BRAIN Project: kas tas ir un kā tas plāno kartēt cilvēka smadzenes

Smadzenes ir sarežģīts orgānu kopums, kas veic dažādas funkcijas, piemēram, uztur un regulē dažādas dzīvībai svarīgās funkcijas. ķermeņa, kā arī psihisko funkciju, kas ir orgāns, kurā darbojas sirdsapziņa un prāts. personām. Tomēr, smadzeņu pētījumos vēl tāls ceļš ejams, tāpēc pēdējos gados ir pieauguši projekti un pētījumi šajā jomā.

Projekts BRAIN jeb BRAIN iniciatīva ir izveidots, lai varētu kartēt vienlaicīgu komunikāciju trīs dimensijās tūkstošiem neironu, lai nākotnē jomas speciālisti spētu skaidrāk saprast cilvēka smadzeņu darbību un tādējādi sekmēt dažādu ar to saistīto slimību profilaksi un ārstēšanu smadzenes (piem. piemēram, Alcheimera slimība, Parkinsona slimība utt.).

Šajā rakstā mēs redzēsim, no kā sastāv BRAIN projekts un kādi ir šīs iniciatīvas galvenie mērķi.

• Saistīts raksts: "15 pētījumu veidi (un raksturlielumi)"

Kas ir projekts BRAIN?

BRAIN projekts, kas pazīstams arī kā BRAIN iniciatīva ("Brain Research by Advancing Innovative Neurotechnologies" vai "Brain Activity Map Project"), kas varētu tulkot spāņu valodā kā "smadzeņu pētniecība, attīstot novatoriskas neirotehnoloģijas" vai "smadzeņu darbības kartēšanas projekts" ir

cilvēka smadzeņu izpētes iniciatīva, ko izstrādāja spāņu neirobiologs Rafaels Juste, par ko 2013. gada 2. aprīlī paziņoja ASV prezidents Baraks Obama.

BRAIN iniciatīvas vai projekta pamatā ir mērķis iegūt trīsdimensiju karti par katra neirona aktivitāti cilvēka smadzenēs, kas ļauj vienlaikus reģistrēt tūkstošiem neironu sakarus; Citiem vārdiem sakot, šī projekta mērķis ir kartēt visu cilvēka smadzeņu neironu darbību un tādā veidā saprast, kā darbojas visnoslēpumainākais orgāns.

Šis pētījums ir izklāstīts 15 gadu plānā, tāpēc ir paredzēts, ka tas beigsies 2026. Tam ir sākotnējie ieguldījumi 100 miljonu dolāru federālā finansējuma apmērā, un tas ir novirzījis šo budžetu caur trim aģentūras, kas ir Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA), nacionālie institūti Veselība (NIH) un Nacionālais Zinātnes fonds (NSF), kuriem ir arī pieejamas dažādas laboratorijas visā pasaulē, kas piedalās melnraksts.

Tāpat projektu BRAIN ir finansējuši arī dažādi privāti fondi, piemēram, Hovarda Medicīnas institūts Hjūss, Alena smadzeņu zinātnes institūts, Kavli fonds vai Salkas bioloģisko pētījumu institūts, cita starpā, līdz ar to finansētās naudas apjoms ir ievērojami pieaudzis attiecībā pret ieguldīto sākotnēji.

• Jūs varētu interesēt: "Cilvēka smadzeņu daļas (un funkcijas)"

BRAIN projekta mērķi

BRAIN projekts ir vērsts uz virknes rīku izstrādi, kas ļauj zinātniekiem, kas ir atbildīgi par darbu un izpēti neirozinātnes joma un viss, kas saistīts ar cilvēka smadzenēm, lai sasniegtu svarīgus atklājumus, nekad nav sasniegts iepriekš.

Spāņu neirobiologs, kurš strādā Kolumbijas universitātē Ņujorkā, Rafaels Juste, to apstiprina sasniegumi, kas nākotnē tiek gaidīti BRAIN projekta rezultātā, varētu ļaut zinātniekiem ārstēt, izārstēt un/vai novērst smadzeņu darbības traucējumus vai tādas slimības kā Alcheimera slimība vai Parkinsona slimība, kā arī traumatiskas traumas, kā arī sniedz padziļinātākas zināšanas par pamata zinātni, kas pēta un pēta smadzeņu darbību.

Vēl viens no sasniegumiem, ko paredzēts sasniegt, pateicoties BRAIN projektam, ir dažādu protēžu izstrāde, kas palīdz smadzenes tieši savienot ar internetu, lai panāktu nepieredzētu progresu dažādu līdz šim grūti risināmu problēmu risināšanā. Šī projekta pētnieki cer, ka viņu pētījumi piedāvā iespēju notvert neironu shēmu reāllaika attēlveidošana ar ātrumu, kas līdzīgs mūsu domāšanai.

Lai to panāktu, BRAIN projektam bija jāpievienojas dažādiem profesionāļiem, piemēram, molekulārbiologi, neirobiologi, ģenētiķi, matemātiķi vai datorzinātnieki, cita starpā, starpdisciplinārā sadarbībā, kas prasa jaunu metožu izgudrošanu un progresīvu metožu izstrādi tehnoloģijas.

Papildus tam, ka varēs kartēt 80 000 miljonus neironu un to savienojumus, nākamajos gados gaidāmi citi sasniegumi, kas būs smadzeņu ierīču izplatība, tāpēc BRAIN projekta pētnieki uzskata, ka smadzenes ir jāaizsargā likumdošanas līmenī visā pasaulē, jāiekļauj neirotiesības Apvienoto Nāciju Organizācijas Statūtos, lai aizsargātu smadzeņu darbību un datus, kad tie tiek veikti tehnoloģiskās transplantācijas smadzenēs, kas jāuzskata un jāregulē kā medicīnas ierīces, nevis kā tehnoloģiski produkti patēriņu.

• Saistīts raksts: "Neironu veidi: īpašības un funkcijas"

Projekta BRAIN kritika

Kopš BRAIN Project izsludināšanas 2013. gadā tas nav palicis bez kritikas, jo daudzi uzskata, ka tie ir pārāk ambiciozi ar nereālām cerībām. Ir apgalvots, ka nav iespējams kartēt tik sarežģītu darbību, kādu veic miljardiem smadzeņu neironu. No otras puses, bija tie, kas uzskatīja, ka to būs iespējams sasniegt, bet tas radīs lielas izmaksas.

Citi, kuri uzskatīja par iespējamu BRAIN projektam, lai kartētu neironu aktivitāti, to vēlāk uzskatīja viņi saskarsies ar nopietnām grūtībām, pārvaldot un strādājot ar milzīgo datu apjomu, ko varētu iegūt no trīsdimensiju neironu savienojumu kartes. Pamatojoties uz šīm iespējamām grūtībām, Yuste un viņa līdzstrādnieki apstiprina, ka viņiem būs nepieciešami jauni tehnoloģiskie rīki un metodes, kas ļauj dziļāk pētīt smadzenes, kas ļaus virzīties uz priekšu ar projektu.

Bija arī tie, kuri bija kritiskāki pret šo projektu, apgalvojot, ka pat tad, ja viņiem izdotos kartēt visus neironu smailes vienlaikus, tas nebūtu pilnīgs ieraksts, jo būtu nepieciešams vienlaicīgi reģistrēt ārējos stimulus, kuriem smadzenes tajā brīdī bija pakļautas, lai smadzenes varētu analizēt un saprast makroskopiskā līmenī.

Projektam saistītie sasniegumi

Par labu projektam BRAIN ir vērts pieminēt, ka 2021. gada sākumā Alipaša Vaziri un viņa komanda no Rokfellera universitātes (ASV) ASV) rakstā ziņoja, ka bija izdevies vienlaikus reģistrēt vairāk nekā miljona neironu aktivitāti peles smadzeņu garozā, kas ir līdz šim lielākais dzīvnieku garozas aktivitātes rekords. Tomēr tas joprojām ir diezgan tālu no tā, kas tika solīts, kad projekts tika paziņots, kad tika gaidīts, ka tie spēs reģistrēt miljoniem neironu darbību cilvēka smadzenēs.

Vēl viens no svarīgākajiem rezultātiem, kas sasniegts BRAIN projektā, ir bijis šūnu klašu klasifikācijas izstrāde cilvēku un peļu motorajā garozā, kas ir ļāvis sniegt ļoti daudz zināšanu par smadzeņu organizēšanas veidu.

BRAIN projekta pēdējā fāzē viņi centīsies saprast, kā dažādas smadzeņu ķēdes darbojas caur a savstarpēji savienoto neironu diagramma, kas ir pieticīgāki mērķi nekā sākotnējie, ņemot vērā, ka tie ir spējuši novērot visu laiku Šo pētījumu gadu laikā, lai izprastu smadzenes, vajadzētu būt nepārtrauktam uzdevumam, ko nevajadzētu likt a termiņš.

Kā mēs redzējām, smadzeņu un neirozinātnes pētniecības jomā vēl ir ejams tāls ceļš, un, lai gan ir dažādi pētījumu virzieni, kas ir ļoti daudzsološi, mums jābūt piesardzīgiem, jo ​​iespējams, ka šie ilgi gaidītie sasniegumi var aizņemt ilgāku laiku, nekā tika solīts iepriekš, vai varbūt ne; Jebkurā gadījumā tik ziņkārīgā, aizraujošā un noslēpumainā pētniecības jomā kā cilvēka smadzeņu izpēte vēl ir ejams tāls ceļš.