we can now fit one billion.

昔１台のトランジスターを収容するのに 要していた空間には

That made it so that a computer the size of an entire room

今や10億個のトランジスターを 詰め込むことができ

now fits in your pocket.

かつて１つの部屋をまるごと占領していた 大きなコンピューターは

You might say the future is small.

ポケットに入るサイズになりました

As an engineer,

進歩とは小型化であると いえるかもしれませんね

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

エンジニアとしての私は

As a physician,

コンピューターの小型化革命から インスピレーションを受け

I wonder whether we could use it to reduce the number of lives lost

医師としての私は

due to one of the fastest-growing diseases on Earth:

それを使い 最も急速に増加しているある病気から

cancer.

一人でも多くの命を 救えないかと考えています

Now when I say that,

それは癌です

what most people hear me say is that we're working on curing cancer.

そう言うと

And we are.

ほとんどの人は 私たちが 癌治療の研究をしていると思います

But it turns out

確かにそうですが

that there's an incredible opportunity to save lives

実際のところは

through the early detection and prevention of cancer.

癌の早期発見と予防を通して 人命を救うという—

Worldwide, over two-thirds of deaths due to cancer are fully preventable

素晴らしい機会を見い出したのです

using methods that we already have in hand today.

世界中の癌による死亡の３分の２以上は

Things like vaccination, timely screening

今ある方法で完全に予防可能です

and of course, stopping smoking.

ワクチン､癌検診による早期発見

But even with the best tools and technologies that we have today,

そして もちろん 喫煙をやめることなどです

some tumors can't be detected

ですが 最高の技術や方法をもってしても

until 10 years after they've started growing,

癌の中には 検診をすり抜け続け

when they are 50 million cancer cells strong.

その間 癌細胞が増殖し

What if we had better technologies

10年後 ５千万個にもなって やっと見つかるものもあります

to detect some of these more deadly cancers sooner,

もし このような危険な癌を

when they could be removed,

除去出来るはずの萌芽期に

when they were just getting started?

早期発見してくれる—

Let me tell you about how miniaturization might get us there.

技術があったらどうでしょう？

This is a microscope in a typical lab

機器の小型化が これに どう寄与するのかお話ししましょう

that a pathologist would use for looking at a tissue specimen,

これは ごく普通の実験室にある顕微鏡で

like a biopsy or a pap smear.

病理学者が生検や 子宮がん検診で

This $7,000 microscope

細胞サンプルを見るのに使います

would be used by somebody with years of specialized training

この７千ドルもする顕微鏡で

to spot cancer cells.

何年も専門的な訓練を積んだ専門家が

This is an image from a colleague of mine at Rice University,

癌細胞を探します

Rebecca Richards-Kortum.

これはライス大学の同僚

What she and her team have done is miniaturize that whole microscope

レベッカ・リチャーズ＝コルトムの 資料からです

into this $10 part,

彼女はチームと共に 顕微鏡を小型化し

and it fits on the end of an optical fiber.

１個あたり10ドルにしたので

Now what that means is instead of taking a sample from a patient

ファイバースコープの先端に 取り付けられるようになりました

and sending it to the microscope,

これで 患者から細胞の サンプルを取って

you can bring the microscope to the patient.

顕微鏡で調べる代わりに

And then, instead of requiring a specialist to look at the images,

顕微鏡を患者の体内に送りこめます

you can train the computer to score normal versus cancerous cells.

それから 画像診断の専門家に 読み取ってもらう代わりに

Now this is important,

コンピューターを訓練して 正常な細胞と癌細胞を記録させます

because what they found working in rural communities,

これが大事な理由は

is that even when they have a mobile screening van

ブラジルの田舎で こういうことが起きているからです

that can go out into the community and perform exams

子宮癌検診機器が搭載された検診車で

and collect samples

地方を回って検診を行い

and send them to the central hospital for analysis,

組織を採取して

that days later,

分析のため 中央病院に送っても

women get a call with an abnormal test result

その数日後

and they're asked to come in.

細胞診異常の知らせを受け 来院するようにと

Fully half of them don't turn up because they can't afford the trip.

連絡を受けた女性の半分以上は

With the integrated microscope and computer analysis,

旅費がないので 病院に来ることはないのです

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

しかし 手術用顕微鏡と コンピューター解析機器を持って

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

レベッカ達は 診断と治療を同時に行える

And what that means is that they can do a diagnosis

診断治療車を作りました

and perform therapy on the spot,

これで診断と治療を

so no one is lost to follow up.

出張先のその場で行うことができ

That's just one example of how miniaturization can save lives.

治療から漏れてしまう人がいなくなります

Now as engineers,

これは小型化が 人命を救うほんの一例です

we think of this as straight-up miniaturization.

私たちエンジニアにとっては

You took a big thing and you made it little.

これは単純明解な小型化の例なのです

But what I told you before about computers

大きなものを小さくしたのですから

was that they transformed our lives

このように コンピューターが小型化され

when they became small enough for us to take them everywhere.

どこにでも持ち運びできるようになり

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

私たちの生活が一変しました

Well, what if you had a detector

この変革は医療に置き換えると 何にあたるでしょうか？

that was so small that it could circulate in your body,

もし 極小サイズで

find the tumor all by itself

人体内を自在に循環し

and send a signal to the outside world?

自分で腫瘍を発見し

It sounds a little bit like science fiction.

体外にシグナルを送る 診断機器があったとしたら？

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

SFみたいな話ですね

Nanotechnology allows us to shrink the parts that make up the detector

ナノテクノロジーはまさに これを可能にするのです

from the width of a human hair,

ナノテクノロジーで 診断機器の構成要素を

which is 100 microns,

人毛の太さ程の

to a thousand times smaller,

100ミクロンから

which is 100 nanometers.

その千分の１の大きさの

And that has profound implications.

100ナノメートルまで 縮小出来ます

It turns out that materials actually change their properties

これは非常に大きな意味を持ちます

at the nanoscale.

物質はナノスケールの大きさになると

You take a common material like gold,

その性質が変わるのです

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

日常で見られる物質 例えば金は

and it changes from looking gold to looking red.

粉砕してナノ粒子にすると

If you take a more exotic material like cadmium selenide --

金色から赤い色に変わります

forms a big, black crystal --

もっと珍しい物質 例えばセレン化カドミウムは—

if you make nanocrystals out of this material

大きな黒い結晶体ですが—

and you put it in a liquid,

ナノクリスタル化して

and you shine light on it,

液体に入れて

they glow.

光をあてると

And they glow blue, green, yellow, orange, red,

光ります

depending only on their size.

青､緑､黄色､オレンジ､赤など

It's wild! Can you imagine an object like that in the macro world?

粒子のサイズにより 様々な色で光るのです

It would be like all the denim jeans in your closet are all made of cotton,

ミクロの世界の外でこんなにすごい物質 ありえないですよね？

but they are different colors depending only on their size.

クローゼットにあるジーンズが 素材はどれも綿100％だけど

(Laughter)

大きさによって全部 色が違ってきちゃうようなものです

So as a physician,

（笑）

what's just as interesting to me

これを医師として見たときに

is that it's not just the color of materials

同様に興味深いと思うのは

that changes at the nanoscale;

ナノスケールになったとき

the way they travel in your body also changes.

物質の色だけではなく

And this is the kind of observation that we're going to use

それが人体内を移動する際の動きも 変化することです

to make a better cancer detector.

この特質を用いて

So let me show you what I mean.

より高性能の癌診断機器を作ります

This is a blood vessel in the body.

どういうことか お見せしましょう

Surrounding the blood vessel is a tumor.

これは人体内の血管です

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

それを囲んでいるのが腫瘍

and watch how they travel from the bloodstream into the tumor.

この血管にナノ粒子を注入して

Now it turns out that the blood vessels of many tumors are leaky,

それが血流から腫瘍へと どのように移動するかを見てみましょう

and so nanoparticles can leak out from the bloodstream into the tumor.

腫瘍の多くは 血管が穴だらけなので

Whether they leak out depends on their size.

粒子が血管から腫瘍へと漏れ出るのですが

So in this image,

それは粒子の大きさで決まります

the smaller, hundred-nanometer, blue nanoparticles are leaking out,

ここでは

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

小さな100ナノメートルの 青いナノ粒子が漏れ出していて

are stuck in the bloodstream.

大きな500ナノメートルの 赤いナノ粒子は

So that means as an engineer,

血流内に留まっています

depending on how big or small I make a material,

つまり エンジニアとしては

I can change where it goes in your body.

作る素材の大小によって

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

体内のどこに届くのかを コントロールすることができるのです

that is so small that it could travel into the body and look for tumors.

私の研究室では最近 ナノサイズの癌診断機器を作りました

We designed it to listen for tumor invasion:

体内で腫瘍を探しまわれるくらい 本当に小さいのです

the orchestra of chemical signals that tumors need to make to spread.

腫瘍の侵略を探知するように デザインされており

For a tumor to break out of the tissue that it's born in,

腫瘍の増殖に必要な化学物質のシグナルが 奏でる響きを聞き分けます

it has to make chemicals called enzymes

腫瘍が生じた組織内を 出て増殖するには

to chew through the scaffolding of tissues.

酵素という化学物質を作り

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

組織の壁組みを侵食しなくてはなりません

One enzyme can activate a thousand of these chemical reactions in an hour.

そこで この酵素で活性化される ナノ粒子を作りました

Now in engineering, we call that one-to-a-thousand ratio

１つの酵素はこうした化学反応を １時間で千回も引き起こします

a form of amplification,

これは 工学では 「1:1000比」と呼び

and it makes something ultrasensitive.

活性化の増幅を表します

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

これが超感度のものを作り上げるのです

OK, but how do I get this activated signal to the outside world,

この方法で 超高感度の癌診断機器を作りました

where I can act on it?

ではこの活性化されたシグナルを どのようにして人体外へ発信させ

For this, we're going to use one more piece of nanoscale biology,

治療に使えるのでしょうか？

and that has to do with the kidney.

これには もう１つ ナノスケールの生物学が関係します

The kidney is a filter.

腎臓に関することです

Its job is to filter out the blood and put waste into the urine.

腎臓はフィルターの役割を担っていて

It turns out that what the kidney filters

血液をろ過し 老廃物を尿に流します

is also dependent on size.

さて 腎臓が何をろ過するかも

So in this image, what you can see

その大きさで決まるのです

is that everything smaller than five nanometers

このように

is going from the blood, through the kidney, into the urine,

大きさが５ナノメートル以下の粒子は全て

and everything else that's bigger is retained.

血流を流れ腎臓へ そして尿へと排出されます

OK, so if I make a 100-nanometer cancer detector,

それより大きい粒子は 全て体内に留まります

I inject it in the bloodstream,

もし100ナノメートルの大きさの 癌診断機器を作り

it can leak into the tumor where it's activated by tumor enzymes

血流に注入すると

to release a small signal

血管から漏れ出し 腫瘍へと流れ込み 腫瘍酵素により活性化され

that is small enough to be filtered out of the kidney

小さなシグナルを放出します

and put into the urine,

そのシグナルはとても小さいので 腎臓でろ過されて

I have a signal in the outside world that I can detect.

尿へと排出され

OK, but there's one more problem.

尿に現れるシグナルで 癌を検出できるのですが

This is a tiny little signal,

もう１つ問題が残っています

so how do I detect it?

この非常に小さなシグナルを

Well, the signal is just a molecule.

どうやって検出するかです

They're molecules that we designed as engineers.

このシグナルは単なる粒子で

They're completely synthetic, and we can design them

私たちエンジニアが作ったものです

so they are compatible with our tool of choice.

完全に人工的なものなので

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

私たちが使いたい機器に 合うように設計できます

called a mass spectrometer,

もし 超高感度の高性能機器である—

then we make a molecule with a unique mass.

質量分析器を使いたいなら

Or maybe we want make something that's more inexpensive and portable.

その精度に合わせ 特有の質量を持った粒子を作ります

Then we make molecules that we can trap on paper,

もし 安価で手軽に持ち運べるものを 作りたい場合は

like a pregnancy test.

妊娠検査キットのように

In fact, there's a whole world of paper tests

紙に埋め込める粒子を作ります

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

実際 紙基盤診断の分野では

Alright, where are we going with this?

紙素材の診断デバイスが あらゆる診断に 用いられるようになっています

What I'm going to tell you next,

では 私たちはこれで何を 目指しているのでしょう？

as a lifelong researcher,

これからお話しするのは

represents a dream of mine.

私が研究者人生を通して

I can't say that's it's a promise;

夢見ていることです

it's a dream.

この実現が約束されている訳ではありません

But I think we all have to have dreams to keep us pushing forward,

夢です

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

しかし 夢がなければ 誰も突き進むことはできません

I'm going to tell you what I hope will happen with my technology,

特に癌研究者にこそ それが言えるのかもしれません

that my team and I will put our hearts and souls

私がチームの仲間と共に 全身全霊を傾けて

into making a reality.

この技術で どんなことを実現したいのか

OK, here goes.

お話しします

I dream that one day,

こうです

instead of going into an expensive screening facility

いつか こうなる日を夢見ています

to get a colonoscopy,

高額の診断施設に行き

or a mammogram,

大腸内視鏡検査や

or a pap smear,

マンモグラフィーや

that you could get a shot,

子宮がん検診を受ける代わりに

wait an hour,

注射をして

and do a urine test on a paper strip.

１時間待ち

I imagine that this could even happen

紙の検査ストリップを使い 尿検査を行うのです

without the need for steady electricity,

この方法だと 検査室に

or a medical professional in the room.

電気や医療従事者が常に必要だ ということはなくなるでしょう

Maybe they could be far away

医療従事者たちは遠隔地から

and connected only by the image on a smartphone.

スマートフォンの画像で 診断できるようになるかもしれません

Now I know this sounds like a dream,

これは夢のような話に 聞こえるかもしれませんが

but in the lab we already have this working in mice,

研究室では これは既に マウスで実証されており

where it works better than existing methods

肺がん､結腸がん､卵巣がんの診断において

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

従来の方法よりも成果を上げています

And I hope that what this means

いつか これを使って

is that one day we can detect tumors in patients

患者の腫瘍が 早期発見できるようになること—

sooner than 10 years after they've started growing,

10年して腫瘍が 増殖してしまってからではなく—

in all walks of life,

世界中 いかなる状況下でも

all around the globe,

早期発見で早期治療が可能となり

and that this would lead to earlier treatments,

今よりも もっと多くの患者の命を

and that we could save more lives than we can today,

救えるようになることを願っています

with early detection.

ありがとうございました

Thank you.

（拍手）

(Applause)