Allan Jones: Harta e trurit

Njerëzit prej kohësh kanë qenë të magjepsur rreth trurit të njeriut. Ne e kemi grafikuar, e kemi spjeguar atë. ne e kemi vizatuar atë, ne kemi bërë harta të tij. Ashtu si hartat fizike të botës të cilat kanë qenë shumë të ndikuara nga teknologjia - mendo hartat e Google Maps, mendo GPS-në (Sistemi Global i Pozicionimit) - e njëjta gjë po ndodh me hartimin e trurit gjatë transformimit.

Pra le t'ia hedhim një sy trurit. Shumica e njerzëve, kur shikojnë për herë të parë një tru njeriu të gjallë, thonë, "Nuk duket saktesisht çka ju jeni duke parë kur dikush ju shfaq një tru." Zakonisht, ky çka ju po shihni është një tru i fiksuar. Është ngjyrë gri. Dhe kjo shtresa e jashtme, është sistemi i enëve të gjakut, i cili është i jashtëzakonshëm, rreth trurit të njeriut. Këto janë enët e gjakut. 20 përqind e oksigjenit që vjen nga mushkëritë tuaja, 20 përqind e gjakut që pompohet nga zemra juaj, i shërben këtij organi. Kjo është në parim, nëse ju mbani dy grushtat bashkë është vetëm pak më e madhe se sa dy grushta.

Shkencëtarët, afër fundit të shekullit të 20-të, mësuan se ata mund të ndjekin rrjedhjen e gjakut për te hartuar pa nderhyrje se ku ndodh aktiviteti në trurin e njeriut. Kështu për shembull, ata mund të shohin në pjesën e pasme të trurit, e cila është duke u kthyer tani. Aty është truri i vogël i cili po ju mban drejt ju tani. Është duke më mbajtur mua në këmbë. Është i përfshirë në koordinimin e lëvizjeve. Në anë këtu, është korteksi temporal. Kjo është pjesa ku bëhet përpunimit primar i dëgjimit pra ju jeni duke dëgjuar fjalët e mia, ju jeni duke dërguar atë në qendra më të larta të përpunimit të gjuhës. Drejt pjesës se përparme të trurit është vendi ku mendimet më të ndërlikuara, si vendimarrja - është e fundit qe piqet në moshën madhore. Kjo është ajo ku ndodhin proceset e vendim-marrjes suaj. Është vendi ku ju jeni duke vendosur tani të porosisni apo jo biftek per darke.

Pra, nëse bëni një vështrim më të thellë në tru, një nga gjërat, nëse ju shikoni aty ku nderpriten, çka ju mund të shihni është se në të vërtetë s'mund të shihni të gjithë strukturen. Por në fakt aty ka mjaft strukturë. Qelizat dhe telat e saj janë të lidhur së bashku. Para njëqind vjetësh disa shkencëtarë kanë shpikur një ngjyrosës që do të njollosë qelizat. Dhe ajo është e treguar ketu me ngjyrë të kaltër të hapur ju mund ti shihni zonat ku qelizat neuronale të trupit janë duke u ngjyrosur Dhe ajo që shihni është se është shumë jo-uniforme. Ju shikoni shumë më tepër strukturë atje. Kështu pjesa e jashtme e atij truri është neokorteksi. Kjo është një njësi e përpunimit të vazhdueshëm, Por ju gjithashtu mund të shihni gjërat edhe nën të. Dhe gjithë kto zona të zbrazëta janë zonat ku kalojnë lidhjet mespërmes. Ata janë ndoshta më pak qeliza të dendura. Pra, ka rreth 86 miliard neurone në trurin tonë. Dhe si mund të shihni, ato janë shumë të shpërndarë në mënyrë jo uniforme. Dhe mënyra e shpërndarjes së tyre kontribon vërtetë në funksionet e tyre themelore. Dhe sigurisht, siç e përmenda më parë, pasi ne tani mund të fillojmë të ndajmë funksionin e trurit, ne mund të fillojnë të lidhim këto me qelizat individuale.

Pra, le të hedhim një vështrim më të thellë. Le të shikojmë tek neuronet. Pra siç e përmenda, aty janë 86 miliard neurone. Aty janë gjithashtu qeliza më të vogla siç mund ta shihni. Këto janë qeliza mbështetëse - astrocytes glia. Dhe nervat vetë janë ata që po marrin të dhëna. Ata janë duke e ruajtur atë, ata janë duke e përpunuar atë. Çdo neuron është e lidhur nëpërmjet sinapseve deri në 10.000 neuroneve të tjera në trurin tuaj. Dhe çdo neuron i vetëm është shumë unik. Karakteri unik i dy neuroneve individuale dhe neuronet brenda një koleksioni të trurit janë të shtyrë nga vetitë themelore të biokimisë së tyre. Këto janë proteina. Ato janë proteina të cilat kontrollojnë gjërat si lëvizjet e kanaleve të joneve. Ato kontrollojnë me cilat lidhen qelizat e sistemit nervor . Dhe ata janë duke e kontrolluar saktesisht gjithçka që sistemi nervor ka të bëjë.

Pra nëse e afrojmë në një nivel më të thellë, të gjitha këto veti janë të koduar nga gjenomet tona. Ne secili kemi 23 cifte kromozomesh. Ne i marrim një nga nëna, një nga babai. Dhe në këto kromozome janë perafërsisht 25,000 gjene. Ato janë të koduara në ADN. Natyra e qelizave të dhëna qe vjen me biokiminë e vet diktohet nga se cili prej këtyre 25.000 gjeneve është i pranishëm dhe se në çfarë niveli eshtë i pranishëm.

Dhe kështu projekti jonë kërkon per të parë te ky lexim, e kuptuar se cili nga 25,000 gjene është i ndezur. Pra, në mënyrë që të ndërmarrë një projekt të tillë, ne padyshim na duhen tru të tjerë. Pra, ne dërguam laborantin tonë jashtë. Ne kërkuam tru normal të njeriut. Ne filluam me zyren e egzaminuesit mjekësor. Një vend ku janë sjellë të vdekurit. Ne kerkojme tru normal të njeriut. Ka shumë kritere nga të cilat i selektojnë këta tru. Ne dëshirojme të jemi të sigurtë qe ne kemi njerëz normal ndermjet moshës 20 deri 60 vjeç, ata vdiqën nga një vdekje natyrore me asnjë lëndim të trurit, pa historik të ndonjë sëmundjeje psikiatrike, nuk kanë përdorur drogë - ne bëjmë vlerësim toksikologjik. Dhe jemi shumë të kujdesshëm në lidhje me trurin që marrin. Ne gjithashtu zgjedhim trurin në të cilin ne mund të marrim inde, ne mund të marrim miratimin për të marrë inde brenda 24 orëve nga koha e vdekjes. Sepse ajo që jemi duke u përpjekur të masim, ARN - e cila është leximi nga gjenet tona - është shumë i paqëndrueshëm, dhe kështu që ne duhet të lëvizim shumë shpejt.

Një shënim anësor në mbledhjen e trurit: për shkak të mënyrës që ne mbledhim, dhe sepse ne kërkojmë miratimin, ne kemi më shumë tru meshkujsh se femrash. Meshkujt kanë shumë më tepër ngjasa për të vdekur në një vdekje aksidentale në lule të jetës së tyre. Dhe burrat kanë shumë më tepër gjasa të kenë një partner, një bashkëshorte, që jep pëlqimin se sa anasjelltas.

(Të qeshura)

Pra, gjëja e parë që ne bëjmë në vendin e grumbullimit ne mbledhim atë që quhet një MR. Kjo është rezonancë magnetike - MRI. Ky është një model standard i cili do të lidhë pjesën tjetër të të dhënave. Pra, ne mbledhim këtë MR. Ju mund ta konsideroni si pamje satelitore e hartave tona. Gjë tjetër që ne bëjmë po mbledhim atë që quhet një Imazh tensor i difuzionit. Kjo dokumenton lidhjet e mëdha në tru. Dhe përsëri, ju mund të mendoni për këtë pothuajse si hartim i rrugëve tona ndërshtetërore. Truri është hequr nga kafka, dhe pastaj është prerë me feta prej një cm. Ato janë të ngrirë të ngurta, dhe janë dërguar në Seattle. Dhe në Seattle, i marrim këto - kjo është një e tërë hemisfera e njeriut - dhe i kemi vënë ato në atë që është në thelb një preres mishi. Kjo është thika këtu që po shkon tej përtej në një seksion të indeve dhe transferuar atë në një xham mikroskopi. Atëherë do të hedhim një nga ato njgjyra në të dhe e skanojmë atë. Dhe ajo që kemi marrë është harta jonë e parë.

Pra, kjo është ajo ku hyjnë ekspertët dhe bëjnë teste anatomike bazike. Ju mund ti konsideroni këta kufij shtetërore, në se doni, këta kufij të gjerë. Nga kjo, ne jemi në gjendje të fragmentojme trurin në copa të mëtejshme, që mund të vihen në një cryostat të vogël. Dhe kjo është duke u treguar këtu tani- keto inde të ngrira, dhe është duke u shkurtuar. Kjo është 20 mikronë i hollë, është gati sa gjerësia e një fije floku bebe. Dhe mbani mend, është i ngrirë. Ju mund të shihni këtu, teknologjine e vjetër te zbatuar me penel. Marrim një xham mikroskopi. Pastaj me shumë kujdes e shkrijmë mbi xham. Kjo pastaj do të kalojë në një robot që do të aplikojë një nga ngjyrat në të. Dhe anatomistët do të studiojnë më thellë në të.

Pra, përsëri kjo është ajo që ata mund ta shohin nën mikroskop. Ju mund të shihni koleksionet dhe konfigurimin e qelizave të mëdha dhe të vogla në grupe dhe vende të ndryshme. Dhe prej andej është rutinë. Ata kuptojnë se ku mund të punohet. Dhe bëjnë një atlas referencë. Kjo është një hartë më e detajuar.

Shkencëtarët tanë e përdorin atë që të kthehen prapv në një pjesë tjetër të këtij indi dhe të bëjnë atë që quhet skanim lazer microdissection. Pra, tekniku merr udhëzimet Ata bëjn shënimet atje. Dhe pastaj bëhet prerja me lazer. Ju mund të shihni pikën blu atje duke prerë. Dhe indet bien. Ju mund të shihni në xhamin e mikroskopit këtu, kjo është ajo që po ndodh në kohë reale. Ka një enë nën atë që është duke mbledhur indet. Ne kemi marrë indet, ne pastrojmë ARN nga ajo duke përdorur një teknologji bazike, dhe pastaj ne kemi vënë një etiketë fluoreshente mbi të. Ne kemi marrë këtë material të etiketuar dhe e kemi vënë atë në diçka të quajtur microarray.

Kjo mund të duket si një tufë me pika për ju, por secili nga këto pika të veçanta është në fakt një pjesë unike e gjenomit njerëzor që ne i ngjyrosëm në xham. Kjo ka afërsisht 60,000 elemente mbi të, kështu që ne në mënyrë të përsëritur matim gjene të ndryshme prej 25.000 gjeneve në gjenomit. Dhe kur marrim një mostër dhe ne kryqëzojmë atë me të, kemi marrë shenjat e gishtërinjve të veçantë, nëse doni, sasiore për atë që gjenet janë kthyer më në atë mostër.

Tani ta bëjmë këtë pa pushim, ky proces për çdo tru të dhënë. Ne jemi duke marrë përsipër një mijë mostrave për çdo tru. Kjo zonë e treguar këtu është një zonë e quajtur hipokampus. Është përfshirë në të mësuarit dhe kujtesës. Dhe kontribon per rreth 70 mostra nga ato mijë mostra. Pra, çdo mostër na jep rreth 50.000 të dhëna pikash me matjet e përsëritura, një mijë mostra.

Pra, afërsisht, ne kemi 50 milion të dhëna pikash për cdo tru njerëzor. Ne kemi të dhëna tani baraz ne dy tru njerëzor. Ne i kemi vënë të gjitha së bashku në një sintezë, dhe unë do t'ju tregoj aspekte të kësaj sinteze. Kjo është në thelb një pjesë të madhe të dhënave set informacionit kjo është e gjitha lirisht në dispozicion të çdo shkencëtar në mbarë botën. Ata as nuk duhet të hyni brënda për të ardhur të përdorur këtë mjet, minave këtë të dhëna, të gjeni gjëra interesante me këtë. Kështu që këtu është modalitetet që ne kemi vënë së bashku. Ju do të fillojnë të njohin këto gjëra nga ajo që ne kemi mbledhur para. Ja MR. Ai siguron kornizën Në të djathtë ka një operator që ju lejon të ktheheni, ju lejon të zmadhoni. të theksohen strukturat individuale.

Por me e rëndësishmja, është që tani bëjmë hartën e kësaj strukture anatomike, e cila është një kornizë e përbashkët që njerëzit të kuptojnë se ku aktivizohen gjenet Pra nivelet e kuqe aktivizojnë nje gjen ne nivelet më të larta. Në të gjelbërt janë zonat e ftohta, ku nuk aktivizohet. Dhe secili gjen krijon nje gjurme digjitale.. Mos harroni se kemi testuar të gjitha 25.000 gjenet e gjenomit dhe kemi të gjitha të dhënat në dispozicion.

Pra, çfarë mësojnë shkencëtarët rreth këtyre të dhënave? Ne vetë sapo kemi filluar t'i studiojmë këto të dhëna. Ka disa aspekte bazike që duam te kuptojmë. Dy shembuj të mirë janë ilacet, Prozac and Wellbutrin. Këto janë ilace zakonisht kundër depresionit Tani mos harroni, ne jemi duke shqyrtuar gjenet. Gjenet dërgojnë udhëzimet për të bërë proteina. Proteinat janë objektiva për drogë. Pra, drogat lidhen tek proteinat dhe i dizaktivojnë, etj Pra, nëse ju dëshironi të kuptoni veprimin e drogave, ju doni të kuptoni se si veprojne në mënyrat që ju do te donit, dhe gjithashtu në mënyrat që ju nuk donit. Në rastin e efekteve anësore, etj, ju doni të shihni se ku ato gjene janë aktive. Dhe për herë të parë, ne fakt mund ta bëjmë këtë. Ne mund të bëjmë në individë të shumte që kemi shqyruar.

Deri tani ne mund të shohim në të gjithë trurin. Ne mund të shohim këtë gjurme unike gishti. Dhe tte marrim konfirmimin. Ne kemi marrë konfirmimin se, vërtet, gjeni është aktiv - për diçka si Prozac, në strukturat serotonergike, gjërat që dihen tashmë të ndikuara - por gjithashtu mund te shohim ne tëresi. Ne gjithashtu mund të shohim zonat që askush nuk ka shikuar ndonjëherë në pare dhe shohim keto gjene aktive aty. Është interesante si efekt anësor . Një gjë tjetër që ju mund të bëni me një gjë të tillë është që ju mund, sepse ky është një ushtrim ku lidh format e ngjashme sepse eshte gjurmë gishti unik, ne fakt mund të skanoni gjatë gjithë gjenomit dhe te gjeni proteina të tjera që tregojnë shenje gishti të ngjashme. Pra, nëse ju jeni në zbulimin e drogës, për shembull, ju mund te shkoni gjate një liste te tërë se çfarë të ofron gjenomi për të gjetur dhe zgjedhur objektiva ndoshta më të mira droge.

Shumica prej jush ndoshta janë njohur me studimet e shoqeruara me gjenomet nga gazetaret e lajmeve duke thënë: "Shkencëtarët kanë zbuluar kohët e fundit gjen apo gjene të cilat ndikojnë X. " Dhe kështu këto lloje të studimeve janë publikuar në mënyrë rutine nga shkencëtarët dhe ato janë të mëdha. Ata analizojnë popullsi të mëdha. Ato studiojne në genome të tëra, dhe përpiqen të gjejne pikat e nxehta të aktivitetit që lidhen rastesisht me gjenet. Por ajo që nxjerr nga një ushtrim të tillë është thjesht një listë e gjeneve. Ajo ju tregon se çfarë, por nuk ju thote se ku. Dhe kështu që është shumë e rëndësishme për ata studiues qe ne kemi krijuar këtë informacion. Tani ata mund të vijnë dhe te fillojne te mendojne rreth aktivitetit. Ata mund te shohin ne rruge te thjeshte -- gjëra të tjera që ata thjesht nuk ishin në gjendje t'i bënin perpara.

Kështu që unë mendoj se kjo audiencë në veçanti mund ta kuptojnë rëndësinë e individualitetit. Dhe unë mendoj se çdo njeri, ne të gjithë kemi prejardhje të ndryshme gjenetike, ne të gjithë kemi jetuar jetë te vecante. Por fakti është gjenomet tona janë më shume se 99 për qind të ngjashme. Ne jemi të ngjashëm në nivelin gjenetik. Dhe ajo që ne po kuptojmë është në të vërtetë, se dhe në nivelin biokimik te trurit, ne jemi mjaft të ngjashëm. Dhe kështu kjo tregon se nuk është 99 përqind, por është afërsisht 90 për qind korrespondencë në një ndërprerje të arsyeshme, kështu që gjithshka lidhet afërsisht. Dhe atëherë ne gjejmë disa outliers, disa gjëra që shtrihen përtej reve. Dhe këto gjene janë interesante, por ata janë shumë të vogla. Kështu që unë mendoj se është një mesazh i rëndësishëm për të marrë me vete sot se edhe pse ne festojmë të gjitha dallimet tona, ne jemi mjaft të ngjashm edhe ne nivelin e trurit.

Si duken këto dallime? Ky është një shembull i një studimi që kemi bërë për të ndjekur dhe parë se çfarë ishin pikërisht këto dallime- dhe ato janë mjaft vogla. Këto janë gjëra ku gjenet janë aktive në një lloj qelize individuale. Këto janë dy gjene që kemi gjetur si shembuj të mirë. Njëri është quajtur RELN - është përfshirë në idete e hershme të zhvillimit. DISC1 është një gjen qe fshihet në skizofreni. Këto nuk janë individë skizofrenike, por ata tregojnë një variacion të popullsisë. Dhe kështu që ajo që shohim këtu në donator një dhe donator katër, se cilat janë përjashtime të dy të tjerave, ku gjenet janë aktive në nje nenndarje shumë të veçantë të qelizave. Është kjo njolle e errët e purpurt në qelizë qe na tregon që një gjen është aktiv aty. Nëse janë apo jo kjo është për shkak të sfondit gjenetik të një individi apo përvojat e tyre, ne nuk e dimë. Këto lloj studimesh kërkojnë popullesi shumë më të mëdha.

Para se të largohem ja një shënim i fundit në lidhje me kompleksitetin e trurit dhe sa larg ne duhet të shkojmë. Unë mendoj se këto burime janë tepër të vlefshme. Ata i japin studiuesve mbeshtetje se ku të drejtohen. Por ne vetëm pame në një pjesë të vogël individësh deri tani. Ne me siguri do të zbulojmë më shumë. Unë vetëm do ta mbyll duke thënë: se mjetet janë atje, dhe ky është me të vërtetë një kontinent i pashkelur, i pazbuluar. Ky është kufiri i ri, nëse doni. Dhe kështu ata që janë të patrembur, por te përulur nga kompleksiteti i trurit, e ardhmja i pret.

Faleminderit.

(Duartrokitje)