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  • I want to tell you guys something about neuroscience.

    神経科学の話をしたいんだけど

  • I'm a physicist by training.

    私は物理学者の訓練を受けています。

  • About three years ago, I left physics

    3年ほど前に物理を辞めて

  • to come and try to understand how the brain works.

    に来て、脳の働きを理解しようとしています。

  • And this is what I found.

    そして、これは私が見つけたものです。

  • Lots of people are working on depression.

    多くの人がうつ病に取り組んでいます。

  • And that's really good,

    そして、それは本当に良いことです。

  • depression is something that we really want to understand.

    うつ病は本当に理解したいものです。

  • Here's how you do it:

    これがその方法です。

  • you take a jar and you fill it up, about halfway, with water.

    瓶に水を入れて、半分くらいまで水を入れる。

  • And then you take a mouse, and you put the mouse in the jar, OK?

    そして、マウスを取って、マウスをジャーに入れて、OK?

  • And the mouse swims around for a little while

    そして、マウスは少しの間泳ぎ回っています。

  • and then at some point, the mouse gets tired

    とある時点でマウスが疲れる

  • and decides to stop swimming.

    と泳ぐのをやめることにしました。

  • And when it stops swimming, that's depression.

    それが泳げなくなったら、それはうつ病です。

  • OK?

    いいですか?

  • And I'm from theoretical physics,

    そして、私は理論物理学の出身です。

  • so I'm used to people making very sophisticated mathematical models

    だから私は、非常に洗練された数学モデルを作る人に慣れています。

  • to precisely describe physical phenomena,

    物理現象を正確に記述するために

  • so when I saw that this is the model for depression,

    ということで、これがうつ病のモデルになっているのを見たときに

  • I though to myself, "Oh my God, we have a lot of work to do."

    "大変だ、やることがたくさんある "と思った。

  • (Laughter)

    (笑)

  • But this is a kind of general problem in neuroscience.

    しかし、これは神経科学における一種の一般的な問題です。

  • So for example, take emotion.

    だから例えば、感情を取る。

  • Lots of people want to understand emotion.

    多くの人が感情を理解したいと思っています。

  • But you can't study emotion in mice or monkeys

    しかし、マウスやサルでは感情を研究することはできません。

  • because you can't ask them

    なぜなら、あなたは彼らに尋ねることができないからです。

  • how they're feeling or what they're experiencing.

    彼らがどのように感じているのか、何を経験しているのか。

  • So instead, people who want to understand emotion,

    その代わり、感情を理解しようとする人は

  • typically end up studying what's called motivated behavior,

    一般的には、動機づけられた行動と呼ばれるものを研究することになります。

  • which is code for "what the mouse does when it really, really wants cheese."

    "マウスが何をするかのコードは本当に本当にチーズを望んでいる"

  • OK, I could go on and on.

    OK、もっともっと続けようかな。

  • I mean, the point is, the NIH spends about 5.5 billion dollars a year

    つまり、NIHは年間約55億ドルを費やしています

  • on neuroscience research.

    神経科学研究について。

  • And yet there have been almost no significant improvements in outcomes

    それなのに、成果に大きな改善はほとんど見られない。

  • for patients with brain diseases in the past 40 years.

    過去40年間の脳疾患の患者さんのために

  • And I think a lot of that is basically due to the fact

    そして、その多くは基本的には

  • that mice might be OK as a model for cancer or diabetes,

    マウスはがんや糖尿病のモデルになってもいいかもしれないとのこと。

  • but the mouse brain is just not sophisticated enough

    しかし、マウスの脳は十分に洗練されていない

  • to reproduce human psychology or human brain disease.

    人間の心理や人間の脳の病気を再現するために

  • OK?

    いいですか?

  • So if the mouse models are so bad, why are we still using them?

    で、マウスのモデルがそんなに悪いなら、なんでまだ使ってるの?

  • Well, it basically boils down to this:

    まあ、基本的にはこれに集約されます。

  • the brain is made up of neurons

    脳は神経細胞でできている

  • which are these little cells that send electrical signals to each other.

    互いに電気信号を送るこれらの小さな細胞です

  • If you want to understand how the brain works,

    脳の働きを理解したいなら

  • you have to be able to measure the electrical activity of these neurons.

    これらのニューロンの電気的活動を測定できるようにしなければなりません。

  • But to do that, you have to get really close to the neurons

    しかし、そのためには、ニューロンに本当に近づかなければなりません。

  • with some kind of electrical recording device or a microscope.

    ある種の電気記録装置や顕微鏡を使って

  • And so you can do that in mice and you can do it in monkeys,

    だから、マウスでもできるし、サルでもできる。

  • because you can physically put things into their brain

    物理的に相手の脳に物を入れることができるからだ

  • but for some reason we still can't do that in humans, OK?

    でも、なぜか人間にはまだできないんだよね。

  • So instead, we've invented all these proxies.

    その代わりに、私たちはすべての代理人を発明しました。

  • So the most popular one is probably this,

    なので、一番人気はこれでしょう。

  • functional MRI, fMRI,

    機能的MRI、fMRI。

  • which allows you to make these pretty pictures like this,

    このようなきれいな写真を作ることができます。

  • that show which parts of your brain light up

    脳のどの部分が点灯しているかを示す

  • when you're engaged in different activities.

    異なる活動をしているとき。

  • But this is a proxy.

    でも、これはプロキシです。

  • You're not actually measuring neural activity here.

    ここでは実際には神経活動を測定していません。

  • What you're doing is you're measuring, essentially,

    あなたがやっていることは、基本的には測定しているということです。

  • like, blood flow in the brain.

    のように、脳内の血流を

  • Where there's more blood.

    血の気が多いところ

  • It's actually where there's more oxygen, but you get the idea, OK?

    実際には酸素が多いところですが、お分かりいただけたでしょうか?

  • The other thing that you can do is you can do this --

    もう一つは、これができるということで......。

  • electroencephalography -- you can put these electrodes on your head, OK?

    脳波検査...この電極を頭につけてくれる?

  • And then you can measure your brain waves.

    そして、脳波を測定することができます。

  • And here, you're actually measuring electrical activity.

    ここでは、実際に電気的な活動を測定しています。

  • But you're not measuring the activity of neurons.

    しかし、あなたはニューロンの活動を測定していません。

  • You're measuring these electrical currents,

    この電流を測定しているのですね。

  • sloshing back and forth in your brain.

    脳内でドタバタしています。

  • So the point is just that these technologies that we have

    要するに、私たちが持っているこれらの技術は

  • are really measuring the wrong thing.

    は本当に間違った測定をしています。

  • Because, for most of the diseases that we want to understand --

    なぜなら、私たちが理解したいと思っているほとんどの病気のために...

  • like, Parkinson's is the classic example.

    パーキンソンは古典的な例です。

  • In Parkinson's, there's one particular kind of neuron deep in your brain

    パーキンソンでは、あなたの脳の奥深くにある神経細胞の1つの特定の種類があります。

  • that is responsible for the disease,

    が病気の原因になっています。

  • and these technologies just don't have the resolution that you need

    これらの技術は、必要な解像度を持っていません。

  • to get at that.

    を取得するには、それを取得します。

  • And so that's why we're still stuck with the animals.

    だからこそ、私たちはまだ動物たちと一緒にいられるのです。

  • Not that anyone wants to be studying depression

    うつ病の勉強をしたい人はいない

  • by putting mice into jars, right?

    ネズミを瓶に入れて

  • It's just that there's this pervasive sense that it's not possible

    それは、それが可能ではないという感覚が蔓延しているということです。

  • to look at the activity of neurons in healthy humans.

    健康な人間の神経細胞の活動を見るために

  • So here's what I want to do.

    そこで、私がやりたいことはここにあります。

  • I want to take you into the future.

    未来に連れて行ってあげたい。

  • To have a look at one way in which I think it could potentially be possible.

    私が可能性があると考えている一つの方法を見てみること。

  • And I want to preface this by saying, I don't have all the details.

    そして、前置きしておきますが、私はすべての詳細を把握しているわけではありません。

  • So I'm just going to provide you with a kind of outline.

    ということで、大まかな概要をお話しします。

  • But we're going to go the year 2100.

    しかし、私たちは2100年を目指しています。

  • Now what does the year 2100 look like?

    さて、2100年はどのような年になるのでしょうか?

  • Well, to start with, the climate is a bit warmer that what you're used to.

    まあ、そもそも気候が今までのものよりも少し暖かいんですけどね。

  • (Laughter)

    (笑)

  • And that robotic vacuum cleaner that you know and love

    そして、あなたが知っていて大好きなあのロボット掃除機も

  • went through a few generations,

    は数世代に渡って

  • and the improvements were not always so good.

    と改善されていないこともありました。

  • (Laughter)

    (笑)

  • It was not always for the better.

    それは必ずしも良い方向に向かうとは限らなかった。

  • But actually, in the year 2100 most things are surprisingly recognizable.

    しかし、実際には2100年にはほとんどのものが意外と認識されています。

  • It's just the brain is totally different.

    脳が全然違うだけです。

  • For example, in the year 2100,

    例えば、2100年には

  • we understand the root causes of Alzheimer's.

    アルツハイマーの根本的な原因を理解しています。

  • So we can deliver targeted genetic therapies or drugs

    そのため、標的となる遺伝子治療や薬剤を提供することができます。

  • to stop the degenerative process before it begins.

    を使用して、変性プロセスが始まる前に停止させることができます。

  • So how did we do it?

    で、どうやってやったの?

  • Well, there were essentially three steps.

    まあ、基本的には3つのステップがありました。

  • The first step was that we had to figure out

    を把握する必要がありました。

  • some way to get electrical connections through the skull

    頭蓋骨を通電する方法

  • so we could measure the electrical activity of neurons.

    だから、ニューロンの電気的な活動を測定することができました。

  • And not only that, it had to be easy and risk-free.

    それだけでなく、簡単でリスクのないものでなければなりませんでした。

  • Something that basically anyone would be OK with,

    基本的に誰でもOKなもの

  • like getting a piercing.

    ピアスを開けるように

  • Because back in 2017,

    2017年に戻ってきたからだ。

  • the only way that we knew of to get through the skull

    頭蓋骨を突き破る唯一の方法

  • was to drill these holes the size of quarters.

    これらの穴は、4分の1の大きさをドリルで開けることでした。

  • You would never let someone do that to you.

    誰かにそんなことをさせてはいけない。

  • So in the 2020s,

    だから2020年代には

  • people began to experiment -- rather than drilling these gigantic holes,

    人々はこの巨大な穴を開けるのではなく、実験を始めました。

  • drilling microscopic holes, no thicker than a piece of hair.

    髪の毛よりも太くない微細な穴をあける

  • And the idea here was really for diagnosis --

    ここでのアイデアは本当に診断のために...

  • there are lots of times in the diagnosis of brain disorders

    脳疾患の診断には、多くの場合があります。

  • when you would like to be able to look at the neural activity beneath the skull

    頭蓋骨の下の神経活動を見たいとき

  • and being able to drill these microscopic holes

    微細な穴を開けることができて

  • would make that much easier for the patient.

    そうすれば、患者さんはもっと楽になるでしょう。

  • In the end, it would be like getting a shot.

    最終的には一発勝負になるようなものです。

  • You just go in and you sit down

    中に入って座って

  • and there's a thing that comes down on your head,

    と頭の上に降りてくるものがあります。

  • and a momentary sting and then it's done,

    瞬間的に刺されて、それで終わりです。

  • and you can go back about your day.

    と一日を振り返ることができます。

  • So we're eventually able to do it

    ということで、最終的にはできるようになりました。

  • using lasers to drill the holes.

    レーザーを使って穴を開ける

  • And with the lasers, it was fast and extremely reliable,

    そして、レーザーを使用しているので、高速で非常に信頼性が高いです。

  • you couldn't even tell the holes were there,

    穴が開いているのもわからないほどです。

  • any more than you could tell that one of your hairs was missing.

    あなたの髪の毛の一本が 抜けていることが分かる以上に

  • And I know it might sound crazy, using lasers to drill holes in your skull,

    頭蓋骨に穴を開けるのに レーザーを使うなんて 狂ってると思うかもしれないが

  • but back in 2017,

    が、2017年に戻ってきました。

  • people were OK with surgeons shooting lasers into their eyes

    外科医の目にレーザーを当てても平気な人たち

  • for corrective surgery

    矯正手術のために

  • So when you're already here, it's not that big of a step.

    だから、あなたがすでにここにいるときには、それはそれほど大きなステップではありません。

  • OK?

    いいですか?

  • So the next step, that happened in the 2030s,

    次のステップは2030年代に起きたことなんですね。

  • was that it's not just about getting through the skull.

    頭蓋骨を貫通するだけではないということでした。

  • To measure the activity of neurons,

    ニューロンの活動を測定すること。

  • you have to actually make it into the brain tissue itself.

    実際に脳組織そのものにしなければならない。

  • And the risk, whenever you put something into the brain tissue,

    そして、脳組織に何かを入れた時のリスク。

  • is essentially that of stroke.

    は、本質的にはストロークのそれです。

  • That you would hit a blood vessel and burst it,

    血管をぶつけて破裂させることを

  • and that causes a stroke.

    それが脳卒中の原因になります。

  • So, by the mid 2030s, we had invented these flexible probes

    2030年代半ばまでに、私たちはこのようなフレキシブルなプローブを発明しました。

  • that were capable of going around blood vessels,

    血管の周りを回ることができるようになっていました。

  • rather than through them.

    を通したというよりも

  • And thus, we could put huge batteries of these probes

    このようにして、私たちはこれらのプローブの巨大な電池を置くことができます。

  • into the brains of patients

    患者の脳内

  • and record from thousands of their neurons without any risk to them.

    と何千ものニューロンからリスクなく記録します。

  • And what we discovered, sort of to our surprise,

    そして、私たちが発見したのは、ある種の驚きでした。

  • is that the neurons that we could identify

    というのは、私たちが識別できたニューロンは

  • were not responding to things like ideas or emotion,

    は、アイデアや感情のようなものに反応していませんでした。

  • which was what we had expected.

    それは私たちが期待していたものでした。

  • They were mostly responding to things like Jennifer Aniston

    主にジェニファー・アニストンのようなものに反応していました。

  • or Halle Berry

    またはハル・ベリー

  • or Justin Trudeau.

    もしくはジャスティン・トルドー

  • I mean --

    つまり...

  • (Laughter)

    (笑)

  • In hindsight, we shouldn't have been that surprised.

    今にして思えば、それほど驚くべきことではありませんでした。

  • I mean, what do your neurons spend most of their time thinking about?

    つまり、あなたの神経細胞は何を考えている時間が多いのでしょうか?

  • (Laughter)

    (笑)

  • But really, the point is that

    しかし、本当に重要なのは

  • this technology enabled us to begin studying neuroscience in individuals.

    この技術により、個人の神経科学の研究を始めることができました。

  • So much like the transition to genetics, at the single cell level,

    単細胞レベルでの遺伝学への移行と同じように

  • we started to study neuroscience, at the single human level.

    私たちは神経科学の研究を始めました、人間一人のレベルで。

  • But we weren't quite there yet.

    しかし、私たちはまだそこまでには至っていませんでした。

  • Because these technologies

    なぜなら、これらの技術は

  • were still restricted to medical applications,

    はまだ医療用途に限定されていました。

  • which meant that we were studying sick brains, not healthy brains.

    つまり、健康な脳ではなく、病気の脳を研究していたということです。

  • Because no matter how safe your technology is,

    なぜなら、あなたの技術がどんなに安全であっても

  • you can't stick something into someone's brain

    脳に何かを刺すことはできない

  • for research purposes.

    研究目的のために。

  • They have to want it.

    彼らはそれを望まなければならない。

  • And why would they want it?

    なぜ彼らはそれを望むのか?

  • Because as soon as you have an electrical connection to the brain,

    なぜなら、脳に電気的な接続があるとすぐに

  • you can use it to hook the brain up to a computer.

    パソコンに脳みそを引っ掛けるのに使えます。

  • Oh, well, you know, the general public was very skeptical at first.

    そういや、最初は一般人も懐疑的だったな。

  • I mean, who wants to hook their brain up to their computers?

    誰が自分の脳をパソコンに接続したいと思ってるんだ?

  • Well just imagine being able to send an email with a thought.

    まあ.........思いつきでメールを送れることを想像してみてください。

  • (Laughter)

    (笑)

  • Imagine being able to take a picture with your eyes, OK?

    目で写真が撮れることを想像してみてくださいね。

  • (Laughter)

    (笑)

  • Imagine never forgetting anything anymore,

    もう何も忘れないことを想像してみてください。

  • because anything that you choose to remember

    なぜなら、あなたが覚えていることを選んだものは何でも

  • will be stored permanently on a hard drive somewhere,

    はどこかのハードドライブに永久保存されます。

  • able to be recalled at will.

    自由に呼び戻せる

  • (Laughter)

    (笑)

  • The line here between crazy and visionary

    ここでのキチガイと先見性の線引き

  • was never quite clear.

    は決して明確ではありませんでした。

  • But the systems were safe.

    しかし、システムは無事でした。

  • So when the FDA decided to deregulate these laser-drilling systems, in 2043,

    だからFDAは2043年にこれらのレーザードリリングシステムの規制を緩和することを決定したとき。

  • commercial demand just exploded.

    商業的な需要が爆発的に増えた

  • People started signing their emails,

    人々はメールにサインをするようになった

  • "Please excuse any typos.

    "誤字脱字をお許しください。

  • Sent from my brain."

    "私の脳から送られてきた"

  • (Laughter)

    (笑)

  • Commercial systems popped up left and right,

    商用システムが左右に飛び出した。

  • offering the latest and greatest in neural interfacing technology.

    神経インターフェース技術の最新かつ最高のものを提供しています。

  • There were 100 electrodes.

    電極が100個あった。

  • A thousand electrodes.

    千の電極。

  • High bandwidth for only 99.99 a month.

    月々たったの99.99で高帯域を実現。

  • (Laughter)

    (笑)

  • Soon, everyone had them.

    すぐに誰もが持っていた

  • And that was the key.

    そして、それが鍵となりました。

  • Because, in the 2050s, if you were a neuroscientist,

    2050年代にあなたが神経科学者だったら

  • you could have someone come into your lab essentially from off the street.

    あなたの研究室に 誰かが入ってくるかもしれないわ

  • And you could have them engaged in some emotional task

    感情的な仕事に従事させることができます

  • or social behavior or abstract reasoning,

    または社会的な行動や抽象的な推論を

  • things you could never study in mice.

    マウスでは研究できないようなことを

  • And you could record the activity of their neurons

    ニューロンの活動を記録することができます

  • using the interfaces that they already had.

    は、すでに持っているインターフェイスを使用しています。

  • And then you could also ask them about what they were experiencing.

    そして、その人が体験したことを聞いてみるのもいいかもしれません。

  • So this link between psychology and neuroscience

    だから、この心理学と神経科学のつながりは

  • that you could never make in the animals, was suddenly there.

    動物の中では決して作れないものが、突然そこにあったのです。

  • So perhaps the classic example of this

    なので、おそらく古典的な例としては

  • was the discovery of the neural basis for insight.

    洞察力の神経基盤の発見でした。

  • That "Aha!" moment, the moment it all comes together, it clicks.

    "アハ!"の瞬間、すべてが一つになった瞬間、それはカチッと音がする。

  • And this was discovered by two scientists in 2055,

    そして、これは2055年に2人の科学者によって発見されました。

  • Barry and Late,

    バリーとレイト。

  • who observed, in the dorsal prefrontal cortex,

    を観察した人は、背側前頭前皮質で

  • how in the brain of someone trying to understand an idea,

    アイデアを理解しようとしている人の脳内ではどうなのか

  • how different populations of neurons would reorganize themselves --

    ニューロンの集団がどのように自分自身を再編成するか --

  • you're looking at neural activity here in orange --

    オレンジ色の神経活動を見ていますね。

  • until finally their activity aligns in a way that leads to positive feedback.

    最終的に彼らの活動が正のフィードバックにつながるように整列するまで。

  • Right there.

    そこだ

  • That is understanding.

    それが理解です。

  • So finally, we were able to get at the things that make us human.

    そこでようやく、人間を作るものに辿り着くことができたのです。

  • And that's what really opened the way to major insights from medicine.

    そして、それが医学からの大きな洞察への道を開いたのです。

  • Because, starting in the 2060s,

    なぜなら、2060年代から