¿Qué progreso ha hecho la iniciativa BRAIN hasta ahora?

Los científicos todavía tienen mucho que aprender sobre el cerebro humano, incluidas las causas subyacentes de los trastornos cerebrales como el Parkinson y el Alzheimer. Tener una mejor idea de cómo funciona el cerebro podría ayudar a descubrir mejores tratamientos. Para poner en marcha esa investigación, el presidente Obama lanzó la Iniciativa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) en 2013. El proyecto ha obtenido más de $300 millones en fondos de agencias que incluyen la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) y los Institutos Nacionales de Salud (NIH), así como universidades, empresas y otras instituciones. Esto incluye $46 millones en subvenciones que el NIH otorgó a 58 proyectos septiembre pasado.

Interruptor encendido / apagado

Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte han encontrado una manera de activar y desactivar comportamientos como comer en ratones. Estos comportamientos son provocados por señales químicas en el cerebro, que están controladas por proteínas en la superficie de las neuronas. Los científicos modificaron la estructura química de estos receptores en el laboratorio para que los sitios solo respondan a cierto tipo de compuesto. Luego, los científicos podrían activar y desactivar estos comportamientos inyectando el compuesto en los cerebros de los ratones. Los científicos están estudiando la actividad de múltiples receptores en relación entre sí, lo que podría ayudar a los investigadores a comprender mejor el papel del cerebro en funciones biológicas o enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson que ocurren cuando los sistemas de señalización no funcionan correctamente. La obra se esboza en un mayo Neurona papel y apoyado por una subvención de $2.84 millones bajo la iniciativa BRAIN.

Tomando decisiones

Investigadores de Princeton recibieron una subvención de 1,02 millones de dólares para estudiar la memoria de trabajo, incluida la forma en que el cerebro toma decisiones en función de la evidencia que recopila en unos pocos cientos de milisegundos. en un enero Naturaleza carta, el equipo de Carlos Brody diseña un experimento en el que una rata escucha clics a través de altavoces colocados en su lado izquierdo y derecho. El objetivo es moverse en la dirección del altavoz que sonó más clics, explica un correo en el sitio web de NIH que describe la tecnología. Al estudiar la velocidad a la que se disparaban las neuronas en los cerebros de las ratas, los científicos vieron que un área del cerebro conocida como corteza parietal posterior era responsable de acumular la evidencia sobre qué lado debería elegir una rata. Otra área del cerebro llamada corteza prefrontal le da a la rata la señal para moverse en cierta dirección. Este experimento desafía algunos hallazgos previos que apuntan a que la corteza prefrontal tiene un papel en la recopilación de información para la toma de decisiones.

Mejores prótesis

Un equipo de investigadores de la Universidad de Pittsburgh, la Universidad de West Virginia y el fabricante de dispositivos médicos de Salt Lake City Onda están desarrollando una prótesis que permite a los amputados sentir sensaciones como si tuvieran un brazo natural, gracias a sensores implantados en el brazo que registran la actividad eléctrica de los músculos que quedan después de una amputación. Cuando se decodifican, esas señales controlan los movimientos de la mano protésica, explica Robert Gaunt, profesor asistente de la Universidad de Pittsburgh. Para crear la sensación, los sensores en la mano protésica se convierten en pulsos eléctricos que estimulan las neuronas cerca de la médula espinal, dice. En lugar de conectar la prótesis directamente al cerebro, los investigadores están utilizando el sistema nervioso periférico del cuerpo. Gaunt señala que una de las limitaciones de las prótesis actuales es que solo realizan un movimiento a la vez, como abrir o cerrar una mano o rotar una muñeca. La extremidad artificial de su equipo realizaría seis tipos diferentes de movimientos a la vez, además de proporcionar retroalimentación sensorial. La tecnología podría estar lista dentro de cuatro años para que los pacientes la prueben en casa, informó el equipo de investigación en febrero. La investigación es parte de un programa DARPA.

Nueva imagen

Uno de los objetivos de la Iniciativa BRAIN es desarrollar nuevas técnicas de imágenes, dice el director del Instituto Nacional de Salud Mental de EE. UU., Thomas Insel, en un entrada en el blog destacando varios avances bajo la iniciativa hasta el momento. Uno de ellos es un nuevo método desarrollado por investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de Texas A&M. Esta llamada técnica de microscopía fotoacústica permite a los investigadores tomar fotografías con una resolución lo suficientemente alta como para ver los capilares individuales y la oxigenación de la sangre en el cerebro de un ratón. Las imágenes tomadas con microscopios tradicionales se volverían borrosas a ese nivel debido a la forma en que la luz se mueve a través del tejido, explican los investigadores en un artículo de mayo. Pulso IEEE artículo. La nueva técnica de imagen se describe en un artículo de marzo Métodos de la naturaleza artículo. Una subvención de $ 2,7 millones del NIH está financiando la investigación.

La comida para llevar:

Desde que el presidente Obama anunció la Iniciativa BRAIN en 2013, el financiamiento de agencias como NIH y DARPA está arrojando hallazgos tempranos sobre la toma de decisiones, imágenes y cómo los circuitos cerebrales están involucrados en ciertos comportamientos. Muchos de estos proyectos de investigación tardarán años en madurar.

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