A un anno e mezzo dalla sua presidenza, John F. Kennedy ha sfidato gli scienziati statunitensi a portare gli americani sulla luna entro la fine del decennio. Al suo recente discorso sullo stato dell'Unione, Barack Obama ha accennato a quella che potrebbe diventare la sua versione per raggiungere la luna: vorrebbe che gli scienziati risolvessero il mistero del cervello.
La missione di Obama sarebbe un sollevamento più pesante.
Non ha approfondito molto, oltre a citare la ricerca sul cervello come esempio stellare di come il governo può "investire nelle migliori idee". Ma la scorsa settimana una storia sul New York Times di John Markoff ha riempito molti spazi vuoti . La grande ambizione di Obama è qualcosa che si chiama Brain Activity Map (è già definita semplicemente BAM) e richiederebbe un enorme sforzo di ricerca collaborativa che coinvolge neuroscienziati, agenzie governative, fondazioni private e società tecnologiche, con l'obiettivo davvero scoraggiante di capire come il cervello in realtà genera pensieri, ricordi e coscienza.
Una risposta per l'Alzheimer?
La Casa Bianca dovrebbe presentare ufficialmente il suo grande piano già dal prossimo mese come parte della sua proposta di bilancio. La speculazione è che potrebbe costare fino a $ 3 miliardi nei prossimi 10 anni.
Ora, può sembrare strano il momento di lanciare progetti con un prezzo di $ 300 milioni all'anno, cosa che con il sequestro del budget hacking dovrebbe iniziare entro la settimana. Ecco perché anche se Obama ha chiarito i dettagli, ha fatto un paragone tra la missione di mappatura del cervello e il Progetto genoma umano, un'importante iniziativa di ricerca finanziata dal governo federale per mappare tutti i geni nel DNA umano. Alla fine è costato $ 3, 8 miliardi, ma ha raggiunto il suo obiettivo due anni prima, nel 2003, e attraverso il 2010, secondo uno studio di impatto, ha restituito $ 800 miliardi all'economia.
Non c'è dubbio che la BAM possa avere un profondo impatto nell'aiutare gli scienziati a capire cosa succede nel cervello causando depressione, schizofrenia o autismo. E certamente potrebbe essere un vantaggio per le aziende farmaceutiche che hanno speso miliardi, senza fortuna, per trovare una cura per la malattia di Alzheimer. Dal 1998, ci sono stati più di 100 tentativi falliti di trovare un trattamento per l'Alzheimer, che entro il 2050 dovrebbe colpire 115 milioni di persone in tutto il mondo.
Riguarda gli strumenti
Chiaramente ci sono molte ragioni mediche per cercare di svelare il cervello, ma quali sono, realisticamente, le prospettive? Certo, le scansioni del cervello hanno aiutato gli scienziati a vedere quali parti del cervello sono più attive durante diversi tipi di comportamento, ma questa è una vista di 30.000 piedi. Non dice quasi nulla su come le singole cellule cerebrali trasmettono informazioni e ancor meno su come le reti neurali le trasformano in comportamento.
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno fatto passi da gigante nella comprensione dell'organizzazione del cervello attraverso il Progetto Human Connectome, finanziato dal National Institutes of Health. Ma è progettato per creare più di una mappa statica delle connessioni neurali.
Il prossimo passo cruciale è riuscire a vedere, in tempo reale, come le informazioni vengono elaborate attraverso tali connessioni e quali diversi neuroni diventano parte di quel processo. O come ha spiegato il biologo di Harvard George Church, uno degli scienziati che hanno proposto BAM in un documento l'anno scorso, "Non vogliamo solo vedere i fili, ma anche i messaggi che passano sui fili".
La chiave è la rapidità con cui è possibile sviluppare la tecnologia che consentirà agli scienziati di seguire un processo di pensiero registrando ogni vibrazione di ciascuna delle migliaia, e possibilmente milioni, dei neuroni coinvolti. La tecnologia attuale consente loro di registrare l'attività di circa 100 neuroni alla volta, una porzione troppo piccola della rete neurale per aiutare a spiegare gran parte di qualsiasi cosa. Ma, come ha notato Greg Miller in un recente articolo sul sito Web di Wired, sono in lavorazione numerosi strumenti biologici o nano all'avanguardia, incluso uno che potrebbe "imballare centinaia di migliaia di elettrodi nanofili in fogli flessibili che si conformano alla superficie di il cervello e origliare i neuroni con un danno tissutale minimo. "
Il più grande è davvero migliore?
Molti neuroscienziati saranno entusiasti se la BAM viene finanziata. Ma non tutto. Alcuni hanno già sottolineato che non puoi davvero paragonarlo al Progetto genoma umano, né alla missione sulla luna, per quella materia. Entrambi questi sforzi, sebbene molto impegnativi, avevano obiettivi chiaramente definibili. Ma come si identifica il successo di BAM? Essere in grado di registrare l'attività di centinaia di migliaia di neuroni spiegherebbe davvero come accade il pensiero? Nessuno lo sa davvero.
Altri scienziati temono che BAM, con il suo alto profilo, potrebbe drenare dollari da altre ricerche sulle neuroscienze. Alcuni scrittori hanno persino sollevato lo spettro del controllo mentale, in particolare perché una delle agenzie governative coinvolte è la DARPA, l'agenzia del Dipartimento della Difesa che finanzia la tecnologia sperimentale.
Gary Marcus, scrivendo nel New Yorker, sostiene che un progetto come BAM potrebbe essere più efficace se non fosse così monolitico. Sostiene che dovrebbe essere suddiviso in cinque progetti più piccoli, ognuno incentrato su un aspetto diverso della funzione cerebrale.
Ma avverte anche che, se il Congresso dovesse rifiutare di imporre i soldi per un importante progetto di neuroscienza, corre il rischio di innescare, ironicamente, una fuga di cervelli. A gennaio, un gruppo di paesi europei ha impegnato oltre 1 miliardo di dollari nel proprio enorme sforzo di neuroscienza chiamato Human Brain Project, che proverà a simulare tutti i processi di un cervello all'interno di un computer.
Scrive Marcus:
“Che raggiunga o meno il suo grande obiettivo, il progetto europeo porterà sicuramente a un numero significativo di piccoli progressi scientifici. Se gli Stati Uniti non seguiranno l'esempio, perderemo la nostra guida nelle neuroscienze e probabilmente rimarremo coinvolti in alcune delle più grandi industrie che cambiano il gioco all'orizzonte, come l'intelligenza artificiale a livello umano e il cervello-computer diretto interfacce, anche se entrambi i campi hanno avuto origine negli Stati Uniti. "
Rompicapi
Ecco alcuni altri recenti risultati della ricerca sul cervello:
- Di topi e uomini che osservano topi: i ricercatori di Stanford sono stati in grado di seguire l'attività cerebrale dei topi in tempo reale dopo aver allacciato il cervello con proteine fluorescenti. Sono stati in grado di vedere quali parti del loro cervello brillavano mentre correvano intorno a una gabbia.
- Significa che un uccello può incastrarsi una canzone nella sua testa ?: E un team di scienziati della Duke University ha scoperto che gli uccelli che possono cantare e imitare i suoni hanno dei geni nel cervello che possono accendersi e spegnersi in modo simile al cervello umano.
- Illumina un grembo materno: per la prima volta, le risonanze magnetiche dello sviluppo di feti umani hanno mostrato segnali di comunicazione tra le diverse parti del loro cervello. Gli scienziati della Wayne State University nel Michigan sperano che la loro ricerca porti a trattamenti precoci per l'autismo e l'ADHD.
- Nulla ancora, tuttavia, su come il piede entra in bocca: i ricercatori dell'Università della California, San Francisco, hanno mappato il processo del linguaggio, delineando la rete neurale che lo rende possibile, dai nervi che controllano le mascelle, le labbra e la lingua a quelli che manipolano la laringe.
- Parla di un aumento delle proteine: c'è una spiegazione biologica del perché le donne parlano più degli uomini. Gli studi hanno dimostrato che le donne parlano in media di 20.000 parole al giorno, mentre gli uomini in media circa 7000. Secondo uno studio pubblicato sul Journal of Neuroscience la scorsa settimana, potrebbe essere perché tendono ad avere livelli più alti di una proteina nel cervello che è stata collegata alla comunicazione verbale.
Bonus video: un giornalista della BBC fa un giro del cablaggio nel suo cervello.
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