Αναμείνατε ολίγον τι
Επιστήμες

Κορυφαίοι νευροεπιστήμονες δημιούργησαν το «CERN του εγκεφάλου»

BrainStorm

Κορυφαίοι νευροεπιστήμονες ενώνουν τις δυνάμεις τους για να μελετήσουν τον εγκέφαλο –  όπως ήδη έχουν κάνει προ πολλού οι φυσικοί με το CERN.

Το Διεθνές Εργαστήριο Εγκεφάλου (International Brain Lab -IBL), που ξεκίνησε στις 19 Σεπτεμβρίου, συνδυάζει 21 από τα σημαντικότερα εργαστήρια νευροεπιστημών στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη σε μια γιγαντιαία συνεργασία που θα αναπτύξει θεωρίες για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος, επικεντρώνοντας την προσπάθειά τους σε μία ενιαία συμπεριφορά που μοιράζονται όλα τα ζώα: την αναζήτηση τροφής.

Έως σήμερα, τα επιμέρους νευροεπιστημονικά εργαστήρια συνήθως μελετούν ένα μικρό μέρος των νευρωνικών κυκλωμάτων του εγκεφάλου. Το νέο «εικονικό» IBL θα επιχειρήσει πιο ολιστικές μεθόδους. Στο project θα χρησιμοποιηθούν chips που μπορούν να καταγράψουν τα ηλεκτρικά σήματα χιλιάδων νευρώνων ταυτόχρονα. Θα χρησιμοποιηθούν επίσης και άλλες αναδυόμενες τεχνολογίες, όπως είναι τα εργαλεία οπτογενετικής που ελέγχουν τους νευρώνες με φως.

«Είναι μια νέα προσέγγιση που πιθανόν να αποδώσει σημαντικές νέες γνώσεις σχετικά με τον εγκέφαλο και τη συμπεριφορά», λέει ο Tobias Bonhoeffer, διευθυντής του Ινστιτούτου Νευροβιολογίας του Max Planck στο Martinsried της Γερμανίας.

Το 2013, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ανακοίνωσε ένα φιλόδοξο δεκαετές Πρόγραμμα Ανθρώπινου Εγκεφάλου (Human Brain Project), με χρηματοδότηση ενός δισεκατομμυρίου ευρώ και το 2014, ο τότε Αμερικανός πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα έθεσε σε εφαρμογή την Πρωτοβουλία των Εγκεφάλων (Brain Initiative) των ΗΠΑ για την ανάπτυξη νευροτεχνολογιών, με χρηματοδότηση 110 εκατομμυρίων δολαρίων. Η Ιαπωνία, η Κίνα, ο Καναδάς και άλλες χώρες έχουν επίσης ή σχεδιάζουν τις δικές τους μεγάλες πρωτοβουλίες για τη νευροεπιστήμη.

Το Διεθνές Εργαστήριο Εγκεφάλου είναι το πρώτο διεθνώς στο πεδίο της νευροεπιστήμης, που έχει δημιουργηθεί με πρότυπο το CERN. Αφενός συνενώνει θεωρητικούς και πειραματικούς νευροεπιστήμονες καθώς και ειδικούς στην ανάλυση δεδομένων, αφετέρου έχει υιοθετήσει μια επίπεδη ιεραρχία και μια συνεργατική διαδικασία λήψης αποφάσεων, η οποία βασίζεται σε σχεδόν καθημερινές συσκέψεις επιστημόνων μέσω του διαδικτύου.

«Μέχρι στιγμής», αναφέρει ο Andreas Herz, θεωρητικός νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian του Μονάχου της Γερμανίας, «η νευροεπιστήμη έχει κολλήσει σε διερευνητική φάση». Το IBL θα επιδιώξει να δημιουργήσει και να δοκιμάσει ενοποιητικές θεωρίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος κωδικοποιεί και υπολογίζει τις πληροφορίες – επιδιώκοντας να βρει το ισοδύναμο πρότυπο μοντέλο των φυσικών.

Οι κύριοι ερευνητές της IBL, στους οποίους συμπεριλαμβάνονται εμπειρογνώμονες ανάλυσης δεδομένων καθώς και πειραματικοί και θεωρητικοί νευροεπιστήμονες, θα αφιερώσουν περίπου το 20% του χρόνου τους στην προσπάθεια αυτή.

Κατά τη διάρκεια των δύο πρώτων ετών, το IBL θα δημιουργήσει εργαλεία πληροφορικής για την αυτόματη ανταλλαγή δεδομένων, όπως επίσης και ένα αξιόπιστο πειραματικό πρωτόκολλο για μια βασική εργασία αναζήτησης τροφής σε ποντίκια. Τα μέλη θα πρέπει να δηλώνουν τα πειράματά τους πριν προχωρήσουν στην εφαρμογή τους και τα αποτελέσματα θα είναι άμεσα ορατά σε όλους τους συνεργάτες.

«Είναι μια μεγάλη πρόκληση – και δεν είναι ο τρόπος που λειτουργεί το πεδίο της νευροεπιστήμης αυτή τη στιγμή», λέει η Anne Churchland, μέλος της IBL στο Cold Spring Harbor Laboratory της Νέας Υόρκης.

Στην πειραματική νευροεπιστήμη, η παραμικρή αλλαγή των παραμέτρων μπορεί να μεταβάλει τα αποτελέσματα του πειράματος. Το πρότυπο πρωτόκολλο της IBL επιχειρεί να αντιμετωπίσει όλες τις πιθανές πηγές μεταβλητότητας, από τις δίαιτες των ποντικών μέχρι το χρόνο και την ποσότητα φωτός στην οποία  εκτίθενται κάθε ημέρα. Κάθε πείραμα θα αναπαραχθεί σε τουλάχιστον ένα χωριστό εργαστήριο, χρησιμοποιώντας πανομοιότυπα πρωτόκολλα, προτού τα αποτελέσματα και τα δεδομένα του δημοσιοποιηθούν.

Η επέκταση του IBL πέρα από την πιλοτική του φάση θα απαιτήσει περισσότερα από 13 εκατομμύρια δολάρια, προβλέπει ο Pouget. Αφού δημιουργηθεί το πρωτόκολλο αναζήτησης, η δεύτερη φάση του έργου θα εξετάσει συγκεκριμένες θεωρίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος ενσωματώνει διάφορες πληροφορίες για να λαμβάνει αποφάσεις ανά στιγμή.

Για τον Herz, ο οποίος είναι θεωρητικός και ανήκει σε ένα σημαντικό δίκτυο υπολογιστικής νευροεπιστήμης, είναι καιρός να υιοθετηθεί αυτή η αυστηρότητα από τη νευροεπιστήμη. «Εκατό χρόνια μετά», λέει, «οι άνθρωποι θα κοιτάξουν πίσω και θα αναρωτηθούν γιατί δεν είχε γίνει μέχρι τώρα μια πιο φυσική προσέγγιση σχεδιασμού πειραμάτων για να εδραιώσουν ή να διαψεύσουν τις θεωρίες».

 

Πηγές

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
Γιώτα Ζώτου

Γιώτα Ζώτου

Είμαι απόφοιτος του Τμήματος Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης και κάθε προσπάθεια για περαιτέρω βελτίωση, που έχει σαν στόχο την διευκόλυνση της καθημερινότητας του ανθρώπου άπτεται των ενδιαφερόντων μου. Μέσα από αυτό το site λοιπόν θα μοιραζόμαστε ερευνητικά δεδομένα και εξελίξεις που αφορούν στις επιστήμες και την τεχνολογία, τα οποία έμμεσα ή άμεσα μας αφορούν και αξίζει να γνωρίζουμε.

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Πώς τα μυστικά των πρώτων αριθμών κάνουν τον κόσμο μας ασφαλέστερο
Πώς ο Ερατοσθένης υπολόγισε την περιφέρεια της Γης πάνω από 2000 χρόνια πριν;
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Εκπληκτικές φωτογραφίες του Cassini λίγο πριν τη συντριβή του στον Κρόνο