Tanya Cushman 査読者 査読者の名前 マイク、ようこそ。
お会いできてうれしいです。
この会話に興奮しています。
どうもありがとう。
ここに来られてとても嬉しいです。
つまり、私たちのほとんどは、DNA はすべての生き物の財産であり、私たちの体のハードウェアを構築する一種のソフトウェアであるという生物学のメンタルモデルを持っています。
私たちの多くはこのことについてそう考えています。
そのモデルにはあまりにも多くの深い謎が残されています。
それらの謎のいくつかと、オタマジャクシがそれとどのような関係があるのかを教えていただけますか?
もちろん。
はい、この問題について別の視点から説明したいと思います。
したがって、DNA が行うことの 1 つは、各細胞のハードウェアを指定することです。
したがって、DNA はすべての細胞にどのようなタンパク質を持たせるべきかを伝えます。
それで、たとえばオタマジャクシを飼っていると、ほとんどの人がゲノムの漸進的な展開のようなものだと考えているようなことがわかります。特定の遺伝子がオンになったりオフになったり、オタマジャクシがカエルになるときに、顔を並べ替えます。
つまり、目、鼻の穴、顎などすべてを動かさなければなりません。
これについての考え方の 1 つは、そうですね、これらすべてのものが動き回る、ある種の固定された一連の動きがあり、その後カエルが得られるというものでした。
実際、数年前、私たちは非常に驚くべき現象を発見しました。いわゆるピカソのカエルを作ると、これらのオタマジャクシは顎が横にずれていて、目はここにあり、鼻の穴が上にあります。移動されるので、すべてがシフトされます。
これらのオタマジャクシは、ほとんど普通のカエルの顔をします。
これは驚くべきことです。すべての臓器が異常な位置から始まりますが、それでも最終的にはかなり良いカエルの顔を作ることができるからです。
そして、判明したことは、このシステムは、多くの生命システムと同様に、組み込まれた動きのセットではなく、実際に、現在起こっていることと、カエルの顔の正しい構成であると認識していることとの間の誤差を減らすように機能しているということです。
新しい状況への柔軟な対応を伴うこの種の意思決定は、他の文脈ではこれをインテリジェンスと呼びます。
したがって、私たちが今理解する必要があるのは、これらの細胞が運動や遺伝子発現などを実行するメカニズムだけではなく、情報の流れを本当に理解する必要があるということです。
これらの細胞はどのように連携して大きなものを建てたり、建物を止めたりするのでしょうか?
そして、彼らはどうやってそれを行うのでしょうか？
そして、その特定の構造物が作成されるとき、彼らはどのようにして単なる建物ではない構造物を構築するのでしょうか？
そして、この種の計算は、メカニズムだけでなく、解剖学的制御の計算も生物学の未来です。
それで、伝統的なモデルは、何らかの形で細胞が相互に生化学的シグナルを送り、それによって発達が起こるという、賢明な方法だと思います。
しかし、あなたは何か他のことが働いていると思います。
それは何ですか？
確かに、細胞は生化学的かつ物理的な力を介して通信しますが、それとは別のことが起こっています。
それは基本的に生体電気、非神経生体電気と呼ばれるものです。
つまり、神経だけでなく、体内のすべての細胞が電気信号を使用して相互に通信していることがわかります。
ここでご覧になっているのは、初めてのタイムラプス ビデオです。
私たちは現在、細胞同士が行っている電気的な会話をすべて盗聴できるようになりました。
それで、これについて考えてください。
私たちは今観察しています、これはカエルの初期の胚です。
開発時間は約 8 時間から 10 時間です。
そして、色は実際の電気的状態を示しており、ゲノムで定義された携帯電話ハードウェア上で実行されているすべての電気的ソフトウェアを確認することができます。
そして、これらの細胞は基本的に、誰が頭になるか、誰が尻尾になるか、誰が左右になるか、目や脳などを作るかについて互いに通信しています。
したがって、これらの生命システムが特定の目標、たとえば胚の構築や動物の四肢の再生などの目標を達成できるようにするのは、このソフトウェアです。
これを行う動物の胚の構築や四肢の再生などです。
そして、これらの電気的な会話を見る能力は、これらの生命システムが動作する目標をターゲットにしたり、その目標を書き換えたりするための非常に素晴らしい機会を私たちに与えてくれます。
さて、それでは、これはかなり過激です。
これが理解できたかどうか見てみましょう。
あなたが言いたいのは、生物が発生し始めると、細胞が分裂するとすぐに電気信号が細胞間で共有されるということです。
しかし、数百の細胞に到達すると、どういうわけか、これらの信号は本質的にコンピュータープログラムのようなもの、つまりその生物にその運命を伝えるために必要なすべての情報を何らかの形で含むプログラムを形成することになります。
それは正しい考え方でしょうか？
はい、かなりです。
基本的に何が起こるかというと、これらの細胞は、脳内のネットワークと同様に、電気ネットワークを形成することによって電気ネットワークを形成し、これらのネットワークがパターン記憶を含む情報を処理します。
これらには、さまざまな臓器がどこに行くのか、動物の前後、頭と尾などのさまざまな軸がどうなるのか、大規模な解剖学的構造の表現が含まれます。
そしてこれらは、脳が他の種類の記憶や学習を保持するのと同じように、文字通り、大きな組織全体の電気回路に保持されています。
それで、これは正しい考え方でしょうか？
なぜなら、これは私にはとても大きな変化のように見えるからです。
つまり、初めてコンピュータを手に入れたとき、コンピュータ内の個々のビットを直接プログラミングするような、いわゆる機械語コードを実行できる人たちに畏敬の念を抱きました。
ほとんどの定命の者にとって、そのコンピューターを制御する機会を持つことは不可能でした。
言語でプログラムする必要がありますが、これは全体像を実現するための非常に簡単な方法に過ぎません。
私の理解が正しければ、あなたの言っていることは、今日の生物学のほとんどは、機械コードのプログラミングと同等のこと、つまり個々の細胞間の生化学的シグナルを理解することと同等のことをしようとして行われているということです。くだらない、この言語が進行中です、この電気言語、それを理解できれば、生物がどのように発達するかについてまったく異なる洞察が得られるでしょう。
その比喩は基本的に正しいでしょうか？
はい、まさにその通りです。
したがって、1940 年代にプログラミングが行われていた方法を考えると、コンピューターに何か違う動作をさせるには、物理的にワイヤーを移動する必要がありました。
したがって、そこに行ってハードウェアを再配線する必要があります。
ハードウェアと直接対話する必要があり、そのマシンを操作するための戦略はすべてハードウェアのレベルで行われることになります。
そして、私たちが今この驚くべきテクノロジー革命、情報科学などを持っている理由は、コンピューターサイエンスがハードウェアに焦点を当てていたことから、ハードウェアが十分に優れているかどうかを理解することに移行したためです。私が言いたいのは、生物学的ハードウェアは十分であるということです。完全に十分であれば、ハードウェアを微調整したり再配線したりすることなく、システムと対話できるようになります。実際には、一歩下がって、再プログラム可能なコンピュータに与えるような方法で刺激や入力を与え、携帯電話ネットワークに影響を与えることができます。それ以外の場合とはまったく異なることを行う。
したがって、これらの生体電気信号を確認できることで、大規模な解剖学を導くソフトウェアへの直接のエントリ ポイントが得られます。これは、すべての細胞内の特定の経路を再配線することとはまったく異なる医学へのアプローチです。
いろいろな意味で、あなたの研究のすごいところは、これらの電気信号の暗号を解読し始めていることであり、これを扁形動物で驚くべきデモンストレーションができたことです。
ここで何が起こっているのか教えてください。
これはプラナリアとして知られる生き物です。
彼らは扁形動物です。
彼らは実際には非常に複雑な生き物です。
彼らは本物の脳、さまざまな器官などを持っています。
そして、これらのプラナリアの驚くべき点は、非常に再生能力が高いことです。
したがって、実際には 200 個以上の断片に切断すると、すべての断片が完璧な小さなワームを作るために必要なものを正確に再構築します。
それで、それについて考えてください。
これは、すべてのピースが正しいプラナリアがどのようなものかを正確に認識し、適切な場所に適切な器官を構築して停止するシステムです。
そしてそれが、再生に関する最も驚くべきことの 1 つです。
そこで私たちが発見したのは、それを 3 つの部分に切り、頭と尾を切断し、この真ん中の破片だけを取り出し、この真ん中の破片だけを取り出した場合、これがここに見られるものです、驚くべきことに、電気的電流が存在するということです。頭から尾までのグラデーション。これは、頭と尾がどこに行くのか、そして実際に頭と尾が何個あるべきかを部分に伝えるために生成されます。
そこで私たちが学んだことは、この電気勾配を操作することです。
そして重要なことは、電気を加えないということです。
代わりに、小さなトランジスタをオンまたはオフにします。
これらは実際には、すべての細胞がこの電気的状態を設定するためにネイティブに使用するイオン チャネル タンパク質です。
そして今、それらをオンまたはオフにする方法ができました。
これを行うときにできることの 1 つは、その回路を、「いいえ、2 つのヘッドを構築するか、実際にはヘッドを構築しない」という状態に移行できることです。
そして、ここで見ているのは、この結果生じた、2 つの頭を持っているか、まったく持たない本物の線虫です。なぜなら、その電気マップは、細胞が何をするかを決定するために使用しているものだからです。
ここで見ているのは、生きた双頭の虫です。
そして、これらを生成した後、私たちは完全にクレイジーな実験を行いました。
この双頭の虫の 1 つを取り出し、両方の頭を切り落とすと、通常の中央の破片だけが残ります。
これらの動物はゲノム編集されていないことに注意してください。
彼らのゲノムにはまったく違いはありません。
彼らのゲノム配列は完全に野生型です。
それで頭を切断します。
素晴らしい正常なフラグメントが得られました。
そして、普通の水に入れたらどうなるのかと尋ねます。
そしてもちろん、標準的なパラダイムでは、この異所性の余分な組織を取り除いた場合、ゲノムは編集されていないため、完全に正常な線虫が作成されるはずです。
そして驚くべきことは、これができるということです。
そして驚くべきことは、そのようなことは起こらないということです。
これらの虫は、将来、淡水中で何度も切断されると、双頭として再生し続けます。
これについて考えます。
これらの動物がダメージを受けた後に再生するパターン記憶は永久に書き換えられています。
そして実際、ゲノム編集を行わずに、それを書き戻して片頭の状態に戻すことができるようになりました。
これは、これらの線虫に頭の数を伝える情報構造がゲノムに直接存在しないことを示しています。
それはこの追加の生体電気層にあります。
おそらく他の多くのことも同様です。
そして今ではそれを書き換えることができるようになりました。
そしてもちろん、それが記憶の重要な定義です。
安定していて、長期的に安定していて、書き換え可能である必要があります。
そして私たちは今、この形態形成の暗号を解読し始めて、これらの組織はどのようにして何をすべきかの地図を保存しているのか、そしてどのようにしてその地図を新たな結果に書き換えることができるのでしょうか?
つまり、これは、DNA がこれらの生物の実際の最終的な形状を制御していないことを示す、信じられないほど説得力のある証拠のように思えます。
つまり、まったく別のことが起こっているのです。
もしその暗号を解読できたら、他に何が起こるでしょうか?
ちなみに、これらを見てください。
双頭の扁形動物の生活はどのようなものですか?
一種のトレードオフのような気がします。
幸いなことに、この素晴らしい 3 次元ビューが得られるということです。
悪いニュースは、両方の口からうんちをしなければならないことです。
したがって、線虫には咽頭と呼ばれる小さな管があります。
そして、管は体の真ん中にあり、そこから排泄されます。
これらの動物は完全に生存可能です。
彼らは完全に幸せだと思います。
しかし、問題は、この 2 つの頭がそれほどうまく連携していないことです。
それで、彼らはあまりよく食べません。
しかし、手で餌を与えることができれば、永遠に食べ続けることができます。
そして実際、これらのワームは基本的に不死であることを知っておく必要があります。
つまり、これらの線虫は再生能力が非常に高いため、年齢制限がありません。
そして彼らは、私たちが再生の秘密を解明したら、それは新しい細胞を成長させるだけでなく、いつ停止するかを知ることである、ご存知のとおり、この3つの本当に奥深い制御を発揮し続けることができれば、これは絶対に重要である、と言っているのです。細胞が目指している立体構造を実現すれば、老化や外傷などを克服できる可能性があります。
したがって、覚えておくべきことの 1 つは、この機能が大きなセルを書き換えられるということです。
そして、EEGアプローチの言葉で言うほど多くのものを与えることはできないということです。
場合によっては、友人がメモを取ったり、幸運なことに、これらすべてが単なる伝聞である可能性があります。
そして、その21人の子供の期待がうまくいかなかった場合、あなたの潜在的な将来の間にはそうではなかったでしょう。
しかし、物事において生の硫黄に対する非常に高いスケールを持つその能力は、あなたの体に5段階のシナリオを与えることさえありません。
しかし、それは受容体との15日間の時間を相殺します。
そしてそれは彼らの生活をさらに多様化します。
その結果、実際に副次的な影響が生じています。
完了。
彼らは視神経、水晶体、すべて同じ網膜、目が持つべきものとすべて同じものを持っています。
ちなみに、彼らはこの目から見ることができます。
そして、ここで見ているのは、体の生理学的ソフトウェアで目を構築するサブルーチンをトリガーすることで、非常に簡単に、複雑な器官を構築するようにソフトウェアに指示できるということです。
さて、これは私たちの生物医学にとって重要です。なぜなら、私たちは目の構造を細かく管理する方法を知らないからです。
そして、本当にボトムアップして目や手などを構築できるようになるまでには、本当に長い時間がかかると思います。
しかし、体はすでにその方法を知っているので、そうする必要はありません。
そして、私たちが見つけることができる特定の電気パターンによってトリガーできるサブルーチンがあります。
これが生体電気コードの解読と呼ばれるものです。
目を作ることができます。
追加の手足を作ることができます。
こちらは五本足のオタマジャクシのうちの一匹です。
追加のハートも作れます。
私たちは、このソフトウェアのどこにトリガーできるサブルーチンがあるのかを理解するために、コードを解読し始めています。
そして、細胞レベルでプロセスを細かく管理する方法を実際に知るずっと前に、これらの複雑な器官を構築します。
それで、あなたはこの電気層とそれができることを学び始め、ゼノボットと呼ばれる新しい、斬新な生命体に近いものを創造できるようになったと言えるでしょうか?
ゼノボットについて話してください。
右。
これについて考えてみると、非常に奇妙な予測につながります。
細胞が本当に特定のマップに向かって構築しようとするのであれば、遺伝子的に改変されていない細胞を採取することも可能です。
ここで見ているのはカエルの体から取り出した細胞です。
彼らは、多細胞性を再考するよう求める方法で合体しました。
そして、ここで見られるのは、動物の体の残りの部分から解放されると、行動の点でこれらの小さな小さな斬新な体を作るということです。
彼らは移動でき、迷路を走ることができることがわかります。
カエルやオタマジャクシとは全く違います。
カエルの細胞は、自分がどのような体を作りたいかを再構想するように求められると、非常に興味深いことを実行します。
彼らは、遺伝子が与えたハードウェアを使用します。
たとえば、これらの小さな毛、小さな繊毛は、通常、カエルの外側に粘液を再分配するために使用されます。
これらは遺伝的に特定されていますが、これらの生き物が何をしたのかというと、細胞は新しい、新しい種類の体を形成することができ、これらの小さな毛を水に逆らって使用する方法を見つけ出し、移動できるようになりました。
つまり、それらは動き回れるだけでなく、移動することもできます。ここで、ここで見ているのは、これらの細胞が合体しているということです。
今、彼らはこれから何をするかについて話し合いを始めています。
ここでわかるように、フラッシュはこれらの情報交換です。
これは単なる皮膚であることに注意してください。
神経系はありません。
脳はありません。
これはただの皮です。
これは、新しい体を作り、その環境を探索して動き回る方法を学んだ皮膚です。
彼らは自発的な行動をします。
この迷路を泳いでいる場所がここにあります。
この時点で、向きを変えて元の場所に戻ることを決定します。
したがって、独自の動作があります。
これは、いくつかの理由から、注目に値するモデル システムです。
まず第一に、遺伝的に野生型である細胞の驚くべき可塑性を示しています。
ここには遺伝子編集はありません。
これらは、ある種の機能的な体を作る傾向にある細胞です。
2 番目のことは、これは UVM の Josh Bongard の研究室と共同で行われたことです。
彼らは、これらのものの構造をモデル化し、仮想世界でそれを進化させました。
つまり、これは文字通りコンピューター上にあるということです。
彼らはそれをコンピューター上でモデル化しました。
つまり、これは文字通り、この地球上で私が知っている唯一の生物であり、その進化は地球の生物圏ではなく、コンピューターの中で行われました。
したがって、個々の細胞には進化の歴史がありますが、この生物はこれまで存在したことがありません。
そしてそれはこの仮想世界で進化しました。
そして、実験室でそれを作ってみると、この驚くべき可塑性が確認できるでしょう。
つまり、これは便利な機械を作るためだけではありません。
この 2 つをプログラムして環境に出て毒素を収集し、浄化することを想像してみてください。または、人間の細胞から作られたもので、体内を巡り、がん細胞を収集したり、関節炎の関節を再形成したり、プロの効果を発揮することを想像することもできます。再生可能な化合物、あらゆる種類のもの。
しかし、これらの便利なアプリケーションだけではなく、これは細胞集団に形態形成シグナルを伝達する方法を学ぶための素晴らしいサンドボックスです。
したがって、これを解読し、これらの細胞が何をすべきかをどのように決定するかを理解したら、そしてもちろん、その情報を書き換える方法を学ぶことになります。次のステップは、再生医療における素晴らしい、素晴らしい改善となります。そうすれば、健康な器官を構築するように細胞に指示できるようになります。
したがって、これは今、細胞グループとコミュニケーションをとること、細胞グループを細かく管理すること、ハードウェアを強制することではなく、細胞が達成しようとしている目標を伝え、書き換えることを学ぶ非常に重要な機会です。
そうですね、それは気が遠くなるような内容です。
最後に、マイク、あなたがこの生体電気層がどのように機能するかについての理解を深めていくにつれて、今後起こるであろう医学についての話をもう 1 つだけ教えてください。
ええ、これは信じられないほどエキサイティングです。
考えてみると、生物医学の問題のほとんど、つまり先天性欠損症、変性疾患、老化、外傷、さらには癌さえも、すべては、細胞が望むものを構築していないという 1 つのことに集約されるからです。
構築する。
そして、もし私たちがこれらの集合体とコミュニケーションをとり、彼らの標的形態を実際に書き換える方法を理解すれば、腫瘍を正常化し、先天異常を修復し、四肢や他の器官の再生を誘導することができるでしょう。
これらはカエルのモデルですでに行っていることです。
そして今、次の本当にエキサイティングなステップは、これを哺乳動物の細胞に取り込み、これを実際に次世代の再生医療に変えることです。その意味で、私たちは現在、本当にアインダのサイジングリーダーにいます。
そして、仕事は経験の外観を作成するためだけの属性では決してありません。
これは、理論とケアのテクニックをトレーニングすることを考慮する必要があることを意味します。
そして飛躍してください。
これを人生の初期のものづくりに統合して、母親とすべての人に治してもらい、それから一般的にJAMをすることです。
私たちの物理学は仕事に基づいているのではなく、細胞集団と通信し、生体電気パターンの記憶を書き換えることによって、これらの生物医学的ニーズのすべてに対処するための高い多様性における実践です。
最後に言いたいのは、この分野の重要性は生物医学だけではないということです。
ご存知のとおり、最初に言いましたが、ゲノムが指示するもの以外のあらゆる種類のものを新しい環境で構築する細胞の能力は、知性の一例です。
そして生物学は、脳が登場するずっと前から問題を知的に解決してきました。
したがって、これは、コンピューター インテリジェンスへの応用のために、脳だけでなく体細胞の人工知能を模倣する機械学習の新しいインスピレーションの始まりでもあります。
マイク・レビン、あなたの並外れた仕事と、それを私たちにとても説得力のあるものとして共有してくれてありがとう。
ありがとう。
どうもありがとう。
ありがとう、クリス。
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