人脑是宇宙中最复杂的器官。 尽管科学取得了进步,但我们才刚刚开始触及其巨大和潜力的表面。在美国工作了二十多年的拉斐尔·尤斯特教授表示,人脑中蕴藏着可能彻底改变医学和神经科学的秘密。尤斯特领导了这个时代最雄心勃勃的项目之一:全面绘制人类大脑图谱,这项工作的规模可与人类基因组计划相媲美。
这个目标 项目被称为 大脑计划,旨在揭开阿尔茨海默氏症、精神分裂症、癫痫和各种神经退行性疾病等疾病背后的生物学奥秘。据尤斯特介绍, “我们考虑的是患有瘫痪或神经精神疾病的患者。 “这项研究可能开辟新的治疗领域。”
人脑的魅力:比我们想象的更复杂
尽管人类大脑和苍蝇或蠕虫的大脑在基本功能上有相似之处,但在复杂性方面存在鸿沟。人的大脑大约有 86.000亿个神经元,他们每个人大约通过 10.000 个突触连接。这种晶格产生的可能组合比已知宇宙中的恒星还要多,使其成为“谜中之谜”。
BRAIN Initiative 主任 John Ngai 教授解释说,了解这种复杂程度对于解决神经系统疾病至关重要。 «人类的大脑比成年苍蝇的大脑复杂一百万倍“但即使绘制出小鼠大脑的复杂性也需要付出巨大的努力,”他指出。这种方法包括使用先进技术,例如高分辨率电子显微镜和人工智能。
该项目及其全球影响
这张地图的创建涉及来自不同学科和国家的 100 多名科学家的合作,其结果预计将改变医学、人工智能和应用神经科学等领域。巴拉克·奥巴马总统领导下的美国政府为该项目提供了大力支持,并分配了初始预算 2.300百万欧元.
通过了解最近的早期进展(例如一立方毫米人体组织的大脑图谱)产生了超过 1,4 PB的数据。这个“微观碎片”包含 57.000 个细胞、150 亿个突触和 230 毫米的血管。
数百万人的希望之路
该项目的实际应用前景广阔。根据神经科学家格雷戈里·杰弗里斯的说法,详细的地图可以与大脑的“谷歌地图”进行比较,提供一定程度的细节,包括从神经元连接到突触功能的所有内容。这项详细的分析为了解精神分裂症和阿尔茨海默氏症等疾病如何影响大脑回路提供了途径。
例如,项目研究人员已经在应用这些方法来解决罕见的神经系统疾病并了解 大脑与人类经验之间的关系。它们还被用来发现记忆形成的模式, 行为 y 创造性思维.
先驱者的遗产:拉蒙·卡哈尔的灵感
该项目源于西班牙诺贝尔奖获得者圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔 (Santiago Ramón y Cajal) 的工作,他在 19 世纪彻底改变了现代神经科学。如今,研究人员拥有更先进的工具,例如大脑类器官,可以帮助建模和理解以前难以想象的水平的发育和疾病。
未来:探索与发现
充分了解人脑的下一步将是利用人工智能与基因工程相结合来分析先进动物模型的行为模式。希望通过识别大脑发育早期阶段的脆弱细胞,开发针对自闭症和精神分裂症等疾病的疗法。
此外,这项工作还启发了新学科,例如研究正常和病理大脑回路之间差异的“病理连接组学”。这项工作将寻求了解 产生独特人类体验的机制 并揭开这个“主器官”的真正工作原理。
该项目为全球超过 10 亿患有神经系统疾病的患者带来了充满希望的前景。这是一场科学革命,不仅试图将人类大脑视为杰作,而且将其视为引导人类走向未来创新的详细地图。