Quels progrès l'initiative BRAIN a-t-elle réalisés jusqu'à présent ?

Les scientifiques ont encore beaucoup à apprendre sur le cerveau humain, notamment sur les causes sous-jacentes des troubles cérébraux tels que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer. Avoir une meilleure idée du fonctionnement du cerveau pourrait aider à découvrir de meilleurs traitements. Pour relancer cette recherche, le président Obama a lancé l'initiative Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) en 2013. Le projet a recueilli plus de 300 millions de dollars de financement d'agences telles que la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) et les National Institutes. of Health (NIH), ainsi que des universités, des entreprises et d'autres institutions. Cela comprend 46 millions de dollars de subventions que le NIH a accordées à 58 projets Septembre dernier.

Bouton ON / OFF

Des chercheurs de l'Université de Caroline du Nord ont trouvé un moyen d'activer et de désactiver des comportements tels que manger chez la souris. Ces comportements sont déclenchés par des signaux chimiques dans le cerveau, qui sont contrôlés par des protéines à la surface des neurones. Les scientifiques ont modifié la structure chimique de ces récepteurs en laboratoire afin que les sites ne répondent qu'à un certain type de composé. Les scientifiques pourraient ensuite activer et désactiver ces comportements en injectant le composé dans le cerveau des souris. Les scientifiques étudient l'activité de plusieurs récepteurs les uns par rapport aux autres, ce qui pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre le rôle du cerveau dans les fonctions biologiques ou les maladies comme la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson qui surviennent lorsque les systèmes de signalisation ne fonctionnent pas correctement. Le travail est décrit dans un mai Neurone papier et soutenu par une subvention de 2,84 millions de dollars dans le cadre de l'initiative BRAIN.

Faire des décisions

Des chercheurs de Princeton ont reçu une subvention de 1,02 million de dollars pour étudier la mémoire de travail, y compris la façon dont le cerveau prend des décisions en fonction des preuves qu'il recueille en quelques centaines de millisecondes seulement. Dans un mois de janvier La nature lettre, l'équipe de Carlos Brody conçoit une expérience dans laquelle un rat entend des clics provenant de haut-parleurs positionnés sur ses côtés gauche et droit. Le but est de se déplacer en direction de l'enceinte qui a émis le plus de clics, explique un Publier sur le site Web du NIH décrivant la technologie. En étudiant la vitesse à laquelle les neurones s'activaient dans le cerveau des rats, les scientifiques ont constaté qu'une zone du cerveau connue sous le nom de cortex pariétal postérieur était responsable de l'accumulation des preuves sur le côté qu'un rat devrait choisir. Une autre zone du cerveau appelée le cortex préfrontal donne au rat le signal de se déplacer dans une certaine direction. Cette expérience remet en question certaines découvertes antérieures qui indiquent que le cortex préfrontal joue un rôle dans la collecte d'informations pour la prise de décisions.

De meilleures prothèses

Une équipe de chercheurs de l'Université de Pittsburgh, de l'Université de Virginie-Occidentale et du fabricant de dispositifs médicaux de Salt Lake City Ondulation développent un membre prothétique qui permet aux amputés de ressentir des sensations comme ils le feraient avec un bras naturel, grâce à des capteurs implantés dans le bras qui enregistrent l'activité électrique des muscles laissés après une amputation. Une fois décodés, ces signaux contrôlent les mouvements de la main prothétique, explique Robert Gaunt, professeur adjoint à l'Université de Pittsburgh. Pour créer la sensation, les capteurs de la main prothétique sont convertis en impulsions électriques qui stimulent les neurones près de la moelle épinière, dit-il. Au lieu de connecter le membre prothétique directement au cerveau, les chercheurs utilisent le système nerveux périphérique du corps. Gaunt note que l'une des limites des prothèses d'aujourd'hui est qu'elles n'effectuent qu'un seul mouvement à la fois, comme ouvrir ou fermer une main ou faire tourner un poignet. Le membre artificiel de son équipe effectuait six types de mouvements différents à la fois, en plus de fournir une rétroaction sensorielle. La technologie pourrait être prête d'ici quatre ans pour que les patients puissent la tester à domicile, a rapporté l'équipe de recherche en février. La recherche fait partie d'un programme DARPA.

Nouvelle imagerie

L'un des objectifs de l'initiative BRAIN est de développer de nouvelles techniques d'imagerie, déclare Thomas Insel, directeur de l'Institut national américain de la santé mentale, dans un article de blog mettant en évidence plusieurs avancées dans le cadre de l'initiative jusqu'à présent. L'une d'elles est une nouvelle méthode développée par des chercheurs de l'Université de Washington et de l'Université Texas A&M. Cette technique dite de microscopie photoacoustique permet aux chercheurs de prendre des photos avec une résolution suffisamment élevée pour voir les capillaires individuels et l'oxygénation du sang dans le cerveau d'une souris. Les images prises avec des microscopes traditionnels deviendraient floues à ce niveau en raison de la façon dont la lumière se déplace à travers les tissus, expliquent les chercheurs dans un article de mai. Impulsion IEEE article. La nouvelle technique d'imagerie est décrite dans un mars Méthodes naturelles article. Une subvention de 2,7 millions de dollars du NIH finance la recherche.

Le plat à emporter :

Depuis que le président Obama a annoncé l'initiative BRAIN en 2013, le financement d'agences telles que le NIH et la DARPA produit des découvertes précoces sur la prise de décision, l'imagerie et la manière dont les circuits cérébraux sont impliqués dans certains comportements. Bon nombre de ces projets de recherche mettront des années à mûrir.

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