La un an și jumătate de la președinție, John F. Kennedy i-a provocat pe oamenii de știință americani să-i apropie pe americani pe lună până la sfârșitul deceniului. La recentul său discurs al statului Uniunii, Barack Obama a arătat ce ar putea deveni versiunea sa de a ajunge pe lună - ar dori ca oamenii de știință să rezolve misterul creierului.
Misiunea lui Obama ar fi o ascensiune mai grea.
El nu a intrat în detalii mari, în afară de a cita cercetarea creierului ca un exemplu stelar al modului în care guvernul poate „investi în cele mai bune idei”. Dar săptămâna trecută, o poveste din New York Times de John Markoff a completat o mulțime de semne. . Marea ambiție a lui Obama este ceea ce se numește Harta activității creierului - se numește deja BAM - și ar necesita un efort de cercetare colaborativ masiv, care să implice neuroștiințieni, agenții guvernamentale, fundații private și companii de tehnologie, cu obiectivul cu adevărat descurajant de a afla cum creierul generează de fapt gânduri, amintiri și conștiință.
Un răspuns pentru Alzheimer?
Casa Albă este de așteptat să își dezvăluie oficial marele plan încă din luna viitoare, ca parte a propunerii sale bugetare. Speculațiile sunt că ar putea costa până la 3 miliarde de dolari în următorii 10 ani.
Acum, poate părea un moment ciudat pentru a face proiecte cu un preț de 300 de milioane de dolari pe an, ceea ce cu sechestrarea de hacking bugetar așteptat să înceapă la sfârșitul acestei săptămâni. De aceea, chiar dacă Obama a fost clar pe detalii, el a făcut un punct de a compara misiunea de mapare a creierului cu Proiectul genomului uman - o inițiativă de cercetare majoră finanțată de guvernul federal pentru a cartografia toate genele din ADN-ul uman. În cele din urmă, a costat 3, 8 miliarde de dolari, dar și-a atins obiectivul cu doi ani mai devreme, în 2003, iar până în 2010, potrivit unui studiu de impact, a returnat economiei 800 miliarde de dolari.
Fără îndoială că BAM ar putea avea un impact profund în a ajuta oamenii de știință să înțeleagă ce se întâmplă în creier pentru a provoca depresie sau schizofrenie sau autism. Și, cu siguranță, ar putea fi o binefacere pentru companiile farmaceutice care au cheltuit miliarde, fără noroc, să găsească un remediu pentru boala Alzheimer. Din 1998, au existat peste 100 de încercări nereușite de a găsi un tratament pentru Alzheimer, care până în 2050 este de așteptat să afecteze 115 milioane de oameni din întreaga lume.
Este vorba despre instrumente
În mod clar, există o mulțime de motive medicale pentru a încerca să dezvălui creierul, dar care sunt, în mod realist, perspectivele? Sigur, scanările creierului i-au ajutat pe oamenii de știință să vadă ce părți ale creierului sunt mai active în timpul diferitelor tipuri de comportament, dar aceasta este o vedere de 30.000 de metri. Aceasta le spune de lângă nimic despre modul în care celulele individuale ale creierului transmit informații și cu atât mai puțin despre modul în care rețelele neuronale transformă asta în comportament.
În ultimii ani, cercetătorii au făcut mari pași în înțelegerea modului în care creierul este organizat prin Proiectul Connectome uman, finanțat de Institutele Naționale de Sănătate. Dar asta este conceput pentru a crea mai mult o hartă statică a conexiunilor neuronale.
Următorul pas crucial este să fii capabil să vezi, în timp real, cum informațiile sunt procesate prin acele conexiuni și care diferiți neuroni devin parte din acest proces. Sau cum a explicat biologul Harvard George Church, unul dintre oamenii de știință care au propus BAM într-o lucrare anul trecut, „Nu dorim doar să vedem firele, ci și mesajele care trec peste fire.”
Cheia este cât de rapid poate fi dezvoltată tehnologia care va permite oamenilor de știință să urmeze un proces de gândire, prin înregistrarea fiecărei lovituri din fiecare miile și, eventual, milioane, de neuroni implicați. Tehnologia actuală le permite să înregistreze activitatea a aproximativ 100 de neuroni la un moment dat, o felie prea mică a rețelei neuronale pentru a ajuta la explicarea multor lucruri. Dar, după cum a menționat Greg Miller într-o piesă recentă de pe site-ul Wired, mai multe lucrări biologice sau nano-instrumente sunt de ultimă oră, inclusiv unul care ar putea „împacheta sute de mii de electrozi nanowire în foi flexibile care se conformează cu suprafața creierul și fagul pe neuroni cu leziuni tisulare minime.
Este mai mare mai bine?
Mulți neurologi vor fi încântați dacă BAM va fi finanțat. Dar nu tot. Unii au subliniat deja că nu puteți compara cu proiectul genomului uman și nici cu misiunea pe lună, pentru asta. Ambele eforturi, deși foarte provocatoare, au avut obiective clar definite. Dar cum identificați succesul pentru BAM? Ar fi capabil să înregistreze activitatea a sute de mii de neuroni să explice cu adevărat cum se întâmplă gândirea? Nimeni nu știe cu adevărat.
Alți oameni de știință sunt îngrijorați de faptul că BAM, cu profilul său ridicat, ar putea scăpa de dolari de la alte cercetări în domeniul neuroștiinței. Unii scriitori chiar au ridicat spectrul controlului minții, mai ales că una dintre agențiile guvernamentale care ar fi implicate este DARPA, agenția Departamentului Apărării care finanțează tehnologia experimentală.
Gary Marcus, scriind în The New Yorker, arată că un proiect precum BAM ar putea fi mai eficient dacă nu ar fi atât de monolitic. El susține că ar trebui împărțit în cinci proiecte mai mici, fiecare concentrat pe un aspect diferit al funcției creierului.
Dar el avertizează, de asemenea, că în cazul în care Congresul ar fi împiedicat să scoată banii pentru un proiect major de neuroștiință, acesta riscă să provoace, ironic, o scurgere de creiere. În ianuarie, un grup de țări europene s-au angajat cu peste 1 miliard de dolari pentru propriul lor efort imens de neuroștiință numit Proiectul creierului uman, care va încerca să simuleze toate procesele unui creier de pe un computer.
Scrie Marcus:
„Indiferent dacă își îndeplinește sau nu obiectivul mare, proiectul european va conduce cu siguranță la un număr semnificativ de progrese științifice mai mici. Dacă SUA nu se potrivesc, ne vom pierde avantajul în neuroștiință și probabil vom fi lăsați să ne ocupăm în unele dintre cele mai mari industrii care se schimbă jocuri la orizont, cum ar fi inteligența artificială la nivel uman și computerul direct pe creier. interfețe - chiar dacă ambele câmpuri provin din Statele Unite. ”
Ceaiuri de creier
Iată câteva alte descoperiri recente din cercetările cerebrale:
- Din șoareci și bărbați care urmăresc șoareci: Cercetătorii de la Stanford au putut să urmărească activitatea creierului la șoareci în timp real, după ce le-au lăsat creierele cu proteine fluorescente. Au putut vedea ce părți ale creierului lor străluceau în timp ce alergau în jurul unei cuști.
- Asta înseamnă că o pasăre poate să-și înfigă o melodie în cap ?: Și o echipă de oameni de știință de la Duke University a descoperit că păsările care pot cânta și imita sunetele au gene în creierul lor care pot activa și dezactiva în moduri similare cu creierul uman.
- Ea luminează un pântec: Pentru prima dată, RMN-urile dezvoltate de fături umane au prezentat semnale de comunicare între diferite părți ale creierului lor. Oamenii de știință de la Wayne State University din Michigan speră că cercetarea lor va duce la tratamente precoce pentru autism și ADHD.
- Nimic încă, însă, cu privire la modul în care piciorul ajunge în gură: Cercetătorii de la Universitatea din California, San Francisco, au cartografiat procesul vorbirii, stabilind rețeaua neuronală care o face să se întâmple, din nervii care controlează maxilarele, buzele și limba. la cei care manipulează laringele.
- Vorbim despre un impuls proteic: Există o explicație biologică pentru ce femeile vorbesc mai mult decât bărbații. Studiile au arătat că femeile vorbesc în medie de 20.000 de cuvinte pe zi, în timp ce bărbații în medie aproximativ 7.000. Potrivit unui studiu publicat în Journal of Neuroscience săptămâna trecută, se poate să se datoreze faptului că acestea tind să aibă niveluri mai mari de proteine în creierul lor, care a fost legat de comunicarea verbală.
Bonus video: Un jurnalist din BBC face un tur al cablurilor pe propriul creier.
Mai multe de pe Smithsonian.com
Un creier artificial mai uman
Știința creierului: 10 studii care îți intră în cap
