Libérer le cerveau, plus la structure biologique complexe de la Terre
Votre cerveau est essentiellement ce que vous fait ... vous. Il contrôle votre pensée, la résolution de problèmes et les comportements volontaires. Dans le même temps, il contribue de façon continue à réguler les aspects critiques de votre physiologie, comme votre fréquence cardiaque et la respiration. Et pourtant, votre cerveau - une merveille multitâche nonstop - fonctionne sur seulement 20 watts d'énergie, la même puissance comme une ampoule à économie d'énergie.
Pourtant, pour la plupart, le cerveau est une frontière inconnue: les neuroscientifiques ne comprennent pas encore complètement comment l’information est traitée par le cerveau. C'est le cas même dans le cerveau d'un ver, qui a seulement plusieurs centaines de neurones - rien comparé à le cerveau humain, qui a 80 milliards à 100 milliards de neurones. La chaîne d'événements qui génère une pensée, le comportement ou la réponse physiologique reste mystérieuse.
Pourquoi? Le cerveau est la structure biologique plus complexe connu des scientifiques. Lorsque les chercheurs ne comprendre comment cela fonctionne, ils vont accomplir peut - être la plus grande réussite scientifique dans l’histoire humaine.
Une théorie du Big Bang pour le cerveau
Les neuroscientifiques du monde entier travaillent à l’élaboration d’une théorie globale de la façon dont un cerveau sain fonctionne . Semblable à la façon dont la théorie du Big Bang offre une explication possible pour le cosmos et aide à la recherche d'emploi sur les origines de l'univers, une théorie de fonctionnement du cerveau offrirait une explication possible de la façon dont le cerveau et l'ensemble des travaux du système nerveux, et j’aide à la recherche en neurosciences de guide.
Une théorie de fonctionnement du cerveau peut aussi aider à expliquer comment les blessures et les maladies perturbent le fonctionnement du cerveau. Une telle théorie pourrait aider les chercheurs à identifier de nouvelles orientations pour la recherche sur les lésions cérébrales traumatiques et des maladies du cerveau.
Les connaissances sur le fonctionnement du cerveau en bonne santé pourraient aussi aider à inspirer le développement de technologies intelligentes qui imitent certains des capacités inégalées du cerveau humain. Si superordinateurs - dont chacun peut consommer des millions de la valeur de l'électricité de dollars par an, ainsi que d'énormes quantités d'eau de refroidissement - pourraient correspondre à l'efficacité énergétique du cerveau et de la puissance de traitement, leur consommation d'énergie massive chuterait, et de la science et de l'innovation serait un bond en avant.
Les neuroscientifiques ont fait des progrès vers la compréhension du cerveau. Ils ont identifié les régions du cerveau qui régulent des fonctions particulières, y compris la parole et de la fonction motrice, et ils peuvent reconnaître des changements structurels et fonctionnels qui se produisent dans le cerveau pendant toute la durée de vie d'un animal.
Et récemment, les neuroscientifiques ont développé des outils avancés pour la visualisation et l'analyse des parties du cerveau en détail sans précédent. Ces outils fournissent les premiers aperçus détaillés du cerveau, et sont estoc neuroscience avant, autant que les premiers télescopes puissants à condition que les aperçus profonds dans l'univers et l'astronomie poussée vers l'avant.
L'Initiative BRAIN
Fort de ces et d’autres innovations récentes, le président Barack Obama a lancé la recherche sur le cerveau grâce à l’avancement Innovative Initiative neurotechnologies (Initiative BRAIN) en Avril 2013. Fédéral financé en 2015 à 200 millions $, l'initiative est un effort de recherche public-privé de révolutionner la compréhension des scientifiques du cerveau.
Dans le cadre de l'initiative, NSF travaille à révéler comment un cerveau sain fonctionne. Imagerie par résonance magnétique (IRM), des membres bioniques et la chirurgie oculaire au laser ont tous été mis à la terre au début de la recherche fondamentale financé par la NSF, et cette nouvelle recherche sur le cerveau en bonne santé pourraient conduire à des progrès tout aussi profonds. Comme une agence scientifique fédérale des États - Unis, la NSF va dépenser environ 48.480.000 $ sur les subventions à l’appui de l'Initiative de BRAIN, une partie d'environ 106.440.000 $ en subventions, nous allons fournir pour tous "Comprendre le cerveau" la recherche à travers une gamme de sujets en neurosciences.
Avec ce soutien, nos équipes de recherche abordent les mystères du cerveau à partir d'angles variés. Ils inventent de nouvelles sondes pour surveiller et manipuler le cerveau; construire des modèles informatiques pour aider à révéler les activités des neurones qui conduisent les pensées et les comportements; l'amélioration des technologies d'imagerie cérébrale; et l'étude des systèmes nerveux d'un large éventail d'espèces.
Ces chercheurs sont également créent la cyberinfrastructure pour stocker et gérer la «grande données» générée par les études du cerveau. Ceci est d'une importance cruciale: Si les images nanométriques d'un cerveau ont été stockés dans une pile de disques durs 1To, la pile atteindrait à la lune ou au-delà.
Repoussant les limites du cerveau
En outre, la NSF a fourni 36 équipes interdisciplinaires avec un total de 10,8 millions $ en subventions de concept précoce, abordant chacun cette épineuse question: Comment les circuits de neurones génèrent des comportements et permettent l’apprentissage et de la perception?
L'une de ces équipes, de l'Université de North Carolina School of Medicine, est l'amélioration d'un nouveau type de microscope pour voir simultanément les neurones individuels de tir en deux ou plusieurs régions d'un cerveau en même temps. Ce microscope permettra aux chercheurs de voir en détail, pour la première fois, comment les différents domaines de l'équipe du cerveau jusqu'à traiter l'information.
La prise d'un tack entièrement différent, les chercheurs de la nouvelle 25 millions $ NSF Center for Brains, les esprits et machines au MIT étudient l'intelligence humaine et le potentiel de création de machines intelligentes. Comme les chercheurs apprennent à construire ces machines, ils vont probablement également de faire avancer la compréhension de l'humanité de l'intelligence humaine.
Si l' histoire est un guide, ceux - ci et d’autres projets cerveau recherche fondamentale auront des applications importantes. Par exemple, la recherche fondamentale sur les organismes sensibles à la lumière conduit à l'élaboration, en 2005, d'une technologie révolutionnaire appelée optogénétique pour tourner sélectivement les neurones individuels sur et en dehors en les exposant à la lumière.
Aujourd'hui, optogénétique, est utilisé pour étudier les rôles potentiels des neurones défectueux observés dans la maladie de Parkinson, la schizophrénie, la dépression, accidents vasculaires cérébraux, le SSPT, la toxicomanie et certaines formes de cécité.
Et plus récemment, les téléspectateurs de la Coupe du Monde 2014 ont récemment vu une autre application importante de la recherche sur le cerveau fondamentale: La première tentative de jeux a été effectuée par une personne avec une paraplégie portant un exosquelette qui repose sur la recherche financé par la NSF sur la façon dont les neurones sont impliqués dans le moteur l'apprentissage - la recherche qui a commencé il y a près de vingt ans.
À travers le gouvernement, et à travers le pays, les espoirs sont grands que la recherche en neurosciences supplémentaires, fondamentale va jeter les bases de progrès continus qui aideront la société de prendre des progrès supplémentaires vers l'avant.
