Otključavanje Mozga, Najkompleksnije Biološke Strukture Na Zemlji (Esej)

{h1}

Kada istraživači u potpunosti shvate osnovna djelovanja mozga - najsloženiju biološku strukturu na zemlji - postići će možda najveći znanstveni napredak u zabilježenoj ljudskoj povijesti.

James Olds je voditelj Uprave za biološke znanosti američke Nacionalne zaklade i imenovani je profesor molekularne neuroznanosti na Sveučilištu George Mason. Olds je ovaj članak doprinio časopisu WordsSideKick.com's Glasovi stručnjaka: Op-Ed i Uvidi.

Vaš mozak je u osnovi ono što vas čini... vas, Ona kontrolira vaše razmišljanje, rješavanje problema i dobrovoljno ponašanje. U isto vrijeme, kontinuirano pomaže u reguliranju kritičnih aspekata vaše fiziologije, kao što su otkucaji srca i disanje. Pa ipak, vaš mozak - neprekidno čudovište s više zadataka - troši samo oko 20 vata energije, istu snagu kao i štedna žarulja koja štedi energiju.

Ipak, mozak je većinom nepoznata granica: neuroznanstvenici još uvijek ne razumiju u potpunosti kako mozak obrađuje informacije. To je slučaj čak i u mozgu crva, koji ima samo nekoliko stotina neurona - ništa u usporedbi s ljudskim mozgom, koji ima od 80 do 100 milijardi neurona. Lanac događaja koji generiraju misao, ponašanje ili fiziološki odgovor ostaje tajanstven.

Zašto? Mozak je najsloženija biološka struktura poznata znanstvenicima. Kada istraživači shvate kako to funkcionira, ostvarit će možda najveće znanstveno dostignuće u zabilježenoj ljudskoj povijesti. [Otključavanje tajni mozga (Galerija)]

Svjetlost uključuje neuron pomoću tehnike koja se naziva optogenetika.

Svjetlost uključuje neuron pomoću tehnike koja se naziva optogenetika.

Zasluge: Ed Boyden i MIT McGovern Institute

Teorija velikog praska za mozak

Neuroznanstvenici širom svijeta rade na razvoju opšte teorije o funkcioniranju zdravog mozga. Slično načinu na koji teorija Velikog praska nudi jedno moguće objašnjenje za kozmos i pomaže u vođenju istraživanja o podrijetlu svemira, teorija zdrave moždane funkcije ponudila bi moguće objašnjenje o tome kako funkcioniraju mozak i cijeli živčani sustav. pomoći u vođenju istraživanja neuroznanosti.

Teorija zdrave moždane funkcije također može pomoći objasniti kako ozljede i bolesti narušavaju rad mozga. Takva teorija mogla bi pomoći istraživačima u pronalaženju novih pravaca za istraživanje traumatičnih ozljeda mozga i moždanih bolesti.

Znanje o zdravoj funkciji mozga moglo bi također pomoći nadahnuti razvoj pametnih tehnologija koje oponašaju neke nesposobne mogućnosti ljudskog mozga. Ako bi superračunala - koja svaki mogu trošiti više milijuna dolara električne energije, kao i ogromne količine vode za hlađenje - mogli odgovarati energetskoj učinkovitosti i procesijskoj moći mozga, njihova bi masovna potrošnja energije pala, a znanost i inovacije iskočili bi naprijed.

Neuroznanstvenici su postigli određeni napredak u razumijevanju mozga. Identificirali su regije mozga koje reguliraju određene funkcije, uključujući govor i motoričke funkcije, i mogu prepoznati strukturne i funkcionalne promjene koje se događaju u mozgu tijekom životnog vijeka životinje.

I nedavno su neuroznanstvenici razvili napredne alate za vizualizaciju i analizu dijelova mozga bez presedana. Ovi alati daju prve detaljne uvide mozga i potiču neuroznanost naprijed, baš kao što su prvi snažni teleskopi pružali duboke uvide u svemir i gurali astronomiju naprijed.

Netaknuti mozak miša snimljen je novom tehnikom zvanom CLARITY, koja istodobno otkriva sitne detalje i veliku sliku.

Netaknuti mozak miša snimljen je novom tehnikom zvanom CLARITY, koja istodobno otkriva sitne detalje i veliku sliku.

Zasluge: Kwanghun Chung i Karl Deisseroth, Medicinski institut Howard Hughes / Sveučilište Stanford

Inicijativa BRAIN

Nastavljajući na tim i drugim nedavnim inovacijama, predsjednik Barack Obama pokrenuo je istraživanje mozga putem Invative Innovative Neurotechnologies Initiative (BRAIN Initiative) u travnju 2013. Federalno financiran u 2015. u iznosu od 200 milijuna dolara, inicijativa je javno-privatni istraživački napor da se revolucionizira znanstveno razumijevanje mozga.

Kao dio inicijative, NSF radi na otkrivanju kako zdrav mozak funkcionira. Tehnologija magnetske rezonancije (MRI), bionski udovi i laserska operacija oka utemeljeni su u ranim temeljnim istraživanjima koja financiraju NSF, a ovo novo istraživanje na zdravom mozgu moglo bi dovesti do jednako dubokog napretka. Kao američka savezna agencija za znanost, NSF će potrošiti oko 48,48 milijuna dolara na bespovratne potpore inicijativi BRAIN, dio od otprilike 106,44 milijuna dolara bespovratnih sredstava koje ćemo osigurati za sva istraživanja "Razumijevanje mozga" kroz niz neuroznanosti.

Uz tu podršku, naši istraživački timovi rješavaju misterije mozga iz različitih kutova. Izmišljaju nove sonde za nadziranje i manipuliranje mozga; izgradnja računalnih modela kako bi se otkrilo aktivnosti neurona koji pokreću misli i ponašanje; poboljšanje tehnologija snimanja mozga; i proučavanje živčanih sustava širokog spektra vrsta.

Ti istraživači također stvaraju kiberinfrastrukturu za pohranjivanje i upravljanje "velikim podacima" koje generiraju studije mozga. Ovo je od presudne važnosti: Ako bi se slike jednog mozga pohranile u hrpu tvrdih diskova od 1 TB, snop bi stigao do mjeseca ili dalje.

Guranje granica mozga

Pored toga, NSF je pružio 36 interdisciplinarnih timova ukupno 10,8 milijuna USD u ranim konceptualnim bespovratnim sredstvima, pri čemu se svaki bavio ovim uznemirujućim pitanjem: Kako krugovi neurona generiraju ponašanje i omogućavaju učenje i percepciju?

Jedan od tih timova, sa Medicinskog fakulteta Sveučilišta Sjeverne Karoline, poboljšava novu vrstu mikroskopa kako bi istovremeno pregledao pojedinačne neurone koji pucaju u dvije ili više različitih regija mozga u isto vrijeme. Ovaj će mikroskop omogućiti istraživačima da prvi put detaljno vide kako različita područja mozga rade na procesuiranju informacija.

Uhvativši potpuno drugačije korake, istraživači novog NSF Centra za mozak, um i strojeve na MIT-u istražuju ljudsku inteligenciju i potencijal za stvaranje inteligentnih strojeva. Dok istraživači nauče kako izraditi te strojeve, vjerojatno će poboljšati čovjekovo razumijevanje ljudske inteligencije.

Dizajn egzoskeleta (vanjski kostur) koji će omogućiti paraplegičarima da opet hodaju izvukao se iz temeljnih istraživanja neuroznanosti. Egzoskelet koristi računalne algoritme za tumačenje korisnikove moždane aktivnosti, koja egzoskelet pokreće prema naprijed.

Dizajn egzoskeleta (vanjski kostur) koji će omogućiti paraplegičarima da opet hodaju izvukao se iz temeljnih istraživanja neuroznanosti. Egzoskelet koristi računalne algoritme za tumačenje korisnikove moždane aktivnosti, koja egzoskelet pokreće prema naprijed.

Zasluge: Walk Again Project / virtualreality.duke.edu

Ako je povijest bilo koji vodič, ovi i drugi temeljni projekti istraživanja mozga imat će važnu primjenu. Na primjer, temeljna istraživanja organizama osjetljivih na svjetlost dovela su do razvoja probojne tehnologije nazvane optogenetika za selektivno uključivanje i isključivanje pojedinih neurona izlaganjem svjetlu. (Pogledajte animaciju koja objašnjava optogenetiku ovdje.)

Danas se optogenetika koristi za proučavanje potencijalnih uloga neispravnih neurona viđenih kod Parkinsonove bolesti, shizofrenije, depresije, moždanog udara, PTSP-a, ovisnosti i nekih oblika sljepoće.

Ako ste aktualni stručnjak - istraživač, poslovni vođa, autor ili inovator - i želite pridonijeti objavljenom djelu, pošaljite nam e-poštu ovdje.

Ako ste aktualni stručnjak - istraživač, poslovni vođa, autor ili inovator - i želite pridonijeti objavljenom djelu, pošaljite nam e-poštu ovdje.

I nedavno su gledatelji Svjetskog prvenstva 2014. vidjeli još jednu važnu primjenu temeljnog istraživanja mozga: Prvi udarac igara izvela je osoba s paraplegijom koja nosi eksoskelet koji je izgrađen na istraživanju financiranog od NSF-a o tome kako su neuroni uključeni u motoričke motore učenje - istraživanje koje je započelo prije gotovo dvadeset godina.

Nada se da će se vlada, ali i čitava država, nadati da će dodatna, temeljna istraživanja neuroznanosti postaviti temelje za daljnji napredak koji će pomoći društvu da napreduje u napretku.

Pratite sva pitanja i rasprave stručnog glasa - i postanite dio rasprave - na Facebooku, Twitteru i Google+. Izražena stajališta su stajališta autora i ne odražavaju nužno stavove izdavača. Ova verzija članka izvorno je objavljena u časopisu WordsSideKick.com.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Kako Napuniti Svoje Kondicione Sljedbenike
Kako Napuniti Svoje Kondicione Sljedbenike

Kratki Rast Povezan S Većim Rizikom Od Dijabetesa Tipa 2
Kratki Rast Povezan S Većim Rizikom Od Dijabetesa Tipa 2

Znanost Vijesti


Kriza Psihijatrijskih Lijekova: Razmislite O Legalnim I Ilegalnim Drogama, Doktorskim Predlozima
Kriza Psihijatrijskih Lijekova: Razmislite O Legalnim I Ilegalnim Drogama, Doktorskim Predlozima

5 Velikih Arheoloških Priča Koje Ćemo Gledati U 2017. Godini
5 Velikih Arheoloških Priča Koje Ćemo Gledati U 2017. Godini

Kako Su Ovi Divovski Balvani Završili Na Autocesti U Ohiju?
Kako Su Ovi Divovski Balvani Završili Na Autocesti U Ohiju?

Inauguracijska Briga: Nema Mjesta Za Pišanje
Inauguracijska Briga: Nema Mjesta Za Pišanje

Orange Lush: Kalifornijske
Orange Lush: Kalifornijske "Superbloom" Wows Iz Zraka


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 HR.WordsSideKick.com