the age of genomics.

我々は驚くべき時代に生きています

Your genome is the entire sequence of your DNA.

ゲノミクスの時代です

Your sequence and mine are slightly different.

ゲノムとは ヒトの DNA の全配列のこと

That's why we look different.

あなたの配列は私のと 少し違っています

I've got brown eyes;

だから 外見が違うのです

you might have blue or gray.

私の目は茶色ですが

But it's not just skin-deep.

青や灰色の目をした方もいます

The headlines tell us

外見だけのことではなくて

that genes can give us scary diseases,

報道でみかけるように

maybe even shape our personality,

遺伝子は 恐ろしい病気の原因になったり

or give us mental disorders.

個性を形づくったり

Our genes seem to have

精神疾患の原因になったりします

awesome power over our destinies.

遺伝子には

And yet, I would like to think

運命を左右する力があるようです

that I am more than my genes.

しかし 私はこう考えたいのです

What do you guys think?

「私は 遺伝子を超える存在です」

Are you more than your genes?

みなさんはどうお考えですか？

(Audience: Yes.) Yes?

みなさんは遺伝子を超える存在ですか？

I think some people agree with me.

（会場： そうだ） そうですか？

I think we should make a statement.

同じ意見の方もいたようです

I think we should say it all together.

ではここではっきりさせておきましょう

All right: "I'm more than my genes" -- all together.

みんなで声を揃えて言いましょう

Everybody: I am more than my genes.

「私は遺伝子を超える存在です」 ― ご一緒に

(Cheering)

「私は遺伝子を超える存在です」

Sebastian Seung: What am I?

（喝采）

(Laughter)

私は何者でしょうか？

I am my connectome.

(笑)

Now, since you guys are really great,

私はコネクトームです

maybe you can humor me and say this all together too.

みなさん、本当に素敵な人たちなので

(Laughter)

これも私に合わせて言ってもらえますか？

Right. All together now.

(笑)

Everybody: I am my connectome.

いいですか ご一緒に

SS: That sounded great.

「私はコネクトームです」

You know, you guys are so great, you don't even know what a connectome is,

素晴らしかったです

and you're willing to play along with me.

コネクトームが何か知らなくても

I could just go home now.

優しいみなさんは合わせてくれました

Well, so far only one connectome is known,

今日の話はお終いにしましょうか？

that of this tiny worm.

さて これまで確認できたコネクトームは1種です

Its modest nervous system

この小さな虫のものです

consists of just 300 neurons.

小さな神経系はたった300個の

And in the 1970s and '80s,

ニューロンでできています

a team of scientists

70年代から80年代にかけて

mapped all 7,000 connections

科学者グループが

between the neurons.

ニューロンの間の全部で7000の

In this diagram, every node is a neuron,

接合をマップにしました

and every line is a connection.

この図では全ての節点がニューロンで

This is the connectome

全ての直線が接合です

of the worm C. elegans.

これがC.エレガンス線虫の

Your connectome is far more complex than this

コネクトームです

because your brain

みなさんのコネクトームはこれよりもはるかに複雑です

contains 100 billion neurons

皆さんの脳には1000億個の

and 10,000 times as many connections.

ニューロンが含まれているからです

There's a diagram like this for your brain,

そしてその1万倍の接合があります

but there's no way it would fit on this slide.

皆さんの脳にもこういう構造がありますが

Your connectome contains one million times more connections

1枚の画面に収めることはできません

than your genome has letters.

コネクトームの接合の数は

That's a lot of information.

ゲノムの文字数の100万倍

What's in that information?

すごい量の情報です

We don't know for sure, but there are theories.

どんな情報なんでしょうか？

Since the 19th century, neuroscientists have speculated

確かなことは不明ですが理論はあります

that maybe your memories --

19世紀以来 神経科学者たちは

the information that makes you, you --

あなたの記憶は―

maybe your memories are stored

あなたであるための情報である

in the connections between your brain's neurons.

記憶は―ニューロン間の接合として

And perhaps other aspects of your personal identity --

蓄積されると想定してきました

maybe your personality and your intellect --

さらにひとりのヒトとして別の切り口である

maybe they're also encoded

性格や知性もおそらく

in the connections between your neurons.

ニューロンの接合という形式で

And so now you can see why I proposed this hypothesis:

符号化されているのでしょう

I am my connectome.

ご提案した仮説の意味がわかりましたね

I didn't ask you to chant it because it's true;

私は自分のコネクトームである

I just want you to remember it.

声にしてもらったのは 真理だからではなく

And in fact, we don't know if this hypothesis is correct,

覚えておいて欲しかったからです

because we have never had technologies

実際 この仮説が正しいかどうかはわかりません

powerful enough to test it.

これを確かめるにはテクノロジーが

Finding that worm connectome

不足しているのです

took over a dozen years of tedious labor.

線虫のコネクトームを解明するだけでも

And to find the connectomes of brains more like our own,

10年以上かかる厄介な作業でした

we need more sophisticated technologies, that are automated,

我々の脳のようなコネクトームを解き明かすには

that will speed up the process of finding connectomes.

洗練された技術を自動化して

And in the next few minutes, I'll tell you about some of these technologies,

コネクトームを特定する作業を高速化しなければなりません

which are currently under development

ではこれからの時間で そのための技術を紹介します

in my lab and the labs of my collaborators.

私の研究室と共同研究先とで

Now you've probably seen pictures of neurons before.

開発中の技術です

You can recognize them instantly

ニューロンの写真をご覧になったことはありますか？

by their fantastic shapes.

この素晴らしく特徴的な形で

They extend long and delicate branches,

すぐにニューロンだとわかります

and in short, they look like trees.

長く伸びて細かく枝分かれしています

But this is just a single neuron.

簡単にいえば 樹木のように見えます

In order to find connectomes,

そしてこれは単一のニューロンにすぎないのです

we have to see all the neurons at the same time.

コネクトームを見出すためには

So let's meet Bobby Kasthuri,

一度に全てのニューロンを見なければなりません

who works in the laboratory of Jeff Lichtman

ボビー・カストリを紹介します

at Harvard University.

ハーバード大学のジェフ・リヒトマン研究室の

Bobby is holding fantastically thin slices

研究者です

of a mouse brain.

ボビーは驚くほど薄切りにした

And we're zooming in by a factor of 100,000 times

マウスの脳の試料を手にしています

to obtain the resolution,

10万倍までズームインして

so that we can see the branches of neurons all at the same time.

拡大すると

Except, you still may not really recognize them,

ニューロンの枝分かれが全部見えるスケールになります

and that's because we have to work in three dimensions.

まだそれが見えないのは

If we take many images of many slices of the brain

3次元の構造が相手だからです

and stack them up,

そこで薄切りの写真をたくさん撮影して

we get a three-dimensional image.

積み重ねると

And still, you may not see the branches.

3次元のイメージを作れます

So we start at the top,

でも枝分かれはわかりませんね

and we color in the cross-section of one branch in red,

そこで上から順に

and we do that for the next slice

断面図の中で1個のニューロンを赤く塗って

and for the next slice.

次も赤く塗って

And we keep on doing that,

次も同じように

slice after slice.

一枚一枚について

If we continue through the entire stack,

この作業を続けて

we can reconstruct the three-dimensional shape

端から端まで終わったときに

of a small fragment of a branch of a neuron.

三次元の形状を再構成できるのです

And we can do that for another neuron in green.

ニューロンの枝分かれの一部分の形状です

And you can see that the green neuron touches the red neuron

同じ事を緑のニューロンについても行います

at two locations,

緑のニューロンが2箇所で赤に触れているのが

and these are what are called synapses.

わかります

Let's zoom in on one synapse,

この接点をシナプスと呼びます

and keep your eyes on the interior of the green neuron.

ひとつのシナプスに注目してみましょう

You should see small circles --

緑のニューロンの内側を見ると

these are called vesicles.

小さな丸いものがありますね

They contain a molecule know as a neurotransmitter.

シナプス小胞というものです

And so when the green neuron wants to communicate,

中に神経伝達物質が入っていて

it wants to send a message to the red neuron,

緑のニューロンが情報を伝えたいときに

it spits out neurotransmitter.

赤のニューロンに伝えたいことがあるときに

At the synapse, the two neurons

神経伝達物質を放出します

are said to be connected

シナプスで ふたつのニューロンが

like two friends talking on the telephone.

接合しているのです

So you see how to find a synapse.

電話で話している友達同士のようです

How can we find an entire connectome?

シナプスの探し方がわかりましたね

Well, we take this three-dimensional stack of images

コネクトームの全体像はどうやって調べましょうか

and treat it as a gigantic three-dimensional coloring book.

このイメージを積み重ねた3次元ブロックは

We color every neuron in, in a different color,

巨大な塗り絵の本なのです

and then we look through all of the images,

ニューロンごとに違う色をつけたら

find the synapses

イメージ全体を見渡すと

and note the colors of the two neurons involved in each synapse.

シナプスを探し

If we can do that throughout all the images,

シナプスに関わる二つのニューロンの色をメモします

we could find a connectome.

この作業をイメージ全体で行えば

Now, at this point,

コネクトームを明らかにできます

you've learned the basics of neurons and synapses.

ここまでで

And so I think we're ready to tackle

ニューロンとシナプスの基礎がわかりました

one of the most important questions in neuroscience:

それでは神経科学における重要な問題を

how are the brains of men and women different?

考える準備が整いました

(Laughter)

男性の脳と女性の脳はどう違うのでしょうか？

According to this self-help book,

(笑)

guys brains are like waffles;

この入門書に書いてあります

they keep their lives compartmentalized in boxes.

男性の脳はワッフルのように

Girls' brains are like spaghetti;

小さな区画で人生が整理されています

everything in their life is connected to everything else.

女性の脳はスパゲッティのように

(Laughter)

あらゆる物事がお互いにつながっています

You guys are laughing,

(笑)

but you know, this book changed my life.

みんな笑っていますけど

(Laughter)

この本は 私の人生を変えたんですよ

But seriously, what's wrong with this?

(笑)

You already know enough to tell me -- what's wrong with this statement?

まじめな話 どこが変ですか？

It doesn't matter whether you're a guy or girl,

お話ししたことからわかるはずです　どこが間違いでしょう

everyone's brains are like spaghetti.

男女の性別に関係なく

Or maybe really, really fine capellini with branches.

ヒトの頭脳はスパゲッティみたいなのです

Just as one strand of spaghetti

もう少し言えば 枝分かれした極細のカペッリーニ麺です

contacts many other strands on your plate,

スパゲッティの一本が

one neuron touches many other neurons

皿の中の多くのスパゲッティと絡み合うように

through their entangled branches.

一本のニューロンは多くのニューロンに触れて

One neuron can be connected to so many other neurons,

枝はもつれ合っています

because there can be synapses

ひとつのニューロンが非常に多くのニューロンと

at these points of contact.

接合できるのは 接点ごとに

By now, you might have sort of lost perspective

シナプスを作ることができるからです

on how large this cube of brain tissue actually is.

ここまで話してくると この脳細胞のブロックが

And so let's do a series of comparisons to show you.

どれほど小さいものか忘れてしまったかもしれません

I assure you, this is very tiny. It's just six microns on a side.

比較してわかるようにしましょう

So, here's how it stacks up against an entire neuron.

このブロックは一辺6ミクロンと大変小さいものです

And you can tell that, really, only the smallest fragments of branches

ニューロン全体と比べてみましょう

are contained inside this cube.

このブロックの中には枝分かれした一番細かい

And a neuron, well, that's smaller than brain.

構造の一部だけが入っています

And that's just a mouse brain --

ニューロンはもちろん脳よりも小さく

it's a lot smaller than a human brain.

しかもこれはマウスの脳です

So when show my friends this,

ヒトの脳に比べるとはるかに小さいのです

sometimes they've told me,

これを友人に見せると

"You know, Sebastian, you should just give up.

こんなことを言われます

Neuroscience is hopeless."

あきらめた方がいいんじゃない？

Because if you look at a brain with your naked eye,

脳神経科学は手に負えない

you don't really see how complex it is,

脳を肉眼で眺めても

but when you use a microscope,

どれほど複雑なのかもわかりません

finally the hidden complexity is revealed.

でも顕微鏡を使うことで

In the 17th century,

とうとう隠された複雑さが明らかになりました

the mathematician and philosopher, Blaise Pascal,

17世紀には

wrote of his dread of the infinite,

数学者で哲学者であったブレーズ・パスカルが

his feeling of insignificance

無限というものを恐ろしく感じると

at contemplating the vast reaches of outer space.

記しています

And, as a scientist,

果てしなく広がる外界について考えると無力感を覚えると

I'm not supposed to talk about my feelings --

そして科学者として

too much information, professor.

私は自分の気持ちは話さないことになっています

(Laughter)

そこには立ち入りません

But may I?

(笑)

(Laughter)

でもいいですか？

(Applause)

(笑)

I feel curiosity,

(拍手)

and I feel wonder,

気になるのです

but at times I have also felt despair.

不思議に思うのです

Why did I choose to study

時に絶望的な気分になることもあります

this organ that is so awesome in its complexity

なぜ すさまじく複雑な

that it might well be infinite?

無限と言ってもよいようなこの器官を

It's absurd.

研究することを選んだのでしょうか

How could we even dare to think

ばかげた話です

that we might ever understand this?

脳のことが理解できるなどと

And yet, I persist in this quixotic endeavor.

考えることすらありえない

And indeed, these days I harbor new hopes.

なのにドンキホーテのようにこだわり

Someday,

最近は新たな望みを抱くようになりました

a fleet of microscopes will capture

いつの日か

every neuron and every synapse

顕微鏡をいくつもいくつも並べて

in a vast database of images.

全てのニューロンとシナプスを捉えた

And some day, artificially intelligent supercomputers

巨大なイメージデータベースを作り

will analyze the images without human assistance

人の手に頼らず画像解析するのです

to summarize them in a connectome.

人工知能のスーパーコンピューターが

I do not know, but I hope that I will live to see that day,

コネクトームの解析を行うのです

because finding an entire human connectome

生きているうちにそれができたらいいと思っています

is one of the greatest technological challenges of all time.

ヒトのコネクトームを解き明かすことは

It will take the work of generations to succeed.

これまでにない最大の挑戦です

At the present time, my collaborators and I,

何世代もの研究を継続しなければならないでしょう

what we're aiming for is much more modest --

目下 私のチームでは

just to find partial connectomes

もっと控えめな目標として

of tiny chunks of mouse and human brain.

マウスやヒトの脳のごく一部から

But even that will be enough for the first tests of this hypothesis

コネクトームの一部を解明しようとしています

that I am my connectome.

でもこれだけでも仮説検証の最初のステップです

For now, let me try to convince you of the plausibility of this hypothesis,

私はコネクトームである という仮説です

that it's actually worth taking seriously.

では これがどれほど妥当なのか説明しましょう

As you grow during childhood

真剣に取り組む価値があるということを

and age during adulthood,

子どもから成長して

your personal identity changes slowly.

大人として年を重ね

Likewise, every connectome

みなさんの個性はゆっくりと変化します

changes over time.

同様にコネクトームもまた

What kinds of changes happen?

時の経過とともに変化します

Well, neurons, like trees,

どんな種類の変化が生じるのでしょうか

can grow new branches,

ニューロンは樹木のように

and they can lose old ones.

新しい枝を伸ばしたり

Synapses can be created,

古い枝を落としたりできます

and they can be eliminated.

シナプスを形成することが可能で

And synapses can grow larger,

それを消去することもできます

and they can grow smaller.

シナプスは成長させることも

Second question:

縮小させることもできるのです

what causes these changes?

次の疑問です

Well, it's true.

こんな変化の原因は何か？

To some extent, they are programmed by your genes.

ある程度は遺伝子に

But that's not the whole story,

プログラムされているものです

because there are signals, electrical signals,

でもそれだけが全てではありません

that travel along the branches of neurons

そこに信号が―電気信号が

and chemical signals

ニューロンの枝に沿って流れ