Descoperirile științifice recente în neuroștiințe par aproape niște miracole: tehnici de neurostimulare care ajută pacienții paralizați să meargă din nou sau un implant care poate reda orbilor vederea.
Acestea sunt doar două dintre numeroasele rezultate ale Proiectului „creierului uman” (Human Brain Project, HBP), o inițiativă de cercetare emblematică pe 10 ani, finanțată de UE, care a sporit semnificativ înțelegerea creierului uman de către oamenii de știință.
Un domeniu de cercetare vast
Este unul dintre cele mai mari și mai ambițioase proiecte de cercetare finanțate vreodată de UE, care a publicat recent o evaluare cuprinzătoare pe 10 ani a principalelor realizări ale HBP.
Proiectul s-a derulat între 2013 și 2023, iar echipa a reunit 150 de instituții și sute de cercetători din 19 țări. Amploarea și durata proiectului au fost însă proporționale cu obiectul cercetării sale, potrivit prof. Katrin Amunts, neurocercetătoare de renume mondial, care a coordonat această colaborare ambițioasă.
„Creierul uman este cea mai provocatoare și mai interesantă țintă a cercetării – comparabilă cu cercetarea universului”, spune aceasta. „Nu există niciun laborator, nici măcar o singură țară care să aibă capacitatea de a aborda cuprinzător complexitatea creierului.”
De aceea, potrivit lui Amunts, faptul că cercetătorii HBP au beneficiat de o finanțare atât de extinsă și pe termen lung din partea UE a fost un „mare avantaj”.
„Realizările noastre nu ar fi fost posibile altfel.”
Ajutor pentru milioane de oameni
Potrivit prof. Amunts, bolile creierului reprezintă o provocare la nivel mondial, iar realizările echipei HBP vor contribui la o mai bună îngrijire a milioane de oameni.
Peste 3 miliarde de oameni – adică peste 40% din populația globului – sunt afectați de boli neurologice, acestea fiind principala cauză de sănătate șubredă și dizabilitate, împovărând pacienții, familiile și îngrijitorii din întreaga lume.
Pentru Amunts, răspunsul stă în mai multă cercetare.
„Tratarea mai eficientă a bolilor creierului necesită o mai bună înțelegere a modului în care funcționează acesta”, spune aceasta.
Lucrând la interfața dintre neuroștiință și tehnologia informației, cercetătorii HBP au adus lămuriri considerabile cu privire la structura, funcțiile și disfuncțiile creierului, rezultând astfel noi aplicații în medicină și tehnologie.
A avut deja un impact practic notabil. De exemplu, au existat inovații în înțelegerea vederii.
Cercetătorii HBP de la Academia Regală de Arte și Științe din Țările de Jos au creat un dispozitiv capabil să transmită tipare vizuale direct către cortexul vizual al creierului, deschizând calea către o viitoare metodă revoluționară de a le reda orbilor vederea.
În mod similar, progresele remarcabile în domeniul neurostimulării oferă o nouă speranță persoanelor afectate de paralizie.
În Elveția, o echipă de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne a dezvoltat modele personalizate pentru stimularea măduvei spinării, permițând pacienților paraplegici să se ridice în picioare și să meargă din nou.
Atlasul creierului
Potrivit lui Amunts, una dintre realizările esențiale ale proiectului a fost crearea atlasului creierului, pe care aceasta îl aseamănă cu Google Maps pentru creier.
Atlasul cartografiază peste 200 de zone individuale ale creierului și furnizează hărți anatomice de referință pe mai multe niveluri, până la nivel micrometric.
„Caracteristicile și detaliile sale sunt cu totul unice. Permite cercetătorilor să privească mai îndeaproape sau de mai departe pentru a vedea cum sunt legate diferitele elemente ale creierului”, spune Amunts.
„Această imagine de ansamblu este crucială pentru a înțelege ce zone ale creierului sunt implicate într-o anumită funcție”, mai spune Amunts. De exemplu, atunci când un pacient a avut un atac cerebral, atlasul permite împărtășirea unor informații mai detaliate și un răspuns mai personalizat în funcție de nevoile pacientului.
Secțiunea BigBrain a atlasului a fost deja utilizată într-un studiu clinic de amploare, și anume studiul EPINOV din Franța, în care oamenii de știință au utilizat modele cerebrale personalizate pentru a identifica cele mai bune zone-țintă pentru operațiile de epilepsie. S-ar putea îmbunătăți astfel viețile a milioane de pacienți bolnavi de epilepsie care necesită operații pentru atenuarea simptomelor.
Tehnologia de personalizare pentru aceste modele a fost dezvoltată și în cadrul HBP, de cercetători de la Universitatea din Marsilia.
Comunicarea creier-computer
Dincolo de sănătate, cercetătorii HBP și-au lăsat amprenta și în domeniul inteligenței artificiale (IA), în care progresele merg mână în mână cu evoluțiile din neuroștiințe. Munca depusă de echipa lui Amunts a servit ca punte de legătură eficace între cele două domenii.
Noile metode de calcul au devenit astfel instrumente pentru cercetarea creierului, în timp ce o mai bună înțelegere a creierului ajută și la progresul tehnologiilor IA, de la calculul neuromorfic, modelat pe creierul uman, până la robotica cognitivă.
„Cercetarea în domeniile IA, rețelelor neurale artificiale și calculului neuromorfic are legături directe cu cercetarea în domeniul creierului uman”, spune Amunts. „Dacă înțelegem mai bine modul în care învață și funcționează creierul, putem învăța cum să construim rețele neurale artificiale mai eficiente.”
Acces liber
Pentru profesorul Philippe Vernier, directorul Institutului de Neuroștiințe Paris-Saclay din Franța, „HBP a fost un adevărat succes”.
Vernier, care este și directorul de cercetare al Centrului Național Francez pentru Cercetare Științifică, conduce o inițiativă de cercetare finanțată de UE denumită EBRAINS 2.0, împreună cu Amunts.
Noua inițiativă este o platformă deschisă care oferă acces la toate instrumentele, serviciile și seturile de date digitale dezvoltate în cadrul HBP, inclusiv la atlasele creierului.
Pe măsură ce munca de decenii a cercetărilor din cadrul proiectului HBP a progresat, a devenit clar pentru Amunts „că trebuia să creăm și o platformă digitală comună”. Pentru Vernier, existența unui proiect ulterior de cercetare finanțat de UE este esențială, dacă comunitatea științifică vrea să culeagă roadele cercetărilor HBP.
„Este important să arătăm ce a putut produce HBP și să punem rezultatele la dispoziția comunității științifice mai largi”, spune acesta. „EBRAINS este deschis tuturor.”
Pe platformă, specialiștii în neuroștiințe pot introduce și împărtăși date și pot colabora la cercetarea în domeniul creierului.
„Ar putea fi cu adevărat ceva revoluționar”, spune Vernier. „Principala provocare a cercetării creierului o reprezintă complexitatea acestuia. Pentru a soluționa această problemă, trebuie să extragem și să culegem date și să le modelăm în ceva util.”
Schimbarea de vieți
Un astfel de efort colectiv este necesar pentru o mai bună înțelegere a creierului, dar și pentru a trata principalele boli ale creierului, cum ar fi Alzheimer, Parkinson și schizofrenia.
„Utilizând instrumente noi, pregătim calea către tratamente mai bune și mai personalizate pentru aceste boli”, spune Vernier.
Pe scurt, infrastructura de cercetare EBRAINS are ca obiectiv să ocrotească moștenirea HBP și să aducă cele mai noi descoperiri științifice în studiile clinice și în spitale.
„Creierul este ceva fascinant și vrem să înțelegem arhitectura și funcțiile sale, însă credem că avem responsabilitatea de a aduce în clinici cunoștințele noastre și de a îmbunătăți astfel viețile pacienților”, spune Amunts.
Articol scris de Michaela Nesvarova
Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al UE. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene.
Mai multe informații
- Proiectul „creierului uman”
- EBRAINS 2.0
- Cercetarea UE în domeniul creierului
- Raportul pe zece ani al Proiectului „creierului uman”
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.