인간의 뇌는 우주에서 가장 정교하고 복잡한 기관입니다. 과학의 발전에도 불구하고 우리는 과학의 광대함과 잠재력을 표면적으로만 살펴보기 시작했을 뿐입니다. 미국에서 20년 이상 활동한 Rafael Yuste 교수에 따르면, 인간의 두뇌에는 의학과 신경과학에 혁명을 일으킬 수 있는 비밀이 숨겨져 있습니다. Yuste는 이 시대의 가장 야심찬 프로젝트 중 하나인 인간 게놈 프로젝트에 버금가는 노력인 인간 두뇌의 포괄적인 매핑을 주도하고 있습니다.
이 목적 계획로 알려진 브레인 이니셔티브는 알츠하이머병, 정신분열증, 간질, 다양한 신경퇴행성 장애와 같은 질병 뒤에 숨은 생물학적 미스터리를 풀어내는 것입니다. 유스테에 따르면, “우리는 마비나 신경정신질환을 앓고 있는 환자들을 염두에 두고 있습니다. "이 연구는 새로운 치료의 지평을 열 수 있습니다."
인간 두뇌의 매력: 우리가 상상하는 것보다 더 복잡하다
인간의 뇌와 파리나 벌레의 뇌는 기본 기능 면에서 유사점을 공유하지만 복잡성 측면에서는 틈이 있습니다. 인간의 뇌는 대략 86.000억 개의 뉴런, 그들 각각은 대략적으로 상호작용합니다. 10.000개의 시냅스 연결. 이 네트워크는 알려진 우주의 별보다 더 많은 가능한 조합을 생성하여 "수수께끼 중의 수수께끼"가 됩니다.
BRAIN Initiative의 책임자인 John Ngai 교수는 이러한 복잡성 수준을 이해하는 것이 신경 장애를 해결하는 데 필수적이라고 설명했습니다. “인간의 뇌는 성체 파리의 뇌보다 백만 배 더 복잡합니다"그러나 쥐 뇌의 복잡성을 지도화하는 것조차 엄청난 노력이 필요할 것입니다"라고 그는 지적했습니다. 이러한 접근 방식에는 고해상도 전자 현미경 및 인공 지능과 같은 첨단 기술의 사용이 포함됩니다.
프로젝트와 글로벌 영향
이 지도의 제작에는 다양한 학문 분야와 국가의 100명 이상의 과학자들의 협력이 필요하며, 그 결과는 의학, 인공지능, 응용 신경과학 등 분야를 변화시킬 것으로 예상됩니다. 버락 오바마 대통령 행정부 하의 미국 정부는 이 프로젝트에 상당한 지원을 제공하여 초기 예산을 할당했습니다. 유로 2.300 수백만.
도전 과제의 규모는 인간 조직 1입방밀리미터의 뇌 매핑과 같은 최근의 초기 발전이 1,4페타바이트의 데이터. 이 "미세한 조각"에는 57.000개의 세포, 150억 230천만 개의 시냅스, XNUMXmm의 혈관이 포함되어 있습니다.
수백만 명을 위한 희망의 길
이 프로젝트의 실제 적용은 유망합니다. 신경과학자 그레고리 제프리스(Gregory Jefferis)에 따르면, 상세한 지도는 신경 연결부터 시냅스 기능까지 모든 것을 포함하는 세부 수준을 제공하는 뇌의 "구글 지도"와 비교할 수 있습니다. 이 상세한 분석은 정신분열증, 알츠하이머병과 같은 질병이 뇌 회로에 어떤 영향을 미치는지 이해할 수 있는 방법을 제공합니다.
예를 들어, 프로젝트 연구자들은 이미 이러한 방법을 적용하여 희귀한 신경 질환을 해결하고 이해하고 있습니다. 뇌와 인간 경험의 관계. 그들은 또한 기억 형성의 패턴을 발견하는 데에도 사용되고 있습니다. 행동 y 창의적 사고.
개척자의 유산: Ramón y Cajal의 영감
이 프로젝트는 19세기 현대 신경과학에 혁명을 일으킨 스페인의 노벨상 수상자 산티아고 라몬 이 카할(Santiago Ramón y Cajal)의 연구에 뿌리를 두고 있습니다. 오늘날 연구자들은 이전에는 상상할 수 없었던 수준에서 발달과 질병을 모델링하고 이해하는 데 도움이 되는 뇌 유기체와 같은 고급 도구를 보유하고 있습니다.
미래: 탐험과 발견
인간의 두뇌를 완전히 이해하기 위한 다음 단계는 유전 공학과 결합된 인공 지능을 사용하여 고급 동물 모델의 행동 패턴을 분석하는 것입니다. 이를 통해 뇌 발달의 초기 단계에서 취약한 세포를 식별함으로써 자폐증, 정신분열증과 같은 장애에 대한 치료법 개발이 가능해질 것으로 기대됩니다.
게다가, 이 연구는 이미 정상 뇌 회로와 병리 뇌 회로 사이의 차이를 연구하는 "병리연결체학(pathoconnectomics)"과 같은 새로운 학문 분야에 영감을 주었습니다. 이러한 노력은 다음을 이해하려고 노력할 것입니다. 독특한 인간 경험을 생성하는 메커니즘 이 "마스터 오르간"이 실제로 어떻게 작동하는지 알아보세요.
이 프로젝트는 신경 질환으로 고통받는 전 세계 10억 명 이상의 환자에게 희망적인 전망을 제시합니다. 이는 인간의 두뇌를 걸작으로 이해하려고 할 뿐만 아니라 인류를 미래 혁신으로 안내하는 상세한 지도로 이해하려고 하는 과학 혁명입니다.