Rok a půl svého předsednictví John F. Kennedy vyzval americké vědce, aby Američany dostali na Měsíc do konce tohoto desetiletí. Barack Obama na svém nedávném projevu stavu Unie naznačil, co by se mohlo stát jeho verzí sáhnutí po Měsíci - chtěl, aby vědci vyřešili záhadu mozku.
Obamova mise by byla těžší výtah.
Nešel příliš podrobně, než citoval výzkum mozku jako hvězdný příklad toho, jak může vláda „investovat do nejlepších nápadů“. Minulý týden však příběh v New York Times John Markoff zaplnil mnoho mezer . Obamova velká ambice je něco, co se nazývá mapa mozkových aktivit - již se to nazývá jednoduše BAM - a vyžadovalo by to obrovské úsilí v oblasti společného výzkumu, které by se týkalo neurovědců, vládních agentur, soukromých nadací a technologických společností, se skutečně skličujícím cílem zjistit, jak mozek ve skutečnosti vytváří myšlenky, vzpomínky a vědomí.
Odpověď pro Alzheimerovu chorobu?
Očekává se, že Bílý dům oficiálně představí svůj velký plán již příští měsíc v rámci svého návrhu rozpočtu. Spekulace je, že by to v příštích 10 letech mohlo stát až 3 miliardy dolarů.
Nyní se může zdát podivné, když se budou předvádět projekty s cenovkou 300 milionů dolarů ročně, což se očekává, že se v příštím týdnu začne s rozpočtováním hackování rozpočtu. To je důvod, proč i když Obama měl světlo na detaily, udělal místo pro srovnání mise mapování mozku s projektem Human Genome Project - hlavní výzkumnou iniciativou financovanou federální vládou k mapování všech genů v lidské DNA. Nakonec to stálo 3, 8 miliardy dolarů, ale svého cíle dosáhlo o dva roky dříve, v roce 2003 a do roku 2010, podle studie dopadu, vrátilo ekonomice 800 miliard dolarů.
Není pochyb o tom, že by BAM mohl mít hluboký dopad na pomoc vědcům pochopit, co se děje v mozku a způsobuje depresi nebo schizofrenii nebo autismus. A určitě by to mohlo být přínosem pro farmaceutické společnosti, které utratily miliardy bez štěstí, aby našli lék na Alzheimerovu chorobu. Od roku 1998 došlo k více než 100 neúspěšným pokusům o nalezení léčby Alzheimerovy choroby, která by měla do roku 2050 postihnout 115 milionů lidí na celém světě.
Je to všechno o nástrojích
Je zřejmé, že existuje spousta lékařských důvodů, jak se pokusit rozmotat mozek, ale jaké jsou realisticky vyhlídky? Jistě, skenování mozku pomohlo vědcům zjistit, které části mozku jsou aktivnější během různých typů chování, ale to je pohled na 30 000 stop. Říká jim to téměř nic o tom, jak jednotlivé mozkové buňky přenášejí informace, a ještě méně o tom, jak neuronové sítě transformují to na chování.
V posledních letech vědci udělali velké pokroky v porozumění toho, jak je mozek organizován v rámci projektu Human Connectome Project, financovaného Národními instituty zdraví. Ale to je navrženo tak, aby vytvořilo více statické mapy neurálních spojení.
Dalším zásadním krokem je vidět v reálném čase, jak jsou informace zpracovávány prostřednictvím těchto spojení a které různé neurony se stávají součástí tohoto procesu. Nebo jako Harvardský biolog George Church, jeden z vědců, který loni navrhl BAM v novinách, to vysvětlil: „Nechceme jen vidět dráty, ale také zprávy, které procházejí dráty.“
Klíčem je to, jak rychle lze vyvinout technologii, která vědcům umožní sledovat myšlenkový proces tím, že zaznamenává každý pokles každého z tisíců a možná milionů zapojených neuronů. Současná technologie jim umožňuje zaznamenat aktivitu zhruba 100 neuronů najednou, příliš malou část neuronové sítě, která by mohla vysvětlit cokoli. Jak však Greg Miller poznamenal v nedávném díle na webové stránce Wired, pracuje několik špičkových biologických nebo nano-nástrojů, včetně těch, které by mohly „zabalit stovky tisíc nanovlákenných elektrod do flexibilních listů, které odpovídají povrchu mozek a odposlouchávání neuronů s minimálním poškozením tkáně. “
Je větší opravdu lepší?
Pokud bude BAM financován, bude mnoho neurovědců nadšeno. Ale ne všechny. Někteří už zdůraznili, že to opravdu nemůžete porovnat s projektem Human Genome Project, ani s misí na Měsíc. Obě tyto snahy, i když velmi náročné, měly jasně definované cíle. Jak ale identifikujete úspěch pro BAM? Bylo by možné zaznamenat aktivitu stovek tisíc neuronů opravdu vysvětlit, jak se myšlení? Nikdo to neví.
Jiní vědci se obávají, že BAM by díky svému vysokému profilu mohl vytéct dolary z dalšího výzkumu neurověd. Někteří spisovatelé dokonce zvýšili spektrum kontroly mysli, zejména proto, že jednou z vládních agentur, které by se zapojily, je DARPA, agentura ministerstva obrany, která financuje experimentální technologii.
Gary Marcus, psaní v The New Yorker, tvrdí, že projekt jako BAM by mohl být efektivnější, kdyby nebyl tak monolitický. Tvrdí, že by měl být rozdělen do pěti menších projektů, z nichž každý byl zaměřen na jiný aspekt funkce mozku.
Varuje však také, že pokud by Kongres odmítl vytěžit peníze na hlavní projekt neurověd, hrozí ironicky jiskření mozku. V lednu se skupina evropských zemí zavázala přes 1 miliardu dolarů k vlastnímu obrovskému neurovědnímu úsilí zvanému Projekt lidského mozku, který se bude snažit simulovat všechny procesy mozku v počítači.
Píše Marcus:
„Ať už evropský projekt splní svůj hlavní cíl, nebo ne, jistě povede k významnému počtu menších vědeckých pokroků. Pokud nás USA nebudou následovat, ztratíme náskok v oblasti neurovědy a pravděpodobně budeme muset dohánět v některých z největších odvětví měnících se hry na obzoru, jako je umělá inteligence na úrovni člověka a přímý mozkový počítač rozhraní - i když obě pole pocházejí ze Spojených států. “
Hlavolamy
Zde jsou některé další nedávné poznatky z výzkumu mozku:
- Z myší a mužů sledujících myši: Vědci ve Stanfordu dokázali sledovat mozkovou aktivitu myší v reálném čase poté, co jim vložili mozek do fluorescenčních proteinů. Dokázali sledovat, které části jejich mozků zářily, když běhaly kolem klece.
- Znamená to, že pták může uvíznout v hlavě píseň ?: A tým vědců z Duke University zjistil, že ptáci, kteří mohou zpívat a napodobovat zvuky, mají v mozcích geny, které se mohou zapínat a vypínat podobným způsobem jako lidské mozky.
- Rozsvítí lůno: Poprvé MRI vyvíjejících se lidských plodů ukazovaly komunikační signály mezi různými částmi jejich mozku. Vědci z Wayne State University v Michiganu doufají, že jejich výzkum povede k časným léčbám autismu a ADHD.
- Zatím však není nic o tom, jak se chodidlo dostane do pusy: Vědci na kalifornské univerzitě v San Franciscu mapovali proces řeči a rozložili neuronovou síť, která to umožňuje, z nervů, které ovládají čelisti, rty a jazyk. těm, kteří manipulují s hrtanem.
- Diskuse o podpoře bílkovin: Existuje biologické vysvětlení, proč ženy mluví více než muži. Studie ukázaly, že ženy hovoří v průměru 20 000 slov denně, zatímco muži v průměru asi 7 000. Podle studie zveřejněné v časopise Neurovědy minulý týden to může být proto, že mají tendenci mít v mozku vyšší hladiny proteinu, který je spojen s verbální komunikací.
Video bonus: Novinář BBC dostane prohlídku elektroinstalace na vlastní mozek.
Více od Smithsonian.com
Více lidského umělého mozku
Brain Science: 10 studií, které se dostanou dovnitř vaší hlavy
