Poolteist aastat oma presidendiks saamise ajal esitas John F. Kennedy väljakutse USA teadlastele, et nad ameeriklased aastakümne lõpuks Kuule tooksid. Oma hiljutises liidu oleku aadressil vihjas Barack Obama, mis võiks saada tema versiooniks Kuule jõudmisest - ta tahaks, et teadlased aju müsteeriumi lahendaksid.
Obama missioon oleks raskem tõstmine.
Ta ei laskunud palju üksikasjadesse, va tsiteerides aju-uuringuid kui suurepärast näidet selle kohta, kuidas valitsus saab “parimatesse ideedesse investeerida”. Kuid eelmisel nädalal täitis John Markoffi lugu New York Timesis New Yorgi ajakirjas palju lünki. . Obama suur eesmärk on nn ajutegevuse kaart - seda nimetatakse juba lihtsalt BAMiks - ja see nõuaks ulatuslikku koostööd teadusuuringute alal, kaasates neuroteadlasi, valitsusasutusi, eraasutusi ja tehnoloogiaettevõtteid, mille tõeliselt hirmutav eesmärk on välja mõelda, kuidas aju genereerib tegelikult mõtteid, mälestusi ja teadvust.
Alzheimeri vastus?
Eeldatakse, et Valge Maja avalikustab oma suure eelarvekava ametlikult juba järgmisel kuul eelarveprojekti osana. Spekuleeritakse, et see võib järgmise 10 aasta jooksul maksta kuni 3 miljardit dollarit.
Nüüd võib tunduda kummaline aeg olla 300 miljoni dollari suuruse hinnasildiga projektide kallale toomine, mida peaks eelarvelise häkkimise sekvestreerimine algama selle nädala lõpus. Sellepärast, kuigi Obama osales üksikasjades, suutis ta siiski võrrelda aju kaardistamise missiooni inimgenoomi projektiga - olulise föderaalvalitsuse rahastatava uurimisalgatusega, mille abil kaardistada kõik inimese DNA geenid. Lõppkokkuvõttes läks see maksma 3, 8 miljardit dollarit, kuid saavutas oma eesmärgi kaks aastat varem, 2003. aastal ja jõudis mõjuuuringu kohaselt 2010. aastani majandusele tagasi 800 miljardit dollarit.
Pole kahtlust, et BAM-il võib olla suur mõju, aidates teadlastel mõista, mis ajus toimub depressiooni või skisofreenia või autismi põhjustamiseks. Ja kindlasti võiks see olla abiks ravimifirmadele, kes on kulutanud miljardeid õnne, et leida Alzheimeri tõvest ravi. Alates 1998. aastast on Alzheimeri tõve raviks leitud ebaõnnestunud rohkem kui 100 katset, mis 2050. aastaks peaks mõjutama 115 miljonit inimest kogu maailmas.
See kõik on seotud tööriistadega
On selge, et aju lahti harutamiseks on palju meditsiinilisi põhjuseid, kuid millised on reaalsed väljavaated? Muidugi on aju skaneerimine aidanud teadlastel näha, millised ajuosad on erinevat tüüpi käitumise korral aktiivsemad, kuid see on 30 000-suu vaade. See räägib neile peaaegu sellest, kuidas üksikud ajurakud edastavad teavet, ja veelgi vähem sellest, kuidas närvivõrgud muudavad selle käitumiseks.
Viimastel aastatel on teadlased teinud suuri edusamme mõistmaks, kuidas aju on korraldatud programmi Human Connectome kaudu, mida rahastab Riiklik Terviseinstituut. Kuid selle eesmärk on luua rohkem närviühenduste staatiline kaart.
Järgmine oluline samm on näha reaalajas, kuidas teavet töödeldakse nende ühenduste kaudu ja millised erinevad neuronid saavad selle protsessi osaks. Või nagu Harvardi bioloog George Church, üks teadlastest, kes pakkus eelmisel aastal ette BAM-i, on seda selgitanud: "Me ei taha näha ainult juhtmeid, vaid ka juhtmete kaudu edastavaid teateid."
Oluline on see, kui kiiresti on võimalik arendada tehnoloogiat, mis võimaldab teadlastel mõttekäiku jälgida, salvestades iga tuhande ja võib-olla ka miljonite seotud närvirakkude iga pilgu. Praegune tehnoloogia võimaldab neil registreerida umbes 100 neuroni aktiivsust korraga, mis on liiga väike närvivõrgu viil, et aidata paljuski kõike selgitada. Kuid nagu Greg Miller märkis hiljuti Wiredi veebisaidil ilmunud teoses, on töös mitu tipptasemel bioloogilist või nanotööriista, sealhulgas üks, mis võiks “pakendada sadu tuhandeid nanowire elektroode elastseteks lehtedeks, mis vastavad aju ja pealtkuulamine neuronitel, minimaalsete koekahjustustega. ”
Kas suurem on tõesti parem?
BAM-i rahastamise korral on palju neuroteadlasi elevil. Kuid mitte kõik. Mõned on juba märkinud, et tegelikult ei saa te seda võrrelda inimgenoomi projektiga ega missiooniga Kuule. Mõlemal neist püüdlustest, ehkki väga väljakutsuvad, olid selgelt määratletavad eesmärgid. Kuid kuidas tuvastada BAMi edu? Kas oleks võimalik salvestada sadade tuhandete neuronite aktiivsus, mis tegelikult seletaks, kuidas mõtlemine toimub? Keegi ei tea.
Teised teadlased on mures, et BAM võib oma kõrge profiiliga voolata dollareid teistest neuroteaduste uuringutest. Mõned kirjanikud on isegi tõstatanud mõttekontrolli, eriti kuna üks kaasatud valitsusasutustest on eksperimentaaltehnoloogiat rahastav kaitseministeeriumi amet DARPA.
Gary Marcus kirjutab ajakirjas The New Yorker, et BAM-i taoline projekt võib olla tõhusam, kui see poleks nii monoliitne. Ta väidab, et see tuleks jagada viieks väiksemaks projektiks, millest igaüks keskenduks aju funktsiooni erinevale aspektile.
Kuid ta hoiatab ka, et kui Kongress palub suure neuroteaduste projekti jaoks raha eraldada, võib see irooniliselt tekitada ajude äravoolu. Jaanuaris eraldas rühm Euroopa riike enam kui miljard dollarit oma tohutule neuroteaduste ettevõtmisele nimega Human Brain Project, mis üritab simuleerida kõiki aju protsesse arvutis.
Kirjutab Marcus:
„Ükskõik, kas see täidab oma suurt eesmärki või mitte, toob Euroopa projekt kindlasti kaasa märkimisväärse hulga väiksemaid teaduse edusamme. Kui USA ei järgi eeskuju, kaotame neuroteaduse valdkonnas juhtrolli ja jätame tõenäoliselt järelejõudmise mõne silmapiiril asuva suurima mängu muutva tööstuse jaoks, nagu näiteks inimese tasemel tehisintellekt ja otsene aju-arvuti liidesed - kuigi mõlemad väljad pärinesid Ameerika Ühendriikidest. ”
Nuputamisülesanded
Siin on mõned muud aju-uuringute hiljutised leiud:
- Hiirtest ja hiirtest jälgivatest meestest: Stanfordi teadlased suutsid hiirte ajutegevust reaalajas jälgida pärast aju paelumist fluorestsentsvalkudega. Nad said jälgida, millised nende aju osad hõõgusid, kui nad puuri ümber jooksid.
- Kas see tähendab, et lind võib laulu pähe takerduda ?: Ja Duke'i ülikooli teadlaste meeskond leidis, et lindudel, kes oskavad laulda ja helisid jäljendada, on ajus geenid, mis võivad sisse ja välja lülituda inimese ajule sarnastel viisidel.
- Ta süttib emakas: Esmakordselt näitasid arenevate inimese loodete MRT-d sidesignaale nende aju erinevate osade vahel. Michiganis asuva Wayne State University teadlased loodavad, et nende uuringud viivad varajase autismi ja ADHD ravile.
- Siiski pole veel midagi selle kohta, kuidas suu suu sisse saab: San Francisco California ülikooli teadlased olid kaardistanud kõneprotsessi, pannes lõualuud, huuli ja keelt kontrollivatest närvidest närvi, mis selle toimima paneb, neile, kes manipuleerivad kõri.
- Rääkige valgu suurendamisest: seal on bioloogiline seletus, miks naised räägivad rohkem kui mehed. Uuringud on näidanud, et naised räägivad päevas keskmiselt 20 000 sõna, mehed aga keskmiselt umbes 7000. Eelmisel nädalal ajakirjas Journal of Neuroscience avaldatud uuringu kohaselt võib see olla tingitud sellest, et nende ajus on tavaliselt kõrgem valgu tase, mis on seotud verbaalse suhtlusega.
Videoboonus: BBC ajakirjanik tutvub juhtmetega oma ajus.
Rohkem saidilt Smithsonian.com
Inimlikum kunstlik aju
Ajuteadus: 10 uuringut, mis satuvad pähe
