A map of the brain

How can we begin to understand the way the brain works? The same way we begin to understand a city: by making a map. In this visually stunning talk, Allan Jones shows how his team is mapping which genes are turned on in each tiny region, and how it all connects up.

1,385,228 views | Allan Jones • TEDGlobal 2011

Biyue碧玥 Wang王, Translator
AiHack King, Reviewer
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人类长时间的着迷于 人类的大脑。 我们讨论它，描述它。 我们已经画出了它。 我们已经把它地图化了。 现在，就像我们现实中的地图 被科技高度影响着—— 比如谷歌地图， 比如全球定位系统， 和它们一样，我们的大脑地图也在 经历变革。
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让我们来看一看大脑。 大多数人，当他们第一次看到新鲜的人脑时， 他们会说，“它看起来和一般 别人展现给我们的大脑不一样。” 一般，你以前看到的大脑是一个固定了的大脑。它是灰白色的。 这是大脑的外层，这是脉管系统。 它们不可思议的围绕着人类的大脑。 这是血管。 含有20% 由肺部供应的氧气。 你的心脏产生的20%的血液 都用来供应大脑这一个器官。 如果你握住你的两个拳头，它基本上 只比你的两个拳头大一点。
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科学家们在大约20世纪晚期的时候 发现他们可以通过非侵入式的方法 来追踪血液的流动 从而绘制出在人类大脑里活动进行的区域图。 举个例子，他们可以看到大脑后面的那一部分， 就是刚刚转过来的这里。 这里是小脑，它使你现在能保持正确的直立。 它使得我能站在这里。它是一个相互协调的活动中的一部分。 在侧面这里的是颞叶皮层。 我们听到的东西在这里被初级加工， 所以你现在可以听见我说的话 你正在把刚才听到的话传送到更高级的语言处理中心。 在大脑的前方这里 是产生所有复杂的思想，作出决定的地方， 它是最后成熟的地方，在我们到了成年期后期的时候。 这是你所有决策过程正在进行的地方。 这是你正在进行决定的地方， 你或许不会点一份牛排作为晚餐。
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所以如果你更深入地看看大脑， 其中一部分，如果你看它的横截面， 你能发现的是 你不能真正地看到整个的，大部分的大脑结构。 但是大脑里确实有很多结构。 它的细胞和它的神经线全部都连接在一起。 所以在几百年前， 一些科学家发明了一种染色剂可以将细胞染色。 这里淡蓝色显示的就是。 你可以看到这些地方 正常的细胞体被染色了。 你可以看到它是非常不均一的，你可以看到有很多的结构。 在大脑外层部分 是新大脑皮层。 如果你愿意的话，它是一个可以连续处理的部件。 但是你可以看到在那之下的东西也是。 所有的这些空白区域 是所有脑神经线路穿过的地方。 这些地方的细胞密度或许会低一些。 我们的大脑中大约有860亿神经元。 正如你所见，它们的分布很不均一。 而它们的分布正好构成了 它们潜在的功能。 当然，正如我之前所提到， 我们现在可以开始绘制大脑功能地图了。 我们可以开始将这些功能嵌入每一个独立的细胞。
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让我们来更深入地观察一下。 看那些神经元。 正如我刚才提到的，这里有860亿神经元。 还有一些你现在看到的小细胞。 它们是支持细胞——星形神经胶质细胞。 而且神经本身 是接收输入信息的。 它们存储信息，它们加工信息。 每一个神经元是由突触 与你大脑中其他10000个神经元相连接的。 而且每个神经元本身 大部分是独特的。 独立的神经元和大脑里一系列的神经元 的独特特性 是由它们潜在的基本化学生物性能 所驱使的。 就是蛋白质。 蛋白质控制着像离子移动通道这样的事情。 它们控制着神经系统各细胞相联系的部分。 而且它们还控制着 基本上与神经系统相有关的一切事。
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所以当我们更加深入地去观察 所有的这些蛋白质 都被我们的基因组编码了。 我们每个人都有23对染色体。 我们从母亲那继承一半，从父亲那继承一半。 而且在这些染色体上 大约有25000个基因。 它们在DNA中被译成编码。 一个特定细胞的天性 操纵着它潜在的生物化学性能 这个天性由这25000 启动的基因 和他们启动的级别所指示。
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所以我们的项目 是寻找这个读出器， 并理解这25000个基因中哪些被启动了。 所以为了进行这样的一个项目， 我们明显需要大脑。 所以我们派实验室技术员外出。 我们寻找正常的人类大脑。 我们真正开始的地方是 一个验尸员的办公室。 那是个死人被带去的地方。 我们寻找的是正常的人类大脑。 我们根据许多参考数据来选的大脑 我们希望确保 我们得到的大脑是20到60岁正常人的大脑， 他们是自然死亡的 大脑没有受到损伤， 他们不能有精神病史， 我们会做毒性检查确保他们 没有滥用药物的历史。 我们对我们所选取的大脑 非常小心。 我们也选取那些 我们可以得到脑组织的大脑。 我们得得到同意去提取 24小时内死亡的人的大脑的脑组织。 因为我们试图要去测量的东西——RNA核糖核酸 就是我们基因里的读出器-- 是非常易