Hulyo 16, 2018
Ipinahayag ng McKnight Foundation ang tatlong tatanggap ng $ 600,000 sa pagpopondo ng grant sa pamamagitan ng 2018 McKnight Technological Innovation sa Neuroscience Awards, na kinikilala ang mga proyektong ito para sa kanilang potensyal na palawakin ang mga magagamit na teknolohiya sa larangan ng neuroscience. Ang bawat isa sa mga kinikilalang proyekto ay makakatanggap ng isang kabuuang $ 200,000 sa susunod na dalawang taon, pagsulong ng pagpapaunlad ng mga teknolohiya ng groundbreaking na ginamit upang mapa, subaybayan at modelo ang pagpapaandar ng utak. Ang 2018 awardees ay:
- Michale S. Fee, Ph.D., ng Massachusetts Institute of Technology, para sa trabaho sa isang espesyal na miniaturized mikroskopyo upang obserbahan ang aktibidad ng neural sa mga songbird, kasama ang bagong teknolohiya sa pagpoproseso ng data upang suportahan ito, na nag-aalok ng mga walang kapantay na pananaw ng isang utak habang natututo ito.
- Marco Gallio, Ph.D., ng Northwestern University, kung saan ang proyekto ay nagsasangkot ng paglikha ng mga bagong pamamaraan para sa muling pag-wire ng mga koneksyon sa synaptic sa buhay na talino ng mga lilipad ng prutas, at pagpapatunay sa kanila sa pamamagitan ng pagtuklas ng mga link sa pagitan ng natutunan at likas na pag-uugali.
- Sam Sober, Ph.D., ng Emory University, at Muhannad Bakir, Ph.D., ng Georgia Institute of Technology, ay bumubuo ng isang bagong uri ng nababaluktot na mga arrest ng elektrod na may data sa pagpoproseso ng data na maaaring magrekord ng maraming bilang ng mga spike sa mga kalamnan fibers ng malayang-kumikilos na mga ibon at mammals, upang makakuha ng mga bagong pananaw sa kung paano kontrol sa pag-uugali ng signal ng utak.
(Matuto nang higit pa tungkol sa bawat isa sa mga proyektong ito sa pananaliksik sa ibaba.)
Tungkol sa McKnight Technology Awards
Dahil ang Founding Technology Award noong 1999, ang McKnight Endowment Fund para sa Neuroscience ay nag-ambag ng higit sa $ 13 milyon sa mga makabagong teknolohiya para sa neuroscience. Ang Pondo ng Endowment ay lalo na interesado sa trabaho na tumatagal ng bago at nobelang diskarte sa pagsulong ng kakayahan upang manipulahin at pag-aralan ang pag-andar ng utak. Ang mga teknolohiya na binuo kasama ang suporta ng McKnight ay dapat na magamit sa ibang mga siyentipiko.
"Muli, nakakatuwa na makita ang katalinuhan sa trabaho sa pag-unlad ng mga bagong neurotechnologies," sabi ni Markus Meister, Ph.D., chair ng awards committee at Anne P. at Benjamin F. Biaggini Propesor ng Biological Sciences sa Caltech . "Ang mga parangal sa taong ito ay nagtataguyod ng isang kagila-gilalas na mga proyekto: mula sa miniaturized portable microscopes sa mga nababaluktot na mga electrodes na maaaring sumubaybay sa mga signal ng kalamnan sa isang gumagalaw na hayop, sa isang molekular na kagamitan na literal na pahihintulutan ang isang rewiring ng utak. Ang pagbabago sa agham ng utak ay buhay at maayos. "
Kasama rin sa komite sa pagpili sa taong ito ang Adrienne Fairhall, Timothy Holy, Loren Looger, Liqun Luo, Mala Murthy, at Alice Ting, na pinili ang 2018 McKnight Technological Innovations sa Neuroscience Awards mula sa isang highly competitive pool ng 97 aplikante.
Ang mga liham ng layunin para sa 2019 Mga Makabagong Teknolohiya sa pagpapahalaga sa Neuroscience ay nararapat Lunes, Disyembre 3, 2018. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga parangal, mangyaring bisitahin www.mcknight.org/programs/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience/technology-awards
2018 MCKNIGHT TECHNOLOGICAL INNOVATIONS SA MGA KINAKAILANGANG KINAKAILANGAN
Michale S. Fee, Ph.D., Glen V. at Phyllis F. Dorflinger Propesor ng Computational and Systems Neuroscience, Kagawaran ng Brain and Cognitive Sciences, Massachusetts Institute of Technology; at Investigator, McGovern Institute for Brain Research
"Mga bagong teknolohiya para sa imaging at pagtatasa ng neural state-space trajectories sa malayang-kumilos maliliit na hayop"
Ang pag-aaral ng aktibidad sa neural sa talino ng mga hayop ay isang matagal na hamon para sa mga mananaliksik. Ang kasalukuyang mga diskarte ay hindi perpekto: ang kasalukuyang laki ng microscopes ay nangangailangan ng mga hayop na mahigpit sa kanilang aktibidad, at ang mga microscope na ito ay nag-aalok ng isang limitadong larangan ng pagtingin sa mga neuron. Sa pamamagitan ng paggawa ng mga breakthroughs sa mikroskopyo miniaturization, Dr Fee at ang kanyang lab ay pagbuo ng mga tool na kinakailangan upang makita kung ano ang nangyayari sa isang hayop ng utak habang ang hayop ay libre upang maisagawa ang natural na pag-uugali.
Ang mikroskopyo sa ulo ay nagpapahintulot sa Dr Fee na obserbahan ang mga pagbabago sa mga talino ng mga ibon sa kabataan habang natututo silang kumanta ng kanilang mga kanta. Habang nakikinig sila, ulitin, at natutunan, tinatala ni Dr. Fee ang neural circuits na bumuo bilang bahagi ng komplikadong proseso ng pag-aaral. Ang mga circuit na ito ay may kaugnayan sa mga circuits ng tao na nabuo sa panahon ng kumplikadong pag-aaral ng mga pagkakasunud-sunod ng motor, tulad ng pag-aaral na sumakay ng bisikleta, at nasisira sa ilang mga kondisyon kabilang ang Parkinson's disease. Dahil sa kanyang layunin na idokumento ang isang natural na proseso ng pag-aaral, mahalagang mahalaga na magrekord ng aktibidad ng neural habang nasa likas na pag-uugali.
Bilang karagdagan sa miniaturization, ang bagong mikroskopyo ay magkakaroon ng kakayahang mag-record ng isang order ng magnitude mas neurons kaysa sa iba pang mga diskarte na ginagamit sa malayang-kumikilos hayop at ipares sa bagong pagtatasa ng data na magpapahintulot sa mga mananaliksik na gumawa ng mga obserbasyon sa real time at ayusin ang kanilang mga eksperimento, pagpapabilis sa proseso ng pananaliksik. Magkakaroon ito ng mga kagyat at malawak na aplikasyon para sa mga mananaliksik na pagtuklas sa lahat ng uri ng pag-uugali ng utak sa maliliit na hayop.
Marco Gallio, Ph.D., Assistant Professor, Kagawaran ng Neurobiology, Northwestern University
"Re-kable koneksyon sa buhay na utak"
Ang pananaliksik na ito ay naglalayong palawakin ang aming pag-unawa kung paano gumagana ang talino sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga siyentipiko na piliing pahinain ang mga koneksyon sa synaptic at upang hikayatin ang mga bagong koneksyon sa pagitan ng mga neuron. Ang muling pag-kable ng utak ay magpapahintulot sa mga mananaliksik upang maunawaan ang mas tiyak kung aling mga koneksyon ang naglalaro ng isang papel sa mga partikular na subset ng mga neurological effect.
Ang bawat neuron sa loob ng isang circuit ng utak ay nagkokonekta sa maramihang mga target. Ang bawat target ay maaaring magkaroon ng isang natatanging function, at samakatuwid iproseso ang parehong papasok na impormasyon sa isang ganap na naiibang paraan. Halimbawa, ang ilang mga tiyak na neurons sa prutas na fly utak ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa panlabas na kapaligiran na ginagamit upang mabilis na makalayo mula sa napipintong pagbabanta (isang likas na pag-uugali), ngunit upang makagawa ng pangmatagalang mga asosasyon sa pamamagitan ng pag-aaral.
Ang ipinanukalang teknolohiya ay magpapahintulot sa mga mananaliksik na matukoy ang mga koneksyon na kritikal sa bawat proseso sa pamamagitan ng piliing pag-alis ng mga synapses sa mga sentro ng pag-aaral habang iniiwan ang lahat ng iba pang koneksyon na buo. Ang proyektong ito ay naglalayong gumamit ng genetic engineering upang makagawa ng mga protina ng designer na magpapamagitan sa alinman sa pag-urong o pagkahumaling / pagdirikit sa pagitan ng genetikong tinukoy na mga kasosyo sa synaptic sa buo ng utak ng mga nabubuhay na hayop. Bilang karagdagan sa pagpapatunay na ang ganitong uri ng rewiring ng talino ay posible, ang pananaliksik ay magreresulta sa mga bagong strains ng lumipad na prutas na may natatanging genetika na maaaring agad na maibahagi sa iba pang mga mananaliksik. Sa pamamagitan ng disenyo, ang mga tool na ito ay maaaring madaling mabago para sa paggamit sa anumang modelo ng hayop o inilalapat sa iba't ibang bahagi ng utak, na nagpapagana ng isang buong bagong klase ng neurological na pag-aaral na may malalim na implikasyon para sa aming pag-unawa sa kung paano gumagana ang mga utak ng tao.
Sam Sober, Ph.D., Associate Professor, Kagawaran ng Biology, Emory University; at Muhannad Bakir, Ph.D., Propesor, School of Electrical at Computer Engineering at Associate Director, Interconnect at Packaging Center, Georgia Institute of Technology
"Flexible elektrod arrays para sa malakihang pag-record ng mga spike mula sa kalamnan fibers sa malayang kumikilos Mice at songbirds"
Ang aming pag-unawa sa kung paano ang utak coordinate aktibidad ng kalamnan sa panahon ng skilled pag-uugali ay limitado sa pamamagitan ng teknolohiya na ginagamit upang i-record ang naturang aktibidad - kadalasan, ang mga wire na ipinasok sa mga kalamnan na maaari lamang makita ang summed aktibidad ng maraming mga indibidwal na signal na ginagamit ng nervous system upang kontrolin ang mga kalamnan. Drs. Ang matino at Bakir ay ang pagbuo ng kung ano ang buod ng isang "mataas na kahulugan" sensor array (isang koleksyon ng maraming mga maliit na sensor) na resolbahin ang marami sa mga isyu na ito sa pamamagitan ng nagpapahintulot sa mga mananaliksik upang makita at itala ang napaka-tumpak na mga senyas ng mga de-koryenteng mula sa mga indibidwal na mga fibers ng kalamnan.
Ang iminungkahing sensor ay may maraming mga detector na nagtatala mula sa isang kalamnan nang hindi napinsala ito. (Ang mga naunang pamamaraan ay nakasalalay sa mga wire na maaaring makapinsala sa mga kalamnan kapag ipinasok, lalo na ang mga maliliit na kalamnan na ginagamit sa mga magagandang kasanayan sa motor.) Ang mga arrays ay gawa mula sa nababaluktot na mga materyales na umaakma sa hugis ng isang kalamnan at nagbago ng hugis bilang galaw ng hayop. Higit pa rito, dahil ang mga arrays ay nagtitipon ng mas maraming data kaysa sa naunang mga aparato, mayroon silang mga built-in na circuits upang mangolekta at mag-package ng data bago ipadala ang mga signal sa computer ng mananaliksik.
Ang isang prototype na bersyon ng array ay nagsiwalat ng mga bagong pananaw: dati, ito ay pinaniniwalaan na kinokontrol ng nervous system ang aktibidad ng kalamnan sa pamamagitan ng pagsasaayos lamang ng kabuuang bilang ng mga de-kuryenteng mga spike na ipinadala sa isang kalamnan. Ngunit ang tumpak na pagtuklas ay nagpahayag na ang mga pagkakaiba-iba ng millisecond na antas sa multi-spike pattern ng timing ay nagbabago kung paano kinokontrol ng mga kalamnan ang pag-uugali. Ang mga bagong arrays ay dinisenyo para sa paggamit sa mga mouse at songbirds at tutulong sa amin na maunawaan ang kontrol ng neural ng maraming iba't ibang mga kasanayang pag-uugali at maaaring magbigay ng mga bagong pananaw sa mga neurological disorder na nakakaapekto sa kontrol ng motor.
