Proiecte de cercetare Visul scump al planului creierului - WELT
Creierul uman are miliarde de neuroni și miliarde de conexiuni. Dar acesta nu este singurul motiv pentru care crearea unei hărți a creierului este o provocare care nu ar trebui subestimată
Sursa: picture-alliance/Eibner-Presse
Creierul urmează să fie cartografiat în Statele Unite și chiar recreat în Europa. Speranța pentru proiectele de cercetare de miliarde de dolari este mare, dar și critica.
Anunțul ar fi putut veni cu ușurință dintr-un film științifico-fantastic: oamenii de știință europeni au decis să recreeze creierul uman. Miliarde de celule nervoase și miliarde de interconectări ar trebui încărcate pe un computer - ca și cum ar fi considerat acest lucru de la sine înțeles.
Proiectul pentru creierul uman (HBP) este unul dintre cele două proiecte uriașe de cercetare pe care Uniunea Europeană (UE) ar dori să le sprijine prin „Inițiativa emblematică”. Un miliard de euro urmează să fie cheltuit pentru fiecare proiect individual.
Dar dacă banii singuri sunt suficienți pentru a conduce Proiectul Creierului Uman către succes în decurs de zece ani, este încă o chestiune de dezbatere aprinsă în cadrul comunității globale de cercetare. Unii oameni de știință spun că există mai multă ficțiune decât știință în spatele proiectului.
„Creierul este un sistem extrem de complex. Nu este atât de ușor de recreat ”, spune Moritz Helmstädter de la Institutul Max Planck pentru Neurobiologie din München, de exemplu. Neurologul cercetează creierul șoarecilor de ani de zile și lucrează la crearea unei hărți a nenumăratelor sale circuite.
Elaborați harta creierului
Numai asta este o sarcină gigantică. În trei luni, microscoapele moderne de la Institutul Max Planck nu reușesc decât să mapeze interconectările a 10.000 de celule cu un total de zece milioane de sinapse. Dar lucrarea este departe de a fi terminată: evaluarea imaginilor durează de mai multe ori.
Pentru că încă nu au fost dezvoltate metode de analiză mai puternice. Deci, trebuie să planificați câteva luni de muncă pentru a cartografia în jur de 10.000 de celule nervoase. Creierul șoarecelui are nu doar câteva zeci de mii, ci 75 de milioane de celule.
Și asta este doar creierul șoarecelui. Deoarece creierul uman are semnificativ mai multe celule nervoase, în jur de 86 miliarde. Dar nici administrația SUA nu este intimidată de astfel de numere. Ea a anunțat începerea propriului proiect de cercetare care se așteaptă să ia dimensiuni similare.
Cercetătorii ar trebui să creeze o hartă a tuturor conexiunilor nervoase din creier. Acest obiectiv ar putea costa guvernului SUA la fel de mulți bani ca și Human Brain Project: cercetătorii care participă la proiect cred că acesta va costa 300 de milioane de dolari pe an. În zece ani, Google Maps al sistemului nervos ar putea costa în jur de 3 miliarde de dolari.
De la muscă la om
Nici aceste sume gigantice nu pot diminua entuziasmul multor cercetători și politicieni. Depresie, Alzheimer, Parkinson - datorită hărții detaliate a creierului, toate aceste boli ar trebui să fie vindecabile la un moment dat. Cu toate acestea, dacă întrebați neurologul Partha Mitra de la Cold Spring Harbor Laboratory din New York, SUA, mulți susținători au trecut cu vederea un fapt esențial.
„Planul era să cartografiez sistemele nervoase ale viermilor, muștelor și șoarecilor. Nu am vorbit niciodată inițial despre creierul uman ”, spune Mitra. Încă nu ar exista deloc mijloace tehnice pentru cartografierea creierului uman.
Metodele de imagistică, cum ar fi tomografia prin rezonanță magnetică, ar avea o rezoluție mult prea mică. Iar metodele invazive precum cele utilizate la animalele de laborator nu sunt pur și simplu fezabile pentru oameni. „Pur și simplu nu se pune problema introducerii electrozilor în creierul unei persoane vii”, spune Mitra.
Speranțe mari
Munca lui Katrin Amunts asupra oamenilor vii ar fi, de asemenea, de neimaginat. Ea examinează bucăți minuscule ale creierului la microscopul electronic. Neurologul de la Forschungszentrum Jülich primește țesutul nervos de la donatorii de creier decedați. Ca parte a Proiectului Creierul Uman, se presupune că ea va cartografia creierul uman.
„În doi ani și jumătate, vom dezvolta un„ Atlas HBP ”cu multe instrumente pentru cercetători bazate pe Atlasul nostru JuBrain. Atlasul cerebral ar trebui să ofere informații despre arhitectura celulelor, conexiunile acestora și substanțele mesager din fiecare zonă a creierului ", spune Amunts.
Este sigură: Proiectul pentru creierul uman va produce rezultate excelente - chiar dacă unele cerințe tehnice nu sunt încă îndeplinite.
Limitele tehnologiei
Deoarece posibilitățile tehnice actuale nu sunt în niciun caz suficiente pentru a recrea pur și simplu un creier uman, chiar dacă harta era deja gata. Imitând doar conexiunile nervoase ale unui mouse ar conține de o sută de ori mai multe date decât Google are în prezent pe serverele sale.
Dar asta nu este tot. Proiectul pentru creierul uman nu ar trebui să cartografieze doar neuronii și conexiunile acestora, ci și toate substanțele mesager și fiecare canal ionic.
Această sarcină herculeană nu-l sperie pe Amunts. „Avem idei foarte specifice despre modul în care performanța computerului se va dezvolta în următorii câțiva ani. Dacă tehnologia avansează așa cum era de așteptat, va fi, de asemenea, posibilă reproducerea unui sistem extrem de complex, precum cel al creierului ”, spune Amunts.
Proiectul Genomului
Măsura în care progresul tehnic poate accelera cercetarea a fost deja impresionant demonstrată. La fel ca Proiectul Brain European și al SUA, Proiectul Genomului Uman a fost o întreprindere gigantică. Prin urmare, este adesea folosit ca o comparație.
În 1990, o echipă internațională de oameni de știință a decis să lucreze la decodarea genomului. În 15 ani au vrut să fi analizat ADN-ul uman complet, acesta era programul dur.
Cu toate acestea, progresul considerabil realizat în analiza secvenței a permis cercetătorilor să-și finalizeze proiectul încă din 2003 - cu doi ani mai devreme decât era planificat.
Comparație dificilă
Nu numai știința, ci și industria au beneficiat rapid de rezultat. Analizele genomului au devenit de mult un subiect economic important. "Fiecare dolar care a fost investit în descifrarea genomului uman a adus economiei noastre 140 de dolari", a declarat președintele american Barack Obama când a promovat proiectul de cercetare american.
Mitra este reticentă în a face comparația populară. Nici SUA, nici proiectul european de cercetare nu pot fi comparate cu proiectul genomului uman.
„În acel moment a existat un obiectiv de cercetare bine luat în considerare: determinarea genomului uman. Proiectele actuale nu numai că nu au definiții precise ale țintei, ci și metode de cercetare deja stabilite ”, spune Mitra.
În ciuda tuturor discuțiilor, cel puțin un lucru este clar: susținătorii celor două proiecte majore ale creierului au planuri mari. Cât pot obține cu mulți bani și zel se va vedea doar în câțiva ani. Visul creierului descifrat este probabil să rămână mai multă ficțiune decât știința pentru o lungă perioadă de timp.