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NORTH BETHESDA, MD - Entdeckungen, die von der BRAIN-Initiative finanziert werden, den öffentlich-privaten Bemühungen, die Schaltkreise des Gehirns abzubilden und festzustellen, wie diese Wege Verhalten und Krankheit beeinflussen, schreiten laut Forschern, die sich hier versammelt haben, um Details zu ihren Projekten auszutauschen, schnell voran.

"Ich denke, wir übertreffen alle Erwartungen", sagte Dr. Walter Koroshetz, Co-Vorsitzender der BRAIN-Initiative, gegenüber Medscape Medical News. "Niemand hat mit den Fortschritten gerechnet, die wir bisher gesehen haben", sagte Dr. Koroshetz, der auch Direktor des Nationalen Instituts für neurologische Erkrankungen und Schlaganfälle ist.

Vor zwei Jahren, bevor die Initiative begann, hätten Wissenschaftler möglicherweise 400 Zelltypen im Gehirn identifizieren und untersuchen können, sagte er. Jetzt können sie 44.000 studieren, sagte Dr. Koroshetz gegenüber Medscape Medical News. Technologien für den Blick in das Gehirn explodieren ebenfalls, sagte er. "Es ist ziemlich bemerkenswert - ich weiß nicht, ob wir das alles würdigen können, aber es ist sehr aufregend", sagte er und fügte hinzu: "Ich glaube nicht, dass es in den Neurowissenschaften jemals eine Zeit gegeben hat, in der sich die Technologie so schnell entwickelt hat . "

Präsident Obama startete 2013 die Initiative „Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies“(BRAIN). Die Initiative bringt fünf Bundesbehörden zusammen - die Defense Advanced Research Projects Agency, die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA), die Intelligence Advanced Research Projects Activity, die National Institutes of Health (NIH) und die National Science Foundation - und Hochschulen, Patientenvertreter und private Stiftungen, um Tools zu beschleunigen, mit denen untersucht werden kann, wie das Gehirn es dem menschlichen Körper ermöglicht, Informationen aufzuzeichnen, zu verarbeiten, zu nutzen, zu speichern und abzurufen.

Bei dem Treffen hier hielten 250 Ermittler Vorträge über 190 Projekte. Das Treffen wurde abgehalten, um Daten auszutauschen, Teamansätze zur Problemlösung zu erleichtern und die nächste Forschungsphase zu diskutieren, sagte Dr. Koroshetz.

"In Bezug auf die BRAIN-Initiative befinden wir uns in einer Wende", sagte er den Teilnehmern. "Wir wollen wissen, wie wir zum Ziel gelangen, wie es im 'Brain 2025-Bericht' dargelegt wurde" - der Blaupause, die die Prioritäten der Initiative festlegte.

Human Studies als nächstes für einige

Die meisten der vorgestellten Studien wurden an Tieren oder auf wissenschaftlicher Ebene durchgeführt, aber eine Handvoll waren dabei, Versuche am Menschen durchzuführen.

Michael Garwood, PhD, stellvertretender Direktor des Zentrums für Magnetresonanz an der Universität von Minnesota, Minneapolis, beschrieb die Bemühungen seines Teams, eine erschwingliche und tragbare MRT-Einheit zu bauen, die nur den Leiter eines Studienteilnehmers umfasst und es Forschern ermöglicht, dies zu tun Scannen und analysieren Sie beispielsweise jemanden, der Gitarre spielt oder auf einer beweglichen Plattform steht.

Ein Jahr nach Beginn eines NIH-Stipendiums haben Dr. Garwood und Mitarbeiter ein kragenähnliches 500-Pfund-Gerät hergestellt, das der 1, 5-Tesla-Einheit nahe kommt, die er zu perfektionieren hofft. Sie brauchen immer noch den richtigen Magneten, aber die größere Herausforderung bestand darin, die Elektronik zu finden, um die Bilder zu erstellen, sagte er. Sie haben einige In-vivo-Bilder von Menschen aufgenommen und sind fünfmal weniger leistungsfähig als bei der konventionellen MRT. Sie arbeiten jedoch immer noch daran, ihr optimales Design zu erreichen.

"Dies wird eine völlig andere Art der MRT sein", sagte Dr. Garwood.

Ed Boyden, PhD, Professor für Biotechnik und Gehirn- und Kognitionswissenschaften am McGovern Institute for Brain Research am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, hat die Verwendung der Blutgefäße des Gehirns als Zugangsportale untersucht. Er und seine Kollegen bauen winzige Elektroden, die von Ballonkathetern abgegeben und durch die Gefäße in interessierende Bereiche gelenkt werden können.

Die Elektroden können zum Beispiel aktiviert werden, um eine Tiefenhirnstimulation zu liefern, oder sie können bei der Kartierung der Epilepsie helfen. Die Forscher haben die Technologie an Kaninchen und Schweinen getestet, sind jedoch der Meinung, dass sie dem menschlichen Gebrauch näher kommen könnte, wenn die vorhandene Standardtechnologie überarbeitet werden kann.

Und Dr. med. Leigh Hochberg sprach über die Bemühungen seines Teams, eine drahtlose Version des BrainGate-Geräts zu entwickeln. Bisher hat diese implantierbare Einheit (für die klobige externe Kabel erforderlich sind) Menschen mit Rückenmarksverletzungen, Amyotropher Lateralsklerose und anderen Bewegungsstörungen ermöglicht, einen Computercursor nur durch Nachdenken zu bewegen. Aber ein drahtloses Gerät würde diesen Menschen noch mehr Freiheit geben, sagte Hochberg.

"In ungefähr zwei Jahren wollen wir zu einem vollständig implantierten Versuch am Menschen gelangen", sagte er und bemerkte, dass ein Prototyp gebaut worden war, dass es jedoch große Hürden waren, ihn für einen Versuch in Produktion zu bringen und dann die FDA-Zulassung zu erhalten. "Die Herausforderung dabei ist nicht trivial", sagte er.

Ein riesiges Hindernis finanzieren

Die Roadmap für Brain 2025 sah eine jährliche Finanzierung der NIH-Institute in Höhe von 300 bis 500 Millionen US-Dollar vor, was etwa 4, 5 Milliarden US-Dollar in den nächsten 10 Jahren entspricht. Aber die Bemühungen haben nicht annähernd diesen Betrag an Mitteln vom Kongress erhalten.

Dr. Koroshetz sagte, dass das NIH im Geschäftsjahr 2014 14 Millionen US-Dollar und im Geschäftsjahr 2015, das am 31. Oktober endete, 25 Millionen US-Dollar erhalten habe. Im Geschäftsjahr 2014 vergab das NIH 58 Auszeichnungen.

Präsident Obama beantragte 300 Millionen US-Dollar für Mittel der BRAIN-Initiative für alle Bundesbehörden für das Geschäftsjahr 2016, einschließlich 135 Millionen US-Dollar für das NIH, aber der Kongress hat die Mittel nicht abgeschlossen.

Die Finanzierung der Initiative erfolgt auch durch private Stiftungen und Institutionen wie das Howard Hughes Medical Institute, das Allen Institute for Brain Science und die Kavli Foundation. Diese Organisationen haben zusammen mit Universitäten und Organisationen für Patientenvertretung 240 Millionen US-Dollar bereitgestellt. Die National Photonics Initiative und andere Unternehmen wie GE, GlaxoSmithKline und Inscopix haben angekündigt, mehr als 30 Millionen US-Dollar zum Programm beizutragen.

Mit begrenzten Ressourcen: "Wie erhöhen wir die Chancen, dass diese Bemühungen anhalten?" sagte Thomas Kalil, stellvertretender Direktor für Politik beim Büro für Wissenschafts- und Technologiepolitik des Weißen Hauses.

"Es ist unwahrscheinlich, dass wir bis Januar 2017 herausgefunden haben, wie das Gehirn funktioniert", sagte er den Teilnehmern und fügte hinzu, dass die Initiative "mindestens 10 Jahre lang fortfahren muss".

Und er sagte, die menschlichen und wirtschaftlichen Kosten für Gehirnerkrankungen steigen, und allein die Kosten für Alzheimer werden voraussichtlich von 200 Milliarden US-Dollar pro Jahr auf 1 Billion US-Dollar bis 2050 steigen. "Wenn Sie der Meinung sind, dass Forschung teuer ist, ist dies ein Schnäppchen im Vergleich zu nichts zu tun und die wachsende Belastung durch Erkrankungen des Gehirns fortzusetzen ", sagte Kalil.