Setahun dan setengah ke jawatan presidennya, John F. Kennedy mencabar saintis AS untuk mendapatkan orang Amerika ke bulan menjelang akhir dekad. Pada alamat Persatuan yang baru-baru ini, Barack Obama membayangkan apa yang boleh menjadi versi beliau untuk mencapai bulan-dia seperti saintis untuk menyelesaikan misteri otak.
Misi Obama akan menjadi lebih berat.
Dia tidak terperinci, selain mengutip penyelidikan otak sebagai contoh cemerlang bagaimana kerajaan boleh "melabur dalam idea-idea terbaik." Tetapi minggu lalu, cerita di New York Times oleh John Markoff memenuhi banyak ruang kosong . Cita-cita besar Obama adalah sesuatu yang dipanggil Peta Kegiatan Otak-ia sudah dirujuk hanya sebagai BAM-dan ia memerlukan usaha penyelidikan kolaboratif besar-besaran yang melibatkan ahli-ahli neurologi, agensi kerajaan, yayasan swasta dan syarikat teknologi, dengan tujuan yang benar-benar menakutkan untuk mengetahui bagaimana otak sebenarnya menghasilkan pemikiran, kenangan dan kesedaran.
Jawapan untuk Alzheimer?
Rumah Putih dijangka secara rasmi memperkenalkan pelan besarnya pada awal bulan depan sebagai sebahagian daripada cadangan bajetnya. Spekulasi adalah bahawa ia boleh menelan kos sebanyak $ 3 bilion dalam 10 tahun ke depan.
Kini, ia mungkin kelihatan seolah-olah satu masa yang aneh untuk melancarkan projek dengan tag harga bernilai $ 300 juta setahun, dengan penembusan anggaran yang dijangkakan pada minggu ini. Itulah sebabnya walaupun Obama menyentuh perinciannya, dia membuat satu titik untuk membandingkan misi pemetaan otak ke Projek Genom Manusia - inisiatif penyelidikan utama yang dibiayai oleh kerajaan persekutuan untuk memetakan semua gen dalam DNA manusia. Ia akhirnya menelan kos $ 3.8 bilion, tetapi mencapai sasarannya dua tahun lebih awal, pada tahun 2003, dan hingga 2010, menurut kajian impak, mengembalikan $ 800 bilion kepada ekonomi.
Tiada soalan yang BAM boleh mempunyai kesan mendalam dalam membantu saintis memahami apa yang berlaku di dalam otak untuk menyebabkan kemurungan atau skizofrenia atau autisme. Dan tentu saja ia boleh menjadi rahmat kepada syarikat-syarikat farmaseutikal yang telah membelanjakan berbilion-bilion, tanpa nasib, untuk mencari ubat untuk penyakit Alzheimer. Sejak tahun 1998, terdapat lebih daripada 100 percubaan yang gagal untuk mendapatkan rawatan untuk Alzheimer, yang menjelang 2050, dijangka memberi kesan kepada 115 juta orang di seluruh dunia.
Ini semua tentang alat
Jelas sekali terdapat banyak sebab perubatan untuk cuba membongkar otak, tetapi apa yang realistiknya adalah prospek? Pasti, imbasan otak telah membantu para saintis melihat bahagian mana otak yang lebih aktif semasa jenis tingkah laku yang berbeza, tetapi itu pandangan 30, 000 kaki. Ia memberitahu mereka tidak ada apa-apa tentang bagaimana sel-sel otak individu menyebarkan maklumat dan bahkan kurang mengenai bagaimana rangkaian saraf mengubahnya menjadi tingkah laku.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidik telah membuat langkah besar dalam memahami bagaimana otak dianjurkan menerusi Projek Sambungan Manusia, dibiayai oleh Institut Kesihatan Nasional. Tetapi itu direka untuk mewujudkan lebih banyak peta statik sambungan saraf.
Langkah penting seterusnya adalah untuk dapat melihat, dalam masa nyata, bagaimana maklumat diproses melalui sambungan tersebut dan yang berbeza neuron menjadi sebahagian daripada proses itu. Atau sebagai ahli biologi Harvard George Church, salah seorang ahli sains yang mencadangkan BAM dalam satu kertas tahun lepas, telah menjelaskannya: "Kami tidak hanya mahu melihat wayar, tetapi juga mesej yang melewati wayar."
Kuncinya ialah sejauh mana teknologi boleh dibangunkan yang membolehkan para saintis mengikuti proses pemikiran dengan merekodkan setiap kekacauan setiap ribuan, dan mungkin jutaan, neuron yang terlibat. Teknologi terkini membolehkan mereka merakam aktiviti kira-kira 100 neuron pada satu masa, terlalu kecil sepotong rangkaian saraf untuk membantu menjelaskan banyak perkara. Tetapi, seperti yang dijelaskan oleh Greg Miller dalam satu bahagian baru di laman web Wired, beberapa alat biologi atau nano canggih dalam kerja-kerja, termasuk satu yang boleh "mengumpulkan ratusan ribu elektrod nanowire ke lembaran fleksibel yang sesuai dengan permukaan otak dan pendengaran di neuron dengan kerosakan tisu minimum. "
Adakah lebih besar benar-benar lebih baik?
Banyak pakar neurologi akan gembira jika BAM mendapat pembiayaan. Tetapi tidak semua. Sesetengah telah menunjukkan bahawa anda tidak dapat membandingkannya dengan Projek Genom Manusia, atau misi bulan, untuk perkara itu. Kedua-dua usaha itu, walaupun sangat mencabar, mempunyai matlamat yang jelas. Tetapi bagaimana anda mengenal pasti kejayaan untuk BAM? Adakah dapat merekodkan aktiviti ratusan ribu neuron benar-benar menerangkan bagaimana pemikiran berlaku? Tiada siapa yang benar-benar tahu.
Ahli sains lain bimbang BAM, dengan profil yang tinggi, boleh mengangkut dolar dari penyelidikan neurosains yang lain. Sesetengah penulis bahkan menimbulkan pelbagai kawalan minda, terutamanya kerana salah satu agensi kerajaan yang akan terlibat ialah DARPA, agensi Jabatan Pertahanan yang membiayai teknologi eksperimen.
Gary Marcus, yang menulis dalam The New Yorker, membuat kes yang satu projek seperti BAM mungkin lebih berkesan jika ia tidak begitu monolitik. Beliau berhujah bahawa ia perlu dipecahkan kepada lima projek yang lebih kecil, masing-masing memberi tumpuan kepada aspek fungsi otak yang berbeza.
Tetapi dia juga memberi amaran bahawa sekiranya Kongres membantah untuk membiayai wang untuk projek neurosains utama, ia berupaya untuk mencetuskan, ironisnya, mengalirkan otak. Pada bulan Januari, sekumpulan negara-negara Eropah telah melakukan lebih daripada $ 1 bilion untuk usaha neurosains mereka sendiri yang dikenali sebagai Projek Otak Manusia, yang akan cuba mensimulasikan semua proses otak dalam komputer.
Menulis Marcus:
"Sama ada ia memenuhi matlamat utama atau tidak, projek Eropah pasti akan membawa kepada sejumlah besar kemajuan saintifik yang lebih kecil. Sekiranya AS tidak mengikutinya, kita akan kehilangan pendahuluan dalam bidang neurosains, dan mungkin akan dibiarkan bermain dalam beberapa industri yang berubah-ubah di dunia, seperti kecerdasan buatan manusia dan otak langsung antara muka-walaupun kedua-dua bidang ini berasal dari Amerika Syarikat. "
Mainan otak
Berikut adalah beberapa penemuan terkini dari penyelidikan otak:
- Daripada tikus dan lelaki yang memerhatikan tikus: Penyelidik di Stanford dapat mengikuti aktiviti otak tikus dalam masa nyata selepas menghidupkan otak mereka dengan protein pendarfluor. Mereka dapat menonton bahagian mana otak mereka bercahaya ketika mereka berlari di sangkar.
- Adakah itu bermakna seekor burung boleh mendapatkan lagu yang tersangkut di kepalanya? Dan sekumpulan saintis di Duke University mendapati bahawa burung yang boleh menyanyi dan meniru bunyi mempunyai gen dalam otak mereka yang boleh menyala dan mematikan dengan cara yang serupa dengan otak manusia.
- Dia menyalakan rahim: Buat pertama kali, MRI untuk membangun janin manusia menunjukkan isyarat komunikasi antara bahagian otak yang berbeza. Para saintis di Wayne State University di Michigan berharap penyelidikan mereka akan membawa kepada rawatan awal untuk autisme dan ADHD.
- Walaubagaimanapun, pada bagaimana kaki mendapat mulut: Penyelidik di University of California, San Francisco, telah memetakan proses ucapan, meletakkan rangkaian saraf yang menjadikannya berlaku, dari saraf yang mengawal rahang, bibir dan lidah kepada mereka yang memanipulasi laring.
- Bercakap mengenai rangsangan protein: Terdapat penjelasan biologi mengapa wanita bercakap lebih daripada lelaki. Kajian telah menunjukkan bahawa wanita bercakap purata 20, 000 perkataan sehari, sementara lelaki purata kira-kira 7, 000. Menurut satu kajian yang diterbitkan dalam Journal of Neuroscience minggu lepas, mungkin kerana mereka cenderung mempunyai tahap protein yang lebih tinggi di otak mereka yang dikaitkan dengan komunikasi lisan.
Bonus video: Seorang wartawan BBC mendapat lawatan pendawaian di otaknya sendiri.
Lagi dari Smithsonian.com
A Lebih Banyak Otak Buatan Manusia
Sains Otak: 10 Pengajian Yang Dapat Di Dalam Kepala Anda
