Comment les «observatoires cérébraux» pourraient-ils aider l'initiative BRAIN?
En 2013, le président Obama a dévoilé une initiative publique-privée de 100 millions de dollars pour cartographier le cerveau humain. Barack Obama a décrit le BRAIN Initiativ e disant: "Il y a cet énorme mystère qui attend d'être débloqué, et l'Initiative BRAIN changera cela en donnant aux scientifiques les outils dont ils ont besoin pour avoir une image dynamique du cerveau en action et mieux comprendre et comment nous apprenons et comment nous nous souvenons. Et cette connaissance sera transformatrice. "
Au début des années 1960, le président John F. Kennedy a dirigé une expansion extraordinaire du programme spatial américain. JFK a engagé d'importantes ressources nationales pour atteindre l'objectif ambitieux de faire débarquer un homme sur la lune et de le ramener chez lui en toute sécurité. À de nombreux égards, l'intérêt d'Obama à explorer notre espace intérieur le plus profond, correspond au désir de Kennedy d'explorer l'espace extra-atmosphérique.
Sydney Brenner, lauréat du prix Nobel, a déclaré: «Les progrès de la science dépendent de nouvelles techniques, de nouvelles découvertes et de nouvelles idées, probablement dans cet ordre.» L'exploration de l'espace et du cerveau humain repose largement sur des techniques et des technologies avancées. faire de nouvelles découvertes.
Historiquement, les chercheurs interdisciplinaires travaillant ensemble ont facilité la transformation de nouvelles idées en percées scientifiques. Pour cette raison, un groupe de neuroscientifiques américains de premier plan réclament la création d'observatoires centraux du cerveau qui pourraient révolutionner la capacité des scientifiques à travers les États-Unis à faire des recherches sur le cerveau humain.
Qu'est-ce que l'initiative BRAIN?
L'initiative BRAIN porte le nom de l'acronyme « Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies ». En 2013, l'initiative BRAIN a entrepris de faire progresser les connaissances scientifiques sur la façon dont nous pensons, apprenons et nous souvenons au niveau neuronal. Un jour, les résultats de cette initiative pourraient mener à des percées dans la façon dont nous diagnostiquons et traitons les maladies neurologiques telles que la maladie d'Alzheimer (MA), les troubles du spectre autistique (TSA) et la schizophrénie.
Au cours des deux dernières années, l'Initiative BRAIN a fait des progrès dans la réalisation de grands objectifs en neuroscience et dans le développement d'outils de recherche plus avancés. Cependant, il y a un nouvel appel à l'action par un groupe de neuroscientifiques pour la création d'un réseau national coordonné de centres de neurotechnologie ou «observatoires du cerveau». Actuellement, l'Initiative BRAIN implique plus de 100 laboratoires autonomes à travers les États-Unis. Généralement, ces laboratoires ne partagent pas leurs données ou leur technologie entre eux, ce qui ralentit les progrès.
La lettre d'opinion d'octobre 2015 intitulée «Un réseau national de centres de neurotechnologie pour l'initiative BRAIN» a été publiée dans la revue Neuron . Les six auteurs de la lettre comprennent: Rafael Yuste de l'Université Columbia, Michael Roukes de Caltech, Ralph Greenspan de l'Institut Kavli pour le cerveau et l'esprit, George Church de l'Institut Wyss et Harvard Medical School, Miyoung Chun de la Fondation Kavli, et A Paul Alivisatos de l'Université de Californie à Berkeley. Dans leur lettre d'opinion, ils écrivent:
«Dans notre proposition initiale pour un projet de carte d'activité cérébrale (BAM) (Alivisatos et al., 2012), nous avons souligné que la compréhension scientifique du cerveau a été entravée par les limites des méthodes traditionnelles d'enregistrement de l'activité neuronale. En observant et en interagissant avec les circuits neuronaux à ces niveaux de complexité plus élevés, nous avons souligné les progrès récents en nanotechnologie, les reporteurs moléculaires, les systèmes optiques et photoniques avancés et l'intégration de semi-conducteurs à grande échelle. Ces champs sont maintenant suffisamment matures pour permettre leur concaténation en neurotechnologies puissantes qui transformeront fondamentalement la façon dont la recherche en neurosciences est réalisée.
Nos idées ont formé la base de ce qui est devenu l'Initiative BRAIN (Insel et al., 2013), un Grand Défi national de la Maison Blanche qui implique actuellement plus d'une centaine de laboratoires américains et de nombreuses ramifications régionales. Le traitement collectif de ce grand défi scientifique et technologique est déjà largement perçu comme un succès national et un exemple du leadership américain en matière de science et de technologie.
Nous proposons la création d'un réseau national de centres de neurotechnologie afin d'améliorer et d'accélérer l'initiative BRAIN et de tirer le meilleur parti des efforts et de la créativité des différents laboratoires qui y participent. En tant qu '«observatoires du cerveau», ces centres pourraient fournir un environnement interdisciplinaire critique à la fois pour la réalisation de technologies ambitieuses et complexes et pour l'accès à des chercheurs individuels.
En physique et en astronomie, le paradigme du centre a longtemps été considéré comme le moyen d'ascension technologique de ce que l'on appelle l'indice de niveau de maturité technologique (TRL). Des efforts coordonnés à l'échelle du centre ont permis à des projets complexes de déboucher sur des systèmes suffisamment mûrs pour permettre le lancement d'expériences sophistiquées et de missions exploratoires de pointe avec une forte probabilité de succès.
Quatre façons dont les observatoires du cerveau pourraient aider l'initiative BRAIN
Les six auteurs de la lettre récente appelant à des «observatoires du cerveau» décrivent quatre domaines principaux de l'initiative BRAIN qui sont particulièrement dépendants des nouvelles technologies. Les avancées scientifiques ne seront probablement pas rapidement découvertes dans ces catégories sans la création d'un réseau national centralisé de neurotechnologie partagée.
4 catégories nécessitant des observatoires du cerveau
- Connectomique
- Systèmes nanométriques neuronaux
- Nouvelles technologies d'imagerie par résonance
- Exploration de données computationnelle
Chacune de ces quatre catégories nécessite des plates-formes qui sont coûteuses à acquérir, à mettre en œuvre et à entretenir. Les auteurs déclarent que si chacun de ces quatre éléments n'est hébergé que dans un seul laboratoire et n'est pas partagé avec d'autres, cela diminue la reproductibilité scientifique et la robustesse.
Les auteurs écrivent: «Il y a une formidable opportunité de progrès rapide dans les quatre domaines mentionnés ci-dessus si l'Initiative BRAIN s'étend au-delà de son portefeuille actuel de projets d'un ou de plusieurs chercheurs. Ces centres allieraient et créeraient une synergie entre les centaines de laboratoires individuels actuellement financés par l'Initiative BRAIN. "
Conclusion: Les centres de neurotechnologie amplifieront les réalisations individuelles
Les «observatoires cérébraux» pourraient être modelés sur les observatoires astronomiques existants qui partagent collectivement des données. Dans leur lettre d'opinion, les six neuroscientifiques concluent,
«Nous envisageons des centres qui, en tant qu '« observatoires cérébraux »(Yuste et Church, 2014), sont indépendants tout en étant fortement interactifs et collaboratifs, non seulement au début, mais tout au long de leur vie. De tels centres pourraient être créés dans des laboratoires universitaires ou des installations nationales existants ou mis en œuvre de novo.
Nous sommes d'avis que les défis technologiques qui doivent être surmontés sont suffisamment complexes pour qu'ils soient hors de portée des efforts d'un seul chercheur; Nous croyons qu'ils ne peuvent être surmontés que grâce à des efforts multidisciplinaires, multidisciplinaires et hautement coordonnés. Nous croyons que les premières étapes de l'initiative BRAIN ont jeté les bases pour les prochaines étapes critiques: permettre le développement de systèmes neurotechnologiques intégrés et, par la suite, la large diffusion des outils nouvellement créés.
En fait, parce que les centres de neurotechnologie que nous défendons profiteront en fin de compte à la société dans son ensemble, nous croyons qu'ils devraient exister dans le domaine public et être gérés comme une ressource nationale. La mise en marche de tels centres nationaux nécessitera un consensus parmi les chercheurs, les fonctionnaires fédéraux et les organisations privées; Pour y parvenir, un leadership public inspiré sera essentiel.
L'initiative BRAIN a jeté les bases du succès, et elle est prête à engendrer une nouvelle phase passionnante de la neuroscience avec un potentiel immense pour le bénéfice sociétal et la découverte scientifique. La mise en place rapide d'un réseau national vital de centres de neurotechnologie axés sur la collaboration est la voie la plus sûre vers cet objectif. Si l'initiative BRAIN doit réussir en tant qu'effort national de proportions historiques, elle doit être traitée comme telle. "
Il est à espérer que cet appel à l'action mobilisera toutes les institutions et les décideurs impliqués dans l'Initiative BRAIN pour travailler collectivement vers un objectif commun en créant un réseau national centralisé de centres de neurotechnologie.
© 2015 Christopher Bergland. Tous les droits sont réservés.
Suivez-moi sur Twitter @ckbergland pour les mises à jour sur les articles du blog de The Athlete's Way .
The Athlete's Way ® est une marque déposée de Christopher Bergland
