Žmogaus smegenų jungčių "žemėlapiui" sudaryti reikės penkerių metų

Šiam tikslui skirtas projektas pavadintas "Human Connectome Project" (HCP), o jo preliminarus biudžetas  sudaro 30 milijonų dolerių. Sumanymo iniciatoriai ir būsimi dalyviai tikisi sudaryti pirmą tokios rūšies smegenų jungčių žemėlapį, detalizuojant visas jungtis, siejančias tūkstančius skirtingų smegenų sričių.

Šiuo metu tyrinėtojų komanda susideda iš 33 mokslininkų, dirbančių devyniose skirtingose institucijose. Į institucijų tarpą patenka Vašingtono universiteto St. Louis medicinos padalinys ir Minesotos universitetas - šie centrai yra įžymūs savo pasiekimais smegenų skenavimo ir tyrimų srityje. Projekto sėkmė priklausys nuo kito mokslininkų konsorciumo, kuriam vadovauja Masačūsetso viešoji ligoninė (Massachusetts General Hospital) ir Kalifornijos Los Andželo universitetas. Šie specialistai dabartiniu metu kuria pažangius specializuotus smegenų skenerius, pasižyminčius didesne erdvine skiriamąją geba ir didesniu jautrumu. Projektams skirtos lėšos surenkamos iš įvairių JAV Nacionaliniam sveikatos institutui priklausančių padalinių.

Koks iš tiesų yra šio projekto dydis? Smegenis sudaro mažiausiai 90 milijardų neuronų, tačiau pats skaičius vargiai atspindi žmogaus smegenų sudėtingumą ir mastus. Šiame organe yra apie 150 trilijonų sinapsių - jungčių tarp neuronų, kuriomis yra perduodami elektriniai signalai. Neuronai ir jų jungtys sudaro tankų tinklą ir būtent šį tinklą ketina ištirti HCP projekto vykdytojai. 

Skenavimo metu bus naudojamos pažangiausios smegenų vaizdų fiksavimo technologijos, įskaitant difuzijos spektro vaizdų (DSI), įvairias magnetinio rezonanso (MRI) metodų atmainas ir magnetoencefalografiją. Taip bus aiškinamasi ne tik kaip įvairūs signalai keliauja smegenimis, bet ir kaip įvairūs šio organo regionai sąveikauja per sudėtingus jungčių tinklus ir tinklų tinklus. Mokslininkai tikisi, jog jiems pavyks pasiekti maždaug vieno milijono neuronų skiriamąją gebą (t.y. vienas "žemėlapio" taškas atitiks maždaug tokio dydžio smegenų sritį). Šis parametras iš pirmo žvilgsnio neatrodo įspūdingas, tačiau specialistai teigia, jog tokiu tikslumu surinkti duomenys iš viso sudarys apie vieną petabaitą duomenų, kuriems apdoroti prireiks atskiro superkompiuterio.

Tiesa, HCP vykdytojai tikisi, jog visas jų darbas - skenavimas, duomenų surinkimas ir analizė - turėtų atsipirkti. Galutinis rezultatas - laisvai prieinama platforma, kuria kaip etalonu galės naudotis viso pasaulio neurologai ir kitų sričių mokslininkai, tikrindami savo teorijas, hipotezes ir tyrimų rezultatus. Toks žemėlapis turėtu padėti mokslininkams geriau suvokti smegenų veikimo principus ir sukurti sudėtingų neurologinių sutrikimų gydymo metodus.