Mapa aktywności mózgu

Mapa aktywności mózgu

Amerykanie chcą rozpocząć gigantyczny projekt naukowy

To będzie epokowy projekt trwający latami. Być może rozpocznie kolejną rewolucję w dziejach ludzkości, rewolucję neurologiczną, równie ważną jak agrarna, przemysłowa czy informatyczna. Prezydent Barack Obama zamierza zainicjować gigantyczny program badań mózgu, Brain Activity Map (Mapa aktywności mózgu), który ma kosztować miliardy dolarów i umożliwić wyleczenie chorób Alzheimera i Parkinsona, schizofrenii, autyzmu, depresji oraz różnych zaburzeń umysłowych.
O projekcie poinformował 18 lutego dziennik „New York Times”. Gospodarz Białego Domu przedstawi go w marcu, w propozycji budżetu państwa. Projekt ma mieć jeszcze większe znaczenie niż słynny program poznania ludzkiego genomu, Human Genome Project. Ogólne koszty badań genomu szacowane są na 3,8 mld dol. W orędziu o stanie państwa wygłoszonym 12 lutego prezydent Obama podkreślił, że każdy dolar wydany na Human Genome Project przyniósł do końca 2010 r. 140 dol. zysku. Z analizy sporządzonej dla rządu Stanów Zjednoczonych wynika, że stało się tak dzięki powstaniu nowych miejsc pracy, postępom w terapii, wyższym pensjom i innym pozytywnym czynnikom.

Plaga alzheimera

„Dziś nasi naukowcy kreślą mapę ludzkiego mózgu, by wyjaśnić tajemnice choroby Alzheimera. Opracowują lekarstwa, które spowodują regenerację uszkodzonych organów, i nowe materiały w celu skonstruowania dziesięć razy potężniejszych baterii. To nie jest czas, aby oszczędzać na tworzących miejsca pracy inwestycjach w naukę i w innowacje”, przekonywał Obama.
Biolog molekularny George M. Church z Uniwersytetu Harvarda i inni eksperci uczestniczący w badaniach genomu ludzkiego uważają, że Brain Activity Map przyniesie jeszcze większe zyski.
Alzheimer, najbardziej rozpowszechniona forma demencji, jest prawdziwą plagą starzejącej się ludzkości. Według ocen Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) z 2010 r., w ciągu 20 lat liczba chorych podwoi się do 65,7 mln, zaś w 2050 r. alzheimer dotknie 115 mln mieszkańców planety. Choroba jest nieuleczalna, leki mogą tylko łagodzić jej objawy. Od 1998 r. koncerny medyczne testowały 101 nowych lekarstw – żadne nie okazało się skuteczne. Rodziny pacjentów przeżywają tragedie, koszty opieki wynoszą dziesiątki milionów dolarów. Wynalezienie skutecznego leku byłoby wielką ulgą dla ludzi, systemów opieki zdrowotnej i dla całej gospodarki.
W projekcie badań mózgu wezmą udział instytucje federalne, m.in. Defense Advanced Research Projects Agency (Agencja Zaawansowanych Obronnych Projektów Badawczych Departamentu Obrony, DARPA) i National Science Foundation (Narodowa Fundacja Nauki). Badacze mają nadzieję, że rząd w ciągu 10 lat wyasygnuje na ten projekt co najmniej 3 mld dol.
W naradzie na temat programu w California Institute of Technology 17 stycznia wzięli udział neurolodzy, specjaliści od nanotechnologii, przedstawiciele trzech agencji rządowych oraz koncernów
Google, Microsoft i Qualcomm. Podczas spotkania zastanawiano się, czy obecne systemy komputerowe będą zdolne zmagazynować oraz przetworzyć gigantyczną ilość danych niezbędnych do badań. Eksperci doszli do wniosku, że jest to możliwe, ustalili również, że utworzona zostanie krajowa sieć obserwatoriów mózgu, podobnych do astronomicznych.

Maszyny jak komórki

Monitorowanie aktywności żywego mózgu nie jest łatwe. Przez lata jedynym sposobem badania było wstrzyknięcie izotopu promieniotwórczego zwierzęciu, zabicie go i przeprowadzenie sekcji tkanki mózgowej w celu sprawdzenia, na jakim poziomie na różnych obszarach zgromadził się izotop i które regiony mózgu były aktywne. Sytuację zmieniło opracowanie techniki zwanej obrazowaniem metodą czynnościowego rezonansu magnetycznego. Ale do rozwiązania przynajmniej niektórych zagadek niezwykle skomplikowanego organu, jakim jest mózg składający się ze 100 mld komórek, rezonans magnetyczny nie wystarczy.
W czerwcu 2012 r. sześciu czołowych naukowców, w tym dr Church, przedstawiło na łamach magazynu „Neuron” nowe koncepcje badań mózgu. Jedna z nich przewiduje stworzenie armady nanobotów, maszyn wielkości komórki, które będą działać jako czujniki monitorujące aktywność tego organu na poziomie molekularnym, nie wywierając na nią wpływu. Proponowano także zapisywanie aktywności mózgu w syntetycznym DNA.
Poznanie przynajmniej niektórych sekretów mózgu należy do największych wyzwań nauki. Problem związków między psychiką a mózgiem nurtował już starożytnych. W jaki sposób przebiega nasz proces percepcji świata? Jak funkcjonuje myślenie? Jak się tworzy osobowość, świadomość? Jaki jest związek między aktywnością neuronów a doznaniami psychicznymi? Jak kora mózgowa stwarza model wszechświata, który jest dla nas dostępny? Czy istnieje dualizm psychika-ciało?
Jak wiadomo, ciało jest materialne, a umysł nie. Kto jest tym „ja”, które mówi: „Ja pamiętam”? Gdzie kryje się osobowość? Czy w mózgu istnieje jakieś „ja” obserwujące końcowe wyniki przetwarzania sygnałów przez neurony? Czy umysł może istnieć bez mózgu? Zwolennikiem poglądu o dualizmie psychika-ciało był francuski filozof Kartezjusz, autor sentencji „Myślę, więc jestem”. Hipotetyczne miejsce, z którego widziane są obrazy myślowe, nazywane jest często teatrem kartezjańskim. Kartezjusz uważał, że znajduje się ono w szyszynce, gruczole w centrum mózgu. Jeśli zaś obraz psychiki jako zjawiska istniejącego ponad fizycznym mózgiem nie jest słuszny, to czy pozostają tylko wyładowania neuronów? Ale również przyjęcie takiego założenia prowadzi do wielu zagadnień. Dlaczego po pewnym wyładowaniu neuronów widzimy np. kolor niebieski? Może projekt Brain Activity Map wyjaśni przynajmniej niektóre z tych problemów.

Kopiowanie osobowości?

Program ma wielu entuzjastów. Zack Lynch, autor książki „The Neuro Revolution: How Brain Science Is Changing Our World” („Rewolucja neuronów. W jaki sposób badania mózgu zmieniają nasz świat”), wieszczy, że za 20 lat trzeba będzie dokonać fundamentalnych zmian w ustawodawstwie i w kodeksie karnym, pojawi się bowiem neuroprawo, podobnie jak neurofinanse czy neuromarketing. Dzięki badaniom mózgu będzie można stwierdzić, czy oskarżony rzeczywiście popełnił przestępstwo, czy świadek kłamie w sądzie i czy skazany ubiegający się o przedterminowe zwolnienie ponownie dopuści się zbrodni. Według Lyncha, badania mózgu sprawią, że już za 30 lat możliwa będzie prekognicja, czyli przewidywanie wydarzeń. Poznanie mózgu sprawi, że nie tylko zostaną wykorzenione liczne choroby, lecz także udoskonalone będzie działanie tego organu, a ludzie stworzą jeszcze wspanialsze dzieła sztuki i zdumiewające wynalazki. Powstanie nawet metoda kopiowania osobowości, przenoszenia jej z mózgu do mózgu. Przynajmniej niektórzy przedstawiciele ludzkości osiągną więc swoistą nieśmiertelność.
Inni jednak alarmują – poprzez manipulacje mózgiem rząd stworzy społeczeństwo absolutnie posłusznych obywateli, gotowych bez wahania zabijać i narażać życie. Ale tego rodzaju wizje należą do dalekiej przyszłości. Nie brakuje sceptyków, którzy twierdzą, że Brain Activity Map nie spełni oczekiwań. W badaniu genomu eksperci nie mieli wątpliwości co do celu projektu i stosowanych metod. Mózg jest jednak organem tak przedziwnym, że nie wiadomo, do czego w ogóle dążyć i jak go badać. Neurobiolog Leslie B. Vosshall z Rockefeller University w Nowym Jorku napisała na Twitterze: „Jestem wstrząśnięta. Do tej pory nie wiemy nawet, jak działa mózg muchy. Jak oni zamierzają osiągnąć cokolwiek?”.
Przedstawiciele różnych instytucji badawczych i organizacji medycznych dobrze wiedzą, że Kongres USA szuka oszczędności. Jeśli zaakceptuje ogromne fundusze na Brain Activity Map, będzie ciął inne wydatki, dlatego już zgłaszają sprzeciw.
Jeżeli prezydent Obama rzeczywiście zainicjuje projekt, może przynajmniej niektóre sekrety mózgu zostaną wyjaśnione, a pewne choroby pokonane – lub przynajmniej uda się złagodzić ich objawy.

*
Krzemowe neurony
Badania nad mózgiem prowadzone są także w Europie. École Polytechnique Fédérale w Lozannie realizuje Human Brain Project (HBP), w którym uczestniczą naukowcy z 23 państw. Bruksela przeznaczyła na ten program aż miliard euro. Założenia HBP są inne niż projektu Obamy. Europejscy badacze zamierzają stworzyć superkomputer symulujący działanie ludzkiego mózgu przy użyciu wszystkich dostępnych danych. Prace w Lozannie mają zostać ukończone w 2023 r. Projektem kieruje szwajcarski neurolog Henry Markram. Krytycy twierdzą, że informacje, dane i ustalenia, którymi dysponują europejscy badacze, są zbyt skąpe i niepewne, aby krzemowy mózg mógł działać. W każdym razie wysiłki ekspertów na obu kontynentach mogą znacznie przesunąć granice naukowego poznania.

Wydanie: 10/2013

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy