Инициатива за картографиране на мозъка се движи напред

2023 Автор: Agatha Gilson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-08-25 04:57

Работата започна сериозно върху амбициозната задача да картографира приблизително 100 милиарда неврони на мозъка и трилионите връзки между тях, след което да разберем как всичко това задвижва мисленето и поведението - надяваме се, че осветява често срещаните неврологични заболявания в процеса.

На 2 април, както съобщава Medscape Medical News, президентът Барак Обама разкри подробности за Инициативата BRAIN, мащабно усилие за картографиране на мозъчната дейност и обяви първоначална държавна инвестиция в размер на 100 милиона долара през финансовата 2014 г.

„Най-непосредствената ни цел е да се организираме“, казва Уилям Нюсъм, доктор на науките, невробиологът от университета в Станфорд, който е съпредседател на работната група от 15 учени с Корнелия „Кори“Баргман, доктор по медицина, невробиолог от университета Рокфелер в Ню Йорк, Ню Йорк.

Дуетът на д-р Newsome и д-р Bargmann са перфектни съпредседатели, каза за Medscape Medical News д-р Story C. Landis, директор на Националния институт по неврологични разстройства и инсулт.

"И двамата работят върху невронни вериги. Кори работи върху невронни вериги в нематодата - 302 неврона, които поддържат функционирането на малкия червей - и Бил Нюсъм е работил върху невронните вериги в примати, така че те обхващат обхвата на невронните вериги", каза тя.

Д-р Уилям Нюзъм

Д-р Нюсъм каза пред Medscape Medical News, че работната група официално получи отговорността си от директора на Националните здравни институти (NIH) Франсис Колинс, доктор на медицинските науки, в телеконференция от 16 април.

"Важният фон за обвинението е научното разбиране, че психичните състояния като възприятия, мисли и действия възникват от динамични модели на мозъчна дейност, които са разпределени в много мозъчни вериги и структури", каза той. "Проучвайки тези модели на дейност и използвайки по-прости нервни системи като модели за разразително експериментално изследване, можем да развием по-дълбоко разбиране за това как мозъкът произвежда сложни поведения."

Д-р Story C. Landis

Етични проблеми?

Д-р Ландис каза, че ще адресира възможни етични въпроси, повдигнати с Инициативата BRAIN и по-общо с изследванията на невронауките, „Комисията на президента за изследване на биомедицинските въпроси ще бъде ангажирана, но не е точно ясно как все още. Всички се чудят на ум контрол, особено ако говорите за нанотехнологии, но това очевидно не се случва."

Всички се чудят на контрола на ума, особено ако говорите за нанотехнологии, но това очевидно не се случва. Д-р Story C. Landis

Д-р Нюсъм заяви, че дългосрочната цел на Инициативата BRAIN е да положи основи на научните знания, които да доведат до "истински пробиви в разбирането и лечението на неврологични и психиатрични заболявания. Тези пробиви, за които всички ние копнеем дълбоко, не могат да бъдат гарантирани на всяка конкретна времева линия."

Независимо от това, работната група е в процес на разглеждане на сроковете за постигане на конкретни научни цели, "въпреки че те ще трябва да бъдат предварителни", заяви д-р Нюсом. "Както Нилос Бор прочуто каза:" Предсказването винаги е трудно, особено когато включва бъдещето ".

Предварителният доклад на работната група се дължи на NIH до септември 2013 г. и окончателен доклад до юни 2014 г. „Целта е през септември да има предварителни препоръки към NIH за инициативи, които ще бъдат финансирани с долари за 2014 г. Това е като се проследяват бързо “, каза д-р Ландис.

Групата ще проведе серия от семинари през края на пролетта и лятото, за да прегледа най-новите актуални разработки на технологиите за проекта. Д-р Нюсъм заяви, че е подходящ моментът за това начинание поради продължаващата революция в технологиите, достъпни за изучаване на мозъка.

"Новите иновации в оптичния запис на невронната активност дават възможност на изследователите едновременно да наблюдават активността на стотици неврони - скоро ще бъдат хиляди, а може би и десетки хиляди", каза той пред Medscape Medical News.

Например той каза, че техника, наречена оптогенетика, позволява на учените да контролират как невроните стрелят в живи животни и разкрива как невроните влияят на поведението. Техниката е въведена от неговия колега от Станфорд, Карл Дейсерот, доктор на медицинските науки, професор по биоинженеринг и психиатрия и поведенчески науки, който беше 1 от 13-те учени, които предложиха инициативата за карта на мозъчната активност в статия в Science през март.

През 2010 г. оптогенетиката беше подчертана в статията „Прозрения на десетилетието“в списание Science.

Д-р Дейсерот и колегите му от Станфорд също разработиха образна техника, наречена CLARITY, която прави мозъка прозрачен, което позволява на учените да виждат вътре. Те описаха техниката в Nature 10 април.

CLARITY обозначава Clear-обменния с липид акриламид-хибридизиран твърд образ / имунооцветяване / in situ хибридизация-съвместим Tissue-hYdrogel и работи, като заменя липида, който обикновено държи компонентите на мозъка на място, с бистър гел. Резултатът е тъкан, която е прозрачна и пропусклива, което прави възможно изображението на непокътнат мозък с висока разделителна способност до нивото на клетките и молекулите, без нужда от нарязване. Техниката е използвана досега най-вече с непокътнати мозъци след смъртта, но също така се използва и с човешки мозък.

Д-р Нюсъм каза, че методът CLARITY не е нищо по-малко от „изумителен“. Но тези техники са само началото; "повече технологични иновации са на хоризонта", каза той. "Всички тези постижения създават възможности за изследователска работа, които едва ли бяха представени преди 10 години. В много случаи експериментаторите ще трябва напълно да преосмислят какви въпроси задаваме и какви експериментални дизайни ще ни позволят да стигнем до тези въпроси."

Той отбеляза, че ще са необходими нови теоретични и изчислителни подходи, за да имат смисъл от тези изключително големи масиви от данни.

Попитан за личните му чувства по отношение на задачата, д-р Нюсъм каза, че на ум идват 2 думи: вълнение и трепет. "Вълнение, защото вярвам във важността на проекта и в съвършенството на екипа, който е събран, за да формулира национален план. Трепет, защото пролетта и лятото ми вече бяха напълно планирани, и не съм сигурен къде ще дойде времето" от друга работа! Но ние ще го работим ", каза той пред Medscape Medical News.

Различни мнения

Д-р Ландис отбеляза, че не всички са на борда на проекта, което, според нея, не е изненадващо.

„Има хора от общността на невронауките, които смятат, че тази [инициатива] е прекрасна и има хора от общността на невронауката, които поради секвестира и колко трудно е финансирането, питат дали това е или не най-важното нещо, което бихме могли да да се справим с нашите средства ", каза тя.

Има някои хора, които казват, че са твърде много пари, имайки предвид колко малко пари имаме, а има и други, които казват, че това не е почти достатъчно. Мисля, че също е много сложно, защото в момента все още не знаем какво е, - добави д-р Ландис.

Все пак според нея „мисля, че е невероятно вълнуващо и ще завършим с няколко прекрасни препоръки и ще успеем да ги приложим, и те ще направят огромна разлика в разбирането ни за мозъка“, каза тя.