जुलाई २२, २०१ ९
2019 MEFN प्रौद्योगिकी पुरस्कारों के माध्यम से अनुदान के वित्तपोषण में 600,000 डॉलर के तीन प्राप्तकर्ताओं की घोषणा करते हुए न्यूरोसाइंस (MEFN) के लिए मैकनाइट नाइट एंडोमेंट फंड ने इन परियोजनाओं को मौलिक रूप से बदलने की क्षमता को मान्यता देते हुए न्यूरोसाइंस अनुसंधान का आयोजन किया है। प्रत्येक परियोजना को अगले दो वर्षों में $ 200,000 की कुल राशि प्राप्त होगी, जो मानचित्रण, निगरानी और मॉडल मस्तिष्क समारोह के लिए उपयोग की जाने वाली इन आधारभूत तकनीकों के विकास को आगे बढ़ाती है। 2019 के पुरस्कार विजेता हैं:
- गिल्ड एवरोनी, एमडी, पीएचडी। न्यू यॉर्क यूनिवर्सिटी लैंगोन हेल्थ, जो अपने वंशावली का पता लगाने और मस्तिष्क के विभिन्न सेल प्रकारों के "परिवार के पेड़" का एक प्रकार बनाने के लिए व्यक्तिगत मानव मस्तिष्क कोशिकाओं की बड़ी संख्या में स्वाभाविक रूप से होने वाली आनुवंशिक उत्परिवर्तन को मैप करने के लिए मौलिक नई एकल-कोशिका प्रौद्योगिकियों का विकास कर रहा है।
- Maraette University के Iaroslav 'Alex' Savtchouk, Ph.D., जिसकी परियोजना में तीन आयामों में मस्तिष्क की गतिविधि को बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन में शामिल करने का एक तरीका शामिल है और पहले की तुलना में बहुत तेज़ी से संभव हो गया है, जो उत्तेजनाओं का जवाब देने वाले जीवित दिमागों में क्या हो रहा है, की एक अधिक संपूर्ण छवि की अनुमति देता है।
- नन्थिया सुथाना, पीएचडी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, जिनकी टीम चिकित्सा उपचार के हिस्से के रूप में मानव मस्तिष्क में प्रत्यारोपित कुछ उपकरणों के साथ संचार करने और आभासी वास्तविकता और संवर्धित वास्तविकता वातावरण में डूबे मनुष्यों से गहरी मस्तिष्क गतिविधि के डेटा पर कब्जा करने के लिए एक प्रोटोकॉल विकसित कर रही है।
(नीचे दिए गए इन अनुसंधान परियोजनाओं में से प्रत्येक के बारे में अधिक जानें।)
प्रौद्योगिकी पुरस्कारों के बारे में
चूंकि प्रौद्योगिकी पुरस्कार 1999 में स्थापित किया गया था, इस पुरस्कार तंत्र के माध्यम से MEFN ने तंत्रिका विज्ञान के लिए नवीन तकनीकों में $ 13.5 मिलियन से अधिक का योगदान दिया है। MEFN विशेष रूप से काम में दिलचस्पी लेता है जो मस्तिष्क समारोह में हेरफेर और विश्लेषण करने की क्षमता को आगे बढ़ाने के लिए नए और उपन्यास दृष्टिकोण लेता है। McKnight समर्थन के साथ विकसित तकनीकों को अंततः अन्य वैज्ञानिकों के लिए उपलब्ध कराया जाना चाहिए।
"फिर से, यह नए न्यूरोटेक्नोलाजी विकसित करने में काम में सरलता को देखने के लिए एक रोमांच है," मार्कस मिस्टर, पीएचडी, पुरस्कार समिति के अध्यक्ष और एनी पी। और बेंजामिन एफ। बायगिनगिनिया, कैलटेक में जैविक विज्ञान के प्रोफेसर। । "इस साल, हम विशेष रूप से मानव मस्तिष्क के उद्देश्य से कई विकासों को प्रायोजित करने के लिए खुश थे, एक विधि से जो व्यक्तिगत तंत्रिका कोशिकाओं के वंश को स्वतंत्र रूप से चलने वाले रोगियों में तंत्रिका संकेतों को पढ़ने और लिखने के लिए एक उपकरण के लिए प्रेरित करता है।"
इस वर्ष की चयन समिति में एड्रिएन फेयरहॉल, टिमोथी होली, लोरेन लोगर, माला मूर्ति, एलिस टिंग और हांगकुई ज़ेंग शामिल थे, जिन्होंने 90 आवेदकों के अत्यधिक प्रतिस्पर्धी पूल से न्यूरोसाइंस अवार्ड्स में इस साल के मैककनाइट टेक्नोलॉजिकल इनोवेशन को चुना।
2020 टेक्नोलॉजिकल इनोवेशंस अवार्ड के लिए आशय पत्र सोमवार 2 दिसंबर, 2019 को होने वाले हैं। 2020 की प्रक्रिया के बारे में एक घोषणा सितंबर में होगी। पुरस्कारों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया देखें www.mcknight.org/programs/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience/technology-awards
2019 McKnight न्यूरोसाइंस पुरस्कारों में तकनीकी नवाचार
गिल्ड एवरोनी, एमडी, पीएचडी, सहायक प्रोफेसर, सेंटर फॉर ह्यूमन जेनेटिक्स एंड जीनोमिक्स, डिपेट्स। बाल रोग और तंत्रिका विज्ञान और शरीर विज्ञान, न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय Langone स्वास्थ्य
"टेप: मानव मस्तिष्क के उच्च-रिज़ॉल्यूशन वंश अनुरेखण के लिए एक एकल-कोशिका बहु-ओमिक्स प्रौद्योगिकी"
यह सामान्य ज्ञान है कि प्रत्येक मनुष्य डीएनए के एकल सेट "निर्देश" के साथ एकल कोशिका के रूप में शुरू होता है, लेकिन इस बात का विवरण कि एक कोशिका खरब कैसे बनती है - मस्तिष्क में दसियों अरबों कोशिकाएं शामिल हैं - अभी भी काफी हद तक अज्ञात हैं। डॉ। एवरोनी के शोध का उद्देश्य TAPESTRY नामक एक तकनीक विकसित करना है, जो मस्तिष्क की कोशिकाओं का एक "पारिवारिक पेड़" बनाकर इस प्रक्रिया को रोशन कर सकती है, जिससे पता चलता है कि पूर्वज कोशिकाएं मानव मस्तिष्क में सैकड़ों प्रकार की परिपक्व कोशिकाओं को जन्म देती हैं।
प्रौद्योगिकी मानव मस्तिष्क के विकास का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं के सामने कुछ प्रमुख मुद्दों को हल कर सकती है। वंशावली का पता लगाकर विकास का अध्ययन करने की प्रमुख विधि (अपरिपक्व जानवरों की कोशिकाओं में मार्करों को प्रस्तुत करना और फिर यह अध्ययन करना कि उन मार्करों को उनके पूर्वजों में कैसे स्थानांतरित किया जाता है) मनुष्यों में असंभव है क्योंकि यह आक्रामक है। डॉ। एवरोनी के सहकर्मियों के साथ-साथ पूर्व के कार्यों से पता चला है कि प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाले उत्परिवर्तन का उपयोग मानव मस्तिष्क में वंश का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। TAPESTRY का उद्देश्य वर्तमान तरीकों की कई सीमाओं को हल करके इस दृष्टिकोण को आगे बढ़ाना और स्केल करना है। सबसे पहले, वंश अनुरेखण के लिए अधिक विश्वसनीय अलगाव और एकल कोशिकाओं के डीएनए की छोटी मात्रा के प्रवर्धन की आवश्यकता होती है। दूसरा, मानव मस्तिष्क के विकास की एक विस्तृत समझ के लिए हजारों या दसियों हज़ारों व्यक्तिगत कोशिकाओं के प्रोफाइलिंग की अनुमति देने के लिए लागत प्रभावी होना आवश्यक है। अंत में, यह कोशिकाओं के फेनोटाइप को भी मैप करने की आवश्यकता है - न केवल यह देखने के लिए कि कोशिकाएं कितनी बारीकी से संबंधित हैं, बल्कि यह भी है कि वे किस प्रकार की कोशिकाएं हैं। TAPESTRY इन चुनौतियों को हल करना चाहता है।
डॉ। एवरोनी का दृष्टिकोण सभी मानव कोशिकाओं पर लागू होता है, लेकिन मस्तिष्क विकारों में विशेष रुचि रखता है। एक बार स्वस्थ मस्तिष्क की रेखाओं को मैप करने के बाद, उन्हें यह देखने के लिए आधार रेखा के रूप में उपयोग किया जा सकता है कि मस्तिष्क के विकास में विभिन्न विकारों वाले व्यक्तियों में भिन्नता कैसे होती है, जो संभावित रूप से विकास में उत्पन्न होती हैं, जैसे कि आत्मकेंद्रित और सिज़ोफ्रेनिया।
इरोस्लाव 'एलेक्स' सावचौक, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, बायोमेडिकल साइंसेज विभाग, मार्क्वेट विश्वविद्यालय
"समय-टैग किए गए चतुष्कोणीय स्टीरियोस्कोपी के माध्यम से मस्तिष्क की मात्राओं के तेजी से दत्तक ग्रहण"
आधुनिक ऑप्टिकल मस्तिष्क इमेजिंग तकनीकें मस्तिष्क की एक पतली परत के अवलोकन की अनुमति देती हैं, लेकिन मस्तिष्क की बहुत सी गतिविधि को 3-आयामी अंतरिक्ष में इमेजिंग - जैसे मस्तिष्क की मात्रा - ने चुनौतीपूर्ण साबित कर दिया है। डॉ। सवत्चौक ने एक दृष्टिकोण विकसित किया है जो शोधकर्ताओं को यह देखने की अनुमति देता है कि मस्तिष्क की सतह पर न केवल क्या हो रहा है, बल्कि पहले से कहीं अधिक और बहुत अधिक अनुपात-लौकिक रिज़ॉल्यूशन में गहरा है।
मुख्य प्रक्रिया - दो-फोटोन माइक्रोस्कोपी - प्रयोगशाला जानवरों के आनुवंशिक रूप से संशोधित मस्तिष्क कोशिकाओं में प्रतिदीप्ति की तलाश करके मस्तिष्क की गतिविधि को उठाती है। एक एकल लेजर के साथ, गहराई से जानकारी बहुत धीरे-धीरे दर्ज की जाती है। दो लेजर बीम के साथ, शोधकर्ताओं को अनिवार्य रूप से दूरबीन दृष्टि मिलती है - वे देख सकते हैं कि क्या करीब और आगे दूर है, लेकिन अभी भी दृश्य "छाया" हैं जहां कुछ भी नहीं देखा जा सकता है (उदाहरण के लिए, जब कोई व्यक्ति शतरंज बोर्ड के किनारे को देखता है, तो कुछ टुकड़े निकटवर्ती टुकड़ों द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है।) डॉ। सवत्चौक इस मुद्दे को दो अतिरिक्त लेजर बीम के अतिरिक्त के साथ हल कर रहा है, जो क्वाड-दृष्टि देता है और नेत्रहीन स्पॉट को बहुत कम करता है। वह लेज़रों के समय को भी सीक्वेंस कर रहा है - जो तेजी से पल्स करता है - इसलिए शोधकर्ताओं को पता है कि किस लेजर ने कौन सी गतिविधि देखी, जो समय-सटीक तीन-आयामी मॉडल के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है।
डॉ। सवित्चोक की परियोजना में पहले कंप्यूटर सिमुलेशन में सिस्टम को डिजाइन करना शामिल है, फिर माउस मॉडल के साथ अपने आवेदन को साबित करना। उसका लक्ष्य लेजर बीम के अलावा और हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के उन्नयन के माध्यम से मौजूदा दो-फोटोन माइक्रोस्कोप को अपडेट करने के तरीके विकसित करना है, जिससे प्रयोगशालाओं को पूरी नई प्रणाली के लिए भुगतान किए बिना प्रौद्योगिकी से लाभ मिल सके।
नांथिया सुथाना, पीएचडी, एसोसिएट प्रोफेसर, डिपार्टमेंट ऑफ साइकियाट्री एंड बायोबेवियरल साइंसेज, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स
"वायरलेस और प्रोग्रामेबल रिकॉर्डिंग और स्टिमुलेशन ऑफ डीप ब्रेन एक्टिविटी इन फ्रीली मूविंग ह्यूमन इन वर्चुअल (या ऑगमेंटेड) रियलिटी"
मानव तंत्रिका संबंधी घटनाओं का अध्ययन करना कई चुनौतियां प्रस्तुत करता है - मानव मस्तिष्क का अध्ययन सीधे जानवरों के दिमाग की तरह नहीं किया जा सकता है, और प्रयोगशाला सेटिंग में घटनाओं को फिर से बनाना (और परिणामों को रिकॉर्ड करना) कठिन है। डॉ। सुथाना एक प्रणाली विकसित करने का प्रस्ताव करती है जो अपने विषयों के लिए यथार्थवादी परीक्षण परिदृश्य बनाने के लिए आभासी और संवर्धित वास्तविकता का उपयोग करती है। वह मिर्गी के इलाज में इस्तेमाल होने वाले इंप्लांटेबल ब्रेन डिवाइस द्वारा रिकॉर्ड किए गए डेटा का उपयोग करता है।
हजारों लोगों के पास इन उपकरणों को प्रत्यारोपित किया गया है, और प्रत्यारोपित उपकरणों में से कई वायरलेस प्रोग्रामिंग और डेटा रिकवरी के लिए अनुमति देते हैं। डॉ। सुथाना का दृष्टिकोण बाद का लाभ उठाता है - ये उपकरण सभी प्रकार की गहरी मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड करते हैं, और वह रिकॉर्ड किए गए डेटा में टैप कर सकते हैं जबकि विषय वीआर या एआर-आधारित प्रयोगों में बातचीत कर रहे हैं। महत्वपूर्ण रूप से, विषय स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं क्योंकि वे मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी और रिकॉर्डिंग डिवाइस को अपने साथ ले जाते हैं। मोशन कैप्चर और बायोमेट्रिक माप एक साथ किए जा सकते हैं, प्रतिक्रियाओं की एक पूरी तस्वीर को इकट्ठा करना।
डॉ। सुथाना सिस्टम को काम करने के लिए एक बहु-विषयक टीम के साथ काम कर रहे हैं; टीम में इलेक्ट्रिकल इंजीनियर, भौतिक विज्ञानी और कंप्यूटर वैज्ञानिक शामिल हैं। सिग्नल विलंबता जैसे बुनियादी तथ्यों को स्थापित करने की आवश्यकता है ताकि डेटा को सिंक्रनाइज़ किया जा सके और सटीक रूप से मापा जा सके। अंत में, वह मानती हैं कि स्वतंत्र रूप से व्यवहार करने वाले मनुष्य सबसे यथार्थवादी सिमुलेशन के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को अधिक सटीक रूप से समझने में मदद मिलेगी कि मस्तिष्क कैसे काम करता है। बुनियादी न्यूरोलॉजिकल सवालों के अलावा - जैसे मस्तिष्क गतिविधि और शारीरिक प्रतिक्रियाएं उत्तेजनाओं के लिए विशिष्ट क्रियाओं या प्रतिक्रियाओं के साथ क्या होती हैं - सिस्टम पोस्ट-ट्रॉमैटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर और अन्य स्थितियों में अनुसंधान के लिए वादा दिखाता है जहां एक नियंत्रित आभासी वातावरण में पर्यावरण ट्रिगर हो सकता है।
