211service.com
Interview met BRAIN-projectpionier: Miyoung Chun
Het lastigste aan het project voor het in kaart brengen van de hersenen is misschien dat we niet eens weten wat we proberen te leren. 15 april 2013
Het Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) project, dat president Obama bekend gemaakt in zijn Staat van de Unie toespraak in februari, zal een tien jaar durende poging zijn om de aard van het denken te begrijpen (Zie waarom Obama's Brain-Mapping Project ertoe doet). Het project, dat onvermijdelijk de Menselijk genoom project , zal miljarden aan onderzoeksfinanciering vergen en de medewerking van vele overheidsinstanties, universiteiten en stichtingen vereisen. Miyoung Chun , een moleculair geneticus en vice-president voor wetenschappelijke programma's aan de Stichting Kavli , coördineert sindsdien de communicatie tussen betrokkenen planning 18 maanden geleden begonnen.
Wat hoop je precies in kaart te brengen?
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van mei 2013
- Zie de rest van het probleem
- Abonneren
We hebben grote vooruitgang geboekt sinds neuronen werden herkend [door Santiago Ramón en Cajal meer dan 100 jaar geleden] als de functionele basiseenheid van het zenuwstelsel. We weten hoe we de activiteit van kleine aantallen neuronen kunnen meten - tot een paar honderd. Met behulp van functionele MRI [magnetic resonance imaging] weten we ook hoe we de activiteiten van patches van grote aantallen neuronen kunnen meten - van 30.000 tot een miljoen. Maar bij veel kritieke hersenfuncties zijn enkele duizenden tot vele miljoenen neuronen betrokken.
BRAIN zal revolutionaire nieuwe instrumenten genereren om de hersenactiviteiten in duizenden tot miljoenen neuronen te meten om een algemene theorie van de hersenen te produceren.
Waarom het doen?
We willen begrijpen hoe we redeneren, hoe we onthouden, hoe we leren, hoe we bewegen, hoe onze emoties werken. Deze vaardigheden definiëren ons. En toch begrijpen we er nauwelijks iets van.
Hoe zullen nanowetenschap en nanotechnologie bijdragen aan de hersenactiviteitskaart?
De hersenen functioneren op nanoschaal. Dus de instrumenten om hersenen te bestuderen moeten uiteindelijk ook op dit niveau werken. Wat echt nodig zal zijn, is de mogelijkheid om veel meer te meten. Tien tot vijftien jaar geleden was de tijd niet rijp; nu is het haalbaar.
Wat zouden de voordelen zijn?
Wat heeft het voor zin om meer te meten als je niet begrijpt wat het betekent? Het doel van BRAIN is niet alleen om hulpmiddelen te ontwikkelen zodat we meer neuronen kunnen lezen; Wij willen ontcijferen hersenactiviteit. Een interdisciplinair netwerk van wetenschappers en ingenieurs zal werken aan nieuwe, krachtige protheses, behandelingen voor verwoestende hersenaandoeningen, verbeterde educatieve strategieën en slimme technologieën die de buitengewone vermogens van de hersenen nabootsen.
Is de Menselijk genoom een goede of domme metafoor voor de hersenactiviteitskaart uitwerpen?
Er zijn overeenkomsten: de omvang van het onderzoek, de langetermijnvisie en de benodigde financiering. Wat anders is, is het eindpunt. In het geval van het Human Genome Project was het einde heel duidelijk. Zodra je drie miljard nucleotiden hebt gesequenced, ben je klaar, toch? Maar voor de hersenactiviteitskaart is het waarschijnlijk onvoorzichtig om een doel te stellen om de 100 miljard neuronen in het menselijk brein te meten. Ten eerste zullen we zo'n doel misschien nooit bereiken; maar belangrijker nog, we weten niet of een kleiner aantal ons de inzichten zal geven die we nodig hebben.
Je bedoelt ook dat we niet eens kunnen anticiperen op sommige van de vragen die uit de mapping zullen komen.
Precies. We weten niet wat we zullen leren door een miljoen neuronen te meten en te ontcijferen. Wat we wel weten, is wat we al hebben kunnen bereiken. John Donoghue [van Brown University] heeft bijvoorbeeld een patiënt die 15 jaar geleden een beroerte heeft gehad. Door minder dan 100 neuronen te stimuleren, kon ze de armen van een robot bewegen en haar ochtendkoffie drinken. Honderd neuronen. Stel je voor: misschien kan deze patiënt zelf lopen als John 100.000 neuronen kan stimuleren!
Ik zou graag een persoonlijke vraag willen stellen, als dat mag. Wat is de enige vraag die de BRAIN-project zou kunnen antwoorden dat je graag wilt begrijpen?
Eerlijk gezegd probeer ik het project niet te personaliseren.
Wel, daarom is het een interessante vraag.
Wat voor mij het meest interessant is, is hoe onze gedachten worden gevormd. Denken lijkt zoiets menselijks. We nemen aan dat andere soorten gedachten hebben, maar ons gedachten lijken meer ... alomvattend te zijn. Het zijn gedachten die ons – jij en ik – ertoe brachten om vandaag over deze kwesties te praten. Onze gedachten zijn direct gerelateerd aan hoe we onthouden, en hoe we leren, en hoe we zoveel kunnen doen. Maar wat is hiervoor de basis? Het is de redenerende kant van de hersenen die mij het meest mysterieus lijkt. Maar ik zou denken dat iedereen zijn eigen mening heeft over waarom het in kaart brengen van de hersenen belangrijk is.