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  • We live in in a remarkable time,

    翻訳: Natsuhiko Mizutani 校正: Mitsumasa Ihara

  • 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

  • that jump across from branch to branch.

    化学的信号が

  • These signals are called neural activity.

    枝と枝とをつないでいるのです

  • And there's a lot of evidence

    これらの信号のことを神経活動と呼びます

  • that neural activity

    神経活動の中に我々の思考や感情や

  • is encoding our thoughts, feelings and perceptions,

    認知や精神的な経験が

  • our mental experiences.

    符号化されているという証拠が

  • And there's a lot of evidence that neural activity

    たくさんあります

  • can cause your connections to change.

    さらに 神経活動によって生じる

  • And if you put those two facts together,

    神経接続の変化についての証拠も多いので

  • it means that your experiences

    この二つの事実を合わせると