Садржај
- Шта је мапирање мозга?
- Финансирање истраживања подржава БРАИН иницијативу
- Кључни циљеви пројекта БРАИН
- Предности и недостаци пројекта мапирања мозга
Шта је мапирање мозга?
Застаните на тренутак да размислите о мозгу. Може садржати 100 милијарди ћелија. Свака ћелија, која се назива неурон, може се повезати са десетинама хиљада можданих ћелија.
Ове мреже подржавају функције које су саставни део нашег живота. Без чак и минимално функционалног мозга, већина би пристала, нема смисленог живота. Наука је покушала да осветли овај највиталнији од наших органа.
Историја мапирања мозга
Разумевање мозга не као јединственог, једнообразног органа, већ као оног који се састоји од дискретних региона, концепт је који постоји више од 100 година. Године 1909. Корбиниан Бродманн је написао рад који описује мапу мождане коре, делећи површину мозга на 43 подручја. Одвојио је ове регионе на основу примерака танко исеченог можданог ткива који показују различите обрасце бојења на ћелијском телу. Архитектура ћелија би се могла користити за поделу мозга на различита подручја.
Бродманнови покушаји су били изузетно утицајни. Јединствено је повезати анатомску структуру са функцијом мозга. Омогућио је развој оквира који је покушао да оштети одређене структуре са доследним губитком функције. Његова почетна мапа и даље помаже неурознанственицима да локализују налазе на сликању мозга, што се може добити у случају можданог удара, трауматичне повреде или тумора.
Мапирање мозга данас
Баш као што се друге мапе временом могу пречишћавати, даљи рад је проширио наше разумевање топографске организације можданих ткива. Пројекат мапе активности мозга створен је да промовише таква унапређења. Овај пројекат је подржаван на конференцији коју је организовао Мииоунг Цхун из фондације Кавли у Лондону у септембру 2011. године.
Научници су наставили да унапређују разумевање структуре мозга.
У 2016. години мозак је даље подељен на 180 одвојених парцела које показују јасне разлике у структури, функцији и повезаности - по први пут су описана 97 подручја која су обухваћена.
Ове новије мапе су направљене уз употребу техника магнетне резонанце (МРИ), укључујући функционални МРИ (фМРИ), који мере проток крви као одговор на различите (врло специфичне) менталне задатке.
Ова врста мапирања укључује полако кретање површином мозга док се не забележе значајне промене у два или више независних својстава, помажући у оцртавању граница на мапи. Иако број подручја може бити доследан, величине се разликују од појединца до појединца. Ове разлике могу важно да разликују когнитивне и креативне способности, као и потенцијални ризик од болести повезаних са мозгом, попут Алзхеимерове, Паркинсонове, па чак и депресије.
Подјела мозга на мање дијелове може помоћи неурознанственицима да схвате како он дјелује у цјелини. Међутим, појединачна мерења могу се показати непотпуним, пружајући обмањујући поглед на мозак и његову функцију.
Мапирање такође мало објашњава биохемију која је основа. Такође можда неће успети да разјасни улогу малих група или чак важних појединачних неурона. Како технологија напредује, можда ће бити потребни напори поновног мапирања.
Поред структурних разлика очигледних на ћелијском нивоу, можда ће бити могуће организовати мождана ткива на основу његове активности и међусобних веза. Уз политичку и економску подршку, овај пројекат обједињен је у ширу БРАИН иницијативу.
Финансирање истраживања подржава БРАИН иницијативу
За разоткривање сложености мозга потребан је готово без преседана ниво сарадње унутар научне заједнице, спремност за заједнички рад преко геополитичких подела и удруживање ресурса у глобалном јавно-приватном партнерству.
Првобитно названа Карта можданих активности, Иницијатива за истраживање мозга кроз унапређење иновативних неуротехнологија (БРАИН) покренуо је председник Барак Обама у Сједињеним Државама 2. априла 2013.
БРАИН Иницијатива тежи да истовремено мапира функцију стотина хиљада неурона, јер они функционишу брзином пролазне мисли.
Пре разматрања тежњи овог пројекта, важно је препознати да Американци нису сами у свом подухвату.
У ствари, пројекат БРАИН се придружује другим светским иницијативама које су део глобалног настојања да се потпуније разуме унутрашњи рад мозга. 19. септембра 2016. године покренута је Међународна иницијатива за мозак на састанку који је пратио Генералну скупштину Уједињених нација. Национална фондација за сан и Национални институт за здравље (НИХ) у САД определили су ресурсе за развој и подршку пројекту.
Поред израде детаљног плана за вођење неопходних научних истраживања, укључујући возне редове, прекретнице и процењене трошкове, финансијска подршка се мора прибавити и одржавати. Пројекат мапирања мозга и шира БРАИН иницијатива у почетку су финансирани са више од 100 милиона долара, а очекује се да ће коштати милијарде долара током више од једне деценије.
Поред новца од јавних истраживања, приватни напори у динамичком мапирању мозга укључују:
- Ален институт за науку о мозгу у Сијетлу (троши 60 милиона долара годишње током 4 године)
- Медицински институт Ховард Хугхес у Виргинији (троши најмање 30 милиона долара годишње)
- Фондација Кавли у Окснарду у Калифорнији (троши 4 милиона долара годишње током десет година)
- Салк институт за биолошке студије у Сан Диегу (улажући 28 милиона долара у напоре)
Циљ заједничке, јавно-приватне истраживачке иницијативе је да подржи развој иновативних технологија које могу створити динамично разумевање функције мозга.
Кључни циљеви пројекта БРАИН
Шира мисија БРАИН иницијативе је „продубити разумевање унутрашњег деловања људског ума и побољшати начин на који лечимо, спречавамо и лечимо поремећаје мозга“. Да би се то постигло, мора се развити нова технологија која ће истражити како ћелије и кругови мозга међусобно комуницирају, на крају откривајући сложене везе између функције мозга и понашања.
Постоји неколико кључних циљева овог пројекта, а постоји безброј начина како би се они могли реализовати током наредне деценије.
- Напредна неуротехнологија: Финансијска подршка обећавајућих истраживања довешће до брзог развоја технологије која нам помаже не само да схватимо основу мозга, већ и како да дијагностикујемо и лечимо поремећаје који на њега утичу. За иновације, научна достигнућа и унапређење уређаја биће потребни мултидисциплинарни тимови инжењера и неуронаучника.
- Олакшајте динамичко сликање: Ако је тренутно сликање мозга попут листања гомиле фотографија, новија технологија ће створити динамичне слике, попут гледања функције мозга у реалном времену. Технологија снимања мора бити напредна да би се те функције могле визуализовати у већој резолуцији на различитим просторним и временским скалама.
- Истражите функционалност мозга: Мозак није статични орган; активно бележи, обрађује, чува, преузима и готово тренутно користи огромне количине информација. Да би разумео овај капацитет, мозак мора бити истражен у реалном времену са више потенцијалних модалитета, од којих многи тренутно не постоје.
- Повежите понашање са функцијом: Спољашња манифестација функције мозга посматра се као понашање. Компликованије је безброј начина на које се може приметити да се неко понаша. Коришћењем напредних рачунарских модела, можда ће бити могуће разоткрити ове обрасце и пионирске моделе како би се побољшало жељено понашање.
- Побољшајте потрошачке апликације: Медицински уређаји који комуницирају са можданим ткивом могу дубоко утицати на наш будући живот, а прописи морају промовисати здравље и добробит потрошача. Довођење ових технологија до потрошача с пажњом како на безбедност, тако и на ефикасност је кључно како терен напредује.
Предности и недостаци пројекта мапирања мозга
Можда се чини да у пољу неурознаности постоје неограничене могућности и неограничени потенцијал. Како унапређујемо знање о мозгу, стичемо интимно разумевање шта значи бити човек. Међутим, пројекат Мапирање мозга може имати неке потенцијалне недостатке.
- Одлив новца: Велики пројекат попут овог може усмјерити финансијску подршку и пажњу из других достојних разлога. Ово финансирање би могле нагло да смање владе или непрофитне агенције.
- Различити приоритети истраживања: Немају сви научници исти фокус. Када су приморани да траже финансијску подршку, то их може удаљити од њихових снага. Етичка разматрања такође могу ограничити сарадњу, на пример, неће сви научници учествовати у истраживању примата.
- Сукоб и недостатак консензуса: У трагању за научном истином пут напријед није увек јасан. Снажне личности у комбинацији са разликама у мишљењима могу довести до сукобљених хипотеза и истраживачких приоритета. Овај недостатак консензуса међу стручњацима може створити неслогу.
- Занемарујући доприносе мањих земаља: Иако индустријске земље могу да дају 300 милиона долара за финансирање истраживања, државе у развоју можда неће моћи на сличан начин да полажу право на пројекат. Ово се може уравнотежити пацијентима који дају доприносе, моделним организмима и приступачним технологијама - али само ако за столом постоји место.
- Основне науке наспрам примењене технологије: Нека научна знања стјечу се искључиво с племенитим циљем унапређења знања. Финансијски подстицаји и способност стварања примењене технологије која може бити профитабилна, могу усмјерити фокус на напоре.
- Интегрисање постојећих ресурса: Овај пројекат се надовезује на претходни рад и мора пронаћи начин да интегрише амерички пројекат Хуман Цоннецтоме (фокусирајући се на мапирање структурних и функционалних веза мозга), пројекат људског мозга Европске уније (фокусиран на основну науку о томе како мозак ради ) и канадски програм ЦБРАИН (фокусиран на стварање технологија које се могу применити на медицину), између осталих претходних напора.
Срећом, пуно је обећања и разлога за наду како се овај пројекат наставља. Мапирање мозга на крају ће интегрисати више мерења, укључујући:
- Кортикална дебљина
- Функција мозга
- Повезаност између региона
- Топографска организација ћелија
- Ниво мијелина (масна изолација која убрзава неуронску сигнализацију)
Обједињавање истраживачких напора, омогућавајући тимовима да сарађују и размењују информације, да би следили одређене циљеве под заставом Пројекта мапирања мозга, омогућиће значајан напредак у неурознаности.
Реч од врло доброг
Пројекат мапирања мозга представља изванредну посвећеност финансирању напретка у нашем разумевању корелације између структура и функција у мозгу. Моћни микроскопи, суперрачунски ресурси и универзални алати за мапирање мозга омогућиће научницима да убрзају откриће. Показаће се да ови помаци омогућавају побољшање здравља мозга читавом човечанству, али само ако се задрже финансирање и сарадња.