Nedavna otkrića u neuroznanosti zvuče gotovo kao čuda: tehnike neurostimulacije koje pomažu paraliziranim pacijentima ponovo prohodati ili implantat koji bi slijepima mogao vratiti vid.
POGLEDAJTE VIDEO:
To su samo dva od mnogih rezultata značajnog projekta Ljudski mozak (eng. Human Brain Project - HBP), desetogodišnje istraživačke inicijative koja je značajno proširila znanstveno razumijevanje ljudskoga mozga.
Široko područje istraživanja
To je jedan od najvećih i najambicioznijih projekata koje je financirao EU, a koji je nedavno objavio opsežnu desetogodišnju procjenu glavnih postignuća HBP-a.
U razdoblju između 2013. i 2023. godine, tim je uključivao 150 institucija i stotine istraživača iz 19 zemalja. No njegova veličina i vremenski raspon bili su proporcionalni njegovom istraživačkom fokusu, rekla je svjetski poznata neuroznanstvenica, profesorica Katrin Amunts, koja je vodila ovu ambicioznu suradnju.
„Ljudski je mozak najizazovniji i najzanimljiviji predmet istraživanja, usporediv je sa svemirom”, rekla je. „Ne postoji nijedan laboratorij ili čak zemlja koja ima kapacitet temeljito obraditi kompleksnost mozga.”
Upravo je zato, kaže Amunts, bila „velika prednost” što su istraživači HBP-a imali koristi od tako opsežnog i dugoročnog financiranja EU-a.
„Naša postignuća drugačije ne bi bila moguća.”
Pomoć za milijune ljudi
Bolesti mozga predstavljaju globalni izazov, rekla je, a postignuća HBP tima pomoći će da se pruži bolja skrb milijunima ljudi.
Više od tri milijarde ljudi, odnosno više od 40 % svjetske populacije pogođeno je neurološkim stanjima, što ih čini ih vodećim uzrokom lošeg zdravlja i invaliditeta te opterećuju pacijente, obitelji i njegovatelje diljem svijeta.
Za Amunts, odgovor leži u daljnjim istraživanjima.
„Da bi se bolesti mozga učinkovitije liječile, potrebno je bolje razumijevanje kako mozak funkcionira”, rekla je.
Radeći na sučelju neuroznanosti i informacijske tehnologije, istraživači HBP-a uvelike su objasnili strukturu mozga, njegovu funkciju i disfunkciju, što je dovelo do novih primjena u medicini i tehnologiji.
To je već imalo primjetan praktičan učinak. Došlo je do pomaka, primjerice, u razumijevanju vida. Istraživači HBP-a na Kraljevskoj nizozemskoj akademiji umjetnosti i znanosti izumili su uređaj koji može prenositi vizualne uzorke direktno u vidni korteks mozga, utirući put budućoj revolucionarnoj metodi za obnavljanje vida.
Jednako tako, izvanredan napredak u neurostimulaciji daje novu nadu paraliziranim osobama. U Švicarskoj, tim Federalnog tehnološkog instituta u Lausannei razvio je personalizirane modele za stimulaciju leđne moždine, što omogućava paraplegičarima da ponovo stoje i hodaju.
Atlas mozga
Prema Amunts, jedno od ključnih postignuća ovog projekta bilo je stvaranje atlasa mozga, koji ona uspoređuje s Google kartama za mozak.
Atlas bilježi više od 200 individualnih područja mozga i pruža višerazinske anatomske referentne karte, sve do mikrometarske razine.
„Potpuno je jedinstven po svojim značajkama i detaljima. Omogućuje istraživačima da izbliza i izdaleka vide kako su različita svojstva mozga povezana”, rekla je Amunts.
Dodala je kako je ovaj pregled ključan za razumijevanje koja su područja uključena u koju funkciju. Na primjer, kada je pacijent imao moždani udar, to omogućuje razmjenu detaljnijih informacija i omogućuje personaliziraniji odgovor na pacijentove potrebe.
Dio atlasa BigBrain već je bio korišten u opsežnom kliničkom ispitivanju, u istraživanju EPINOV u Francuskoj u kojem su znanstvenici upotrijebili personalizirane modele mozga kako bi identificirali najbolja ciljana područja za operaciju epilepsije. To bi moglo poboljšati živote milijuna pacijenata s epilepsijom kojima je potrebna operacija da bi se ublažili simptomi.
Personaliziranu tehnologiju za ove modele također su razvili u projektu HBP, odnosno istraživači sa Sveučilišta u Marseilleu.
Komunikacija između mozga i računala
Osim zdravlja, istraživači HBP-a ostavili su svoj trag i u umjetnoj inteligenciji, čiji je napredak popraćen napredcima u neuroznanosti. Rad Amuntsina tima poslužio je kao učinkovita poveznica između tog dvoje.
Nove računalne metode tako su postale alati za istraživanje mozga, dok naše poboljšano razumijevanje mozga također pomaže u napretku tehnologija umjetne inteligencije, od neuromorfnog računarstva, po uzoru na ljudski mozak, do kognitivne robotike.
„Istraživanja umjetne inteligencije, umjetnih neuronskih mreža i neuromorfnog računarstva direktno su povezana s istraživanjem mozga”, poručila je Amunts. „Ako bolje razumijemo kako mozak uči i funkcionira, možemo naučiti i kako izgraditi učinkovitije umjetne neuronske mreže.”
Otvoreni pristup
Za profesora Philippea Verniera, ravnatelja Instituta za neuroznanost Pariz-Saclay u Francuskoj, „HBP je bio pravi uspjeh.”
Vernier, koji je ujedno i voditelj istraživanja u Francuskom nacionalnom centru za znanstveno istraživanje, zajedno s Amunts vodi daljnju istraživačku inicijativu koju financira EU pod nazivom EBRAINS 2.0.
Ta je nova inicijativa otvorena platforma koja nudi pristup svim digitalnim alatima, uslugama i skupovima podataka razvijenih u HBP-u, uključujući i atlase mozga.
Kako je desetogodišnji rad HBP-ovih istraživača napredovao, Amunts je shvatila da „moramo osmisliti i zajedničku digitalnu platformu.”
Za Verniera je nužno imati daljnji istraživački projekt koji financira EU ako znanstvena zajednica želi iskoristiti prednosti istraživanja HBP-a.
„Važno je pokazati što je HBP uspio proizvesti i to učiniti dostupnim široj znanstvenoj zajednici”, rekao je. „EBRAINS je dostupan svima.”
Na toj platformi neuroznanstvenici mogu unositi i dijeliti podatke i surađivati u istraživanju mozga.
„To bi mogao biti veliki preokret”, kazao je Vernier. „Glavni izazov u istraživanju mozga je njegova kompleksnost. Da bismo se suočili s tim, moramo se udružiti, prikupiti podatke i oblikovati ih u nešto korisno.”
Mijenjanje života
Takav je zajednički napor nužan za bolje razumijevanje mozga, ali i za liječenje mnogih bolesti mozga, kao što su Alzheimerova i Parkinsonova bolest ili shizofrenija.
„Uporabom novih alata, započeli smo put prema boljim i personaliziranijim načinima liječenja takvih bolesti”, rekao je Vernier.
Ukratko, istraživačka infrastruktura EBRAINS ima u cilju zaštititi naslijeđe HBP-a i donijeti najnovija znanstvena otkrića kliničkim ispitivanjima i bolnicama.
„Mozak je fascinantan, a mi želimo razumjeti njegovu građu i funkcije, no smatramo da je naša odgovornost prenijeti naše spoznaje klinici i poboljšati živote pacijenata”, rekla je Amunts.
Autorica: Michaela Nesvarova
Istraživanja u ovom članku financira EU-ov program Horizon. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije.
Više informacija:
- Projekt Ljudski mozak
- EBRAINS 2.0
- Istraživanje mozga u EU-u
- Desetogodišnje izvješće o projektu Ljudski mozak
Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.