BRAIN Project: τι είναι και πώς σκοπεύει να χαρτογραφήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο

Ο εγκέφαλος είναι ένα σύνθετο σύνολο οργάνων που εκτελεί διάφορες λειτουργίες όπως η διατήρηση και η ρύθμιση των διαφορετικών ζωτικών λειτουργιών του σώματος, καθώς και των ψυχικών λειτουργιών, όντας το όργανο στο οποίο η συνείδηση ​​και ο νους του πρόσωπα. Παρ 'όλα αυτά, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για την έρευνα για τον εγκέφαλο, γι' αυτό τα τελευταία χρόνια πληθαίνουν τα έργα και η έρευνα στον τομέα αυτό.

Το έργο BRAIN ή η πρωτοβουλία BRAIN έχει δημιουργηθεί για να μπορεί να χαρτογραφεί ταυτόχρονες επικοινωνίες σε τρεις διαστάσεις χιλιάδων νευρώνων, έτσι ώστε στο μέλλον οι ειδικοί στον τομέα να μπορούν να κατανοήσουν πιο καθαρά το λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου και έτσι να προχωρήσουμε στην πρόληψη και θεραπεία διαφόρων ασθενειών που σχετίζονται με εγκέφαλος (π.χ. ζ., Αλτσχάιμερ, Πάρκινσον κ.λπ.).

Σε αυτό το άρθρο θα δούμε από τι αποτελείται το BRAIN Project και ποιοι είναι οι κύριοι στόχοι αυτής της πρωτοβουλίας.

• Σχετικό άρθρο: «Οι 15 τύποι έρευνας (και χαρακτηριστικά)»

Τι είναι το έργο BRAIN;

Το έργο BRAIN, επίσης γνωστό ως πρωτοβουλία BRAIN («Ερευνα εγκεφάλου μέσω της προώθησης καινοτόμων νευροτεχνολογιών» ή «Έργο χάρτη δραστηριότητας του εγκεφάλου»), το οποίο θα μπορούσε να μεταφραστεί στα ισπανικά ως "Ερευνα εγκεφάλου μέσω της προόδου καινοτόμων νευροτεχνολογιών" ή "Έργο χαρτογράφησης εγκεφαλικής δραστηριότητας" είναι μια πρωτοβουλία για την έρευνα του ανθρώπινου εγκεφάλου που επινοήθηκε από τον Ισπανό νευροβιολόγο Rafael Yuste, που ανακοινώθηκε στις 2 Απριλίου 2013 από τον Πρόεδρο των Ηνωμένων Πολιτειών, Μπαράκ Ομπάμα.

Η πρωτοβουλία ή το έργο BRAIN βασίζεται στον στόχο του επιτυγχάνουν έναν τρισδιάστατο χάρτη της δραστηριότητας κάθε νευρώνα στον ανθρώπινο εγκέφαλο, καθιστώντας δυνατή την καταγραφή των επικοινωνιών χιλιάδων νευρώνων ταυτόχρονα. Με άλλα λόγια, αυτό που επιδιώκει αυτό το έργο είναι να χαρτογραφήσει όλη τη νευρωνική δραστηριότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου και, με αυτόν τον τρόπο, να κατανοήσει πώς λειτουργεί το πιο μυστηριώδες όργανο από όλα.

Αυτή η έρευνα έχει σκιαγραφηθεί σε ένα 15ετές σχέδιο, άρα αναμένεται να ολοκληρωθεί το 2026. Έχει μια αρχική επένδυση 100 εκατομμυρίων δολαρίων ομοσπονδιακής χρηματοδότησης και έχει διοχετεύσει αυτόν τον προϋπολογισμό μέσω τριών οργανισμούς που είναι η Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), τα Εθνικά Ινστιτούτα της Υγείας (NIH) και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF), έχοντας επίσης διαθέσιμα διάφορα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο που συμμετέχουν στο προσχέδιο.

Ομοίως, το έργο BRAIN έχει επίσης χρηματοδοτηθεί από διάφορα ιδιωτικά ιδρύματα όπως το Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes, το Allen Institute for Brain Science, το Kavli Foundation ή το Salk Institute for Biological Studies, μεταξύ άλλων, Έτσι, το ποσό των χρηματοδοτούμενων χρημάτων έχει αυξηθεί σημαντικά σε σχέση με αυτά που είχαν επενδυθεί αρχικά.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Μέρη του Ανθρώπινου Εγκεφάλου (και Λειτουργίες)"

Στόχοι του έργου BRAIN

Το έργο BRAIN επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μιας σειράς εργαλείων που επιτρέπουν σε επιστήμονες που είναι υπεύθυνοι να εργαστούν και να ερευνήσουν στον τομέα της νευροεπιστήμης και ό, τι σχετίζεται με τον ανθρώπινο εγκέφαλο για να επιτύχει σημαντικές ανακαλύψεις, ποτέ δεν επιτεύχθηκε προηγουμένως.

Ο Ισπανός νευροβιολόγος που εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Columbia στη Νέα Υόρκη, Rafael Yuste, το επιβεβαιώνει οι πρόοδοι που αναμένονται ως αποτέλεσμα του έργου BRAIN στο μέλλον θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους επιστήμονες να θεραπεύσουν, να θεραπεύσουν ή/και να προλάβουν εγκεφαλικές διαταραχές ή ασθένειες όπως Αλτσχάιμερ ή το Πάρκινσον, καθώς και τραυματικές κακώσεις, καθώς και παροχή πιο εις βάθος γνώσης για τη βασική επιστήμη που μελετά και διερευνά τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Μια άλλη από τις προόδους που αναμένεται να επιτευχθεί χάρη στο έργο BRAIN είναι την ανάπτυξη διαφορετικών προθέσεων που βοηθούν στη σύνδεση του εγκεφάλου απευθείας με το Διαδίκτυο, ώστε να επιτευχθεί πρωτοφανής πρόοδος στην επίλυση διαφόρων προβλημάτων που ήταν δύσκολο να αντιμετωπιστούν μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές αυτού του έργου ελπίζουν ότι οι έρευνές τους προσφέρουν τη δυνατότητα σύλληψης απεικόνιση νευρωνικών κυκλωμάτων σε πραγματικό χρόνο με ταχύτητα παρόμοια με τη σκέψη μας.

Για αυτό, ήταν απαραίτητο για διάφορους επαγγελματίες να έχουν ενταχθεί στο BRAIN Project, όπως μοριακοί βιολόγοι, νευροβιολόγοι, γενετιστές, μαθηματικοί ή επιστήμονες υπολογιστών, μεταξύ άλλων, σε μια διεπιστημονική συνεργασία που απαιτεί την εφεύρεση νέων τεχνικών και την ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογίες.

Εκτός από τη δυνατότητα χαρτογράφησης των 80.000 εκατομμυρίων νευρώνων και των συνδέσεών τους, άλλες εξελίξεις που αναμένονται τα επόμενα χρόνια θα είναι ο πολλαπλασιασμός των εγκεφαλικών συσκευών. Οι ερευνητές του BRAIN Project θεωρούν ότι ο εγκέφαλος πρέπει να προστατεύεται σε νομοθετικό επίπεδο σε όλο τον κόσμο, πρέπει να περιλαμβάνει το νευρικά δικαιώματα στον Χάρτη των Ηνωμένων Εθνών προκειμένου να προστατεύεται η δραστηριότητα και τα δεδομένα του εγκεφάλου όταν πραγματοποιούνται τεχνολογικές μεταμοσχεύσεις στον εγκέφαλο, οι οποίες πρέπει να θεωρούνται και να ρυθμίζονται ως ιατροτεχνολογικά προϊόντα και όχι ως τεχνολογικά προϊόντα κατανάλωση.

• Σχετικό άρθρο: "Τύποι νευρώνων: χαρακτηριστικά και λειτουργίες"

Κριτική στο έργο BRAIN

Από τότε που ανακοινώθηκε το BRAIN Project το 2013, δεν ήταν χωρίς κριτική, γιατί θεωρείται από πολλούς υπερβολικά φιλόδοξος με μη ρεαλιστικές προσδοκίες. Έχει υποστηριχθεί ότι η χαρτογράφηση μιας δραστηριότητας τόσο περίπλοκης όσο αυτή που διεξάγεται από δισεκατομμύρια εγκεφαλικούς νευρώνες δεν είναι δυνατή. Από την άλλη πλευρά, υπήρξαν και εκείνοι που πίστευαν ότι θα ήταν δυνατό να επιτευχθεί αλλά ότι θα συνεπαγόταν υψηλό κόστος.

Άλλοι που είδαν ότι είναι εφικτό για το BRAIN Project να χαρτογραφήσει τη νευρωνική δραστηριότητα το θεώρησαν αργότερα θα συναντούσαν σοβαρές δυσκολίες κατά τη διαχείριση και την εργασία με τον τεράστιο όγκο δεδομένων που θα μπορούσαν να ληφθούν από έναν τρισδιάστατο χάρτη νευρωνικών συνδέσεων. Με βάση αυτές τις πιθανές δυσκολίες, ο Yuste και οι συνεργάτες του βεβαιώνουν ότι θα χρειαστούν νέα τεχνολογικά εργαλεία και τεχνικές που επιτρέπουν στον εγκέφαλο να μελετηθεί σε μεγαλύτερο βάθος, γεγονός που θα καταστήσει δυνατή την προώθηση του έργου.

Υπήρχαν επίσης εκείνοι που ήταν πιο επικριτικοί για αυτό το έργο, υποστηρίζοντας ότι ακόμη και αν κατάφερναν να χαρτογραφήσουν όλες τις νευρικές αιχμές ταυτόχρονα, δεν θα ήταν πλήρες αρχείο, επειδή θα ήταν απαραίτητο να καταγραφούν ταυτόχρονα τα εξωτερικά ερεθίσματα στα οποία εκτέθηκε ο εγκέφαλος εκείνη τη στιγμή, ώστε ο εγκέφαλος να μπορεί να αναλυθεί και να κατανοηθεί σε μακροσκοπικό επίπεδο.

Επιτεύγματα που αποδίδονται στο έργο

Υπέρ του BRAIN Project, αξίζει να αναφερθεί ότι στις αρχές του 2021 ο Alipasha Vaziri και η ομάδα του από το Πανεπιστήμιο Rockefeller (ΗΠΑ) ΗΠΑ) ανέφερε σε άρθρο ότι είχε καταφέρει να καταγράψει ταυτόχρονα τη δραστηριότητα περισσότερων από ένα εκατομμύριο νευρώνων στον εγκεφαλικό φλοιό ενός ποντικιού, αποτελώντας τη μεγαλύτερη καταγραφή δραστηριότητας του φλοιού των ζώων μέχρι σήμερα. Ωστόσο, απέχει ακόμα πολύ από αυτό που είχε υποσχεθεί όταν ανακοινώθηκε το έργο, όταν αναμενόταν ότι θα ήταν σε θέση να καταγράψουν τη δραστηριότητα εκατομμυρίων νευρώνων στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Ένα άλλο από τα πιο σημαντικά αποτελέσματα που έχουν επιτευχθεί στο έργο BRAIN ήταν η ανάπτυξη μιας ταξινόμησης κυτταρικών τάξεων στον κινητικό φλοιό ανθρώπων και ποντικών, που κατέστησε δυνατή την παροχή πολλών γνώσεων σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο είναι οργανωμένος ο εγκέφαλος.

Στην τελική φάση του έργου BRAIN θα προσπαθήσουν να κατανοήσουν πώς λειτουργούν τα διαφορετικά κυκλώματα του εγκεφάλου μέσω ενός σχηματισμός διαγραμμάτων των διασυνδεδεμένων νευρώνων, που είναι πιο μέτριοι στόχοι από τους αρχικούς, δεδομένου ότι ήταν σε θέση να παρατηρήσουν καθ' όλη τη διάρκεια Όλα αυτά τα χρόνια έρευνας για την κατανόηση του εγκεφάλου θα πρέπει να είναι μια συνεχής εργασία που δεν πρέπει να τίθεται α προθεσμία.

Όπως είδαμε, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος στον τομέα της έρευνας του εγκεφάλου και της νευροεπιστήμης και, παρόλο που υπάρχουν διάφορες γραμμές έρευνας που είναι πολλά υποσχόμενα, πρέπει να είμαστε προσεκτικοί γιατί είναι πιθανό αυτές οι πολυαναμενόμενες προόδους να διαρκέσουν περισσότερο από ό, τι είχε υποσχεθεί προηγουμένως, ή μάλλον όχι; Σε κάθε περίπτωση, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος σε ένα πεδίο έρευνας τόσο περίεργο, συναρπαστικό και μυστηριώδες όσο η μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου.