全球虚拟实验室将解决大脑的秘密,用乐高。
“全球首映”神经科学。的国际大脑实验室(IBL)将欧洲和美国的研究人员参与的目的理解大脑如何做出选择,从单个细胞水平到一个网络的协调活动,导致行为的结果。他们将实现这一目标,研究单个神经元的活动和相互作用在大脑的不同区域,随着动物完成决策任务。
IBL是一个全球性的行动,一个虚拟的实验室将21领先的神经科学实验室在几个国家,包括美国、英国、葡萄牙、法国和瑞士。劳动分工是一半的实验室将开展实验工作,而另外一半将用理论方法破译的神经活动在决策任务。发展一个功能性映射的目标老鼠大脑的神经活动。
美国西蒙基金会资助的,威康信托基金会英国,该计划已获得£1080万1400万瑞士法郎(1450万美元)资金,在第一种情况下,协调进行实验。这可能听起来像一个很多钱,但是它非常便宜与先前的措施来理解大脑相比,等蓝脑计划已花费数十亿美元,到目前为止。
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当被问及“为什么需要这种协调的方法?’,IBL研究员亚历山大Pouget,教授,基本神经科学部门,日内瓦大学解释说:“我们面临的许多重大问题今天在神经科学太难解决单个实验室。回答这些问题需要一个广泛的理论和实验技术,甚至不可用在一个大学”。
简单的任务理解的复杂
正如亚历山大解释道:“鼠标将不得不决定是否刺激右边或左边,并将传达其决定操作方向盘。”
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一致的方法
最具挑战性的方面IBL的方法是保持一致的实验室之间的实验过程。实验装置中的一切必须精确地复制在每个实验室或研究小组之间比较数据变得几乎不可能。
事实上,所有的参数需要标准化:从老鼠所使用的设备,他们接受的训练,科学家们所使用的设备来记录他们的数据。这是得不偿失的对于这些各实验实验室合作,在世界各地。
作为另一个IBL调查员,扎克Mainen,教授,Champalimaud未知的研究所,里斯本,葡萄牙,解释说:“使用相同的实验程序通常会消除差异,阻碍跨实验室的数据复制。通过这种方式,我们将能够池数据,就好像它是一个巨大的实验中,尽管它实际上是分布式两大洲之间。”
扎克说:“神经科学是一个大的方法出发,结果很难整合到一个共同的理论框架由于方法论上的差异和缺乏动机共享和规范数据。”
决定,决定
当被问及为什么这些研究人员调查决策在大脑中,亚历山大解释说:“生活就是一连串的选择,从最复杂最微不足道。”调查神经元,电路和大脑区域参与决策是超出了一个实验室的范围,和权证的问题是一个协调的方式来解决。
亚历山大论述:“解开背后的机制,我们的选择是困难的,和这个任务的复杂性远远超过了单个实验室的能力。它需要密切相关的理论和实验之间,从未被实现”。
研究人员计划在所有记录神经元的电活动的大脑区域,而鼠标执行相同的任务时,在所有的实验室,获得前所未有的神经元活动的理解。
神经学家的理论可以解释数据,实时IBL组之间共享,并建立详细的模型小鼠大脑的决策。
反过来,这种理解可以被用来告知人类神经科学调查。
新的方向,
协调、并行方法是神经科学的新方向,但已被证明成功的在其他的科学领域,如解决人类基因组和构建大型强子对撞机。IBL研究者很快状态,这种方法不会取代研究执行单一的实验室。然而,这个项目的合作方式对神经科学是一个激动人心的里程碑式的时刻,无疑会改变我们对大脑的内部工作原理的理解。
教授安妮Churchland冷泉港实验室,纽约和IBL协作一位研究员,他表示:“我们正兴奋的潜力这个开放和协作模型,它将帮助我们理解大脑如何塑造行为。这是一个独特的机会将领先的神经科学家迎接挑战的复杂性。”
21个团队参与IBL项目都来自以下实验室和机构:
- 理论神经科学中心,哥伦比亚大学医学中心
- Champalimaud研究Champalimaud中心不明
- 冷泉港实验室
- 哥伦比亚大学脑科学中心,哥伦比亚大学
- 皮质处理实验室,伦敦大学学院
- 部门基本神经科学,日内瓦大学理学院
- 分子与细胞生物学系,加州大学伯克利分校
- 盖茨比的计算神经科学单位,伦敦大学学院、伦敦大学学院
- 学习和记忆中心,德克萨斯大学奥斯汀分校。
- Janelia研究校园,霍华德•休斯医学研究所,霍华德·休斯医学研究所
- Laboratoire de神经科学研究所,巴黎高等师范学院
- 神经动力学和计算实验室,斯坦福大学
- 普林斯顿大学神经科学研究所
- Sainsbury康中心的神经回路和行为,伦敦大学学院
- 沃尔夫森生物医学研究所,伦敦大学学院、伦敦大学学院
