021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

مطالبی که راجع به مغز در قرن بعدی خواهیم آموخت

Sam Rodriques

What we'll learn about the brain in the next century

In this imaginative talk, neuroengineer Sam Rodriques takes us on a thrilling tour of the next 100 years in brain science. He envisions strange (and sometimes frightening) innovations that may be the key to understanding and treating brain disease -- like lasers that drill tiny holes in our skulls and allow probes to study the electrical activity of our neurons.


تگ های مرتبط :

Science, Neuroscience, Brain
می‌خواهم که به شما چیزهایی راجع به علوم اعصاب بگویم. من رشته‌ی فیزیک را آموزش دیده‌ام. حدود ۳ سال پیش، فیزیک را رها کردم تا بیایم و برای درک چگونگی رفتار مغز تلاش کنم. و این چیزی است که من یافتم. بسیاری از افراد در حال کار روی افسردگی‌اند. و این واقعا خوب است، افسردگی چیزی است که واقعاً می‌خواهیم درکش کنیم. اینجوری انجامش می‌دهید: یک شیشه می‌گیرید و با آب تا نصفه پُرش می‌کنید. بعد یک موش می‌آورید و در شیشه قرار می‌دهید درست؟ و موش برای مدتی به اطراف شنا می‌کند. ودر نقطه‌ای، موش خسته می‌شود
و تصمیم می‌گیرد شنا نکند. و وقتی از شنا کردن دست می‌کشد، این افسردگی است. درست؟ و من از بخش فیزیک نظری هستم، پس من با افرادی آشنا بودم که مدل‌های ریاضی سطح بالایی برای تشریح دقیق پدیده‌های فیزیکی می‌ساختند. پس وقتی دیدم که این مدل افسردگی است، فکر کردم که "اُه خدای من، کار خیلی زیادی در پیش داریم." (خنده حضار) اما این یک نوع مشکل عمومی در علوم اعصاب است. بعنوان مثال، درک احساس. بسیاری از افراد می‌خواهند که احساس را بفهمند. اما شما نمی‌توانید احساس را در موش‌ها یا میمون‌ها مطالعه کنید
چون نمی‌توانید بپرسید که چه حسی دارند یا چه چیزی تجربه می‌کنند. در عوض، افرادی که می‌خواهند احساس را درک کنند، معمولًا مطالعاتی می‌کنند که رفتار تحریک شده نامیده ‌می‌شود، که کُدی هست برای "موش چه می‌کند وقتی واقعاً و واقعاً پنیر را می‌خواهد". درست، حال می‌توانم ادامه دهم. یعنی این که نکته این هست که "NIH" سالانه حدود ۵/۵ میلیارد دلار بر روی تحقیقات علوم اعصاب هزینه می‌کند. و هنوز هیچ پیشرفت چشمگیری در خروجی‌ها برای بیماران با بیماری‌های مغزی در ۴۰ سال گذشته وجود نداشته است. و فکر می‌کنم بخش بزرگی از آن مربوط به این حقیقت است که موش‌ها شاید برای سرطان و دیابت مد‌ل‌های خوبی باشند،
اما مغز موش به اندازه کافی برای بازسازی روانشناسی آدم‌ها و یا بیماری مغز انسان مناسب نیست. درست؟ پس اگرمدل‌های موش این قدر بد هستند، چرا هنوز از آن‌ها استفاده می‌کنیم؟ خُب، بطور اساسی مربوط به این مورد است: مغز از رشته‌های عصب تشکیل شده است که این سلول‌های کوچک هستند که پیغام‌های الکتریکی را به یکدیگر می‌رسانند. اگر می‌خواهید بفهمید که مغز چگونه کار می‌کند، مجبور هستید که بتوانید میزان فعالیت الکتریکی این عصب‌ها را اندازه بگیرید. اما برای انجام آن، باید خیلی به عصب‌ها با نوعی ثبت کننده الکتریکی یا یک میکروسکوپ نزدیک شوید. و شما می‌توانید آن را درموش‌ها و میمون‌ها اجرا کنید،
چون شما بصورت فیزیکی می‌توانید چیزها را وارد مغز کنید اما بنابر دلایلی هنوز نمی‌توان این کار را با انسان‌ها کنیم، درست؟ در عوض، ما تمام این جایگزین‌ها را درست کرده‌ایم. واحتمالًا معروف‌ترین آن‌ها این است، MRI تابعی ، fMRI، که اجازه می‌دهد این شکل‌های زیبا را طوری ترسیم کنید که نشان دهد کدام بخش‌های مغرتان فعال می‌‌شود وقتی‌ مشغول فعالیت‌های متنوعی باشید. اما این یک جایگزین است. اینجا در واقع فعالیت عصبی را اندازه نمی‌گیرید. شما در حال اندازه‌گیری هستید، اساساً، شبیه، جریان خون درمغز. جایی‌که خون بیشتری هست.
در واقع اکسیژن بیشتری حضور دارد، اما شما ایده را گرفتید، درست؟ کار دیگری که می‌توانید انجام دهید این هست "مغز نگاری الکتریکی" شما می‌توانید این الکترود‌ها را سرتان بگذارید، درست؟ سپس قادرید امواج مغزتان را اندازه بگیرید. و اینجا، در واقع در حال ثبت فعالیت الکتریکی هستید. اما فعالیت عصب‌هارا اندازه نمی‌گیرید. شما در حال ثبت این جریان‌های الکتریکی هستید، که در مغزتان عقب و جلو می‌روند. پس نکته تنها این هست که این تکنولوژی‌ها که ما داریم در واقع درحال ثبت اطلاعات غلط هستند. چون، برای بسیاری از بیماری‌ها که می‌خواهیم درک کنیم مثلاً، مرض پارکینسن یک نمونه کلاسیک است.
در پارکینسن، در یک نوع از رشته عصبی عمیق درمغز شما وجود دارد که مسئول این بیماری است، و این تکنولوژی‌ها وضوح لازم را ندارند برای دستیابی به آن. و بنابراین این دلیلی است که ما همچنان به حیوانات متصل هستیم. نه این که هر کسی که می‌خواهد افسردگی را مطالعه کند بوسیله گذاشتن موش‌ها در لیوان است، درست؟ بلکه تنها بخاطر این است که یک احساس فراگیر وجود دارد که این غیرممکن است که به فعالیت عصب‌ها در انسان‌های سالم نگاه شود. و این کاری است که می‌خواهم بکنم می‌خواهم شما را به آینده ببرم. تا نگاهی به راهی که من فکر می‌کنم بصورت بالقوه امکان‌پذیر است، بیندازید.
و می‌خواهم که با این مقدمه بگویم من جزئیات دقیقی ندارم. پس من تنها سرخط مطالب را برای شما آماده می‌کنم. اما ما به سال ۲۱۰۰ می‌خواهیم برویم. حالا سال ۲۱۰۰ چه شکلی است؟ خُب، برای شروع، هوا از چیزی که الان استفاده می‌کنید کمی گرم‌تراست. (خنده حضار) و آن ربات پاک کننده خلا که شما می‌دانید و دوستش دارید بین چند نسل گذشته است، و پیشرفت‌ها همیشه خوب نبودند. (خنده حضار) آن همیشه برای بهتر بودن نبوده است. اما درواقع، در سال ۲۱۰۰ خیلی از چیزها بطور شگفت‌انگیزی قابل درک هستند. تنها این است که مغز است که کاملاً متفاوت است.
برای مثال در سال ۲۱۰۰، ما به علت‌های اصلی آلزایمر پی برده‌ایم. پس می‌توانیم که درمان‌های ژنتیکی هدفمند و یا داروها را برای متوقف کردن فرآیندهای مخرب، پیش از وقوع، ارائه دهیم. خُب چطوراین کار را می‌کنیم؟ خب، سه گام حیاتی وجود داشته است. گام اول این بود که ما مجبور به یافتنِ چند راه برای دستیابی به اتصال الکتریکی در بین جمجمه بودیم، پس توانستیم که فعالیت الکتریکی عصب‌ها را اندازه گیری کنیم. و نه فقط آن، باید آسان و بدون ریسک باشد. چیزی که بطور پایه‌ای هر کس با آن راحت باشد. شبیه زدن پیِرسینگ ! چون مشابه سال ۲۰۱۷،
تنها راهی که برای دسترسی به داخل جمجمه می‌دانیم این بود که حفره‌های به اندازه یک کوارتر ایجاد کنیم. شما هرگز به کسی اجازه این کار را نمی‌دهید. پس در دهه ۲۰۲۰، افراد بجای حفر چنین سوراخ‌های بزرگی شروع به، حفرسوراخ‌های میکروسکوپی به ضخامت کمتر از یک تار مو کردند. و ایده اینجا واقعاً برای تشخیص بود. زمان‌های زیادی در تشخیص نارسایی‌های مغز وجود دارد وقتی که شما تمایل دارید که قادر به دیدن فعالیت عصب‌ها درداخل جمجمه باشید و قادر به حفر چنین سوراخ‌های میکروسکوپی باشید که آن را برای بیمار بسیار آسان‌تر می‌کند. در انتها، ممکن است شبیه یک تزریق باشد.
شما فقط می‌روید و می‌نشینید و چیزی هست که بر روی سرتان پایین می‌آید، و یک لحظه متصل می‌شود و بعد تمام می‌شود، و می‌توانید به ادامه روزتان بپردازید. پس ما درنهایت قادر به انجام آن- برای حفر سوراخ‌ها توسط لیزرها هستیم. و با این لیزرها، سریع و کاملاً قابل اعتماد بود، شما حتی نمی‌توانستید بگوئید سوراخ‌ها آنجاست، و بیشتراینکه می‌توانستید بگوئید یک تار موی‌تان را از دست می‌دهید و می‌دانم شاید عجیب به نظربیاید، که از لیزرها برای حفرجمجمه‌ی شما استفاده شود، اما مشابه سال ۲۰۱۷، افراد با جراحی چشم‌شان توسط لیزرها راحت بودند برای عمل جراحی اصلاحی
پس وقتی شما اکنون اینجائید، پس این یک قدم بزرگ نخواهد بود. درست؟ پس قدم بعدی که در دهه ۳۰ رخ داد، این بود که تنها، موضوع دسترسی به داخل جمجمه نیست. برای اندازه‌گیری فعالیت عصب‌ها، شما در واقع باید که به بافت خود مغز برسید . و خطر، اینکه هر زمان چیزی درون بافت مغز قرار دهید، اساساً ضربه مغزی است. که ممکن است یک رگ خون را بزنید و از بین برود، و منجر به ضربه مغزی شود. پس، در اواسط دهه‌ی ۳۰، ما این کاوشگران انعطاف‌پذیر رادرست کردیم که قادر به حرکت در اطراف رگ‌های خونی بودند، بجای آنکه از درونشان حرکت کنند.
وبنابراین، ما می‌توانستیم باتری‌های بزرگی ازاین کاوشگران را درون مغز بیمار قرار دهیم وبدون هیچ خطری برای بیمار از هزاران عصب اطلاعات دریافت کنیم. و چیزی که کشف کردیم، که نوعی سورپرایز بود، این هست که عصب‌هایی که می‌توانستیم شناسائی کنیم به احساسات و ایده‌ها واکنش نشان نمی‌دهند، که ما آن را انتظار داشتیم. آن‌ها بیشتر به "جنیفر آنیستون" واکنش نشان می‌دهند و یا "هِیل بری" یا " جاستین ترادو" منظورم اینه (خنده حضار) در درک آن، ما نباید اینقدر سورپرایز می‌شدیم.
یعنی، عصب‌ها اکثر اوقات را به فکر کردن راجع به چه چیزی سپری می‌کنند؟ (خنده حضار) اما در واقع، نکته این است که این تکنولوژی ما را قادر به شروع مطالعه علوم اعصاب بصورت مجزا کرد. پس بسیار شبیه به انتقال ژنتیک، در سطح یک سلول واحد، ما شروع به مطالعه علوم اعصاب، در سطح یک انسان واحد کردیم. اما بصورت کامل هنوز موفق نبودیم. زیرا این تکنولوژی‌ها همچنان برای کاربردهای درمانی محدود بودند، که یعنی ما مغز‌های بیمار را و نه مغز های سالم را بررسی می‌کردیم. زیرا هرچقدر هم که فناوری شما ایمن باشد، نمی‌توانید چیزی به مغز فردی متصل کنید
برای اهداف تحقیقاتی. آن‌هاباید که مایل باشند. و چرا باید آن را بخواهند؟ زیرا به محض اتصال جریان الکتریکی به مغز، می‌توانید که مغز را به یارانه متصل کنید. اُه، خُب، می‌دونید، عموم مردم در ابتدا بسیار دیرباور بودند. منظورم اینه که، کی می‌خواست که مغزش را به رایانه متصل کند؟ خیلی خب فقط تصور کنید که قادرید تنها با یک فکر، ایمیل ارسال کنید. (خنده حضار) تصور کنید که قادر هستید بوسیله‌ی چشم‌تان عکس بگیرید، درسته؟ (خنده حضار) تصور کنید دیگر هرگز چیزی را مجدد فراموش نمی‌کنید، زیرهرچیزی که انتخاب کنید که به یاد بیاورید
به صورت دائمی در یک سخت‌افزار در جائی ذخیره می‌شود، که در زمان مورد نیاز قادر به یادآوری باشد. (خنده‌ حضار) اینجا مرز بین جنون و رویاپردازی هرگز کاملاً واضح نبود. اما سیستم‌ها بی‌خطر بودند. زمانی که سازمان غذا و دارو خواست در ۲۰۴۳ این سیستم‌های حفاری لیزری را قانونی کند، تقاضای تجاری به انفجار رسید. افراد شروع به امضا کردن ایمیل‌ها کردند، " لطفاً اشتباهات را ببخشید ارسال شده از مغزم." (خنده حضار) سیستم‌های بازرگانی چپ و راست منتشر شدند، که آخرین و بزرگ‌ترین تکنولوژی رابط عصبی را پیشنهاد می‌کردند.
۱۰۰ الکترود وجود داشت. هزاران الکترود. پهنای باند بالا، فقط ۹۹/۹۹ دلار در ماه. (خنده حضار) خیلی زود، همه آن‌ها را داشتند. و نکته همان بود. زیرا در دهه ۵۰، اگر یک متخصص اعصاب بودید شما می‌توانستید فردی ازخیابان اساساً به آزمایشگاه شما بیاید و شما آن‌ها را مشغول کارهای عاطفی کنید و یا رفتار اجتماعی یا استدلال انتزاعی، چیزهایی که هرگز با موش‌ها نمی‌توانستید مطالعه کنید. و شما قادر بودید که فعالیت عصب‌هایشان را اندازه گیری کنید بوسیله ی رابط هایی که هم اکنون داشتند.
و آنگاه می‌توانستید ازآن‌ها بپرسید که چه چیزی را تجربه می‌کنند. بنابراین این رابط بین روانشناسی و علوم اعصاب که هرگز نمی‌توانید در حیوانات ایجاد کنید، ناگهان آنجا دراختیار بود. پس شاید نمونه کلاسیک این اکتشاف پایه عصبی برای بینش بود. آن لحظه‌ی "آها"، لحظه‌ای که همه چیز به هم می‌رسد،کلیک می‌کند. و این در سال ۲۰۵۵ توسط ۲ دانشمند کشف شد، "بَری" و " لِیت " که در قشرفوقانی جلوی مغز مشاهده کردند، که چگونه مغز یک فرد برای درک یک ایده تلاش می‌کند، چگونه گروه‌های مختلف عصب‌ها ممکن بود خود را بشناسند شما اینجا به فعالیت عصبی به رنگ نارنجی نگاه می‌کنید
تا نهایتاً فعالیت‌شان به گونه‌ای که به بازخورد مثبتی منجر شوند، هم‌تراز شود. دقیقاً اینجا. که درحال درک است پس نهایتاً، ما قادر به دریافت چیزهایی بودیم که ما را انسان می‌کرد. و آن چیزی بود که واقعاً راه را به بینش‌های مهم در پزشکی، گشود. زیرا، در شروع دهه ۲۰۶۰، با توانایی ثبت فعالیت عصبی در مغز بیمار، با این بیماری‌های ذهنی متفاوت، بجای تعریف بیماری‌ها بر اساس علائم آن‌ها، به شکلی که در شروع قرن صورت می‌گرفت، ما شروع تعریف آن‌ها کردیم بر اساس آسیب‌شناسی واقعی که در سطح عصب‌ها مشاهده می‌شد. پس بعنوان مثال، در مورد ADHD،
ما دریاقتیم که ده‌ها نوع بیماری متفاوت وجود دارد، که همگی درابتدای قرن، ADHD نامیده می‌شدند، که در واقع هیچ ربطی به هم نداشتند، بجز آنکه نشانه‌‌های مشابهی داشتند. و نیازمند درمان به روش‌های متفاوتی، بودند. پس یک نوعِ باورنکردنی، در مقایسه با گذشته، که در ابتدای قرن، تمام آن بیماری‌ها متفاوت را با یک داروی مشابه، درمان می‌کردیم، تنها با دادن آمفیتامین به افراد، اساساً کاری بود که می‌کردیم. و شیزوفرنی و افسردگی به روش‌های مشابه. بنابراین بجای تجویز دارو برای افراد اساساً به صورت تصادفی، که ما داشتیم،
آموخیتم که چگونه حدس بزنیم که چه داروهایی ممکن است موثرترباشند. در چه بیمارانی، و آن تنها به بهبود بزرگی در نتایج منجر شد. درست، میخواهم که شما را به سال ۲۰۱۷ بازگردانم. برخی از این ممکن است طنز باشد و یا اینکه خیلی دور از دسترس. و بعضی‌ها هم هست. یعنی، نمی‌توانم بطور واقعی آینده را ببینم. واقعاً نمی‌دانم که آیا ما صدها یا هزاران حفره میکروسکوپی را در سرهایمان در ۳۰ سال بعد حفر می‌کنیم. اما چیزی که می‌توانم بگویم به شما این است که هیچ پیشرفتی نخواهیم داشت در ادراک مغز انسان و یا بیماری‌های انسان
تا زمانی‌که بفهمیم چگونه می‌توانیم فعالیت الکتریکی عصب‌ها را بدست آوریم. در انسان‌های سالم. و تقریباً هیچکس امروز برای درک آن کارنمی‌کند. آن آینده‌ی علوم اعصاب است. و فکر می‌کنم که وقت آن است که متخصصین علوم اعصاب مغز موش را رها کنند و اینکه افکار و بررسی‌های ضروری را برای درک مغز انسان و بیماری‌های انسان، اختصاص دهند. متشکرم. (تشویق حضار)
I want to tell you guys something about neuroscience. I'm a physicist by training. About three years ago, I left physics to come and try to understand how the brain works. And this is what I found. Lots of people are working on depression. And that's really good, depression is something that we really want to understand. Here's how you do it: you take a jar and you fill it up, about halfway, with water. And then you take a mouse, and you put the mouse in the jar, OK? And the mouse swims around for a little while and then at some point, the mouse gets tired
and decides to stop swimming. And when it stops swimming, that's depression. OK? And I'm from theoretical physics, so I'm used to people making very sophisticated mathematical models to precisely describe physical phenomena, so when I saw that this is the model for depression, I though to myself, "Oh my God, we have a lot of work to do." (Laughter) But this is a kind of general problem in neuroscience. So for example, take emotion. Lots of people want to understand emotion. But you can't study emotion in mice or monkeys
because you can't ask them how they're feeling or what they're experiencing. So instead, people who want to understand emotion, typically end up studying what's called motivated behavior, which is code for "what the mouse does when it really, really wants cheese." OK, I could go on and on. I mean, the point is, the NIH spends about 5.5 billion dollars a year on neuroscience research. And yet there have been almost no significant improvements in outcomes for patients with brain diseases in the past 40 years. And I think a lot of that is basically due to the fact that mice might be OK as a model for cancer or diabetes,
but the mouse brain is just not sophisticated enough to reproduce human psychology or human brain disease. OK? So if the mouse models are so bad, why are we still using them? Well, it basically boils down to this: the brain is made up of neurons which are these little cells that send electrical signals to each other. If you want to understand how the brain works, you have to be able to measure the electrical activity of these neurons. But to do that, you have to get really close to the neurons with some kind of electrical recording device or a microscope. And so you can do that in mice and you can do it in monkeys,
because you can physically put things into their brain but for some reason we still can't do that in humans, OK? So instead, we've invented all these proxies. So the most popular one is probably this, functional MRI, fMRI, which allows you to make these pretty pictures like this, that show which parts of your brain light up when you're engaged in different activities. But this is a proxy. You're not actually measuring neural activity here. What you're doing is you're measuring, essentially, like, blood flow in the brain.
Where there's more blood. It's actually where there's more oxygen, but you get the idea, OK? The other thing that you can do is you can do this -- electroencephalography -- you can put these electrodes on your head, OK? And then you can measure your brain waves. And here, you're actually measuring electrical activity. But you're not measuring the activity of neurons. You're measuring these electrical currents, sloshing back and forth in your brain. So the point is just that these technologies that we have are really measuring the wrong thing. Because, for most of the diseases that we want to understand --
like, Parkinson's is the classic example. In Parkinson's, there's one particular kind of neuron deep in your brain that is responsible for the disease, and these technologies just don't have the resolution that you need to get at that. And so that's why we're still stuck with the animals. Not that anyone wants to be studying depression by putting mice into jars, right? It's just that there's this pervasive sense that it's not possible to look at the activity of neurons in healthy humans. So here's what I want to do. I want to take you into the future.
To have a look at one way in which I think it could potentially be possible. And I want to preface this by saying, I don't have all the details. So I'm just going to provide you with a kind of outline. But we're going to go the year 2100. Now what does the year 2100 look like? Well, to start with, the climate is a bit warmer that what you're used to. (Laughter) And that robotic vacuum cleaner that you know and love went through a few generations, and the improvements were not always so good. (Laughter) It was not always for the better.
But actually, in the year 2100 most things are surprisingly recognizable. It's just the brain is totally different. For example, in the year 2100, we understand the root causes of Alzheimer's. So we can deliver targeted genetic therapies or drugs to stop the degenerative process before it begins. So how did we do it? Well, there were essentially three steps. The first step was that we had to figure out some way to get electrical connections through the skull so we could measure the electrical activity of neurons. And not only that, it had to be easy and risk-free.
Something that basically anyone would be OK with, like getting a piercing. Because back in 2017, the only way that we knew of to get through the skull was to drill these holes the size of quarters. You would never let someone do that to you. So in the 2020s, people began to experiment -- rather than drilling these gigantic holes, drilling microscopic holes, no thicker than a piece of hair. And the idea here was really for diagnosis -- there are lots of times in the diagnosis of brain disorders when you would like to be able to look at the neural activity beneath the skull
and being able to drill these microscopic holes would make that much easier for the patient. In the end, it would be like getting a shot. You just go in and you sit down and there's a thing that comes down on your head, and a momentary sting and then it's done, and you can go back about your day. So we're eventually able to do it using lasers to drill the holes. And with the lasers, it was fast and extremely reliable, you couldn't even tell the holes were there, any more than you could tell that one of your hairs was missing.
And I know it might sound crazy, using lasers to drill holes in your skull, but back in 2017, people were OK with surgeons shooting lasers into their eyes for corrective surgery So when you're already here, it's not that big of a step. OK? So the next step, that happened in the 2030s, was that it's not just about getting through the skull. To measure the activity of neurons, you have to actually make it into the brain tissue itself. And the risk, whenever you put something into the brain tissue, is essentially that of stroke.
That you would hit a blood vessel and burst it, and that causes a stroke. So, by the mid 2030s, we had invented these flexible probes that were capable of going around blood vessels, rather than through them. And thus, we could put huge batteries of these probes into the brains of patients and record from thousands of their neurons without any risk to them. And what we discovered, sort of to our surprise, is that the neurons that we could identify were not responding to things like ideas or emotion, which was what we had expected.
They were mostly responding to things like Jennifer Aniston or Halle Berry or Justin Trudeau. I mean -- (Laughter) In hindsight, we shouldn't have been that surprised. I mean, what do your neurons spend most of their time thinking about? (Laughter) But really, the point is that this technology enabled us to begin studying neuroscience in individuals. So much like the transition to genetics, at the single cell level, we started to study neuroscience, at the single human level. But we weren't quite there yet.
Because these technologies were still restricted to medical applications, which meant that we were studying sick brains, not healthy brains. Because no matter how safe your technology is, you can't stick something into someone's brain for research purposes. They have to want it. And why would they want it? Because as soon as you have an electrical connection to the brain, you can use it to hook the brain up to a computer. Oh, well, you know, the general public was very skeptical at first. I mean, who wants to hook their brain up to their computers?
Well just imagine being able to send an email with a thought. (Laughter) Imagine being able to take a picture with your eyes, OK? (Laughter) Imagine never forgetting anything anymore, because anything that you choose to remember will be stored permanently on a hard drive somewhere, able to be recalled at will. (Laughter) The line here between crazy and visionary was never quite clear. But the systems were safe. So when the FDA decided to deregulate these laser-drilling systems, in 2043,
commercial demand just exploded. People started signing their emails, "Please excuse any typos. Sent from my brain." (Laughter) Commercial systems popped up left and right, offering the latest and greatest in neural interfacing technology. There were 100 electrodes. A thousand electrodes. High bandwidth for only 99.99 a month. (Laughter) Soon, everyone had them. And that was the key. Because, in the 2050s, if you were a neuroscientist,
you could have someone come into your lab essentially from off the street. And you could have them engaged in some emotional task or social behavior or abstract reasoning, things you could never study in mice. And you could record the activity of their neurons using the interfaces that they already had. And then you could also ask them about what they were experiencing. So this link between psychology and neuroscience that you could never make in the animals, was suddenly there. So perhaps the classic example of this was the discovery of the neural basis for insight. That "Aha!" moment, the moment it all comes together, it clicks.
And this was discovered by two scientists in 2055, Barry and Late, who observed, in the dorsal prefrontal cortex, how in the brain of someone trying to understand an idea, how different populations of neurons would reorganize themselves -- you're looking at neural activity here in orange -- until finally their activity aligns in a way that leads to positive feedback. Right there. That is understanding. So finally, we were able to get at the things that make us human. And that's what really opened the way to major insights from medicine. Because, starting in the 2060s,
with the ability to record the neural activity in the brains of patients with these different mental diseases, rather than defining the diseases on the basis of their symptoms, as we had at the beginning of the century, we started to define them on the basis of the actual pathology that we observed at the neural level. So for example, in the case of ADHD, we discovered that there are dozens of different diseases, all of which had been called ADHD at the start of the century, that actually had nothing to do with each other, except that they had similar symptoms. And they needed to be treated in different ways.
So it was kind of incredible, in retrospect, that at the beginning of the century, we had been treating all those different diseases with the same drug, just by giving people amphetamine, basically is what we were doing. And schizophrenia and depression are the same way. So rather than prescribing drugs to people essentially at random, as we had, we learned how to predict which drugs would be most effective in which patients, and that just led to this huge improvement in outcomes. OK, I want to bring you back now to the year 2017.
Some of this may sound satirical or even far fetched. And some of it is. I mean, I can't actually see into the future. I don't actually know if we're going to be drilling hundreds or thousands of microscopic holes in our heads in 30 years. But what I can tell you is that we're not going to make any progress towards understanding the human brain or human diseases until we figure out how to get at the electrical activity of neurons in healthy humans. And almost no one is working on figuring out how to do that today. That is the future of neuroscience.
And I think it's time for neuroscientists to put down the mouse brain and to dedicate the thought and investment necessary to understand the human brain and human disease. Thank you. (Applause)