Jakého pokroku dosud dosáhla iniciativa BRAIN?

Vědci se mají ještě hodně co učit o lidském mozku – včetně základních příčin mozkových poruch, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba. Získání lepší představy o tom, jak mozek funguje, by mohlo pomoci odhalit lepší léčbu. Aby tento výzkum nastartoval, prezident Obama v roce 2013 zahájil iniciativu Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN). zdravotnictví (NIH), stejně jako univerzity, společnosti a další instituce. To zahrnuje 46 milionů dolarů v grantech, které NIH udělila 58 projektů loni v září.

Vypínač zapnuto-vypnuto

Výzkumníci z University of North Carolina našli způsob, jak u myší zapnout a vypnout chování, jako je jídlo. Toto chování je spouštěno chemickými signály v mozku, které jsou řízeny proteiny na povrchu neuronů. Vědci upravili chemickou strukturu těchto receptorů v laboratoři tak, aby místa reagovala pouze na určitý typ sloučeniny. Vědci pak mohli toto chování zapnout a vypnout injekčním podáním sloučeniny do mozků myší. Vědci studují aktivitu více receptorů ve vzájemném vztahu, což by mohlo pomoci výzkumníkům lépe porozumět roli mozku v biologických funkcích nebo onemocněních, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba, ke kterým dochází, když signální systémy nefungují správně. Práce je nastíněna v květnu Neuron papír a podpořen grantem 2,84 milionu dolarů v rámci iniciativy BRAIN.

Rozhodování

Výzkumníci z Princetonu získali grant ve výši 1,02 milionu dolarů na studium pracovní paměti, včetně toho, jak se mozek rozhoduje na základě důkazů, které shromáždí během pouhých několika set milisekund. V lednu Příroda dopis, tým Carlose Brodyho navrhuje experiment, ve kterém krysa slyší cvakání z reproduktorů umístěných na její levé a pravé straně. Cílem je pohybovat se ve směru reproduktoru, který zněl nejvíce cvaknutí, vysvětluje a pošta na webové stránce NIH popisující technologii. Studiem rychlosti, jakou neurony střílely do mozku krys, vědci zjistili, že oblast mozku známá jako zadní parietální kůra byla zodpovědná za shromažďování důkazů o tom, kterou stranu by si krysa měla vybrat. Další oblast mozku zvaná prefrontální kůra dává potkanovi signál, aby se pohyboval určitým směrem. Tento experiment zpochybňuje některá předchozí zjištění, která poukazují na to, že prefrontální kůra hraje roli při shromažďování informací pro rozhodování.

Lepší protetika

Tým výzkumníků z University of Pittsburgh, West Virginia University a výrobce lékařských zařízení v Salt Lake City Vlnění vyvíjejí protetickou končetinu, která umožňuje amputovaným cítit vjemy jako s přirozenou paží, a to díky senzorům implantovaným do paže, které zaznamenávají elektrickou aktivitu svalů, které zbyly po amputaci. Když jsou tyto signály dekódovány, řídí pohyby protetické ruky, vysvětluje Robert Gaunt, odborný asistent na University of Pittsburgh. Pro vytvoření pocitu se senzory v protetické ruce převádějí na elektrické pulzy, které stimulují neurony v blízkosti míchy, říká. Namísto připojení protetické končetiny přímo k mozku, vědci používají periferní nervový systém těla. Gaunt poznamenává, že jedním z omezení dnešní protetiky je to, že provádějí pouze jeden pohyb najednou, jako je otevírání nebo zavírání ruky nebo otáčení zápěstí. Umělá končetina jeho týmu by kromě poskytování senzorické zpětné vazby vykonávala šest různých typů pohybů najednou. Technologie by mohla být připravena do čtyř let, aby si ji pacienti mohli otestovat doma, uvedl výzkumný tým v únoru. Výzkum je součástí programu DARPA.

Nové zobrazování

Jedním z cílů BRAIN Initiative je vyvinout nové zobrazovací techniky, říká ředitel amerického Národního institutu duševního zdraví Thomas Insel blogový příspěvek zdůrazňuje několik dosavadních pokroků v rámci této iniciativy. Jednou z nich je nová metoda vyvinutá výzkumníky z Washington University a Texas A&M University. Tato takzvaná technika fotoakustické mikroskopie umožňuje výzkumníkům pořizovat snímky s dostatečně vysokým rozlišením, aby viděli jednotlivé kapiláry a okysličení krve v mozku myši. Snímky pořízené tradičními mikroskopy by byly na této úrovni rozmazané kvůli způsobu, jakým se světlo pohybuje tkání, vysvětlili vědci v květnu Pulzní IEEE článek. Nová zobrazovací technika je popsána v březnu Přírodní metody článek. Výzkum financuje grant NIH ve výši 2,7 milionu dolarů.

S sebou:

Od té doby, co prezident Obama v roce 2013 oznámil iniciativu BRAIN, přináší financování agenturami jako NIH a DARPA první poznatky o rozhodování, zobrazování a o tom, jak se mozkové okruhy podílejí na určitém chování. Mnohým z těchto výzkumných projektů bude trvat roky, než dospějí.

Máte velkou otázku? Návrhy zasílejte na otázku [email protected]

skrýt