Jakie postępy poczyniła dotychczas inicjatywa BRAIN?

Naukowcy wciąż muszą się wiele nauczyć o ludzkim mózgu – w tym o przyczynach zaburzeń mózgu, takich jak choroba Parkinsona i Alzheimera. Lepsze wyobrażenie o tym, jak działa mózg, może pomóc w odkryciu lepszych metod leczenia. Aby przyspieszyć te badania, prezydent Obama uruchomił w 2013 r. Inicjatywę Badań Mózgu poprzez Rozwój Innowacyjnych Neurotechnologii (BRAIN). Projekt pozyskał ponad 300 milionów dolarów dofinansowania od agencji, w tym Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) i Narodowych Instytutów Zdrowia (PZH), a także uczelnie, firmy i inne instytucje. Obejmuje to 46 milionów dolarów dotacji przyznanych przez NIH 58 projektów ostatni wrzesień.

Przełącznik włącz / wyłącz

Naukowcy z Uniwersytetu Północnej Karoliny znaleźli sposób na włączanie i wyłączanie zachowań, takich jak jedzenie, u myszy. Te zachowania są wyzwalane przez sygnały chemiczne w mózgu, które są kontrolowane przez białka na powierzchni neuronów. Naukowcy zmodyfikowali strukturę chemiczną tych receptorów w laboratorium, tak aby miejsca reagowały tylko na pewien rodzaj związku. Naukowcy mogli następnie włączać i wyłączać te zachowania, wstrzykując związek do mózgów myszy. Naukowcy badają wzajemną aktywność wielu receptorów, co może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć rolę mózgu w funkcjach biologicznych lub chorobach, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona, które występują, gdy systemy sygnalizacyjne nie działają prawidłowo. Praca została opisana w maju Neuron papier i wspierany grantem w wysokości 2,84 miliona dolarów w ramach inicjatywy BRAIN.

Podejmować decyzje

Naukowcy z Princeton otrzymali grant w wysokości 1,02 miliona dolarów na badanie pamięci roboczej, w tym sposobu, w jaki mózg podejmuje decyzje na podstawie dowodów zebranych w ciągu zaledwie kilkuset milisekund. W styczniu Natura list, zespół Carlosa Brody'ego projektuje eksperyment, w którym szczur słyszy kliknięcia dochodzące z głośników umieszczonych po jego lewej i prawej stronie. Celem jest poruszanie się w kierunku głośnika, który brzmiał najwięcej kliknięć, wyjaśnia A Poczta na stronie PZH opisującej technologię. Badając tempo aktywacji neuronów w mózgach szczurów, naukowcy zauważyli, że obszar mózgu znany jako tylna kora ciemieniowa był odpowiedzialny za gromadzenie dowodów na to, którą stronę powinien wybrać szczur. Inny obszar mózgu, zwany korą przedczołową, daje szczurowi sygnał do poruszania się w określonym kierunku. Ten eksperyment kwestionuje niektóre wcześniejsze ustalenia, które wskazują na rolę kory przedczołowej w gromadzeniu informacji potrzebnych do podejmowania decyzji.

Lepsza protetyka

Zespół naukowców z University of Pittsburgh, West Virginia University i producent urządzeń medycznych Salt Lake City Marszczyć opracowują protezę kończyny, która pozwala osobom po amputacji odczuwać doznania tak, jak w przypadku naturalnego ramienia, dzięki czujnikom wszczepionym w ramię, które rejestrują aktywność elektryczną mięśni pozostałych po amputacji. Odkodowane sygnały kontrolują ruchy protezy ręki, wyjaśnia Robert Gaunt, adiunkt na Uniwersytecie w Pittsburghu. Aby wywołać to uczucie, czujniki w protezie ręki są przekształcane w impulsy elektryczne, które stymulują neurony w pobliżu rdzenia kręgowego, mówi. Zamiast łączyć protezę kończyny bezpośrednio z mózgiem, naukowcy wykorzystują obwodowy układ nerwowy organizmu. Gaunt zauważa, że ​​jednym z ograniczeń dzisiejszej protetyki jest to, że wykonują tylko jeden ruch na raz, na przykład otwieranie lub zamykanie dłoni lub obracanie nadgarstka. Sztuczna kończyna jego zespołu wykonywałaby jednocześnie sześć różnych rodzajów ruchów, oprócz dostarczania informacji zwrotnej sensorycznej. Technologia może być gotowa w ciągu czterech lat, aby pacjenci mogli ją przetestować w domu, poinformował zespół badawczy w lutym. Badania są częścią programu DARPA.

Nowe obrazowanie

Jednym z celów Inicjatywy BRAIN jest opracowanie nowych technik obrazowania, mówi Thomas Insel, dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego w USA. post na blogu zwrócenie uwagi na kilka dotychczasowych postępów w ramach tej inicjatywy. Jedną z nich jest nowa metoda opracowana przez naukowców z Washington University i Texas A&M University. Ta tak zwana technika mikroskopii fotoakustycznej pozwala naukowcom robić zdjęcia o wystarczająco wysokiej rozdzielczości, aby zobaczyć poszczególne naczynia włosowate i natlenienie krwi w mózgu myszy. Obrazy wykonane tradycyjnymi mikroskopami stałyby się rozmazane na tym poziomie z powodu sposobu, w jaki światło przechodzi przez tkankę, wyjaśniają naukowcy w maju Impuls IEEE artykuł. Nowa technika obrazowania została opisana w marcu Metody natury artykuł. Badania finansuje dotacja w wysokości 2,7 miliona dolarów z NIH.

Na wynos:

Odkąd prezydent Obama ogłosił inicjatywę BRAIN w 2013 r., finansowanie przez agencje takie jak NIH i DARPA przynosi wczesne odkrycia dotyczące podejmowania decyzji, obrazowania i sposobu, w jaki obwody mózgowe są zaangażowane w określone zachowania. Wiele z tych projektów badawczych dojrzewa latami.

Masz duże pytanie? Wyślij sugestie na adres [email protected]

ukryć