Alexander Tsiaras 談可視化的受孕到誕生過程

Alexander Tsiaras: Conception to birth – visualized

影像製作者Alexander Tsiaras與聽眾分享了強大的可視化醫學,展示人類從受孕到誕生及之後的發展過程。(部分僅是圖片,但其它為影片格式)

講者介紹

Alexander Tsiaras

Alexander Tsiaras運用藝術及科技,使不可見的人體部份可視化。

Alexander Tsiaras是一位藝術家及技術開發者,致力於探索不可見的人體部份,並開發科學可視化軟體,使他能使用大量數據「畫」出人體解剖結構。他是《人體探索之旅》作者及《資訊建築師》共同作者。他最新的著作是《孕:目睹子宮內的奇蹟》。 他最近的計畫是「影像醫學博士(The Visual MD)」,這是一個可視化人體網站。

譯者介紹

翻譯人員洪曉慧

繁體編輯朱學恒、洪曉慧

簡體編輯朱學恒、洪曉慧

檔案後製處理洪曉慧、謝旻均


Alexander Tsiaras 談可視化的受孕到誕生過程

  • 我是醫學系副教授和科學可視化主任,於耶魯大學醫學系任職。我的工作是為NASA編寫許多演算法和程式碼,用於即將進行長途太空飛行的太空人虛擬手術上,使這些資料可以儲存在機器人中。在我們實際運作過程中,一件令人著迷的事是,使用新型掃描技術,我們觀察到之前從未見過的東西。我指的是,不僅是疾病管理而已,我們也能在人體上看見令人驚嘆不已的東西。

    我還記得第一次觀察膠原的時候。在整個身體中所有的一切-你的頭髮、皮膚、骨骼、指甲全都是由膠原組成,它是一種繩狀結構,像這樣捲曲成螺旋狀。膠原結構唯一發生改變的地方就是眼睛的角膜。在你的眼睛裡它變成網狀型態,因此變得透明,而非不透明;如此完美組織的結構,很難不將它歸屬於上帝的傑作,因為我們一再地在身體上各個不同部位看見它。

    當我與美國國家衛生研究院合作,進行一項相當有趣的微核磁共振造影機計畫時,得到一個機會。我們打算做的是一個新掃描計畫,使用這些新技術,觀察胎兒從受孕到出生的發展。所以我寫了演算法的程式碼,Paul Lauterbur製造了硬體,然後因為發明MRI(磁共振造影術)而獲得諾貝爾獎。我拿到這份資料,我將讓你們觀賞其中一些例子,「從受孕到誕生」。

    (音樂)

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  • 影片字幕:「從受孕到誕生」;卵母細胞;精子;受精卵;24小時:胎兒首次分裂;受精卵融合後幾小時分裂;每12至15小時再次分裂;早期胚胎;卵黃囊仍提供嬰兒養分;25天:心臟腔室發展中;32天:手臂和手發展中;36天:原椎胚開始發展;這幾週是胎兒發展最快速時期;如果胎兒在整整9個月中持續以這種速度成長,出生時體重將會是1.5噸;45天;胚胎心跳速率是母親的兩倍;51天;52天:視網膜、鼻子和手指發展中;為了讓肌肉和骨骼持續生長,胎兒必需在子宮內不斷運動;12週:不明顯的陰莖,性別尚無法確定;8個月;分娩:生產階段;出生的一刻。

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  • Alexander Tsiaras:謝謝。但如你們所見,當你真正開始著手處理這些數據時,它是相當壯觀的。當我們繼續掃描更多東西,致力於進行這個計畫,觀察這兩個簡單的細胞,它們擁有這種令人難以置信、成為你這個神奇產物的組織結構。我們繼續著手處理這些數據,觀察身體中的小囊泡,這些小塊組織是胚泡上的滋養層,突然自行侵入子宮壁說,「我要留在這裡。」突然跟雌激素產生對話和通訊;這個黃體酮說,「我要留在這裡,讓我著床。」建構出這種令人難以置信的三線型胎兒結構,在44天內變成某種你可以識別的東西。到了九週時,它確實稍微有了一點人類的雛形。這個訊息中蘊含的驚奇在於,我們如何確實讓身體裡的生物機制真正瞭解這個訊息?

    我要讓你們看一些相當獨特的東西。這是一顆25週大的人類心臟,基本上只有兩股。就像神奇的摺紙藝術般,細胞在四週內,以每秒一百萬個的速度發展,它只是自行折疊而已。五週內,你可以開始看見早期的心房和心室;到了第六週,這些皺褶開始形成心臟內部的乳突結構,每一個都可以向下折疊成實際的心臟瓣膜,直到你擁有一顆成熟的心臟,基本上這就是整個人體中進行的發展過程。這個機制的魔法存在於每一個遺傳結構中,正確表達出神經細胞該生長於哪個位置。這些數學模型的複雜性,這些工作事實上是如何完成的,已超出人類理解範圍。

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  • 即使我是一位數學家,依然驚奇不已地看著這一切。這些指令集如何在構建我們時不發生錯誤?這是一個謎、一種魔法、一種神的力量。然後我們開始觀察成人的生命結構,看看這一小簇微血管叢。這只是一種微小的子結構,相當細微,但基本上當你9個月大,即將出生時,體內已擁有將近60000英哩的血管。我的意思是,看得見的只有一英哩,59,999英哩基本上是用來攜入養份及攜離廢物。這個建構於單一系統中的複雜性,再次地超越任何理解範圍或現有的數學模型。

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  • 而這個從大腦到身體其餘每一個部分的指令集-看看這種折疊的複雜性,瞭解這種折疊方式事實上可以容納更多資訊的智慧是從何而來?所以當你真正觀察嬰兒大腦的發展時,這是我們目前正在進行的工作之一,事實上我們展開了兩項新研究;從嬰兒出生那一刻開始,掃描他們的大腦,每6個月一次,直到他們6歲。事實上我們打算在大約250名兒童身上進行,觀察腦迴和腦溝事實上是如何摺疊而成,看看這個不可思議的發展如何變成屬於我們的記憶和奇蹟。

    這不僅跟我們本身的存在有關,還有女性身體如何瞭解,不僅是由她們自行構建的遺傳結構,且擁有這個使她成為活動的免疫、心血管系統的知識。這基本上是一個移動系統,得以真正孕育並賦予孩子一種奇蹟。它,再次地,超越了我們理解範圍,成為存在於這個世界的奇蹟,那就是我們。

    謝謝。

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