مبادرة الدماغ

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

إن فهم كيفية عمل الدماغ يُعد بلا شك أحد أعظم التحديات العلمية في عصرنا.

— أليفيساتوس وآخرون [ 1 ]

مبادرة البيت الأبيض للدماغ ( أبحاث الدماغ من خلال تطوير تقنيات عصبية مبتكرة ) هي مبادرة بحثية تعاونية بين القطاعين العام والخاص، أعلنت عنها إدارة أوباما الثانية في 2 أبريل 2013، وهدفها الرئيسي دعم تطوير وتطبيق التقنيات المبتكرة التي تُسهم في فهمٍ أعمق لوظائف الدماغ . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

يمثل هذا النشاط تحديًا كبيرًا يركز على إحداث ثورة في فهمنا للدماغ البشري، وقد طُوّر من قبل مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا التابع للبيت الأبيض كجزء من مبادرة أوسع نطاقًا لعلوم الأعصاب في البيت الأبيض . [ 7 ] مستوحى من مشروع الجينوم البشري ، يهدف مشروع BRAIN إلى مساعدة الباحثين على كشف أسرار اضطرابات الدماغ ، مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون والاكتئاب وإصابات الدماغ الرضية .

يشمل المشاركون والجهات التابعة لمشروع BRAIN وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة ( DARPA) ووكالة مشاريع البحوث المتقدمة للاستخبارات ( IARPA )، بالإضافة إلى العديد من الشركات الخاصة والجامعات والمنظمات الأخرى في الولايات المتحدة وأستراليا وكندا والدنمارك. [ 8 ]

خلفية

تعكس مبادرة BRAIN عدة عوامل مؤثرة، تعود جذورها إلى أكثر من عقد من الزمان. تشمل بعض هذه العوامل: اجتماعات التخطيط في المعاهد الوطنية للصحة التي أدت إلى وضع مخطط المعاهد الوطنية للصحة لأبحاث علم الأعصاب؛ [ 9 ] وورش عمل في المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) حول الإدراك وعلم الأعصاب والعلوم المتقاربة ، بما في ذلك تقرير عام 2006 بعنوان "التحديات الكبرى للعقل والدماغ"؛ [ 10 ] وتقارير من المجلس الوطني للبحوث ومنتدى معهد الطب حول علم الأعصاب واضطرابات الجهاز العصبي، بما في ذلك تقرير "من الجزيئات إلى العقل: تحديات القرن الحادي والعشرين"، وهو تقرير ورشة عمل عُقدت في 25 يونيو 2008 حول التحديات الكبرى في علم الأعصاب؛ [ 11 ] وسنوات من البحث والتقارير من العلماء والجمعيات المهنية؛ واهتمام الكونغرس.

كان مشروع خريطة نشاط الدماغ أحد الأنشطة المهمة . في سبتمبر 2011، نظمت عالمة الأحياء الجزيئية مي يونغ تشون من مؤسسة كافلي مؤتمرًا في لندن، حيث طرح العلماء فكرة هذا المشروع لأول مرة. [ 4 ] [ 12 ] وفي اجتماعات لاحقة، ناقش علماء من مختبرات الحكومة الأمريكية، بمن فيهم أعضاء من مكتب سياسة العلوم والتكنولوجيا ، بالإضافة إلى علماء من معهد هوارد هيوز الطبي ومعهد ألين لعلوم الدماغ ، إلى جانب ممثلين عن جوجل ومايكروسوفت وكوالكوم ، إمكانيات مشروع حكومي مستقبلي. [ 2 ]

وشملت التأثيرات الأخرى مشروع "عقد العقل" متعدد التخصصات بقيادة جيمس إل. أولدز، وهو حاليًا مساعد مدير العلوم البيولوجية في مؤسسة العلوم الوطنية، [ 13 ] [ 14 ] ومشروع "إحداث ثورة في الأطراف الاصطناعية" في داربا ، بقيادة الدكتور جيفري لينغ والذي تم عرضه في برنامج 60 دقيقة في أبريل 2009. [ 15 ]

تولى مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا (OSTP) قيادة عملية تطوير خطة مبادرة BRAIN ضمن المكتب التنفيذي للرئيس ، وضمّت هذه الخطة فريق عمل المكتب التنفيذي للرئيس، وهم: فيليب روبين ، الذي كان آنذاك مساعد المدير الرئيسي للعلوم وقائد مبادرة البيت الأبيض لعلوم الأعصاب؛ وتوماس كاليل ، نائب مدير التكنولوجيا والابتكار؛ وكريستين دورجيلو ، التي كانت آنذاك مساعدة مدير التحديات الكبرى، ثم أصبحت لاحقًا رئيسة الأركان في مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا؛ وكارلوس بينيا، مساعد مدير التقنيات الناشئة، ويشغل حاليًا منصب مدير قسم أجهزة الطب العصبي والفيزيائي في مكتب تقييم الأجهزة، مركز الأجهزة والصحة الإشعاعية (CDRH)، التابع لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). [ 16 ] [ 17 ]

تاريخ

إعلان

أعلن مدير معاهد الصحة الوطنية الدكتور فرانسيس كولينز والرئيس باراك أوباما عن مبادرة BRAIN

في الثاني من أبريل/نيسان 2013، أعلن الرئيس باراك أوباما ، خلال فعالية في البيت الأبيض، عن مبادرة "برين" (BRAIN Initiative)، مع تخصيص نفقات أولية مقترحة للسنة المالية 2014 تبلغ حوالي 110 ملايين دولار أمريكي من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، والمعاهد الوطنية للصحة (NIH)، والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF). [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] كما وجّه الرئيس اللجنة الرئاسية لدراسة القضايا الأخلاقية الحيوية لاستكشاف الآثار الأخلاقية والقانونية والاجتماعية التي تثيرها المبادرة وعلم الأعصاب بشكل عام. وقدّم معهد ألين لعلوم الدماغ ، ومعهد هوارد هيوز الطبي ، ومؤسسة كافلي التزامات إضافية . وأعلنت المعاهد الوطنية للصحة أيضًا عن تشكيل فريق عمل تابع للجنة الاستشارية للمدير، بقيادة عالمي الأعصاب كورنيليا بارغمان وويليام نيوسوم ، وبمشاركة رسمية من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة والمؤسسة الوطنية للعلوم، للمساعدة في تحديد دور المعاهد الوطنية للصحة في مبادرة "برين". علاوة على ذلك، خططت مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) لتلقي المشورة من لجانها الاستشارية التابعة للإدارة، والمجلس الوطني للعلوم ، ومن سلسلة اجتماعات جمعت علماء في علم الأعصاب والمجالات ذات الصلة. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

أرشيف نيمو

يُعد أرشيف علم الأعصاب متعدد الأوميات (أرشيف NeMO) بمثابة المستودع الرئيسي للبيانات الجينومية من مبادرة BRAIN. [ 18 ]

في أبريل 2025، وضع أرشيف NeMO، إلى جانب 33 أرشيفًا إلكترونيًا آخر على الأقل، إخلاء مسؤولية على موقعه الإلكتروني جاء فيه: "يخضع هذا المستودع للمراجعة تمهيدًا لإمكانية تعديله امتثالًا لتوجيهات الإدارة" نتيجةً للأمر التنفيذي رقم 14168. وأكد الباحث الرئيسي أن أرشيف NeMO كان يستجيب لطلبات معاهد الصحة الوطنية "لتحسين إجراءاتنا الأمنية لحماية البيانات البشرية"، وتوقع أن تستمر المراجعة "لفترة من الوقت". [ 19 ]

المناهج التجريبية

بحسب التقارير الإخبارية، يهدف البحث إلى رسم خريطة لديناميكيات نشاط الخلايا العصبية في الفئران والحيوانات الأخرى [ 3 ] وفي نهاية المطاف عشرات المليارات من الخلايا العصبية في دماغ الإنسان. [ 20 ]

في تعليق علمي نُشر عام ٢٠١٢، حدد أليفيساتوس وزملاؤه خططًا تجريبية لمشروع محدود النطاق، وعرضوا مجموعة متنوعة من التقنيات التجريبية المحددة التي يمكن استخدامها لتحقيق ما أسموه " الشبكة الوظيفية للدماغ "، بالإضافة إلى تقنيات جديدة سيتم تطويرها خلال المشروع. [ ١ ] وأشاروا، من بين أمور أخرى، إلى إمكانية إجراء دراسات أولية على دودة Caenorhabditis elegans ، تليها ذبابة الفاكهة Drosophila ، نظرًا لبساطة دوائرها العصبية نسبيًا. كما اقترحوا إجراء دراسات متوسطة المدى على أسماك الزيبرا والفئران والزبابة الأترورية ، على أن تُجرى الدراسات اللاحقة في نهاية المطاف على الرئيسيات والبشر. واقترحوا تطوير جسيمات نانوية يمكن استخدامها كمستشعرات جهد للكشف عن كمونات الفعل الفردية ، بالإضافة إلى مجسات نانوية يمكن أن تعمل كمصفوفات متعددة الأقطاب كهروفيزيولوجية . وعلى وجه الخصوص، دعوا إلى استخدام أساليب لاسلكية غير جراحية للكشف عن النشاط العصبي، إما بالاعتماد على التكامل الإلكتروني الدقيق واسع النطاق أو بالاعتماد على البيولوجيا التركيبية بدلاً من الإلكترونيات الدقيقة. في إحدى هذه الطرق المقترحة، يعمل الحمض النووي المُنتَج إنزيميًا كـ"سجل زمني" للنشاط العصبي، [ 1 ] [ 21 ] استنادًا إلى الأخطاء التي تُحدثها أيونات الكالسيوم في ترميز بوليميراز الحمض النووي . [ 22 ] وفي النهاية، تُحلَّل البيانات المُستَحصَلة وتُنمذج باستخدام الحوسبة واسعة النطاق . [ 1 ] علاوة على ذلك، اقترحت تقنية ذات صلة استخدام تسلسل الحمض النووي عالي الإنتاجية لرسم خرائط الاتصال العصبي بسرعة. [ 23 ]

الجدول الزمني

في عام 2014، اقترح فريق العمل الجدول الزمني التالي: [ 24 ]

  • 2016-2020: تطوير التكنولوجيا والتحقق من صحتها
  • 2020-2025: تطبيق هذه التقنيات بطريقة متكاملة، بهدف تحقيق اكتشافات أساسية جديدة حول الدماغ البشري

فريق العمل

اللجنة الاستشارية هي: [ 25 ]

مشاركون

اعتبارًا من ديسمبر 2018، يسرد موقع مبادرة BRAIN الإلكتروني المشاركين والجهات التابعة التالية:

ردود الفعل

أبدى العديد من العلماء آراءً متباينة حول الخطة. فقد ذكر عالم الأعصاب جون دونوهيو أن المشروع لديه القدرة على سد فجوة في أبحاث علم الأعصاب بين قياسات النشاط على مستوى مناطق الدماغ باستخدام تقنيات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، وقياسات النشاط على مستوى الخلايا المفردة . [ 3 ] إلا أن عالم النفس إد فول أعرب عن قلقه من أن هذه المبادرة ستحوّل التمويل عن دراسات الباحثين الفردية. [ 3 ] كما أعرب عالم الأعصاب دونالد شتاين عن قلقه، معتقدًا أنه سيكون من الخطأ البدء بالمشروع بتخصيص موارد مالية لتطوير أساليب تكنولوجية مختلفة قبل تحديد الأنشطة والمعايير العصبية التي سيتم قياسها بدقة. [ 4 ] من جهة أخرى، جادل الفيزيائي مايكل روكس بأن أساليب البحث في تقنية النانو تتطور باستمرار، وقد بلغت مستوىً كافيًا من التطور يجعل الوقت مناسبًا لرسم خريطة لنشاط الدماغ. [ 4 ] صرح عالم الأعصاب رودولفو ليناس في أول اجتماع لروكفلر قائلاً: "ما حدث هنا رائع، لم أرَ من قبل في علم الأعصاب مثل هذا القدر من الوحدة في مثل هذا الهدف المجيد." [ 26 ]

تواجه هذه المشاريع تحديات لوجستية كبيرة. وقدّر علماء الأعصاب أن المشروع سيُنتج 300 إكسابايت من البيانات سنويًا، مما يُمثل عائقًا تقنيًا كبيرًا. [ 27 ] معظم أجهزة مراقبة نشاط الدماغ عالية الدقة المتوفرة محدودة الفائدة، إذ تتطلب زرعًا جراحيًا باضعًا مع فتح الجمجمة. [ 27 ] وقد أُجريت مقارنات مع جهود بحثية حكومية واسعة النطاق سابقة، بما في ذلك خريطة الجينوم البشري ، والرحلة إلى القمر ، وتطوير القنبلة الذرية . [ 2 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 أليفيساتوس، أ. بول؛ تشون، مي يونغ؛ تشيرش، جورج م.؛ غرينسبان، رالف ج.؛ روكس، مايكل ل.؛ يوست، رافائيل (يونيو 2012). "مشروع خريطة نشاط الدماغ وتحدي علم الاتصال الوظيفي" . نيرون . 74 (6): 970-974 . doi : 10.1016 / j.neuron.2012.06.006 . PMC 3597383. PMID 22726828 .  
  2. 1 2 3 ماركوف، جون (18 فبراير 2013). "أوباما يسعى لتعزيز دراسة الدماغ البشري" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2013 .
  3. 1 2 3 4 زالافيتز، مايا (19 فبراير 2013). "خريطة الدماغ: الرئيس أوباما يقترح أول دليل مفصل لوظائف الدماغ البشري" . مجلة تايم . تم الاطلاع عليه في 19 فبراير 2013 .
  4. 1 2 3 4 5 6 ماركوف، جون؛ جورمان، جيمس (2 أبريل 2013). "أوباما يكشف عن مبادرة لرسم خريطة للدماغ البشري" . نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 2 أبريل 2013 .
  5. فوكس ، ماغي ( 2 أبريل 2013). "البيت الأبيض يطرح مشروعًا لرسم خرائط الدماغ" . أخبار إن بي سي . مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2013 .
  6. 1 2 3 "صحيفة حقائق: مبادرة BRAIN" . مكتب السكرتير الصحفي للبيت الأبيض. 2 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2013 .
  7. ↑ "مبادرة البيت الأبيض لعلم الأعصاب" . مكتب سياسة العلوم والتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2015 - عبر الأرشيف الوطني .
  8. 1 2 "المشاركون" . مبادرة BRAIN . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12-11-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-05-2019 .
  9. ↑ "خطة المعاهد الوطنية للصحة لأبحاث علم الأعصاب" . nih.gov . المعاهد الوطنية للصحة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2015 .
  10. ↑ «تقرير مؤسسة العلوم الوطنية حول التحديات الكبرى للعقل والدماغ» . منشور مؤسسة العلوم الوطنية . مؤسسة العلوم الوطنية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2015 .
  11. ↑ "ورشة عمل حول التحديات الكبرى في علم الأعصاب" . معهد الطب . الأكاديميات الوطنية للعلوم. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه في 9 مايو 2015 .
  12. ↑ جونسون، كارولين (5 أبريل 2013). "علماء محليون ضمن فريق الأحلام لرسم خرائط الدماغ يتحدثون عن التحديات والفرص" . بوسطن غلوب . تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2013 .
  13. ↑ أولدز، جيمس ل . (أبريل–يونيو 2011). "من أجل عقد دولي للعقل" . المجلة الماليزية للدراسات الطبية . 18 (2): 1–2 . PMC 3216206. PMID 22135580 .  
  14. ↑ "مؤسسة العلوم الوطنية تختار جيمس أولدز لرئاسة مديرية العلوم البيولوجية" . NSF.gov . مؤسسة العلوم الوطنية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2015 .
  15. ↑ "الذراع الإلكترونية للبنتاغون" . سي بي إس نيوز . 10 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2015 .
  16. ↑ "موظفو مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا بالبيت الأبيض" . مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2015 - عبر الأرشيف الوطني .
  17. ↑ "مؤتمر التحديات الكبرى للدماغ" . IEEE EMBS . IEEE. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2015 .
  18. ↑ "أرشيف نيمو - حول" .
  19. ↑ فويلز أسكهام، أنجي (9 أبريل 2025). "مستودعات البيانات البشرية الأمريكية 'قيد المراجعة' فيما يتعلق بمؤشرات الهوية الجنسية" . ذا ترانسميتر: أخبار ووجهات نظر علم الأعصاب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 مايو 2025 .
  20. ↑ تشير تقديرات حديثة إلى أن متوسط ​​عدد الخلايا العصبية في دماغ الإنسان يبلغ 86 مليار خلية. المصدر: كم عدد الخلايا العصبية التي يتكون منها دماغ الإنسان؟ مليارات أقل مما كنا نعتقد . ملاحظات ونظريات. صحيفة الغارديان . 28 فبراير 2012.
  21. ↑ كوردينغ، كونراد (ديسمبر 2011). "حول المحامص وأشرطة التنبيه الجزيئي" . مجلة PLOS لعلم الأحياء الحاسوبي . 7 (12) e1002291. رمز Bibcode : 2011PLSCB...7E2291K . doi : 10.1371/journal.pcbi.1002291 . PMC 3248391. PMID 22219716 .  
  22. ↑ زامفت، برادلي مايكل؛ ماربلستون، آدم هـ؛ كوردينغ، كونراد ؛ شميدت، دانيال؛ مارتن-ألاركون، دانيال؛ تيو، كيث؛ بويدن، إدوارد س؛ تشيرش، جورج (أغسطس 2012). "قياس خرائط دقة بوليميراز الحمض النووي المعتمد على الكاتيونات بواسطة التسلسل العميق" . PLOS ONE . 7 (8) e43876. Bibcode : 2012PLoSO...743876Z . doi : 10.1371/journal.pone.0043876 . PMC 3425509. PMID 22928047 .  
  23. ↑ زادور، أنتوني م.؛ دوبناو، جوشوا؛ أوييبو، حسانة ك.؛ زان، هويكينغ؛ كاو، غانغ؛ بيكون، إيان د. (2012). "تسلسل الكونكتوم" . مجلة PLOS Biology . 10 (10) e1001411. doi : 10.1371/journal.pbio.1001411 . PMC 3479097. PMID 23109909 .  
  24. ↑ "المعاهد الوطنية للصحة تتبنى رؤية علمية جريئة لمدة 12 عامًا لمبادرة BRAIN" . المعاهد الوطنية للصحة (NIH) . 16 يوليو 2015. مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2016.
  25. ↑ «اللجنة الاستشارية للمدير» (ملف PDF) . فريق عمل أبحاث الدماغ من خلال تطوير التقنيات العصبية المبتكرة (BRAIN) . المعاهد الوطنية للصحة. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أبريل 2013 .
  26. ↑ وادمان، ميريديث (2016-09-20). "أحلام كبيرة تلوح في الأفق لمشاريع علمية ذات قدرات عقلية هائلة" . مجلة ساينس | الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم . تاريخ الاسترجاع: 22-05-2019 .
  27. 1 2 ماركوف، جون (26 فبراير 2013). "ربط النقاط العصبية" . نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 27 فبراير 2013 .

للمزيد من القراءة