Americký prezident Barack Obama ve středu požádal Kongres, aby do rozpočtu na příští rok uvolnil 100 milionů dolarů (zhruba 1,5 miliardy korun) na projekt přesného záznamu činnosti lidského mozku.
Cílem má být přesné zmapování činnosti všech mozkových buněk najednou, tedy jakýsi záznam činnosti všech neuronů mozku najednou v reálném čase. V ideálním případě tak vědci mohou určit, jak pracuje naše vědomí i nevědomí.
Výsledky by také mohly přispět k pochopení vzniku vážných mozkových onemocnění, jako jsou Parkinsonova či Alzheimerova choroba, které se označují za jednu z velkých hrozících epidemií stárnoucích obyvatel vyspělých zemí. Otázkou je, zda věda může takový slib v současné chvíli splnit.
Záhada mezi ušima
Evropský mozek za miliarduAmerika v případě velkého projektu k poznání mozku de facto jen dohání zpoždění za Evropskou unií. Ta letos v lednu odsouhlasila zahájení projektu Human Brain Project, který chce sestavit model lidského mozku v počítači. Jeho rozpočet by měl během deseti let činit miliardu eur (tj. 25 miliard korun). Cíle obou projektů jsou i přes podobnost názvu odlišné. Americký projekt chce zmapovat činnost mozku, zatímco evropský projekt (vede ho Henry Markram z Lausanne) je snad ještě ambicióznější: cílem je přímo napodobení funkce (ne podoby) lidského mozku v počítači. Měl by umožnit jak zkoumání mozku pro medicínské účely, tak vývoj nových informačních technologií. |
Podoba projektů zatím není jasná, ale jisté je, že částka 100 milionů dolarů je pouze na rozjezd. Projekt by měl podle stávajících odhadů trvat zhruba deset let a roční investice by se měly pohybovat kolem čtvrt miliardy dolarů. Celková investice by tak mohla dosáhnout zhruba tří miliard dolarů, částečně ze soukromých zdrojů. Více ale v tuto chvíli není jasné, protože konkrétní plán celého projektu má vzniknout v příštích měsících po zasedání komise špičkových odborníků v oboru (leták zachycující současnou představu Bílého domu najdete zde).
"Lidstvo pozoruje světelné roky vzdálené galaxie," prohlásil Obama. "Studuje částice menší než atom, ale stále ještě jsme nevyřešili záhadu hmoty o hmotnosti tří liber (přibližně 1,4 kilogramu), kterou máme mezi ušima."
Změnit to má iniciativa označovaná jako BRAIN (tj. "mozek", v angličtině zkratka z Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, tedy výzkum mozku pomocí rozvíjející se inovativní neurotechnologie).
To, že lidskému mozku věda nerozumí, má své dobré důvody. Tím hlavním je složitost. Mozek se podle nedávných odhadů skládá ze zhruba 80 miliard buněk. Důležitá jsou ovšem spojení mezi nimi, která jsou navíc proměnlivá. Počet těchto spojení je mnohonásobně vyšší než počet buněk, takže jde o nesmírně složitý a komplexní "stroj". Nemluvě o tom, že buňky umí více triků než jen vzájemné propojení, třeba spolu komunikují nepřímo (či chcete-li "masově") pomocí chemikálií, které vyplavují do mozku.
Vědci dnes umí měřit aktivity několika stovek až tisíc neuronů najednou, ale rozhodně ne miliardy. Projekt BRAIN, který chce sledovat činnost všech desítek miliard buněk celého mozku "v přímém přenosu", tedy určitě nelze vinit z nedostatku ambicí.
Bude to fungovat?
BRAIN vzniká do jisté míry podobně jako slavný projekt čtení lidského genomu. Připomeňme, že jeho cílem bylo zjednodušeně řečeno určit pořadí "písmen" v lidské DNA, a tak zjistit, jak vypadá (ne jak funguje) hlavní "manuál" pro vytvoření a fungování našeho organismu.
Kde sídlí nemoci?Tvrzení, že projekt přispěje k pochopení vážných neurologických onemocnění, má své ospravedlnění, ale i "mouchy". Znovu se můžeme podívat na projekt čtení lidského genomu. U DNA to jasné bylo, tam šlo o přesné určení pořadí jednotlivých molekul za sebou. Vědce v té chvíli nezajímalo, co přesně jednotlivé molekuly dělají, jen "zkoumali terén". Ani deset let po skončení projektu se neví, co velká část DNA dělá, přestože věda hodně pokročila. Ale i když známe pořadí jednotlivých "písmen" DNA a jejich místo na chromozomech, neznamená to, že chápeme, do jaké míry geny ovlivňují naše sklony k většině těch nejrozšířenějších chorob, od rakoviny po cukrovku. Obava, že v případě projektu BRAIN bude pokrok stejně pomalý, je tedy odůvodněná. |
Projekt oficiálně začal v roce 1990 a byl dokončen o 13 let později. Dokonce předčasně, a to i díky rychlému technologickému vývoji a ostrému soupeření se soukromými institucemi.
Celková cena čtení lidského genomu byla necelé čtyři miliardy dolarů, tedy řádově ve stejné výši jako u nově uvažovaného projektu. Podobné je i to, že oba projekty vznikly skutečně ve vědeckém prostředí. Genetici se o širší spolupráci bavili už od poloviny 80. let, odborníci na výzkum mozku ji zase v posledních letech a měsících probírali na konferencích a v odborném tisku (nedávno v časopise Neuron).
V Bílém domě doufají, že BRAIN bude také stejně ekonomicky přínosný jako čtení lidského genomu. Částečně právě díky postupům a technologiím vyvinutým při čtení naší DNA se v USA na začátku 21. století rychle rozvíjel obor biotechnologií, který zahrnuje vše od hledání genů za jednotlivými nemocemi a jejich využití v medicíně až po genetické modifikace.
Hlavně díky bouřlivému rozvoji biotechnologií mohla zpráva amerických federálních úřadů z roku 2010 uvádět, že ekonomický přínos projektu čtení lidského genomu pro USA činil zhruba 800 miliard dolarů. "Každý dolar, který jsme investovali, abychom rozluštili lidský genom, přinesl naší ekonomice 140 dolarů," tvrdil na jejím základě při oznámení nového projektu Obama.
Podruhé, ale ne stejně
Ovšem oprávněnou otázkou je, zda nejsou tyto naděje příliš odvážné. Předměty zkoumání obou projektů jsou totiž hodně odlišné. O lidském genomu se s mírnou nadsázkou vědělo, jak je zhruba veliký a kolik práce vědce čeká.
Z letáku k projektu BRAIN
U lidského mozku je rozsah nutných prací podstatně méně jasný, varuje Ralph Greenspan z Kalifornské univerzity v New York Times: "Určit cíl projektu čtení lidského genomu bylo jednoduché. V tomto případě před sebou máme mnohem těžší a zajímavější otázku, jaké jsou vzorce mozkových vln v celém mozku a nakonec i jak z nich vzniká mozková činnost."
Greenspan, jenž je jedním z autorů výše uvedeného návrhu v Neuronu, v prohlášení v podstatě upozorňuje, že ani nevíme, jak se činnost mozkových buněk "překládá" do projevů mozkové činnosti. V tuto chvíli tedy není jasné, co přesně musí projekt změřit a zmapovat, aby splnil své cíle.
Zcela jasné naopak je, že v tuto chvíli neexistují postupy, kterými by šlo cíle BRAIN splnit. To je další rozdíl proti čtení lidského genomu, kde byl postup známý, vědci ho "jen" potřebovali zrychlit.
První fáze se tedy týká vývoje vědeckých postupů, které mají umožnit sledování a záznam mozkové činnosti ve velkém a přitom velmi podrobně. Současná technologie neumožňuje, abychom přímo měřili každou buňku, a nepřímá měření jsou hodně nepřesná a plná šumu (podrobněji problém rozebírá vědecká rubrika Guardianu).
Je otázkou, zda v této situaci lze vážně sestavovat plány a finanční rozvahy, když ani není jasné, jak dosáhnout cíle. V případě potíží s jejich plněním by mohlo hrozit, že ambiciózní projekt zajde časem na úbytě a neurologie upadne u "sponzorů" v nemilost.
Ale nebuďme pesimisté. Opačný vývoj událostí by byl mnohem zajímavější. Pokud se tedy projekt zdárně rozběhne, můžeme se za pár let těšit na opravdu velké věci.
