le 2 avril 2013
Le neuroscientifique Terry Sejnowksi assiste à l'annonce de la Maison Blanche concernant l'initiative collaborative BRAIN
Le neuroscientifique Terry Sejnowksi assiste à l'annonce de la Maison Blanche concernant l'initiative collaborative BRAIN
LA JOLLA, Californie — Neuroscientifique Salk Terrence J. Sejnowski a rejoint le président Barack Obama à Washington, DC, le 2 avril 2013, lors du lancement de l'initiative Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) - un effort majeur de l'administration en matière de neurosciences qui fait progresser et s'appuie sur le travail scientifique collaboratif d'éminents chercheurs sur le cerveau tels que Sejnowski de Salk.
« Nous avons la possibilité d’améliorer la vie non seulement de millions, mais de milliards de personnes sur cette planète », a déclaré le président. « Cela nous obligera à adopter l’esprit de découverte qui a fait de l’Amérique…Amérique. »
Terrence J. Sejnowski
Professeur et directeur du laboratoire de neurobiologie computationnelle, Howard Hughes Medical Institute, chercheur, chaire Francis Crick
Avec l'aimable autorisation du Salk Institute for Biological Studies
Dans son discours d’introduction, le directeur des National Institutes of Health, Francis Collins, a surnommé Obama le « scientifique en chef » et a déclaré : « Demander aux gens dans cette salle de retarder l’innovation serait comme demander aux cerisiers d’arrêter de fleurir. »
Obama a comparé l'initiative BRAIN au Projet Génome Humain, qui a cartographié l'intégralité du génome humain et inauguré une nouvelle ère de médecine génétique. « Chaque dollar investi dans le génome humain a rapporté 140.00 dollars à notre économie », a déclaré le président. Au lieu de cartographier les gènes, BRAIN permettra de visualiser l'activité cérébrale directement impliquée dans des fonctions vitales telles que la vue, l'ouïe et la mémorisation, une étape cruciale pour comprendre comment traiter les maladies et les lésions du système nerveux.
L'initiative BRAIN est lancée avec un financement d'environ 100 millions de dollars pour la recherche soutenue par les National Institutes of Health (NIH), la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) et la National Science Foundation (NSF) dans le budget de l'exercice 2014 du président.
Des fondations et des instituts de recherche privés investissent également dans les neurosciences qui feront progresser l'initiative BRAIN. Outre le Salk Institute, ils incluent l'Allen Institute for Brain Science, la Kavli Foundation et le Howard Hughes Medical Institute.
« Cette initiative est un véritable coup de pouce pour le cerveau, comme le Projet Génome Humain l'a été pour les gènes », déclare Sejnowski, titulaire de la chaire Francis Crick et directeur du laboratoire de neurobiologie computationnelle de Salk. « C'est le début de la marche vers le million de neurones. »
L'initiative BRAIN, axée sur l'exploitation des technologies émergentes, s'inscrit dans la continuité de l'Initiative Cerveau Dynamique de l'Institut Salk, une initiative en neurosciences visant à mieux comprendre le cerveau, la moelle épinière et le système nerveux périphérique. L'Institut Salk lui-même abrite plusieurs concepteurs d'outils pionniers, parmi lesquels Edward M. Callaway, déjà célèbre parmi les neuroscientifiques des systèmes pour avoir utilisé un virus de la rage modifié pour tracer les connexions neuronales dans le système visuel.
« Les scientifiques savent depuis Galilée que de nouveaux outils peuvent ouvrir de nouvelles perspectives de recherche », explique Callaway, titulaire de la chaire Audrey Geisel en sciences biomédicales. « Mais pour nous, les outils ne sont pas que des instruments mécaniques : ils peuvent être des virus, des gènes, des colorants chimiques ou même des photons. »
Les outils sont aussi mathématiques, explique Sejnowski. « Lorsqu'on essaie de comprendre les interactions électriques et chimiques de millions de cellules cérébrales, on se trouve face à un problème multidimensionnel, qui ne peut être résolu que par la modélisation informatique », dit-il. « Mon laboratoire compte autant de mathématiciens, de physiciens et d'ingénieurs que de biologistes. »
Résumant son enthousiasme face aux promesses de BRAIN, Sejnowski déclare : « Imaginez ce que vous avez dû ressentir en tant qu'ingénieur aéronautique lorsque Kennedy a annoncé que nous allions atteindre la Lune. Vous savez qu'une quantité de travail inimaginable vous attend, et pourtant vous avez hâte de commencer. »
Cette initiative s'appuie sur des discussions entre un groupe d'éminents neuroscientifiques et nanotechnologues de tout le pays, dont Sejnowski. Les scientifiques ont publié un article sur le sujet dans le numéro du 15 mars de Science, dans lequel ils ont noté que le projet génome humain a généré 800 milliards de dollars d’impact économique à partir d’un investissement de 3.8 milliards de dollars – et qu’une initiative similaire en neurosciences pourrait espérer produire des rendements similaires.
Le président Obama a souligné l'impact du projet de cartographie du génome lors de son discours sur l'état de l'Union de février 2013 et l'importance des neurosciences pour le traitement des maladies humaines. « Aujourd'hui, nos scientifiques cartographient le cerveau humain pour trouver des réponses à la maladie d'Alzheimer », a-t-il déclaré. « Il est temps d'atteindre un niveau de recherche et développement jamais atteint depuis l'apogée de la conquête spatiale. »
Sejnowski affirme que BRAIN pourrait à terme contribuer à réduire les coûts exorbitants du traitement et des soins à long terme des troubles liés au cerveau, que Price Waterhouse Coopers a estimés à 515 milliards de dollars pour les seuls États-Unis en 2012.
« Nombre des troubles cérébraux humains les plus dévastateurs, comme la dépression et la schizophrénie, ne semblent apparaître que lorsque de vastes assemblages de neurones sont impliqués », explique Sejnowski. « D'autres affections graves, comme la cécité et la paralysie, résultent de perturbations des connexions des circuits. Plus nous aurons d'informations précises sur des circuits spécifiques, mieux nous comprendrons ce qui s'est passé, où cela s'est produit et comment cibler les thérapies. »
Les neurosciences computationnelles, un domaine que Sejnowski a contribué à établir, constitueront un axe de recherche central dans le cadre de la nouvelle initiative. Sejnowski, l'un des dix seuls individus encore en vie à avoir été élus à trois branches des Académies nationales – l'Académie nationale des sciences, l'Académie nationale d'ingénierie et l'Institut de médecine –, est co-auteur de ce document. 23 problèmes en neurosciences des systèmes, un livre fondateur qui pose de nombreuses questions auxquelles BRAIN cherche à répondre.
Les neurosciences computationnelles cherchent à comprendre comment un circuit composé de centaines, voire de milliers de cellules cérébrales, comprenant des neurones et des cellules associées, comme les astrocytes, nous permet d'accomplir des tâches aussi simples que tendre la main ou aussi complexes que le traitement d'informations visuelles complexes. La seule façon de comprendre pleinement des systèmes comme l'olfaction ou la vision est de cartographier et d'explorer l'intégralité du circuit, ce qui est précisément l'objectif de BRAIN.
« Nous ne nous lançons pas dans la cartographie de l'ensemble du cerveau humain actif », explique Sejnowski, « mais nous sommes à un point où nous pouvons développer les outils pour cartographier des circuits entiers, d'abord chez les invertébrés et éventuellement chez les mammifères. »
En fait, si les neurosciences gagnent actuellement en popularité, c'est en partie parce que les progrès de l'ingénierie et de la physique permettent aux scientifiques de développer des outils incroyablement minuscules pour explorer le monde moléculaire des cellules vivantes. Ce n'est pas un hasard, explique Sejnowski, si l'article de Science incluait parmi ses coauteurs des pionniers des nanotechnologies. « C'est comme rêver d'une voiture plus rapide et découvrir que des ingénieurs de Bugatti et de Lotus proposent leur aide », explique Sejnowski à propos de cette collaboration interdisciplinaire.
Les nouveaux outils qui seront développés dans le cadre de BRAIN repousseront encore plus loin les limites de la technologie, permettant aux scientifiques d’observer le cerveau avec une meilleure résolution spatiale et temporelle, ainsi que d’analyser les millions de bits de données accumulées.
À propos du Salk Institute for Biological Studies :
Le Salk Institute for Biological Studies est l'un des principaux instituts de recherche fondamentale au monde. Des professeurs de renommée internationale y explorent des questions fondamentales des sciences de la vie dans un environnement unique, collaboratif et créatif. Axés à la fois sur la découverte et sur l'encadrement des futures générations de chercheurs, les scientifiques du Salk contribuent de manière révolutionnaire à notre compréhension du cancer, du vieillissement, de la maladie d'Alzheimer, du diabète et des maladies infectieuses en étudiant les neurosciences, la génétique, la biologie cellulaire et végétale, et les disciplines connexes.
Les réalisations de ses professeurs ont été récompensées par de nombreuses distinctions, dont des prix Nobel et des adhésions à l'Académie nationale des sciences. Fondé en 1960 par le Dr Jonas Salk, pionnier du vaccin contre la polio, l'Institut est une organisation indépendante à but non lucratif et un monument architectural.
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