
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.
Muitas das imagens que vos tenho estado a mostrar aqui são muito belas, mas também muito poderosas. Têm um grande poder explicativo. Esta, por exemplo, é a coloração de um anticorpo contra os transportadores de serotonina numa fatia de cérebro de rato.
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.
Já ouviram falar da serotonina no contexto de doenças como a depressão e a ansiedade. Ouviram falar de ISRSs, que são fármacos usados para tratar estas doenças. Para se compreender como a serotonina funciona, é fundamental compreender onde está o mecanismo de funcionamento da serotonina. Podem usar-se colorações de anticorpos como esta para compreender esse tipo de questões.
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)
Gostava de vos deixar o seguinte pensamento: Tanto as proteínas como os anticorpos verde fluorescente são, à partida, produtos inteiramente naturais. Evoluíram naturalmente para conferir à alforreca um brilho verde, seja qual for a razão, ou para detetar a proteína código de um vírus invasor, por exemplo. E só muito mais tarde é que os cientistas entraram em cena e disseram: "Espera, isto são ferramentas, "isto são funções que podíamos usar "na nossa paleta de ferramentas de pesquisa." Em vez de porem pobres mentes humanas a conceber estas ferramentas a partir do nada, serviram-se destas soluções prontas a usar ali mesmo, na Natureza, desenvolvidas e aperfeiçoadas durante milhões de anos pelo melhor engenheiro existente. Obrigado. (Aplausos)