ประธานาธิบดีบารัคโอบามาประกาศโครงการวิจัยใหม่เมื่อเช้านี้ (2 เมษายน) เพื่อทำแผนที่สมองมนุษย์ซึ่งเป็นโครงการที่จะเปิดตัวด้วยเงินทุน 100 ล้านดอลลาร์ในปี 2557
โครงการ Map Activity (BAM) ตามที่เรียกว่าอยู่ในขั้นตอนการวางแผนมาระยะหนึ่งแล้ว ในวารสาร Neuron ฉบับเดือนมิถุนายน 2555 นักวิทยาศาสตร์หกคนได้ระบุข้อเสนอที่กว้างขวางสำหรับการพัฒนาเซ็นเซอร์ที่ไม่รุกรานและวิธีการทดลองในเซลล์เดียวในเครือข่ายประสาท- กุมภาพันธ์นี้ประธานาธิบดีโอบามาได้อ้างอิงถึงโครงการที่คลุมเครือที่อยู่ของสหภาพกล่าวถึงว่ามันสามารถ "ปลดล็อกคำตอบของอัลไซเมอร์"
ในเดือนมีนาคมผู้มีวิสัยทัศน์ของโครงการได้สรุปเป้าหมายสุดท้ายของพวกเขาในวารสารวิทยาศาสตร์ พวกเขาเรียกร้องให้มีความพยายามอย่างต่อเนื่องยาวนานหลายปีในการพัฒนาเครื่องมือสำหรับการตรวจสอบเซลล์ประสาทมากถึงหนึ่งล้านตัวในแต่ละครั้ง เป้าหมายสุดท้ายคือการเข้าใจว่าเครือข่ายสมองทำงานอย่างไร
"มันสามารถช่วยให้ประสาทวิทยาศาสตร์สามารถไปที่nitty-gritty ของวงจรสมองซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่หายไปจากปริศนา "Rafael Yuste ผู้อำนวยการของสถาบัน Kavli For Brain Circuits ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่เป็นหัวหอกในโครงการบอก LiveScience ในเดือนมีนาคม" เหตุผลที่หายไปคือเพราะเราไม่ได้มีเทคนิคเครื่องมือ "ภายในสมอง: การเดินทางผ่านกาลเวลา-
อย่างไรก็ตามนักประสาทวิทยาบางคนไม่สนับสนุนโครงการ แต่มีบางคนโต้แย้งว่ามันขาดเป้าหมายที่ชัดเจนและอาจทำให้กองทุนสามารถใช้เงินทุนสำหรับการวิจัยสมองอื่น ๆ ได้
ชิ้นส่วนปริศนาที่หายไป
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบกิจกรรมของเซลล์ประสาทเดียวโดยใช้ขั้วไฟฟ้า พวกเขาสามารถดูสมองทั้งหมดโดยใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (FMRI) และเทคนิคอื่น ๆ แต่พื้นดินกลางจะช่วยพวกเขา เซลล์ประสาททำงานร่วมกันในเครือข่ายได้อย่างไร? จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อวงจรของสมองแตกสลาย?
เพื่อค้นหาว่า Yuste และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าวว่านักวิจัยจะต้องสามารถตรวจสอบทั้งหมดและการโต้ตอบกับเครือข่ายของเซลล์ประสาทในครั้งเดียว นักวิทยาศาสตร์ยังต้องการเครื่องมือในการเปลี่ยนแปลงการกระทำของเซลล์ประสาทส่วนบุคคลในวงจรเพื่อทดสอบผลกระทบของเซลล์เดียวในระบบทั้งหมด
แผนตามที่กำหนดไว้ในวารสารวิทยาศาสตร์คือการเริ่มต้นด้วยสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กและขยับขึ้นในความซับซ้อนของสมอง ภายในห้าปีนักวิจัยเขียนนักวิทยาศาสตร์ควรจะสามารถตรวจสอบเซลล์ประสาทหลายหมื่นเซลล์ในครั้งเดียว - ภายใน 10 ปีหลายแสน
ภายในปีที่ 15 ของโครงการนักวิจัยวางแผนที่จะสามารถตรวจสอบเครือข่ายล้านเพนสมองของ Zebrafish- สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาชิ้นส่วนที่สำคัญของเยื่อหุ้มสมองเมาส์ในหนึ่งล้มลง
นักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าโครงการจะช่วยพัฒนาเทคโนโลยีเช่นโพรบประสาทระดับนาโนที่สามารถใช้ในการรักษาปัญหาทางคลินิกของสมอง หากประสบความสำเร็จโครงการยังสามารถช่วยอธิบายต้นกำเนิดของออทิสติกโรคจิตเภทภาวะสมองเสื่อมและภาวะซึมเศร้า นอกจากนี้มันอาจนำไปสู่การรักษาใหม่สำหรับโรคหลอดเลือดสมองการบาดเจ็บที่ไขสันหลังและโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ พวกเขาเขียน
"โรคสมองทั้งหมดเหล่านี้หายไปเช่นกัน" Yuste บอกกับ Livescience ซึ่งอ้างถึงความเข้าใจของระบบประสาท- "เป็นไปได้มากที่มีทั้งโรคทางจิตและโรคทางระบบประสาทที่จะก้าวหน้าอย่างมากโดยเทคโนโลยีเหล่านี้"
เงินและคำวิจารณ์
Yuste ปฏิเสธที่จะให้ป้ายราคาที่คาดหวังสำหรับโครงการโดยกล่าวว่าการตัดสินใจด้านการระดมทุนนั้นขึ้นอยู่กับหน่วยงานด้านเงินทุน (นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะมีการผสมผสานระหว่างเงินทุนภาครัฐและเอกชน) อย่างไรก็ตามผู้สนับสนุนโครงการเปรียบเทียบแผนที่กิจกรรมสมองกับโครงการจีโนมมนุษย์ซึ่งมีราคา 3.8 พันล้านเหรียญสหรัฐในระยะเวลา 13 ปี
การลงทุนนั้นคุ้มค่า Yuste กล่าว “ ทุกดอลลาร์ที่ลงทุนในเทคโนโลยีจีโนมของมนุษย์นำกลับมาอีก 140 ดอลลาร์ต่อเศรษฐกิจ” เขากล่าว -คลี่คลายจีโนมของมนุษย์: 6 เหตุการณ์สำคัญระดับโมเลกุล-
จำนวนทางเศรษฐกิจนั้นมาจากรายงานที่ได้รับมอบหมายจากมูลนิธิ Life Technologies และดำเนินการโดย Battelle Technology Partnership Partnership ซึ่งพบประโยชน์ในการจ้างงานที่เกี่ยวข้องกับจีโนมและรายได้จากภาษีที่ตามมา ผลประโยชน์ขนาดใหญ่ในรูปแบบของผลกระทบทางเทคโนโลยีที่มีต่อการแพทย์การเกษตรและสาขาอื่น ๆ เป็นเพียงการเริ่มต้นเท่านั้นรายงานสรุป
ปัจจุบันเงินทุนของรัฐบาลกลางตัดเป็นวิทยาศาสตร์กำลังกังวล Yuste กล่าว แต่เขาเห็นว่าแผนที่กิจกรรมสมองเป็นภาพที่จำเป็นมากที่แขนเพื่อยกระดับประชาชนและการสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์
“ ฉันคิดว่ายาที่ดีที่สุดในเวลาเช่นนี้คือการเสนอความคิดเช่น BAM เพื่อเพิ่มพลังให้กับกองทหารดังนั้นการพูด” เขากล่าว
อย่างไรก็ตามกองทหารในด้านประสาทวิทยาไม่ได้รับพลัง โครงการการทำแผนที่ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์สำหรับการมุ่งเน้นไปที่วงจรการทำงานซึ่งตรงข้ามกับกายวิภาคศาสตร์และเพื่อให้มีเป้าหมายสิ้นสุดที่คลุมเครือมากกว่าโครงการจีโนมของมนุษย์ "แผนที่จีโนมมนุษย์" ที่เรียบง่าย
“ ฉันไม่คิดว่าวิธีการเฉพาะของพวกเขาในการพยายามทำแผนที่สมองผ่านการถ่ายภาพนั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีวิธีการสะท้อนที่ดีที่สุดของสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในสมอง” ดอนสไตน์ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิจัยสมองที่โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยเอมอรี "พวกเขากำลังเล่นการพนันครั้งใหญ่"
ที่สมองเป็นพลาสติกมากการเขียนวงจรใหม่เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมสไตน์บอกกับ Livescience ว่าแผนที่ใด ๆ จะไม่น่าเชื่อถือและไม่สามารถแก้ไขได้กับบริบทที่ใหญ่กว่า เขาและนักประสาทวิทยาคนอื่น ๆ ก็กังวลว่าโครงการสมองจะดึงทรัพยากรจากสาเหตุของประสาทวิทยาศาสตร์อื่น ๆ
"คุณใส่ทุกอย่างลงในแนวทาง 'moonshot' แบบนี้ด้วยค่าใช้จ่ายของสิ่งอื่นหรือไม่?" เขาพูด
Yuste ให้เหตุผลว่า BAM จะเป็นประโยชน์ต่อนักประสาทวิทยาทั่วกระดาน เขาวาดภาพ "หอสังเกตการณ์สมอง" ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ในด้านสมองใด ๆ สามารถมาและใช้เครื่องมือตรวจสอบวงจรประสาทในโครงการของตนเอง
“ ฉันคิดว่าคนเหล่านี้จำนวนมากมองว่า BAM เป็นเกมที่ไม่มีผลรวมและพวกเขาต้องการปกป้องสนามของตัวเองโดยไม่ทราบว่านี่เป็นเกมที่มีผลบวก” เขากล่าวถึงนักวิจารณ์ "เพื่อให้เข้าใจสมองเราต้องการเส้นทางกายวิภาค แต่อย่างยิ่งเราจำเป็นต้องรู้หน้าที่ของวงจรมันยากที่จะโต้แย้งกับการรวบรวมความรู้ใหม่"
ติดตาม Stephanie Pappas บนTwitterและGoogle+- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience.com-
