Alexander Tsiaras: Van conceptie tot geboorte -- in beeld

Ik kreeg een positie als universitair docent geneeskunde en hoofd van wetenschappelijke beeldvorming aan de universiteit van Yale in de afdeling geneeskunde. Mijn opdracht was om de algoritmen en de code te schrijven waarmee NASA virtuele chirurgie kon doen, met het oog op bemande 'deep space'-ruimtevaart, zodat ze in robotcapsules konden verblijven. Een van de fascinerende dingen waar we mee bezig waren, is dat we met behulp van nieuwe vormen van scantechnologie dingen zien die nog nooit eerder te zien waren, niet alleen in de bestrijding van ziektes, maar ook dingen in verband met het lichaam die ons in verwondering deden staan.

Ik herinner me een van de eerste keren dat we naar collageen keken. Je hele lichaam, alles - je haar, huid, botten, nagels - alles is gemaakt van collageen. Het is een soort van touw-achtige structuur die zo krult en wervelt. De enige plek waar collageen van structuur verandert, is op het hoornvlies van je oog. In je ogen wordt het een raster, en daarom wordt het transparant in plaats van ondoorzichtig. De structuur was zo perfect georganiseerd dat het moeilijk was om haar geen goddelijkheid toe te dichten, omdat we dit steeds opnieuw te zien kregen in verschillende delen van het lichaam.

Ik kreeg de kans een persoon te zien die bezig was aan een heel interessante MRI-machine met de NIH [National Institutes of Health]. We zouden een nieuw project onder de loep nemen over de ontwikkeling van de foetus vanaf de conceptie tot de geboorte met behulp van dit soort nieuwe technologieën. Ik heb de algoritmes gecodeerd en Paul Lauterbur bouwde de hardware ... en won vervolgens de Nobelprijs voor de uitvinding van de MRI. Ik kreeg de gegevens. Ik zal jullie een voorbeeld laten zien van dat stuk: "Van conceptie tot geboorte".

(Muziek)

Videotekst: "Van conceptie tot geboorte" Eicel Sperma Bevrucht ei 24 uur: eerste deling van de baby De bevruchte eicel deelt een paar uur na de versmelting ... en deelt opnieuw om de 12 tot 15 uur. Het embryo in een vroeg stadium De dooierzak voedt de baby nog steeds. 25 dagen: de hartkamer ontwikkelt zich 32 dagen: de armen en handen ontwikkelen zich 36 dagen: begin van de primitieve wervels Deze weken zijn de periode van de snelste ontwikkeling van de foetus. Als de foetus negen maanden op deze snelheid zou blijven groeien, zou hij 1,5 ton wegen bij de geboorte. 45 dagen Het hart van het embryo klopt twee keer zo snel als dat van de moeder. 51 dagen 52 dagen: de ontwikkeling van het netvlies, neus en vingers De voortdurende beweging van de foetus in de baarmoeder is noodzakelijk voor de groei van de spieren en het skelet. 12 weken: neutraal geslacht -- we weten nog niet of het een meisje of een jongen wordt. 8 maanden Bevalling: het moment van de uitdrijving Het moment van de geboorte

(Applaus)

Alexander Tsiaras: Dank je wel. Maar zoals je kunt zien, wanneer je daadwerkelijk gaat werken aan deze gegevens is het vrij spectaculair. We bleven meer en meer scannen en werken aan dit project. We observeerden deze twee eenvoudige cellen die een ongelooflijke machinerie hebben en uiteindelijk een mens worden. Terwijl we bleven werken aan deze gegevens en kleine clusters van het lichaam observeerden, kleine stukjes weefsel: een trofoblast die loskomt van een blastocyst, en zich plots ingraaft in de zijkant van de baarmoeder en zegt: "Ik ga hier nooit meer weg." Het spreekt en communiceert met de oestrogenen, de progesteronen: "Ik ga hier niet meer weg, plant me." Het bouwt een ongelooflijke trilineaire foetus die binnen de 44 dagen iets wordt dat je kunt herkennen, en vervolgens op negen weken echt een kleine mens vormt. Het wonder van deze informatie: hoe komt het dat we beschikken over dit biologisch mechanisme in ons lichaam dat deze informatie ziet?

Ik ga je iets vrij unieks laten zien. Hier is een menselijk hart op 25 [weken]. Het zijn eigenlijk gewoon twee strengen. Net als een prachtige origami ontwikkelen cellen zich aan één miljoen cellen per seconde op vier weken. Ze vouwen zichzelf. Binnen vijf weken begin je het atrium en de ventrikels te zien. Op zes weken begint het vouwen van de papilla aan de binnenkant van het hart en zijn ze in staat om elk van deze kleppen in je hart naar beneden te trekken totdat je een volwassen hart hebt en dan ontwikkelt het gehele menselijke lichaam. De magische mechanismen in elk genetische structuur zeggen precies waar de zenuwcellen heen moeten gaan - de complexiteit van deze wiskundige modellen van hoe deze dingen zich ontwikkelen, vallen buiten het menselijke bevattingsvermogen.

Ook al ben ik wiskundige, ik bekijk met verwondering hoe deze opeenvolgende instructies geen fouten maken als ze ons bouwen. Het is een raadsel, het is magisch, het is goddelijk. Dan kijk je naar het volwassen leven. Kijk naar dit kleine bosje haarvaten. Het is gewoon een kleine microscopische sub-substructuur. Maar tegen de tijd dat je negen maanden bent en geboren wordt, heb je bijna 96.000 km bloedvaten in je lichaam, waarvan slechts anderhalve kilometer zichtbaar is. 95.998,5 kilometer die voedingsstoffen rondsturen en afval afvoeren. De complexiteit om dat binnen een enkel systeem te bouwen is, opnieuw, boven elk begrip of enige bestaande wiskunde verheven.

Die set van instructies van de hersenen naar elk ander deel van het lichaam. Kijk naar de complexiteit van het vouwen. Wat is deze intelligentie, deze kennis dat een vouw daadwerkelijk meer informatie kan bevatten? Als je het groeien van de hersenen van baby’s observeert - en dit is een van de dingen die we nu doen. We zijn bezig met de lancering van twee nieuwe studies om de hersenen van baby's te scannen vanaf het moment dat ze geboren zijn. Om de zes maanden, tot ze zes jaar oud zijn. Dat gaan we doen bij ongeveer 250 kinderen - kijken naar hoe de gyri en de sulci van de hersenen vouwen observeren hoe deze prachtige ontwikkeling verandert in herinneringen en het wonder dat wij zijn.

Het is niet alleen ons eigen bestaan, maar hoe begrijpt het lichaam van de vrouw de genetische structuur die niet alleen zichzelf bouwt, maar ook de kennis heeft die het mogelijk maakt een wandelend immunologisch, cardiovasculair systeem te worden. Het is in feite een mobiel systeem dat kan voeden en dit kind kan behandelen met verwondering. Het gaat ons begrip te boven. Dit is de magie van het bestaan, van ons.

Dank je.

(Applaus)