BRAIN 이니셔티브 매핑 프로젝트는 무엇입니까?

콘텐츠

• 브레인 매핑이란?
• 연구 자금은 BRAIN 이니셔티브를 지원합니다
• BRAIN 프로젝트의 주요 목표
• 두뇌 매핑 프로젝트의 장단점

뇌 매핑은 공상 과학 소설에서 직접 가져온 것처럼 들립니다.작은 탐험가가 뇌의 계곡과 능선을 포함하여 표면을 가로 지르면서 자신의 발견을 꼼꼼하게 기록하는 것을 상상할 수 있습니다. 실제로 뇌 매핑은 뇌의 분리 된 영역을 더 잘 이해하고 알츠하이머, 파킨슨 병, 우울증, 외상성 뇌 손상과 같은 심각한 장애를 완화하는 발견으로 이끄는 데 도움이 될 수 있습니다. 이것이 BRAIN Initiative Mapping Project의 목표입니다.

브레인 매핑이란?

잠시 멈춰서 뇌를 고려하십시오. 천억 개의 세포를 포함 할 수 있습니다. 뉴런이라고하는 각 세포는 수만 개의 다른 뇌 세포와 연결될 수 있습니다.

이러한 네트워크는 우리 삶에 필수적인 기능을 지원합니다. 최소한으로 작동하는 뇌가 없으면 대부분의 사람들이 동의 할 것이며 의미있는 삶은 없습니다. 과학은 우리의 가장 중요한 장기를 밝히려고 시도했습니다.

뇌 매핑의 역사

뇌를 하나의 균일 한 기관이 아니라 분리 된 영역으로 구성된 하나의 기관으로 이해하는 것은 100 년 이상 존재 해 온 개념입니다. 1909 년 Korbinian Brodmann은 대뇌 피질의지도를 설명하는 논문을 작성하여 뇌의 표면을 43 개 영역으로 나누었습니다. 그는 뚜렷한 세포체 염색 패턴을 보여주는 얇게 절단 된 뇌 조직의 표본을 기반으로이 영역을 분리했습니다. 세포 구조는 뇌를 별개의 영역으로 나누는 데 사용될 수 있습니다.

Brodmann의 시도는 엄청난 영향을 미쳤습니다. 해부학 적 구조와 뇌 기능을 연관시키는 것은 독특했습니다. 그것은 특정 구조에 대한 손상을 일관된 기능 손실과 연결시키려는 프레임 워크를 개발할 수있게했습니다. 그의 초기지도는 뇌졸중, 외상성 손상 또는 종양의 설정에서 얻을 수있는 바와 같이 신경 과학자들이 발견 한 결과를 뇌 영상에 국한시키는 데 여전히 도움이됩니다.

오늘날의 두뇌 매핑

다른지도가 시간이 지남에 따라 다듬어 질 수있는 것처럼, 추가 작업을 통해 뇌 조직의 지형적 구성에 대한 이해가 확대되었습니다. 이러한 발전을 촉진하기 위해 두뇌 활동지도 프로젝트가 만들어졌습니다. 이 프로젝트는 2011 년 9 월 런던에서 열린 The Kavli Foundation의 전미영이 주최 한 컨퍼런스에서 옹호되었습니다.

과학자들은 뇌의 구조에 대한 이해를 계속 발전 시켰습니다.

2016 년에 뇌는 구조, 기능 및 연결성의 명확한 차이를 보여주는 180 개의 별도 구획으로 세분화되었습니다. 포함 된 영역 97 개가 처음으로 설명되었습니다.

이 새로운지도는 기능적 MRI (fMRI)를 포함한 자기 공명 영상 (MRI) 기술을 사용하여 구성되며, 이는 다양한 (매우 특정한) 정신 작업에 대한 반응으로 혈액의 흐름을 측정합니다.

이러한 유형의 매핑에는 두 개 이상의 독립적 인 속성에서 중요한 변화가 발견 될 때까지 뇌 표면을 천천히 이동하여지도에서 경계를 묘사하는 데 도움이됩니다. 영역의 수는 일정 할 수 있지만 크기는 개인마다 다릅니다. 이러한 차이는인지 능력과 창의적 능력뿐만 아니라 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 심지어 우울증과 같은 뇌 관련 질병에 대한 잠재적 위험을 구별 할 수 있다는 점에서 중요합니다.

뇌를 더 작은 조각으로 나누면 신경 과학자들이 전체적으로 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 단일 측정은 불완전한 것으로 판명되어 뇌와 그 기능에 대한 잘못된 견해를 제공 할 수 있습니다.

매핑은 또한 기초적인 생화학에 대해 거의 설명하지 않습니다. 또한 소그룹 또는 중요한 단일 뉴런의 역할을 설명하지 못할 수도 있습니다. 기술이 발전함에 따라 반복적 인 매핑 노력이 필요할 수 있습니다.

세포 수준에서 명백한 구조적 차이를 넘어 활동과 상호 연결을 기반으로 뇌 조직을 구성하는 것이 가능할 수 있습니다. 정치적, 경제적 지원으로이 프로젝트는 더 넓은 BRAIN 이니셔티브로 접혔습니다.

연구 자금은 BRAIN 이니셔티브를 지원합니다

두뇌의 복잡성을 풀기 위해서는 과학계 내에서 거의 전례없는 수준의 협력, 지정 학적 격차를 넘어 협력하려는 의지, 글로벌 공공-민간 파트너십의 자원 풀링이 필요합니다.

원래 Brain Activity Map이라고 불렸던 Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) 이니셔티브는 2013 년 4 월 2 일 미국에서 버락 오바마 대통령에 의해 시작되었습니다.

BRAIN Initiative는 덧없는 생각의 속도로 기능하기 때문에 수십만 개의 뉴런의 기능을 동시에 매핑하고자합니다.

이 프로젝트의 열망을 검토하기 전에 미국인 만이 노력하는 것이 아님을 인식하는 것이 중요합니다.

사실, BRAIN 프로젝트는 뇌의 내부 작용을 더 완벽하게 이해하려는 글로벌 추진의 일부인 다른 전 세계 이니셔티브에 합류합니다. 2016 년 9 월 19 일 유엔 총회와 함께하는 회의에서 국제 뇌 이니셔티브가 시작되었습니다. 미국 내 국립 수면 재단과 국립 보건원 (NIH)은이 프로젝트를 개발하고 지원하기 위해 자원을 투입했습니다.

시간표, 이정표 및 예상 비용을 포함하여 필요한 과학 연구를 안내하기위한 세부 계획을 개발하는 것 외에도 재정 지원을 획득하고 유지해야합니다. Brain Mapping Project와 더 넓은 BRAIN Initiative는 처음에 1 억 달러 이상의 자금을 지원 받았으며 10 년 이상에 걸쳐 수십억 달러의 비용이들 것으로 예상됩니다.

공공 연구 비용 외에도 동적 뇌 매핑에 대한 개인적인 노력에는 다음이 포함됩니다.

• 시애틀의 Allen Institute for Brain Science (4 년 동안 연간 6 천만 달러 지출)
• 버지니아 소재 Howard Hughes Medical Institute (연간 최소 3 천만 달러 지출)
• 캘리포니아 옥스 나드의 Kavli 재단 (10 년 동안 매년 4 백만 달러 지출)
• 샌디에이고의 Salk Institute for Biological Studies (노력에 2,800 만 달러 투입)

공동의 공공-민간 연구 이니셔티브는 궁극적으로 뇌 기능에 대한 역동적 인 이해를 창출 할 수있는 혁신적인 기술의 개발을 지원하는 것을 목표로합니다.

BRAIN 프로젝트의 주요 목표

BRAIN Initiative의보다 광범위한 사명은 "인간 마음의 내부 작용에 대한 이해를 심화하고 우리가 뇌의 장애를 치료, 예방 및 치료하는 방법을 개선하는 것"입니다. 이를 달성하려면 뇌의 세포와 회로가 상호 작용하는 방식을 탐구하여 궁극적으로 뇌 기능과 행동 간의 복잡한 연결을 밝혀내는 새로운 기술을 개발해야합니다.

이 프로젝트에는 몇 가지 주요 목표가 있으며 향후 10 년 동안이를 실현할 수있는 방법은 무수히 많습니다.

• 고급 신경 기술: 유망한 연구에 대한 재정적 지원은 뇌의 토대를 이해하는 데 도움이 될뿐만 아니라 뇌에 영향을주는 장애를 진단하고 치료하는 방법을 이해하는 데 도움이되는 기술의 급속한 발전으로 이어질 것입니다. 혁신, 과학적 돌파구 및 장치 발전에는 여러 분야의 엔지니어와 신경 과학자 팀이 필요합니다.
• 동적 이미징 촉진: 현재의 뇌 영상이 사진 더미를 훑어 보는 것과 같다면, 새로운 기술은 실시간으로 뇌 기능을 보는 것과 같은 역동적 인 영상을 생성 할 것입니다. 다양한 공간 및 시간 규모에서 이러한 기능을 더 높은 해상도로 시각화하려면 이미징 기술이 발전해야합니다.
• 뇌 기능 탐색: 뇌는 정적 기관이 아닙니다. 거의 즉각적으로 방대한 양의 정보를 적극적으로 기록, 처리, 저장, 검색 및 사용합니다. 이 능력을 이해하려면 현재 존재하지 않는 여러 가지 잠재적 양식을 사용하여 실시간으로 뇌를 조사해야합니다.
• 동작을 기능에 연결: 뇌 기능의 외적 발현이 행동으로 관찰됩니다. 더 복잡한 것은 누군가가 행동하는 것으로 주목할 수있는 무수한 방법입니다. 고급 계산 모델을 사용하면 이러한 패턴을 풀고 원하는 동작을 향상시키기 위해 모델을 개척 할 수 있습니다.
• 소비자 애플리케이션 향상: 뇌 조직과 상호 작용하는 의료 기기는 우리의 미래 생활에 큰 영향을 미칠 수 있으며 규제는 소비자의 건강과 웰빙을 증진해야합니다. 분야가 발전함에 따라 안전성과 효율성을 모두 고려하여 이러한 기술을 소비자에게 제공하는 것이 중요합니다.

두뇌 매핑 프로젝트의 장단점

신경 과학 분야에는 무한한 기회와 무한한 잠재력이있는 것처럼 보일 수 있습니다. 우리가 뇌에 대한 지식을 발전시키면서 인간이된다는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 친밀한 이해를 얻게됩니다. 그러나 Brain Mapping Project에는 몇 가지 잠재적 인 단점이있을 수 있습니다.

• 머니 드레인: 이와 같은 대규모 프로젝트는 다른 가치있는 원인으로부터 재정적 지원과 관심을 빼앗을 수 있습니다. 이 자금은 정부 또는 비영리 기관에 의해 갑자기 삭감 될 수 있습니다.
• 다양한 연구 우선 순위: 모든 과학자가 동일한 초점을 가지고있는 것은 아닙니다. 그들이 재정적 지원을 구해야 할 때, 이것은 그들을 그들의 강점에서 멀어지게 할 수 있습니다. 예를 들어 모든 과학자가 영장류 연구에 참여하는 것은 아니기 때문에 윤리적 고려 사항은 협력을 제한 할 수도 있습니다.
• 갈등과 합의 부족: 과학적 진실을 추구 할 때 앞으로의 길이 항상 명확하지는 않습니다. 강한 성격과 의견의 차이가 결합하면 가설과 연구 우선 순위가 상충 될 수 있습니다. 전문가들 간의 이러한 합의 부족은 불화를 일으킬 수 있습니다.
• 소규모 국가의 기여 무시: 선진국은 연구 자금으로 3 억 달러를 기부 할 수 있지만, 개발 도상국은 프로젝트에 대해 비슷한 주장을 할 수 없습니다. 이것은 환자, 모델 유기체 및 저렴한 기술을 제공함으로써 균형을 맞출 수 있지만 테이블에 좌석이 제공되는 경우에만 가능합니다.
• 기초 과학 vs. 응용 기술: 일부 과학 지식은 지식을 발전시키려는 고귀한 목표로만 습득됩니다. 재정적 인센티브와 수익성있는 응용 기술을 만들 수있는 능력은 노력의 초점을 기울일 수 있습니다.
• 기존 리소스 통합:이 프로젝트는 이전 작업을 기반으로하며 미국 휴먼 커 넥톰 프로젝트 (뇌의 구조적 및 기능적 연결 매핑에 중점), 유럽 연합의 휴먼 브레인 프로젝트 (뇌의 작동 원리에 대한 기본 과학에 중점)를 통합하는 방법을 찾아야합니다. ), 캐나다의 CBRAIN 프로그램 (의학에 적용 할 수있는 기술 개발에 중점) 등이 있습니다.

다행히도이 프로젝트가 계속됨에 따라 희망에 대한 많은 약속과 이유가 있습니다. 뇌 매핑은 궁극적으로 다음을 포함한 여러 측정을 통합합니다.

• 피질 두께
• 뇌 기능
• 지역 간 연결
• 세포의 지형 구성
• 수초 수준 (신경 신호 전달을 가속화하는 지방 절연)

연구 노력을 통합하고, 팀이 협력하고 정보를 교환하고, Brain Mapping Project의 기치 아래 특정 목표를 추구 할 수 있도록함으로써 신경 과학에서 상당한 발전을 이룰 것입니다.

Verywell의 한마디

Brain Mapping Project는 뇌의 구조와 기능 사이의 상관 관계에 대한 이해에 자금을 지원하기위한 놀라운 노력을 나타냅니다. 강력한 현미경, 슈퍼 컴퓨팅 리소스 및 범용 뇌 매핑 도구를 통해 과학자들은 발견을 촉진 할 수 있습니다. 이러한 발전은 모든 인류의 뇌 건강 향상을 가능하게 할 수 있지만 자금과 협력이 유지되는 경우에만 가능합니다.