Kādu progresu BRAIN iniciatīva ir panākusi līdz šim?

Zinātniekiem vēl ir daudz jāmācās par cilvēka smadzenēm, tostarp par smadzeņu darbības traucējumu, piemēram, Parkinsona un Alcheimera slimības, pamatcēloņiem. Labāka priekšstata iegūšana par smadzeņu darbību varētu palīdzēt atklāt labākas ārstēšanas metodes. Lai sāktu šo pētījumu, prezidents Obama 2013. gadā uzsāka smadzeņu izpēti, izmantojot iniciatīvu Inovatīvu neirotehnoloģiju attīstībai (BRAIN). Projekts ir ieguvis finansējumu vairāk nekā 300 miljonu ASV dolāru apmērā no aģentūrām, tostarp Aizsardzības progresīvo pētniecības projektu aģentūras (DARPA) un Nacionālajiem institūtiem. veselības aizsardzības (NIH), kā arī universitātēm, uzņēmumiem un citām iestādēm. Tas ietver 46 miljonus USD dotācijās, ko NIH piešķīra 58 projekti pagājušā gada septembrī.

Ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis

Ziemeļkarolīnas universitātes pētnieki ir atraduši veidu, kā ieslēgt un izslēgt pelēm tādu uzvedību kā ēšana. Šo uzvedību izraisa ķīmiskie signāli smadzenēs, kurus kontrolē proteīni neironu virsmā. Zinātnieki laboratorijā modificēja šo receptoru ķīmisko struktūru tā, lai vietas reaģētu tikai uz noteikta veida savienojumu. Pēc tam zinātnieki varēja ieslēgt un izslēgt šo uzvedību, injicējot savienojumu peles smadzenēs. Zinātnieki pēta vairāku receptoru aktivitāti viens pret otru, kas varētu palīdzēt pētniekiem labāk izprast smadzeņu lomu bioloģiskajās funkcijās vai slimībās, piemēram, Alcheimera un Parkinsona slimībās, kas rodas, ja signalizācijas sistēmas nedarbojas pareizi. Darbs ir izklāstīts maijā Neirons papīra, un to atbalsta 2,84 miljonu dolāru dotācija saskaņā ar iniciatīvu BRAIN.

Lēmumu pieņemšana

Pētnieki no Prinstonas saņēma 1,02 miljonu dolāru dotāciju, lai pētītu darba atmiņu, tostarp to, kā smadzenes pieņem lēmumus, pamatojoties uz pierādījumiem, ko tās savāc tikai dažu simtu milisekundēs. Janvārī Daba vēstuli, Karlosa Brodija komanda izstrādā eksperimentu, kurā žurka dzird klikšķus, kas nāk caur skaļruņiem, kas novietoti tās kreisajā un labajā pusē. Mērķis ir virzīties tajā skaļruņa virzienā, kurš atskanējis visvairāk klikšķu, skaidro a pastu NIH vietnē, kurā aprakstīta tehnoloģija. Pētot ātrumu, kādā neironi šauj žurku smadzenēs, zinātnieki atklāja, ka smadzeņu apgabals, kas pazīstams kā aizmugurējā parietālā garoza, ir atbildīgs par pierādījumu uzkrāšanu par to, kuru pusi žurkām vajadzētu izvēlēties. Cits smadzeņu apgabals, ko sauc par prefrontālo garozu, dod žurkām signālu pārvietoties noteiktā virzienā. Šis eksperiments apstrīd dažus iepriekšējos atklājumus, kas norāda uz prefrontālās garozas lomu informācijas vākšanā lēmumu pieņemšanai.

Labāka protezēšana

Pētnieku komanda no Pitsburgas Universitātes, Rietumvirdžīnijas universitātes un Soltleiksitijas medicīnas ierīču ražotāja Ripple tiek izstrādāta ekstremitāšu protēze, kas ļauj amputētajiem sajust sajūtas tāpat kā ar dabisku roku, pateicoties rokā implantētiem sensoriem, kas reģistrē elektrisko aktivitāti no muskuļiem, kas paliek pēc amputācijas. Atšifrējot, šie signāli kontrolē protēžu rokas kustības, skaidro Pitsburgas universitātes docents Roberts Gonts. Lai radītu sajūtu, protēžu rokas sensori tiek pārveidoti par elektriskiem impulsiem, kas stimulē neironus blakus muguras smadzenēm, viņš saka. Tā vietā, lai savienotu protēžu ekstremitāti tieši ar smadzenēm, pētnieki izmanto ķermeņa perifēro nervu sistēmu. Gonts atzīmē, ka viens no mūsdienu protezēšanas ierobežojumiem ir tas, ka tā vienlaikus veic tikai vienu kustību, piemēram, atver vai aizver roku vai pagriež plaukstas locītavu. Viņa komandas mākslīgā ekstremitāte vienlaikus veiktu sešas dažāda veida kustības, papildus nodrošinot sensoro atgriezenisko saiti. Tehnoloģija varētu būt gatava četru gadu laikā, lai pacienti varētu pārbaudīt mājās, pētnieku grupa ziņoja februārī. Pētījums ir daļa no DARPA programmas.

Jauna attēlveidošana

Viens no BRAIN iniciatīvas mērķiem ir izstrādāt jaunas attēlveidošanas metodes, saka ASV Nacionālā garīgās veselības institūta direktors Tomass Insels. emuāra ieraksts uzsverot vairākus līdz šim iniciatīvas sasniegumus. Viena no tām ir jauna metode, ko izstrādājuši Vašingtonas universitātes un Teksasas A&M universitātes pētnieki. Šī tā sauktā fotoakustiskās mikroskopijas tehnika ļauj pētniekiem uzņemt attēlus ar pietiekami augstu izšķirtspēju, lai redzētu atsevišķus kapilārus un asins piesātinājumu ar skābekli peles smadzenēs. Ar tradicionālajiem mikroskopiem uzņemtie attēli šajā līmenī kļūtu izplūduši, jo gaisma pārvietojas pa audiem, maijā skaidroja pētnieki. IEEE impulss rakstu. Jaunā attēlveidošanas tehnika ir aprakstīta martā Dabas metodes rakstu. Pētījumu finansē NIH dotācija 2,7 miljonu ASV dolāru apmērā.

Līdzņemšanai:

Kopš prezidents Obama 2013. gadā paziņoja par BRAIN iniciatīvu, tādu aģentūru kā NIH un DARPA finansējums sniedz agrīnus atklājumus par lēmumu pieņemšanu, attēlveidošanu un to, kā smadzeņu ķēdes ir iesaistītas noteiktā uzvedībā. Daudzi no šiem pētniecības projektiem prasīs vairākus gadus.

Vai jums ir liels jautājums? Sūtiet ieteikumus uz [email protected]

paslēpties