Как «мозговые обсерватории» могут помочь Инициативе МОЗГА?

Источник: Виктория / Шаттерсток

В 2013 году президент Обама обнародовал государственную и частную инициативу на 100 миллионов долларов, чтобы отобразить человеческий мозг. Барак Обама описал «Инициатив МОЗГА», сказав: «Существует огромная тайна, ожидающая разблокировки, и Инициатива BRAIN изменит это, предоставив ученым инструменты, необходимые им для того, чтобы получить динамическую картину мозга в действии и лучше понять, как мы думаем и как мы учимся и как мы помним. И это знание будет преобразовательным ».

В начале 1960-х годов президент Джон Ф. Кеннеди возглавил чрезвычайную экспансию космической программы США. JFK предоставил значительные национальные ресурсы для достижения амбициозной цели – заставить НАСА посадить человека на Луну и благополучно доставить его домой. Во многих отношениях интерес Обамы к исследованию нашего самого глубокого внутреннего пространства параллелен стремлению Кеннеди исследовать космическое пространство.

Источник: Предоставлено NASA

Лауреат Нобелевской премии Сидней Бреннер однажды сказал: «Прогресс в науке зависит от новых методов, новых открытий и новых идей, возможно, в таком порядке». Исследование космоса и человеческого мозга в значительной степени зависит от передовых технологий и технологий делать новые открытия.

Исторически сложилось так, что междисциплинарные исследователи, работающие коллективно, способствовали превращению новых идей в научные прорывы. По этой причине группа ведущих американских нейробиологов призывает к созданию централизованных «мозговых обсерваторий», которые могут революционизировать способность ученых в США исследовать мозг человека.

• Нейронаука формирования новых воспоминаний
• Функционирует ли церебральная функция мозжечка с точной настройкой?
• Что вызывает болезнь Альцгеймера?
• Хотите наполнить свой мозг? Сжечь некоторые калории через упражнение
• Может ли кофе улучшить вашу память?

Что такое Инициатива МОЗГА?

Инициатива BRAIN названа в честь аббревиатуры « Исследование мозга через продвижение инновационных нейротехнологий» . В 2013 году Инициатива BRAIN начала продвигать научные знания о том, как мы думаем, учимся и помним на уровне нервной системы. Когда-нибудь результаты этой инициативы могут привести к прорыву в том, как мы диагностируем и лечим неврологические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера (AD), расстройство спектра аутизма (ASD) и шизофрения.

За последние два года Инициатива BRAIN достигла прогресса в достижении крупных целей нейробиологии и разработке более совершенных инструментов исследования. Тем не менее, новая группа призывов к действию со стороны группы нейробиологов для создания скоординированной национальной сети центров нейротехнологий или «мозговых обсерваторий». В настоящее время Инициатива BRAIN включает более 100 автономных лабораторий по всей территории Соединенных Штатов. Как правило, эти лаборатории не делят свои данные или технологию друг с другом, что замедляет прогресс.

В журнале « Нейрон » было опубликовано мемориальное письмо от октября 2015 года «Национальная сеть центров нейротехнологий для Инициативы МОЗГ» . Шесть авторов письма включают в себя: Рафаэль Юсте из Колумбийского университета, Майкл Рукс из Кальтеча, Ральф Гринспен из Института Кавлина для мозга и сознания, Джорджская церковь Института Висса и Гарвардская медицинская школа, Миюнг Чун из Фонда Кавли и А Пол Аливисатос из Калифорнийского университета в Беркли. По их мнению, они пишут:

• Ваш мозг на Omega 3
• Мозговой туман в синдроме хронической усталости и фибромиалгии
• Больница Безумие и прощальный папа
• Исследование болезни Альцгеймера Триада областей мозга с познанием
• Миллионер смотрит на смерть

«В нашем первоначальном предложении о проекте карты активности мозга (БАМ) (Alivisatos et al., 2012) мы подчеркнули, что научное понимание мозга затруднено ограничениями традиционных методов регистрации активности нейронов … Чтобы решить проблемы наблюдая и взаимодействуя с нейронными схемами на этих более высоких уровнях сложности, мы указали на недавние достижения в области нанотехнологий, молекулярных репортеров, современных оптических и фотонных систем и крупномасштабной интеграции полупроводников. Эти поля в настоящее время достаточно зрелы, чтобы позволить их конкатенации в мощные нейротехнологии, которые в корне преобразуют, как исследования нейронауки проводятся.

Наши идеи легли в основу того, что стало Инициативой BRAIN (Insel et al., 2013), национальным грандиозным вызовом Белого дома, который в настоящее время включает в себя более ста лабораторий США и многочисленные региональные ответвления. Коллективное решение этой грандиозной задачи в области науки и техники уже широко воспринимается как национальный успех и пример американского лидерства в области науки и техники.

Мы предлагаем создание национальной сети центров нейротехнологий для расширения и ускорения Инициативы BRAIN и оптимального использования усилий и творчества отдельных лабораторий, участвующих в ней. Как «мозговые обсерватории», эти центры могут обеспечить критическую междисциплинарную среду как для реализации амбициозных и сложных технологий, так и для предоставления отдельным исследователям доступа к ним.

В физике и астрономии центральная парадигма давно понимается как средство технологического восхождения, называемого индексом уровня готовности к технологиям (TRL). Скоординированные, среднесрочные усилия позволили комплексным проектам достичь высших достижений в системах, которые достаточно зрелы, чтобы обеспечить возможность проведения сложных экспериментов и передовых исследовательских миссий с высокой вероятностью успеха ».

Четыре пути, по которым мозговые обсерватории могут помочь Инициативе МОЗГА

Шесть авторов недавнего письма, призывающего к «обсерваториям головного мозга», излагают четыре основные области инициативы BRAIN, которые особенно зависят от новых технологий. Научные достижения, вероятно, не будут быстро обнаружены в этих категориях без создания централизованной национальной сети общей нейротехнологии.

4 Категории, требующие обсерватории мозга

1. Connectomics
2. Системы нейронных нанотрубок
3. Новые технологии резонансной визуализации
4. Вычислительные данные

Каждая из этих четырех категорий требует платформ, которые дорого приобретают, внедряют и обслуживают. Авторы утверждают, что если каждый из этих четырех человек размещается только в одной лаборатории и не делится с другими, это уменьшает научную воспроизводимость и надежность.

Авторы пишут: «Существует огромная возможность для быстрого прогресса в четырех упомянутых выше областях, если Инициатива BRAIN выходит за рамки нынешнего портфеля проектов с одним и несколькими исследователями. Эти центры объединят и объединит сотни отдельных лабораторий, которые в настоящее время финансируются Инициативой МОЗГА ».

Заключение: Центры нейротехнологий будут усиливать индивидуальные достижения

«Мозговые обсерватории» могут быть смоделированы после существующих астрономических обсерваторий, которые совместно используют данные. Согласно их мнению, шесть нейробиологов заключают,

«Мы представляем центры, которые, как« мозговые обсерватории »(Yuste and Church, 2014), являются независимыми, будучи сильно интерактивными и совместными – не только с самого начала, но и на протяжении всей их жизни. Такие центры могут быть созданы в существующих академических лабораториях или национальных учреждениях или внедрены de novo.

По нашему мнению, технологические проблемы, которые необходимо преодолеть, достаточно сложны, что они недоступны усилиям одного исследователя; мы считаем, что их можно преодолеть только посредством высококоординированных, многопроцессорных, междисциплинарных усилий. Мы считаем, что ранняя стадия инициативы BRAIN заложила основу для следующих критических этапов: создания возможностей для развития интегрированных нейротехнологических систем и, следовательно, широкого распространения вновь созданных инструментов.

На самом деле, поскольку центры, которые мы защищаем, в конечном итоге приносят пользу обществу в целом, мы считаем, что они должны существовать в общественном достоянии и управляться как национальный ресурс. Переход таких национальных центров потребует консенсуса между исследователями, федеральными чиновниками и частными организациями; для достижения этой цели необходимо будет вдохновить общественное руководство.

Инициатива BRAIN заложила основу для успеха, и она готова порождать новую и захватывающую фазу неврологии с огромным потенциалом для общественной пользы и научных открытий. Быстрое создание жизненно важной национальной сети совместных центров нейротехнологий является самым верным путем для достижения этой цели. Если Инициатива МОЗГА будет успешной в качестве национального усилия исторических масштабов, ее следует рассматривать как таковую ».

Надеемся, что этот призыв к действию мобилизует все различные учреждения и разработчиков политики, участвующих в Инициативе МОЗГ, для совместной работы в направлении достижения общей цели путем создания централизованной национальной сети центров нейротехнологий.

© 2015 Кристофер Бергленд. Все права защищены.

Следуйте за мной на Twitter @ckbergland для получения обновлений в сообщениях в блоге Athlete's Way .

The Athlete's Way ® является зарегистрированным товарным знаком Christopher Bergland