Για πολλούς άλλους ερευνητές, η δημιουργία ενός χάρτη των 86 δισεκατομμυρίων νευρώνων, ή νευρικών κυττάρων, που αποτελούν τον εγκέφαλο θα ήταν ένα σχεδόν ανυπέρβλητο έργο. Αλλά οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Άλεν επιδιώκουν ακριβώς αυτό το έργο και λένε ότι θα θέσει τα θεμέλια για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του εγκεφάλου.
Το Allen Institute, που ιδρύθηκε το 2003 από τον συνιδρυτή και φιλάνθρωπο της Microsoft, Paul Allen, δημιουργήθηκε αρχικά για να χαρτογραφήσει τη γονιδιακή δραστηριότητα στον εγκέφαλο ποντικών, αλλά οι ερευνητές άρχισαν γρήγορα να ενσωματώνουν μελέτες του ανθρώπινου εγκεφάλου στη δουλειά τους. Ο μη κερδοσκοπικός οργανισμός φιλοξενεί εκατοντάδες ερευνητές που εργάζονται σε μεγάλες ομάδες για να ξεκινήσουν φιλόδοξα έργα «Moonshot» που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση των μεγαλύτερων ερωτημάτων σχετικά με ασθένειες που επηρεάζουν εκατομμύρια Αμερικανούς.
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Η FDA εγκρίνει νέο φάρμακο για τη σπάνια μορφή ALS
«Κάνει τα πράγματα λίγο διαφορετικά από άλλες ερευνητικές εγκαταστάσεις», είπε ο Δρ. Ο Ρούι Κόστα, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος του Ινστιτούτου Άλεν, δήλωσε στο ABC News. «Κάνουμε μεγάλα έργα σε φεγγάρι στις επιστήμες της ζωής, μερικές φορές που διαρκούν 10, 15 χρόνια, όπου ομάδες διεπιστημονικών επιστημόνων απαντούν σε μια συγκεκριμένη ερώτηση και στη συνέχεια τη μοιραζόμαστε ανοιχτά με τον κόσμο».
Ο Κόστα λέει ότι αυτά τα έργα παρέχουν θεμελιώδες έργο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από άλλα ιδρύματα. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά πολύπλοκα και πρέπει να πραγματοποιηθούν σε κλίμακα, απαιτώντας είτε μια διεπιστημονική ομάδα είτε ακόμη μεγαλύτερες κοινοπραξίες.
Ο Δρ. Ο Ed Lein, ανώτερος ερευνητής στο Allen Institute for Brain Science, είπε ότι μόλις πρόσφατα εμφανίστηκαν εργαλεία που επιτρέπουν στους ερευνητές να δημιουργήσουν χάρτες του εγκεφάλου υψηλής ανάλυσης, οι οποίοι με τη σειρά τους μπορούν να παρέχουν πλήρεις περιγραφές όλων των κυττάρων που αποτελούν το όργανο.
Λέει ότι οι χάρτες, που περιγράφονται ως ένα έργο φεγγαριού, θα είναι παρόμοιοι με τον προσδιορισμό της αλληλουχίας ενός γονιδιώματος που, όταν ολοκληρωθεί, θα περιγράφει την πλήρη γενετική σύνθεση ενός ατόμου.
«Αυτή είναι μια πραγματικά ισχυρή αναφορά για την κατανόηση όχι μόνο του φυσιολογικού εγκεφάλου αλλά και ασθενειών», είπε ο Lein στο ABC News. «Γι’ αυτό καταβάλλουμε επίσης μεγάλη προσπάθεια για να κατανοήσουμε τη νόσο του Αλτσχάιμερ και τους πραγματικά συγκεκριμένους τύπους κυττάρων που μπορεί να είναι ευάλωτοι σε ασθένειες, και προσπαθούμε επίσης να αναπτύξουμε νέα εργαλεία που μπορούν να στοχεύσουν συγκεκριμένους τύπους κυττάρων που είναι στην πραγματικότητα υπεύθυνοι για η γένεση θα μπορούσε να είναι χρήσιμη.” Θεραπείες.”
«Για παράδειγμα, εάν μπορούμε να προσδιορίσουμε τους ευαίσθητους τύπους κυττάρων, μπορούμε τώρα να αναπτύξουμε εργαλεία για την εξέταση και τη στόχευση τους», σημείωσε ο Lein. «Είναι επομένως ένας εντελώς νέος τομέας έρευνας που έχει ανοίξει από τις νέες τεχνολογίες».
Υπάρχουν εκατοντάδες εγκεφαλικές ασθένειες, που σημαίνει ότι εκατομμύρια Αμερικανοί υποφέρουν από αυτές. Η νόσος Αλτσχάιμερ, η πιο κοινή μορφή άνοιας, επηρεάζει περίπου 6,7 εκατομμύρια ανθρώπους. Μέχρι το 2030, 1,2 εκατομμύρια άνθρωποι αναμένεται να έχουν προσβληθεί από τη νόσο του Πάρκινσον, μια προοδευτική ασθένεια που προκαλείται από τον εκφυλισμό των νευρικών κυττάρων στο τμήμα του εγκεφάλου που ελέγχει την κίνηση.
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Μικρή μελέτη δείχνει τον πιθανό λόγο που ορισμένοι μακροχρόνιοι ασθενείς με COVID-19 αντιμετωπίζουν «ομίχλη του εγκεφάλου»
Ούτε η νόσος του Αλτσχάιμερ ούτε η νόσος του Πάρκινσον είναι ιάσιμα και οι περισσότερες θεραπείες επικεντρώνονται στην ανακούφιση των συμπτωμάτων και στη διατήρηση της ποιότητας ζωής. Η ομάδα του Ινστιτούτου Allen ελπίζει ότι η έρευνά της μπορεί να το αλλάξει αυτό και ενδεχομένως να οδηγήσει σε στοχευμένες θεραπείες που βοηθούν στην εξάλειψη των ασθενειών.
«Για να αναπτύξουμε οποιοδήποτε είδος φαρμακολογίας ή φαρμακοθεραπευτικής, ή ακόμα και απλώς για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι ασθένειες και πώς βλάπτουν τον εγκέφαλο και τους κυτταρικούς τύπους, πρέπει να καταλάβουμε ποια είναι τα βασικά βασικά συστατικά του κυτταρικού τύπου», λέει ο Δρ. Ο Μπράιαν Λι, ανώτερος επιστήμονας στο Τμήμα Ολοκληρωτικής Κυτταρικής Φυσιολογίας στο Ινστιτούτο Άλεν, δήλωσε στο ABC News. «Έτσι, αυτό παρέχει πληροφορίες για να βοηθήσει τους ανθρώπους να αναπτύξουν στοχευμένες προσεγγίσεις για την αποκατάσταση ή τη θεραπεία της νόσου του Αλτσχάιμερ ή του Πάρκινσον».
Ο Lee εξήγησε ότι η νόσος του Πάρκινσον περιλαμβάνει απώλεια κυττάρων στα βασικά γάγγλια, τα οποία βρίσκονται κοντά στο κέντρο του εγκεφάλου και είναι υπεύθυνα για τον έλεγχο των κινήσεων στο σώμα.
Ωστόσο, δεν είναι σαφές ποιοι τύποι κυττάρων επηρεάζονται από τη νόσο. Ένας χάρτης των εγκεφαλικών κυττάρων θα μπορούσε να βοηθήσει στην απάντηση αυτής της ερώτησης.
«Έτσι θα είναι πολύ χρήσιμο καθώς αρχίζουμε να κατανοούμε όλους τους τύπους κυττάρων στον εγκέφαλο και πώς επηρεάζονται διαφορετικοί τύποι κυττάρων από την ασθένεια, τόσο περισσότερο μπορούμε να υιοθετήσουμε μια πιο στοχευμένη προσέγγιση για τη θεραπεία της και ελπίζουμε να την εξαλείψουμε», είπε ο Lee.
Ομοίως, ο Lein είπε ότι η έρευνα στο Αλτσχάιμερ έχει δείξει ότι συγκεκριμένοι τύποι κυττάρων επηρεάζονται σε διαφορετικά σημεία στην εξέλιξη της νόσου και σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Είπε ότι ο χάρτης του εγκεφάλου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη χαρτογράφηση δεδομένων σχετικά με τη νόσο του Αλτσχάιμερ για να προσδιοριστεί εάν και πώς αυτές οι νευρωνικές απώλειες οδηγούν σε γνωστική έκπτωση.
«Νομίζω ότι αυτή είναι μόνο η αρχή αυτής της περιοχής. Ακριβώς όπως το γονιδίωμα, αυτοί οι χάρτες θα εκπληρώσουν αυτόν τον ρόλο, έτσι τώρα οποιοσδήποτε μελετά μια ασθένεια μπορεί να έχει μια προοπτική υψηλής ανάλυσης για το τι συμβαίνει σε αυτήν την ασθένεια», είπε ο Lein. “Λοιπόν, είναι κάτι σαν ένα φεγγάρι της μεγάλης κοινότητας, αλλά ξεκινά με αυτόν τον άτλαντα βασικών θεμελιωδών στοιχείων.”
Το Ινστιτούτο Allen εργάζεται επίσης για άλλους τρόπους για να αποκτήσει καλύτερη κατανόηση του εγκεφάλου. Για παράδειγμα, ο Lee εργάζεται σε ένα έργο που επιτρέπει στους ερευνητές να διερευνήσουν ουσιαστικά ή να ωθήσουν έναν μεμονωμένο νευρώνα για να κατανοήσουν τις λειτουργικές του ιδιότητες. Το κύτταρο γεμίζεται επίσης με μια χρωστική ουσία για να προσδιοριστεί περαιτέρω το σχήμα και η λειτουργία του. Επειδή υπάρχουν χιλιάδες τύποι κυττάρων στον εγκέφαλο, ο καθένας εκτελεί πολύ διαφορετικές και πολύπλοκες εργασίες, ο Lee λέει ότι αυτό βοηθά στην κατανόηση του πώς κάθε κύτταρο συμβάλλει στη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου.
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Τα μακρινά ταξίδια στο διάστημα προκαλούν εγκεφαλική βλάβη;
Πρόσθεσε ότι το ινστιτούτο έχει επίσης συνεργαστεί με τοπικούς νευροχειρουργούς που συχνά πρέπει να αφαιρούν υγιή εγκεφαλικό ιστό από ασθενείς κατά τη διάρκεια επεμβάσεων, όπως ασθενείς με καρκίνο, για να επιτύχουν όγκο στον εγκέφαλο. Οι ερευνητές του ινστιτούτου συλλέγουν στη συνέχεια μερικούς από αυτούς τους ιστούς και χρησιμοποιούν τον περιορισμένο διαθέσιμο χρόνο όσο οι ιστοί είναι ζωντανοί για να τους καλλιεργήσουν και να μελετήσουν μεμονωμένους νευρώνες.
Ο Δρ. Ο Rui Costa, Διευθύνων Σύμβουλος του Ινστιτούτου Allen, δήλωσε ότι αυτή η έρευνα όχι μόνο δημιουργεί ένα πλαίσιο για μια βαθύτερη και βαθύτερη κατανόηση του εγκεφάλου, αλλά παρέχει επίσης απαντήσεις σε αυτό που κάνει τους ανθρώπους μοναδικά πλάσματα.
«Η κατανόηση του εγκεφάλου είναι κάτι πολύ σημαντικό για τους ανθρώπους γιατί ο εγκέφαλος είναι απαραίτητος για το ποιοι είμαστε, τι αγαπάμε, τι μισούμε, τι θυμόμαστε, πώς συμπεριφερόμαστε, πώς νιώθουμε», είπε. «Τα πάντα που συνθέτουν την προσωπικότητά μας εξαρτώνται κατά κάποιο τρόπο από το πώς ο εγκέφαλός μας αναπτύσσεται και βιώνει τα πράγματα σε όλη τη ζωή. «Η κατανόηση του εγκεφάλου είναι ένα από τα μεγάλα καθήκοντα της ανθρωπότητας».
Οι επιστήμονες αναλαμβάνουν το έργο «Moonshot» για τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου εγκεφάλου με την ελπίδα να καταπολεμήσουν τις ασθένειες που αρχικά εμφανίστηκε στο abcnews.go.com