Leto in pol, ko je predsedoval, je John F. Kennedy izzival ameriške znanstvenike, naj Američane spravijo na Luno do konca desetletja. Na svojem nedavnem nagovoru o državi Unije je Barack Obama namignil, kaj bi lahko postala njegova različica doseganja lune - rad bi, da znanstveniki razrešijo skrivnost možganov.
Obamova misija bi bila težja odprava.
Ni podrobneje opisal, razen navajanja raziskav možganov kot zvezdnega primera, kako lahko vlada "investira v najboljše ideje." Toda prejšnji teden je John Markoff zgodbo v New York Timesu zapolnil v velikem številu . Obsežna ambicija Obame je nekaj, kar se imenuje načrt možganske dejavnosti - že se imenuje preprosto BAM - in zahtevalo bo veliko skupnih raziskovalnih prizadevanj, ki vključujejo nevroznanstvenike, vladne agencije, zasebne fundacije in tehnološka podjetja, s resnično zastrašujočim ciljem, kako ugotoviti, kako možgani dejansko ustvarjajo misli, spomine in zavest.
Odgovor za Alzheimerjevo bolezen?
Pričakuje se, da bo Bela hiša uradno predstavila svoj velik načrt že prihodnji mesec v okviru svojega predloga proračuna. Špekulirajo, da bi to lahko stalo kar tri milijarde dolarjev v naslednjih 10 letih.
Zdaj se morda zdi nenavaden čas, da se projekti lotijo s cenovno ceno v višini 300 milijonov dolarjev na leto, kar naj bi začelo sekvestracija s proračunom, ki se bo začela ta teden. Zato je Obama, čeprav je bil podroben, podrobno primerjal misijo za načrtovanje možganov s projektom človeškega genoma - veliko raziskovalno pobudo, ki jo je financirala zvezna vlada za preslikavo vseh genov v človeški DNK. Na koncu je stala 3, 8 milijarde dolarjev, a je svoj cilj dosegla dve leti zgodaj, leta 2003 in skozi leto 2010 je po študiji vplivov gospodarstvu vrnila 800 milijard dolarjev.
Brez dvoma bi lahko BAM močno vplival na pomoč znanstvenikom, da razumejo, kaj se dogaja v možganih, da povzroči depresijo ali shizofrenijo ali avtizem. In gotovo bi lahko koristilo farmacevtskim podjetjem, ki so brez sreče porabila milijarde, da bi našla zdravilo za Alzheimerjevo bolezen. Od leta 1998 je bilo več kot 100 neuspešnih poskusov iskanja zdravljenja Alzheimerjeve bolezni, ki naj bi do leta 2050 prizadela 115 milijonov ljudi po vsem svetu.
Vse je v orodjih
Jasno je, da obstaja veliko medicinskih razlogov, da bi poskusili razvozlati možgane, toda, kakšne so realne možnosti? Seveda so možna preiskava možganov znanstvenikom pomagala videti, kateri deli možganov so med različnimi vrstami vedenja bolj aktivni, toda to je 30.000 čevljev. Skoraj nič jim pove, kako posamezne možganske celice prenašajo informacije in še manj o tem, kako nevronske mreže to pretvorijo v vedenje.
V zadnjih letih so raziskovalci naredili velike korake pri razumevanju, kako so možgani organizirani s projektom Human Connectome, ki ga financira Nacionalni inštitut za zdravje. Toda to je zasnovano tako, da ustvari več statičnega zemljevida nevronskih povezav.
Naslednji ključni korak je, da lahko v realnem času vidimo, kako se informacije obdelujejo s temi povezavami in kateri različni nevroni postanejo del tega procesa. Ali kot je pojasnil Harvardski biolog George Church, eden od znanstvenikov, ki je BAM predlagal v prispevku lani: "Ne želimo videti samo žic, ampak tudi sporočila, ki gredo čez žice."
Ključno je, kako hitro je mogoče razviti tehnologijo, ki bo omogočila znanstvenikom, da sledijo miselnemu procesu tako, da zabeležijo vsak delček vsakega od tisoč in morda milijonov vpletenih nevronov. Trenutna tehnologija jim omogoča, da naenkrat zabeležijo aktivnost približno 100 nevronov, kar je premajhen rez nevronske mreže, ki bi pomagal razložiti večino česar koli. Toda, kot je v nedavnem delu na spletni strani Wired ugotovil Greg Miller, je v pripravi več vrhunskih bioloških ali nanoorodnih orodij, vključno s tistim, ki bi lahko "spakiral na stotine tisoč elektrode nanowire v fleksibilne plošče, ki ustrezajo površini možgani in prisluškovanje nevronom z minimalno poškodbo tkiv. "
Je večji res boljši?
Številni nevroznanstveniki bodo navdušeni, če bodo BAM dobili sredstva. Vendar ne vsi. Nekateri so že poudarili, da tega resnično ne morete primerjati s projektom človeškega genoma niti z misijo na Luno. Oba sta si prizadevala, čeprav sta bila zelo zahtevna, jasno določljiva cilja. Toda kako prepoznati uspeh za BAM? Ali bi lahko snemanje aktivnosti sto tisoč nevronov res razložilo, kako se razmišlja? Nihče v resnici ne ve.
Drugi znanstveniki so zaskrbljeni, ker bi BAM s svojim odmevnim znakom lahko črpal dolarje iz drugih raziskav nevroznanosti. Nekateri pisci so celo povečali spekter nadzora uma, še posebej, ker je ena od vladnih agencij, ki bi sodelovala, DARPA, agencija obrambnega ministrstva, ki financira eksperimentalno tehnologijo.
Gary Marcus, ki piše v The New Yorker, pravi, da bi bil projekt, kot je BAM, morda učinkovitejši, če ne bi bil tako monoliten. Trdi, da bi ga morali razdeliti na pet manjših projektov, od katerih se je vsak osredotočil na drugačen vidik delovanja možganov.
Opozarja pa tudi, da bi moral kongres z denarjem za večji nevroznanstveni projekt odšteti denar, tvega, da bi se sprožilo možgansko beg. Januarja je skupina evropskih držav namenila več kot milijardo dolarjev za svoje ogromno nevroznanstvo, imenovano Human Brain Project, ki bo poskušalo simulirati vse možganske procese v računalniku.
Piše Marcus:
"Ne glede na to, ali izpolnjuje svoj glavni cilj ali ne, bo evropski projekt zagotovo privedel do številnih manjših znanstvenih dosežkov. Če ZDA ne sledijo temu, bomo izgubili svojo vodilno vlogo v nevroznanosti in verjetno bomo ostali na obzorju v nekaterih največjih panogah, ki se spreminjajo v igrah, kot so umetna inteligenca na ravni človeka in neposredni računalnik možganov vmesniki - čeprav sta obe polji izvirali iz ZDA. "
Moznilniki
Tu je še nekaj nedavnih ugotovitev raziskav možganov:
- Od miši in moških, ki gledajo miši: Raziskovalci na Stanfordu so lahko v realnem času spremljali možgansko aktivnost miši, potem ko so si v možgane navezali fluorescenčne beljakovine. Lahko so opazovali, kateri deli njihovih možganov so žareli, ko so tekali okoli kletke.
- Ali to pomeni, da se ptici lahko zatakne pesem v glavo? In skupina znanstvenikov z univerze Duke je ugotovila, da imajo ptice, ki lahko pojejo in posnemajo zvoke, v možganih gene, ki se lahko vklopijo in izklopijo na načine, podobne človeškim možganom.
- Prižge maternico: MRI slik človeških plodov so prvič pokazali komunikacijske signale med različnimi deli možganov. Znanstveniki z ameriške univerze Wayne v Michiganu upajo, da bodo njihove raziskave privedle do zgodnjega zdravljenja avtizma in ADHD.
- Nič pa še o tem, kako stopiti stopalo v usta: Raziskovalci kalifornijske univerze v San Franciscu so preslikali proces govora in iz živcev, ki nadzirajo čeljusti, ustnice in jezik, preslikali nevronsko mrežo. tistim, ki manipulirajo grkvico.
- Pogovor o povečanju beljakovin: Obstaja biološka razlaga, zakaj ženske govorijo več kot moški. Študije so pokazale, da ženske v povprečju govorijo 20.000 besed, moški pa približno 7000. Glede na študijo, ki je bila prejšnji teden objavljena v reviji Journal of Neuroscience, je to morda zato, ker imajo ponavadi višje ravni beljakovin v svojih možganih, kar je povezano z verbalno komunikacijo.
Video bonus: Novinar BBC-ja si na lastnih možganih ogleda ogled ožičenja.
Več s Smithsonian.com
Bolj človeški umetni možgani
Znanost o možganih: 10 študij, ki vam uidejo v glavo
