โครงการ BRAIN: มันคืออะไรและตั้งใจที่จะทำแผนที่สมองมนุษย์อย่างไร

สมองเป็นชุดของอวัยวะที่ซับซ้อนซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ เช่น รักษาและควบคุมการทำงานที่สำคัญต่างๆ ของร่างกายตลอดจนหน้าที่ของจิต เป็นอวัยวะที่มโนธรรมและจิตใจของ คน. แต่ถึงอย่างไร, ยังมีหนทางอีกยาวไกลในการค้นคว้าเกี่ยวกับสมองซึ่งเป็นสาเหตุที่โครงการและการวิจัยในสาขานี้แพร่หลายมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

โครงการ BRAIN หรือความคิดริเริ่มของ BRAIN ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้สามารถแมปการสื่อสารพร้อมกันในสามมิติ ของเซลล์ประสาทจำนวนหลายพันเซลล์ เพื่อให้ผู้เชี่ยวชาญในอนาคตสามารถเข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้น การทำงานของสมองมนุษย์จึงก้าวหน้าในการป้องกันและรักษาโรคต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับ สมอง (เช่น ก. อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน เป็นต้น)

ในบทความนี้ มาดูกันว่า BRAIN Project ประกอบด้วยอะไรบ้าง และวัตถุประสงค์หลักของการริเริ่มนี้คืออะไร

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "การวิจัย 15 ประเภท (และลักษณะ)"

โครงการ BRAIN คืออะไร?

โครงการ BRAIN หรือที่เรียกว่าความคิดริเริ่มของ BRAIN (“Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies” หรือ “Brain Activity Map Project”) ซึ่ง สามารถแปลเป็นภาษาสเปนว่า "การวิจัยสมองผ่านความก้าวหน้าของเทคโนโลยีประสาทนวัตกรรม" หรือ "โครงการแผนที่กิจกรรมสมอง" เป็น

โครงการวิจัยสมองของมนุษย์ที่คิดค้นโดยนักประสาทชีววิทยาชาวสเปน Rafael Yusteซึ่งได้รับการประกาศเมื่อวันที่ 2 เมษายน 2013 โดยประธานาธิบดีบารัค โอบามาแห่งสหรัฐอเมริกา

ความคิดริเริ่มหรือโครงการของ BRAIN ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของ บรรลุแผนที่สามมิติของกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในสมองมนุษย์ทำให้สามารถบันทึกการสื่อสารของเซลล์ประสาทหลายพันเซลล์พร้อมกันได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งที่โครงการนี้พยายามหาคือการทำแผนที่กิจกรรมของเซลล์ประสาทของสมองมนุษย์ และด้วยวิธีนี้ จะทำให้เข้าใจว่าอวัยวะที่ลึกลับที่สุดทำงานอย่างไร

งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นในแผน 15 ปี ดังนั้น คาดว่าจะสิ้นสุดในปี 2569. มีการลงทุนเริ่มต้น 100 ล้านดอลลาร์จากเงินทุนของรัฐบาลกลางและได้จัดสรรงบประมาณนั้นผ่านสาม หน่วยงานที่เป็นสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม (DARPA) สถาบันแห่งชาติของ สุขภาพ (NIH) และมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) ยังมีห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกที่เข้าร่วมใน ร่าง.

ในทำนองเดียวกัน โครงการ BRAIN ยังได้รับทุนจากมูลนิธิเอกชนต่างๆ เช่น Howard Medical Institute Hughes, Allen Institute for Brain Science, Kavli Foundation หรือ Salk Institute for Biological Studies เป็นต้น ดังนั้นปริมาณเงินทุนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับสิ่งที่ได้ลงทุนไป เริ่มแรก

• คุณอาจสนใจ: "ส่วนต่างๆ ของสมองมนุษย์ (และหน้าที่)"

วัตถุประสงค์ของโครงการ BRAIN

โครงการ BRAIN มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาชุดเครื่องมือที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ที่รับผิดชอบในการทำงานและการวิจัยใน ด้านประสาทวิทยาศาสตร์และทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับสมองของมนุษย์เพื่อให้เกิดการค้นพบที่สำคัญไม่เคยประสบความสำเร็จ ก่อนหน้านี้.

ราฟาเอล ยูสเต นักประสาทวิทยาชาวสเปนที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์ก ยืนยันว่า ความก้าวหน้าที่คาดว่าจะเป็นผลจากโครงการ BRAIN ในอนาคต อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถบำบัด รักษา และ/หรือป้องกันความผิดปกติของสมองได้ หรือโรคต่างๆเช่น โรคอัลไซเมอร์ หรือ พาร์กินสันตลอดจนการบาดเจ็บที่กระทบกระเทือนจิตใจ ตลอดจนการให้ความรู้เชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ศึกษาและตรวจสอบการทำงานของสมอง

ความก้าวหน้าอีกประการหนึ่งที่คาดว่าจะได้รับจากโครงการ BRAIN คือ การพัฒนาอวัยวะเทียมต่างๆ ที่ช่วยเชื่อมสมองเข้ากับอินเทอร์เน็ตโดยตรงเพื่อให้บรรลุความก้าวหน้าอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่ยากจะแก้ไขจนถึงปัจจุบัน นักวิจัยของโครงการนี้หวังว่าการสืบสวนของพวกเขาจะมีความเป็นไปได้ในการจับภาพ การถ่ายภาพวงจรประสาทแบบเรียลไทม์ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับที่เราคิด

ด้วยเหตุนี้ จึงมีความจำเป็นสำหรับผู้เชี่ยวชาญหลายๆ คนที่จะเข้าร่วมโครงการ BRAIN เช่น นักชีววิทยาระดับโมเลกุล นักประสาทวิทยา นักพันธุศาสตร์ นักคณิตศาสตร์หรือนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เป็นต้น ในการทำงานร่วมกันแบบสหวิทยาการที่ต้องการการประดิษฐ์เทคนิคใหม่ๆ และการพัฒนาขั้นสูง เทคโนโลยี

นอกเหนือจากความสามารถในการทำแผนที่เซลล์ประสาท 80,000 ล้านเซลล์และการเชื่อมต่อแล้ว ความก้าวหน้าอื่นๆ ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าคือการเพิ่มจำนวนอุปกรณ์สมอง ดังนั้น นักวิจัยโครงการ BRAIN เห็นว่าสมองควรได้รับการปกป้องในระดับกฎหมายทั่วโลก, จะต้องรวมถึง ประสาท ในกฎบัตรสหประชาชาติเพื่อปกป้องกิจกรรมและข้อมูลของสมองเมื่อดำเนินการ การปลูกถ่ายเทคโนโลยีในสมองซึ่งต้องพิจารณาและควบคุมเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีของ การบริโภค.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ประเภทของเซลล์ประสาท: ลักษณะและหน้าที่"

คำติชมของโครงการ BRAIN

นับตั้งแต่มีการประกาศโครงการ BRAIN ในปี 2556 ก็ไม่มีการวิพากษ์วิจารณ์เพราะ หลายคนถือว่าทะเยอทะยานเกินไปกับความคาดหวังที่ไม่สมจริง. เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าการทำแผนที่กิจกรรมที่ซับซ้อนเช่นเดียวกับที่ทำโดยเซลล์ประสาทสมองหลายพันล้านตัวเป็นไปไม่ได้ ในทางกลับกัน มีคนบางคนที่เชื่อว่ามันเป็นไปได้ที่จะบรรลุผลสำเร็จ แต่มันจะมีค่าใช้จ่ายสูง

คนอื่นๆ ที่เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่ BRAIN Project จะทำแผนที่กิจกรรมของเซลล์ประสาทได้พิจารณาในภายหลัง พวกเขาจะประสบปัญหาร้ายแรงเมื่อจัดการและทำงานกับข้อมูลจำนวนมหาศาลที่สามารถหาได้จากแผนที่สามมิติของการเชื่อมต่อของระบบประสาท. จากความยากลำบากที่เป็นไปได้เหล่านี้ Yuste และผู้ทำงานร่วมกันยืนยันว่าพวกเขาต้องการเครื่องมือทางเทคโนโลยีใหม่และ เทคนิคที่ช่วยให้การศึกษาสมองในเชิงลึกมากขึ้นซึ่งจะทำให้สามารถก้าวไปข้างหน้ากับโครงงานได้

นอกจากนี้ยังมีผู้ที่วิจารณ์โครงการนี้มากกว่า โดยโต้แย้งว่าแม้ว่าพวกเขาจะจัดการแผนที่ของเส้นประสาททั้งหมดพร้อมกันได้ แต่ก็ไม่ใช่บันทึกที่สมบูรณ์เพราะ จำเป็นต้องบันทึกสิ่งเร้าภายนอกที่สมองสัมผัสในขณะนั้นในเวลาเดียวกันเพื่อให้สมองสามารถวิเคราะห์และทำความเข้าใจในระดับมหภาค

ความสำเร็จที่เกิดจากโครงการ

เพื่อสนับสนุนโครงการ BRAIN เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าในต้นปี 2564 Alipasha Vaziri และทีมงานของเขาจาก Rockefeller University (USA) สหรัฐอเมริกา) รายงานในบทความที่ สามารถบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทมากกว่าหนึ่งล้านเซลล์ในเยื่อหุ้มสมองของหนูได้พร้อมกันซึ่งเป็นสถิติที่ใหญ่ที่สุดของกิจกรรมเยื่อหุ้มสมองของสัตว์จนถึงปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ยังห่างไกลจากที่สัญญาไว้เมื่อมีการประกาศโครงการเมื่อคาดว่าจะสามารถบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทนับล้านในสมองของมนุษย์ได้

อีกหนึ่งผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดที่ได้รับในโครงการ BRAIN คือ การพัฒนาการจำแนกประเภทของเซลล์ในเยื่อหุ้มสมองสั่งการของมนุษย์และหนูซึ่งทำให้สามารถให้ความรู้มากมายเกี่ยวกับวิธีการจัดระเบียบสมอง

ในระยะสุดท้ายของโครงการ BRAIN พวกเขาจะพยายามทำความเข้าใจว่าวงจรต่างๆ ของสมองทำงานอย่างไรผ่าน a การสร้างไดอะแกรมของเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อถึงกัน โดยมีวัตถุประสงค์ที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากกว่าในเบื้องต้น เนื่องจากสามารถสังเกตได้ตลอด ตลอดหลายปีที่ผ่านมานี้ การวิจัยเพื่อทำความเข้าใจสมองควรเป็นงานต่อเนื่องที่ไม่ควรวาง วันกำหนดส่ง.

อย่างที่เราได้เห็นมาว่ายังมีหนทางอีกยาวไกลในด้านการวิจัยสมองและประสาทวิทยา และถึงแม้จะมีงานวิจัยหลายสายที่ มีแนวโน้มมากเราต้องระมัดระวังเพราะเป็นไปได้ว่าความก้าวหน้าที่รอคอยมานานเหล่านี้อาจใช้เวลานานกว่าที่สัญญาไว้ก่อนหน้านี้หรือ อาจจะไม่; ยังไงก็ตาม ยังคงมีหนทางอีกยาวไกลในการค้นคว้าวิจัยที่อยากรู้อยากเห็น น่าตื่นเต้น และลึกลับ เหมือนกับการศึกษาสมองของมนุษย์