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$ 100 Million Initiative, zum des von Präsident Obama angekündigten Gehirns aufzuzeichnen

Präsident Barak Obama hat am Dienstag bekannt gegeben, dass er in seiner nächsten Woche für 100 Millionen Dollar in seinem Budget für das nächste Jahr der "BRAIN-Initiative" spenden will, eine mutige neue 10-jährige Forschungsarbeit, um unser Verständnis des menschlichen Gehirns zu verbessern Entdecke neue Wege zur Behandlung, Vorbeugung und Heilung von Hirnerkrankungen wie Autismus, Epilepsie, Schädel-Hirn-Trauma, Schizophrenie und Alzheimer.
BRAIN steht für BRegen Rdurchforschen EINvoranschreiten Neurotechnologien. Obama baut auf seiner Forderung nach historischen Investitionen in F & E auf, um Innovationen, neue Arbeitsplätze und wirtschaftliches Wachstum zu fördern.
Hirnkrankheiten und -störungen kosten das US-Gesundheitssystem jährlich etwa 500 Milliarden US-Dollar, nach Francis Collins, MD, PhD.
Dr. Collins sagte:

"Das menschliche Gehirn ist zur Zeit das komplizierteste Organ im bekannten Universum. Die Fähigkeit, zu verstehen, wie die Schaltkreise im Gehirn sehr komplexe Eigenschaften haben, ist eine der größten Herausforderungen, die uns die Wissenschaft gegenwärtig stellt."

Obama sagte, dass die BRAIN-Initiative ihn an das 3-Milliarden-Dollar-Humangenomprojekt erinnert, an dem Dr. Collins in den 1990er Jahren beteiligt war. Das Human Genome Project kartierte alle Gene in der menschlichen DNA. Die Sequenzierung des menschlichen Genoms begann mit Kosten von über 100 Millionen US-Dollar und fiel schließlich am Ende des Projekts auf 7.000 US-Dollar. Es wurde als Auftakt für die personalisierte Medizin gesehen. Life Technologies sagt, dass es das gesamte menschliche Genom für 1.000 US-Dollar sequenzieren kann.
Obama beschrieb die BRAIN-Initiative als eine der "Grand Challenges" der Regierung - mit ehrgeizigen, aber erreichbaren Zielen, die ernsthafte Fortschritte in Technologie und Wissenschaft erfordern. Er forderte Forschungszentren, Stiftungen, philanthropische Organisationen und Unternehmen auf, sich ihm anzuschließen, "um weitere große Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zu erkennen und zu verfolgen - Herausforderungen, die die Arbeitsplätze und Industrien der Zukunft schaffen und gleichzeitig das Leben verbessern können."

Präsident Barack Obama und Dr. Francis Collins, Direktor der National Institutes of Health, bei der Veranstaltung der BRAIN Initiative im Weißen Haus, 2. April 2013. (Foto mit freundlicher Genehmigung des Weißen Hauses)
Laut dem Weißen Haus wird die BRAIN-Initiative die Erfindung neuer Technologien beschleunigen, die Wissenschaftlern dabei helfen werden, Echtzeitbilder von komplizierten neuronalen Schaltkreisen zu erstellen und schnelle Interaktionen von Zellen zu visualisieren, die so schnell geschehen, wie wir denken können. Solche hochmodernen Fähigkeiten, wenn sie sowohl auf einfache als auch auf komplexe Systeme angewendet werden, werden uns helfen, besser zu verstehen, wie Gehirnfunktion, Lernen und menschliches Verhalten miteinander verknüpft sind, sowie die Strukturen und Mechanismen von Gehirnerkrankungen.
Die BRAIN-Initiative wird mehrere Bundesbehörden einbeziehen, darunter DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), NIH (National Institutes of Health) und die NSF (National Science Foundation).

Während seiner Rede zur Lage der Nation im Februar erwähnte der Präsident das Projekt kurz. Am Dienstag gab er eine ausführlichere und konkretere Darstellung.
Das Projekt wird im ersten Jahr auf 100 Millionen US-Dollar geschätzt. Obama will den Kongress um das Geld bitten. Das Humangenomprojekt, so Collins, kostete im ersten Jahr 28 Millionen Dollar. Collins beschrieb 100 Millionen Dollar als "einen ziemlich guten Start, um das Projekt auf den Weg zu bringen".
Da der Kongress Haushaltsfragen mit Argusaugen verfolgt, bleibt abzuwarten, ob 100 Millionen Dollar bewilligt werden.
Von den folgenden Parteien wird erwartet, dass sie wesentliche Beiträge zur Brain-Initiative leisten:
  • Der Blueprint für neurowissenschaftliche Forschung des NIH wird voraussichtlich etwa 40 Millionen Dollar beitragen - der führende Beitragszahler. Die Initiative umfasst 14 NIH Institute und Zentren.

  • DARPA - plant, 2014 etwa 50 Millionen US-Dollar zu investieren, um die dynamischen Funktionen des Gehirns zu verstehen und neue Anwendungen basierend auf diesen Erkenntnissen zu demonstrieren.
    DARPA-Direktor Arati Prabhakar sagte: "Die Initiative des Präsidenten unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses dafür, wie das Gehirn große Informationsmengen aufzeichnet, verarbeitet, nutzt, speichert und abruft. Dieses Wissen über die Gehirnfunktion könnte das Design einer neuen Generation von Informationen inspirieren Verarbeitungssysteme, führen zu Erkenntnissen über Hirnverletzungs- und Genesungsmechanismen und ermöglichen neue Diagnosen, Therapien und Geräte, um traumatische Verletzungen zu reparieren. "

  • NSF - wird etwa $ 20 Millionen beitragen. NSF-gestützte Forschung in diesem Bereich umfasst Informatik, Physik, Mathematik, Biologie, Sozialwissenschaften und Verhaltenswissenschaften. Zu den NSF-Beiträgen gehören auch die Entwicklung molekularer Sonden, die neuronale Netzwerkaktivitäten erfassen und aufzeichnen können, Fortschritte in "Big Data", die für die Analyse enormer Datenmengen benötigt werden, sowie ein verbessertes Verständnis von Emotionen, Gedanken, Handlungen und Erinnerungen sind im Gehirn vertreten.
    NSF Acting Director, Cora Marrett, sagte: "NSF ist ideal positioniert, um die BRAIN-Initiative zu unterstützen, aufgrund der großen Bandbreite der wissenschaftlichen und technischen Forschungsfinanzierung für die Nation. NSFs Forschungsportfolio für Neurowissenschaften und Kognitionswissenschaften ist umfangreich, und diese Initiative erhöht die Anstrengungen Das ist bereits im Gange, um neurologische Verbindungen von der zellulären zur menschlichen Verhaltensebene zu erforschen. "

  • Das Allen-Institut für Hirnforschung - Im vergangenen Jahr begann eine 10-jährige Initiative zum Verständnis des neuronalen Codes; wie menschliche Gehirnaktivität zu Entscheidungsfindung, Wahrnehmung und Handlung führt.
    Nach Angaben des Allen Institute for Brain Science hat es "groß angelegte Gehirnforschungsprojekte durchgeführt und die daraus resultierenden Daten und Werkzeuge öffentlich und öffentlich zur Weiterentwicklung des Feldes ausgetauscht. Die vom Allen Institute geschaffenen öffentlichen Ressourcen sind zu wesentlichen Werkzeugen geworden Für viele tausend Wissenschaftler auf der ganzen Welt hat diese Arbeit die Tür geöffnet und den Grundstein für Projekte wie die BRAIN-Initiative gelegt. "

  • Andere Organisationen sind die Kavli Foundation, das Salk Institute for Biological Studies und das Howard Hughes Medical Institute.
Dr. Collins sagt, dass der erste Schritt der NIH darin besteht, ein "Dream-Team" aus 15 herausragenden Neurowissenschaftlern zusammenzustellen. Sie werden gebeten, einen Zeitplan zu entwickeln und erreichbare Ziele zu empfehlen. Die Gruppe wird gemeinsam von William Newsome, PhD, der Stanford University und Cori Bargmann, PhD, von der Rockefeller University geleitet. Die erste Runde der Empfehlungen wird voraussichtlich in diesem Sommer vorgelegt werden.
Dr. Collins sagte, es sei zu früh, um die Ziele aufzulisten. Arati Prabhakar fügte hinzu, dass es eine sehr lange Reihe recht interessanter Meilensteine ??und Demonstrationen von Fähigkeiten auf dem Weg dorthin geben wird. Sie fügte hinzu, dass das Studium von Speicher und Verlust wird definitiv zu den Empfehlungen gehören.
Prabhakar sagte, dass das Entwirren der praktisch endlosen neuralen Verbindungen eine entmutigendere Aufgabe ist, als das menschliche Genom zu entschlüsseln. Wenn wir annehmen, dass ein Neuron 10.000 Verbindungen hat, hat das menschliche Gehirn wahrscheinlich etwa eintausend Billionen Verbindungen (1 x 1015), Jeffrey R. Petrella, MD und P. Murali Doraiswamy, MBBS, FRCP, erklärt in der Zeitschrift Neurologie.
Dr. Petrella, MD, und Dr. Doraiswamy schrieb:
"Es ist leicht zu vergessen, dass keine nichtinvasive Bildgebungstechnik die Funktionen von Nervenzellen heute zuverlässig auf einer individuellen Ebene abbildet. Wir verstehen nicht einmal die vielen Arten, wie Neuronen miteinander kommunizieren können und wie sich diese im Laufe der Zeit verändern können. "

Obama erhielt Lob von einem unwahrscheinlichen Politiker, dem ehemaligen Sprecher des Repräsentantenhauses Newt Gingrich (R-Ga), der sagte: "Präsident Obama verdient Anerkennung dafür, dass er einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung getan hat".

Was ist die BRAIN-Initiative?
Geschrieben von Christian Nordqvist

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