Alexander Tsiaras: Von der Empfängnis bis zur Geburt – visualisiert

Mir wurde eine Position angeboten als ausserordentlicher Professor für Medizin und Leiter der wissenschaftlichen Visualisierung an der Yale-Universität, an der medizinische Fakultät. Mein Job war es, für die Nasa zahlreiche Algorithmen und Code zu schreiben, um virtuelle Chirurgie zu ermöglichen, als Vorbereitung für die Astronauten, die in die Tiefen des Alls fliegen, so dass sie sich in Roboterkapseln aufhalten können. Eines der faszinierenden Dinge darüber, woran wir arbeiteten, ist dass wir durch neue Arten von Scan-Technologien Dinge sahen, die man noch nie zuvor gesehen hatte –  ich meine, nicht nur in der Krankheitsbehandlung, sondern auch Dinge, die uns erlaubten, über den Körper hinaus zu sehen, Dinge die einen staunen lassen.

Ich erinnere mich an eins der ersten Male, als wir uns Collagen anschauten. Und unser gesamter Körper, alles –  die Haare, Haut, Knochen, Nägel – alles ist aus Collagen gemacht. Es ist sozusagen eine seilartige Struktur, die sich so dreht und wirbelt. Der einzige Ort, wo Collagen seine Struktur ändert, ist in der Hornhaut des Auges. Im Auge wird es zu zu einem Gitternetz und deshalb wird es transparent, also das Gegenteil von blickdicht. Es ist schwierig, einer so perfekt organisierten Struktur nicht eine Form von Göttlichkeit zuzuschreiben. Denn wir sahen das immer und immer und immer wieder in verschiedenen Teilen des Körpers.

Eine der Gelegenheiten, die sich mir bot, war, als eine Person mit einer wirklich sehr interessanten bildgebenden Mikromagnetismus-Resonanz-Maschine arbeitete am NIH. Und was wir dort tun wollten war, ein neues Projekt zu erfassen der Entwicklung eines Fötus von der Empfängnis bis zur Geburt, mit Hilfe dieser neuen Technologien. Ich schrieb also die Algorithmen in den Code und er konstruierte die Hardware – Paul Lauterbur –  er sollte daraufhin den Nobelpreis gewinnen für die Erfindung des MRI. Ich bekam die Daten. Und ich werde Ihnen ein Beispiel dieser Arbeit zeigen, "Von der Empfängnis bis zur Geburt"

(Musik)

Video text: "Von der Empfängnis bis zur Geburt" Eizelle Sperma Befruchtetes Ei 24 Stunden: Baby's erste Teilung Das befruchtete Ei teilt sich einige Stunden nach der Vereinigung ... Und teilt sich von neuem alle 12 bis 15 Stunden. Früher Embryo Der Dottersack füttert das Baby immer noch. 25 Tage: Die Herzkammer entwickelt sich 32 Tage: Arme und Hände entwickeln sich 36 Tage: Die primitive Wirbelsäule beginnt sich auszubilden Diese Wochen sind der Zeitraum, in dem sich der Fötus am schnellsten entwickelt. Wenn der Fötus während der ganzen neun Monate in dieser Geschwindigkeit wüchse, wäre er bei der Geburt 1,5 Tonnen schwer. 45 Tage Das Herz des Embryos schlägt doppelt so schnell wie das der Mutter. 51 Tage 52 Tage: Die Netzhaut, Nase und Finger entwickeln sich Die ständige Bewegung des Fötus im Mutterleib ist notwendig für das Wachstum der Muskeln und des Skeletts. 12 Wochen: noch nicht ausgebildeter Penis –  ob es ein Mädchen oder ein Junge wird, wird sich noch herausstellen. 8 Monate Niederkunft: Das Verlassen des Mutterleibs. Der Moment der Geburt

(Applaus)

Alexander Tsiaras: Danke. Aber wie Sie sehen, wenn man beginnt, mit diesen Daten zu arbeiten, ist es ziemlich spektakulär. Als wir im Laufe des Projekts immer mehr und mehr aufzeichneten, uns diese beiden simplen Zellen ansahen, die diese unglaubliche Maschinerie in sich tragen, die eines Tages zum Zauber eines Menschen werden. Also wir weiter mit diesen Daten arbeiteten und uns die kleinen Einheiten des Körpers ansahen, diese kleinen Einheiten von Gewebe, die als Trophoblast aus einer Blastozyste enstanden sind und sich plötzlich von selber in die Seiten des Uterus wühlen und sagen, "Ich bleibe hier." Plötzlich eine Konversation und Kommunikation mit den Östrogenen zu haben, den Progesteronen, die sagen, "Ich bleibe hier, pflanz mich ein", und die diesen unglaublichen triliniearen Fötus konstruieren, der innerhalb von 44 Tagen zu etwas wird, das wir wiedererkennen können und dann mit neun Wochen wirklich eine Art kleiner Mensch ist. Das Wunder dieser Information: Wie können wir diesen biologischen Mechanismus in unserem Körper haben, um diese Information wirklich zu sehen?

Ich werde Ihnen etwas ziemlich einmaliges zeigen. Hier ein menschliches Herz bei 25 [Wochen]. Es sind im Wesentlichen zwei Stränge. Und wie dieses großartige Origami entwickeln sich Zellen, eine MIllion Zellen pro Sekunde bei vier Wochen, so dass es sich selbständig entfaltet. Innerhalb von fünf Wochen kann man den frühen Vorhof sehen und die frühen Ventrikel. Sechs Wochen, diese Entfaltung beginnt nun mit den Papillen innerhalb des Herzens, die tatsächlcih in der Lage sind, jedes dieser Ventile im Herzen zu sich hinzuziehen, bis wir ein ausgereiftes Herz haben –  und dann grundsätzlich die Entwicklung des ganzen menschlichen Körpers. Die Magie dieser Mechanismen innerhalb jeder genetischen Struktur, die genau festlegt, wo diese Nevenzelle hingehört –  die Komplexität dieser mathematischen Modelle davon, wie diese Dinge wirklich gemacht sind, übersteigen das menschliche Verständnis.

Obwohl ich Mathematiker bin, sehe ich das mit grossem Staunen darüber, wie diese Sets von Anweisungen keine Fehler machen, während sie das bauen, was wir sind? Ist ist ein Rätsel, es ist Zauberei, es ist das Göttliche. Dann wirft man einen Blick auf ein Erwachsenenleben. Sehen Sie sich kleinen Büschel von Kapillaren an. Es ist nur eine winzige Sub-Substruktur, mikroskopisch klein. Aber grundsätzlich haben wir im Entwicklungsalter von neun Monaten, wenn wir geboren werden, beinahe 60.000 Meilen Blutgefässe in unserem Körper. Ich meine, und nur eine Meile ist sichtbar. 59.999 Meilen bringen im Wesentlichen Nährstoffe wohin und entfernen Abfallstoffe. Die Komplexität, dies in einem einzelnen System aufzubauen ist wiederum jenseits jedes Verständnisses oder jeder heute existierenden Mathematik.

Und diese Liste von Anweisungen vom Hirn an jeden anderen Teil des Körpers –  sehen Sie sich die Komplexität der Verschränkung an. Wo ist diese Intelligenz, die weill, dass eine Verschränkung mehr Information enthalten kann, so dass man tatsächlich das Gehirn des Babys wachsen sehen kann – und das ist eines der Dinge, die wir jetzt gerade tun. Wir lancieren zwei neue Studien, die sich darum drehen, Gehirne von Babys zu scannen von dem Moment an, in dem sie geboren werden. Alle sechs Monate bis zum Alter von sechs Jahren –  wir werden das mit etwa 250 Kindern tun –  werden wir genau sehen, wie die Windungen und Furchen des Gehirns sich verschlingen, um zu sehen, wie diese wundervolle Entwicklung sich in Erinnerungen und in das Wunder verwandelt, das wir sind.

Und es ist nicht nur unser eigenes Dasein, sondern auch, wie versteht der Körper der Frau eine gene sondern auch das Verständnis hat, das ihr erlaubt, zu einem wandelnden immunologischen, kardiovaskulären System zu werden, das grundsätzlich ein mobiles System ist und dieses Kind tatsächlich ernähren und umsorgen kann mit einem Staunen, das wiederum jenseits unseres Verständnisses liegt, der Zauber der Existenz, die wir sind?

Danke.

(Applaus)