Salk begrüßt Obamas ehrgeizige BRAIN-Initiative zur Erforschung des menschlichen Geistes

2. April 2013

Salk begrüßt Obamas ehrgeizige BRAIN-Initiative zur Erforschung des menschlichen Geistes

Der Neurowissenschaftler Terry Sejnowksi nimmt an der Ankündigung der gemeinsamen BRAIN-Initiative des Weißen Hauses teil

2. April 2013

LA JOLLA, CA – Salk-Neurowissenschaftler Terrence J. Sejnowski begleitete Präsident Barack Obama am 2. April 2013 in Washington, D.C., beim Start der Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative – einer großen neurowissenschaftlichen Initiative der Regierung, die die gemeinsame wissenschaftliche Arbeit führender Hirnforscher wie z Salks eigener Sejnowski.

„Wir haben die Chance, das Leben nicht nur von Millionen, sondern von Milliarden Menschen auf diesem Planeten zu verbessern“, sagte der Präsident. „Dazu müssen wir den Entdeckergeist annehmen, der Amerika geschaffen hat –Amerika"

In seinen einleitenden Bemerkungen nannte der Direktor des National Institutes of Health, Francis Collins, Obama den „Chefwissenschaftler“ und sagte: „Die Leute in diesem Raum zu bitten, Innovationen zu verzögern, wäre so, als würde man die Kirschbäume bitten, mit dem Blühen aufzuhören.“

Obama verglich die BRAIN-Initiative mit dem Human Genome Project, das das gesamte menschliche Genom kartierte und eine neue Ära der genetisch basierten Medizin einleitete. „Jeder Dollar, der für das menschliche Genom ausgegeben wird, hat unserer Wirtschaft 140.00 US-Dollar zurückgegeben“, sagte der Präsident. Anstatt Gene zu kartieren, wird BRAIN dabei helfen, die Gehirnaktivität zu visualisieren, die direkt an lebenswichtigen Funktionen wie Sehen, Hören und Speichern von Erinnerungen beteiligt ist – ein entscheidender Schritt zum Verständnis der Behandlung von Krankheiten und Verletzungen des Nervensystems.

Die BRAIN-Initiative startet mit rund 100 Millionen US-Dollar an Forschungsmitteln, die von den National Institutes of Health (NIH), der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) und der National Science Foundation (NSF) im Haushaltsplan des Präsidenten für das Geschäftsjahr 2014 unterstützt werden.

Auch Stiftungen und private Forschungseinrichtungen investieren in die Neurowissenschaften, um die BRAIN-Initiative voranzutreiben. Dazu gehören neben dem Salk Institute das Allen Institute for Brain Science, die Kavli Foundation und das Howard Hughes Medical Institute.

„Diese Initiative stärkt das Gehirn, so wie es das Humangenomprojekt für die Gene war“, sagt Sejnowski, Inhaber des Francis-Crick-Lehrstuhls und Leiter des Computational Neurobiology Laboratory in Salk. „Dies ist der Beginn des Millionen-Neuronen-Marsches.“

Die BRAIN-Initiative und ihr Fokus auf die Nutzung neuer Technologien stehen im Einklang mit der Dynamic Brain Initiative des Salk Institute, einer neurowissenschaftlichen Initiative, die sich auf ein besseres Verständnis des Gehirns, des Rückenmarks und des peripheren Nervensystems konzentriert. Das Salk Institute selbst ist unter anderem die Heimat mehrerer wegweisender Werkzeugbauer Edward M. Callaway, unter Systemneurowissenschaftlern bereits berühmt für die Verwendung eines modifizierten Tollwutvirus zur Verfolgung neuronaler Verbindungen im visuellen System.

„Wissenschaftler wissen seit der Zeit von Galileo, dass neue Werkzeuge völlig neue Forschungsrichtungen eröffnen können“, sagt Callaway, Inhaber des Audrey Geisel-Lehrstuhls für Biomedizinische Wissenschaft. „Aber für uns sind Werkzeuge nicht nur mechanische Instrumente, es können Viren, Gene, chemische Farbstoffe oder sogar Photonen sein.“

Auch Werkzeuge seien mathematisch, erklärt Sejnowski. „Wenn man versucht, die elektrischen und chemischen Wechselwirkungen von Millionen von Gehirnzellen zu verstehen, steht man vor einem mehrdimensionalen Problem, das nur durch rechnerische Modellierung gelöst werden kann“, sagt er. „In meinem Labor gibt es genauso viele Mathematiker, Physiker und Ingenieure wie Biologen.“

Seine Begeisterung über das Versprechen von BRAIN fasst Sejnowski zusammen: „Stellen Sie sich vor, wie es sich angefühlt haben muss, ein Raketeningenieur zu sein, als Kennedy sagte, wir würden nach dem Mond greifen. Du weißt, dass eine fast unvorstellbare Menge harter Arbeit vor dir liegt – und dennoch kannst du es kaum erwarten, loszulegen.“

Die Initiative basiert auf Diskussionen zwischen einer Gruppe führender Neurowissenschaftler und Nanotechnologen aus dem ganzen Land, darunter Sejnowski. Die Wissenschaftler veröffentlichten in der Ausgabe vom 15. März einen Artikel zu diesem Thema ForschungDarin stellten sie fest, dass das Humangenomprojekt bei einer Investition von 800 Milliarden US-Dollar einen wirtschaftlichen Einfluss von 3.8 Milliarden US-Dollar hatte – und dass eine ähnliche neurowissenschaftliche Initiative mit ähnlichen Erträgen rechnen könnte.

Präsident Obama betonte in seiner Rede zur Lage der Nation im Februar 2013 die Auswirkungen des Genomkartierungsprojekts und die Bedeutung der Neurowissenschaften für die Behandlung menschlicher Krankheiten. „Heute kartieren unsere Wissenschaftler das menschliche Gehirn, um Antworten auf die Alzheimer-Krankheit zu finden“, sagte er. „Jetzt ist es an der Zeit, ein Niveau der Forschung und Entwicklung zu erreichen, das seit dem Höhepunkt des Wettlaufs ins All nicht mehr erreicht wurde.“

Laut Sejnowski könnte BRAIN letztendlich dazu beitragen, die überwältigenden Kosten für die Behandlung und Langzeitpflege von Gehirnerkrankungen zu senken, die Price Waterhouse Coopers allein für die Vereinigten Staaten im Jahr 515 auf 2012 Milliarden US-Dollar schätzte.

„Viele der verheerendsten Erkrankungen des menschlichen Gehirns, wie Depressionen und Schizophrenie, scheinen nur dann aufzutreten, wenn große Ansammlungen von Neuronen beteiligt sind“, sagt Sejnowski. „Andere schreckliche Zustände wie Blindheit und Lähmungen sind die Folge von Störungen in den Schaltkreisverbindungen. Je genauer unsere Informationen über bestimmte Schaltkreise sind, desto besser verstehen wir, was schief gelaufen ist, wo es schief gelaufen ist und wie gezielte Therapien eingesetzt werden können.“

Die Computational Neuroscience, ein Fachgebiet, das Sejnowski mit aufgebaut hat, wird ein zentraler Forschungsschwerpunkt im Rahmen der neuen Initiative sein. Sejnowski ist einer von nur zehn lebenden Personen, die in drei Zweige der Nationalen Akademien – National Academy of Sciences, National Academy of Engineering und Institute of Medicine – gewählt wurden 23 Probleme in der Systemneurowissenschaft, ein grundlegendes Buch, das viele der Fragen darlegt, die BRAIN beantworten möchte.

Die Computational Neuroscience konzentriert sich darauf, zu verstehen, wie ein Schaltkreis aus Hunderten bis Tausenden von Gehirnzellen, zu dem Neuronen sowie assoziierte Zellen wie Astrozyten gehören, es uns ermöglicht, etwas so Einfaches wie das Ausstrecken einer Hand oder so Komplexes wie die Verarbeitung umfangreicher visueller Informationen zu tun . Die einzige Möglichkeit, Systeme wie Geruchssinn oder Sehvermögen vollständig zu verstehen, besteht darin, den gesamten Schaltkreis abzubilden und zu untersuchen, was genau das ist, was das GEHIRN vorschlägt.

„Wir springen nicht ein und kartieren das gesamte aktive menschliche Gehirn“, sagt Sejnowski, „aber wir sind an einem Punkt angelangt, an dem wir die Werkzeuge entwickeln können, um ganze Schaltkreise zu kartieren, zunächst bei Wirbellosen und schließlich bei Säugetieren.“

Ein Grund dafür, dass der Bereich der Neurowissenschaften jetzt an Dynamik gewinnt, liegt zum Teil darin, dass Fortschritte in Technik und Physik es Wissenschaftlern ermöglichen, unglaublich kleine Werkzeuge zu entwickeln, um die molekulare Welt lebender Zellen zu erforschen. Es sei kein Zufall, sagt Sejnowski, dass der Wissenschaftsartikel eine Reihe von Pionieren der Nanotechnologie als Mitautoren auflistete. „Es ist, als würde man sich ein schnelleres Auto wünschen und herausfinden, dass Ingenieure von Bugatti und Lotus ihre Hilfe anbieten“, sagt Sejnowski über die interdisziplinäre Zusammenarbeit.

Neue Werkzeuge, die im Rahmen von BRAIN entwickelt werden, werden die Spitzentechnologie noch weiter vorantreiben und es Wissenschaftlern ermöglichen, das Gehirn mit besserer räumlicher und zeitlicher Auflösung zu betrachten und die Millionen Bits gesammelter Daten zu analysieren.

Über das Salk Institute for Biological Studies:
Das Salk Institute for Biological Studies ist eine der weltweit herausragenden Grundlagenforschungseinrichtungen, in der international renommierte Dozenten in einem einzigartigen, kollaborativen und kreativen Umfeld grundlegende Fragen der Biowissenschaften untersuchen. Salk-Wissenschaftler konzentrieren sich sowohl auf Entdeckungen als auch auf die Betreuung zukünftiger Forschergenerationen und leisten bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis von Krebs, Alterung, Alzheimer, Diabetes und Infektionskrankheiten, indem sie Neurowissenschaften, Genetik, Zell- und Pflanzenbiologie und verwandte Disziplinen studieren.

Die Leistungen der Fakultät wurden mit zahlreichen Ehrungen gewürdigt, darunter Nobelpreise und Mitgliedschaften in der National Academy of Sciences. Das 1960 vom Polioimpfpionier Jonas Salk, MD, gegründete Institut ist eine unabhängige gemeinnützige Organisation und ein architektonisches Wahrzeichen.