Войти
–Аливисатос и др.
Белый дом Инициатива BRAIN (Исследование мозга через продвижение инновационных нейротехнологий ) - это совместная государственно-частная исследовательская инициатива, объявленная администрацией Обамы 2 апреля 2013 года с целью поддержки разработки и применения инновационных технологий, которые могут создать динамическое понимание функции мозга.
Это действие представляет собой Большой вызов, направленный на революцию в нашем понимании человеческий мозг, и был разработан Белым домом Управлением научно-технической политики (OSTP) как часть более широкого. Вдохновленный проектом Геном человека, BRAIN стремится помочь исследователям раскрыть тайны расстройств мозга, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. депрессия и черепно-мозговая травма (ЧМТ).
Участниками BRAIN и аффилированных лиц проекта являются DARPA и IARPA, а также многочисленные частные компании, университеты и другие организации в США, Австралии, Канаде., и Дания.
Инициатива BRAIN отражает ряд влияний, возникших более десяти лет назад. Некоторые из них включают: встречи по планированию в Национальных институтах здравоохранения, которые привели к разработке проекта NIH для исследований в области нейробиологии; семинары в Национальном научном фонде (NSF) по познанию, нейробиологии и конвергентной науке, включая отчет 2006 г. «Большие проблемы» разума и мозга »; отчеты Национального исследовательского совета и форума Института медицины по неврологии и нарушениям нервной системы, в том числе «От молекул к разуму: вызовы 21 века», семинар 25 июня 2008 г. «Грандиозные проблемы нейробиологии»; годы исследований и отчеты ученых и профессиональных обществ; и интерес Конгресса.
Одним из важных мероприятий был проект Карты активности мозга. В сентябре 2011 года молекулярный биолог Миюнг Чун из Фонда Кавли организовал конференцию в Лондоне, на которой ученые впервые выдвинули идею такого проекта. На последующих встречах ученые из правительственных лабораторий США, в том числе сотрудники Управления по политике в области науки и технологий, а также из Медицинского института Говарда Хьюза и Института мозговых исследований Аллена. вместе с представителями Google, Microsoft и Qualcomm обсудили возможности будущего государственного проекта.
Другое оказали влияние на междисциплинарный проект «Десятилетие разума», возглавляемый Джеймсом Л. Олдсом, который в настоящее время является заместителем директора по биологическим наукам в NSF, и проект «Революция в протезировании» в DARPA, возглавляемый доктором Др. Джеффри Лин и показан на 60 минут в апреле 2009 года.
Разработка плана инициативы BRAIN в рамках Исполнительного аппарата президента (EOP) возглавлялась OSTP и включала следующий персонал EOP: Филип Рубин, тогдашний главный помощник директора по науке и руководитель Белого дома Neu научно-исследовательская инициатива; Томас Калил, заместитель директора по технологиям и инновациям; Кристин Доргело, затем помощник директора по большим вызовам, а затем начальник штаба OSTP; и Карлос Пенья, помощник директора по новейшим технологиям и в настоящее время директор отдела неврологических и физических медицинских устройств в Управлении оценки устройств, Центр устройств и радиологического здоровья (CDRH), США Food and Drug Администрация (FDA).
NIH Директор доктор Фрэнсис Коллинз и президент Барак Обама объявляют об инициативе BRAIN 2 апреля 2013 года на мероприятии в Белом доме президент Барак Обама объявил об инициативе BRAIN с предложенными первоначальными расходами на 2014 финансовый год в размере примерно 110 миллионов долларов от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA), Национальные институты здравоохранения (NIH) и Национальный научный фонд (NSF). Президент также поручил Президентской комиссии по изучению биоэтических вопросов изучить этические, правовые и социальные последствия, поднятые инициативой и нейробиологией в целом. Дополнительные обязательства были также приняты Институтом исследований мозга Аллена, Медицинским институтом Говарда Хьюза и Фондом Кавли. NIH также объявил о создании рабочей группы Консультативного комитета при директоре во главе с нейробиологами Корнелией Баргманн и Уильямом Ньюсом и с участием ex officio DARPA и NSF, чтобы помочь определяют роль NIH в инициативе BRAIN. NSF планировал получить рекомендации от консультативных комитетов своего директората, от Национального научного совета и от серии встреч, на которых собрались ученые в области нейробиологии и смежных областях.
В новостях сообщалось, что исследование позволит отобразить динамику активности нейронов мышей и других животных и, в конечном итоге, десятки миллиардов нейронов в человеческом мозге.
В научном комментарии 2012 г. экспериментальные планы для более ограниченного проекта, Alivisatos et al. описал ряд конкретных экспериментальных методов, которые могут быть использованы для достижения того, что они назвали «функциональным коннектомом », а также новые технологии, которые необходимо будет разработать в ходе проекта. Они указали, что первоначальные исследования могут быть проведены на Caenorhabditis elegans, а затем на Drosophila из-за их сравнительно простых нейронных цепей. Среднесрочные исследования могут быть проведены на рыбках данио, мышах и этрусской землеройке, а в конечном итоге исследования будут проведены на приматах и люди. Они предложили разработку наночастиц, которые можно было бы использовать в качестве датчиков напряжения , которые могли бы обнаруживать отдельные потенциалы действия, а также нанозонды, которые могут служить электрофизиологическими многоэлектродными матрицами. В частности, они призвали к использованию беспроводных, неинвазивных методов обнаружения нейронной активности, либо с использованием микроэлектроники очень крупномасштабной интеграции, либо на основе синтетической биологии а не микроэлектроника. В одном из таких предложенных методов ферментативно продуцируемая ДНК будет служить «тикерной записью» нейронной активности, основанной на индуцированных ионом кальция ошибках при кодировании с помощью ДНК-полимеразы. Данные будут анализироваться и моделироваться с помощью крупномасштабных вычислений. В родственной технике предлагается использовать высокопроизводительное секвенирование ДНК для быстрого картирования нейронных связей.
Временная шкала, предложенная Рабочей группой в 2014 году:
Консультативный комитет :
|
|
По состоянию на декабрь 2018 г. на веб-сайте инициативы BRAIN перечислены следующие участники и аффилированные лица:
Ученые предложили разные точки зрения на план. Нейробиолог Джон Донохью сказал, что этот проект заполнит пробел в нейробиологических исследованиях между, с одной стороны, измерениями активности на уровне областей мозга с использованием таких методов, как фМРТ, и с другой стороны, измерения на уровне отдельных ячеек. Психолог Эд Вул выразил обеспокоенность тем, что эта инициатива отвлечет финансирование от исследований отдельных исследователей. Нейробиолог Дональд Штайн выразил обеспокоенность тем, что было бы ошибкой начинать с того, чтобы тратить деньги на технологические методы, не зная точно, что будет измеряться. Физик Майкл Роукс вместо этого утверждал, что методы в нанотехнологии становятся достаточно зрелыми, чтобы найти время для карты активности мозга. Нейробиолог Родольфо Ллинас заявил на первой встрече Рокфеллера: «То, что здесь произошло, великолепно, никогда раньше в нейробиологии я не видел такого единства в такой славной цели».
Перед проектами стоит грандиозно логистические проблемы. Нейробиологи подсчитали, что проект будет генерировать 300 эксабайт данных каждый год, что представляет собой серьезный технический барьер. Большинство доступных мониторов активности мозга с высоким разрешением имеют ограниченное применение, поскольку их необходимо имплантировать хирургическим путем, вскрывая череп. Были проведены параллели с прошлыми крупномасштабными исследованиями под руководством правительства, включая карту генома человека, путешествие на Луну и создание атомной бомбы.
