Cornelia Bargmann är professor vid Rockefeller University i New York och en av dem som utformar den amerikanska storsatsningen på hjärnforskning.

Nu ska hjärnans mysterium avslöjas

2013-11-18

Det har jämförts med de storsatsningar som ledde till människans landstigning på månen och kartläggningen av det mänskliga genomet. I det amerikanska projektet BRAIN är det hjärnan som är föremål för utforskning. Läs den första av två artiklar i Curie om internationella satsningar på forskning om hjärnan.

BRAIN står för Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies och satsningen tillkännagavs av president Barack Obama i april. Sedan dess har en arbetsgrupp, utsedd av USA:s federala forskningsmyndighet National Institutes of Health, NIH, arbetat med utformningen.

– Det övergripande syftet är att förstå hur den normala hjärnan fungerar, vilket på sikt kommer att lära oss vad som händer när något går fel, säger professor Cornelia Bargmann, verksam vid Rockefeller University i New York och en de två forskare som leder arbetsgruppen.

I september lämnade arbetsgruppen in sin första rapport till NIH, bestående av huvudsakliga mål för BRAIN och en vetenskaplig plan innehållande högprioriterade forskningsområden.

Att karaktärisera alla celler i nervsystemet, skapa strukturella kartor över hur nervceller är ihopkopplade samt förstå hur hjärnaktivitet leder till olika beteenden hos individen är några exempel på vad man hoppas kunna uppnå.

– Det här är helt rätt tid att satsa på detta forskningsområde. De tekniker vi använder inom neurovetenskaplig forskning idag lät som science fiction för bara tio år sedan men de är fortfarande under utveckling och fler behövs, säger Cornelia Bargmann.

Liknar tidigare storsatsningar

Hon menar också att tvärvetenskapliga samarbeten kommer att vara helt nödvändiga och här finns en av likheterna mellan BRAIN och de storsatsningar som ledde till människans första steg på månen och sekvenseringen av det mänskliga genomet.

– De två andra projekten handlade också om extremt komplexa utmaningar som krävde insatser från många olika håll. Och även de var beroende av mycket avancerad teknik, säger Cornelia Bargmann.

Den slutgiltiga rapporten från arbetsgruppen förväntas bli färdig i juni nästa år men redan under hösten kommer det att bli möjligt att ansöka om finansiering för forskning som faller inom BRAIN-projektets ramar. Enligt Cornelia Bargmann planeras de första bidragen delas ut innan årsskiftet.

Parallellt med BRAIN har ett annat stort projekt för att studera hjärnan dragit igång; The Human Brain Project i Europa, där datorsimuleringar av hjärnans funktion är ett av målen.

Cornelia Bargmann är mycket positiv till denna satsning men gissar att BRAIN kommer att göra störst framsteg inledningsvis.

– Jag tror vi behöver mer kunskap om hjärnan, sådan som BRAIN förhoppningsvis ska generera, innan det blir möjligt att skapa användbara datorsimuleringar.

Hundra miljoner dollar under 2014

Under 2014 har NIH för avsikt att investera 40 miljoner dollar i BRAIN och The Allen Institute for Brain Science 60 miljoner. Även andra myndigheter, institut och stiftelser i USA stöder projektet ekonomiskt.

– Bidragen till biomedicinsk forskning har sjunkit på sistone och läkemedelsbolagen drar ner på neurovetenskaplig forskning eftersom många projekt misslyckas på grund av för lite kunskap om hjärnan. Min förhoppning är att BRAIN ska ändra på detta, säger Cornelia Bargmann.

Hon menar vidare att en fördel med BRAIN är att de flesta tycker att det är ett fascinerande och viktigt projekt.

– Alla känner någon med exempelvis Alzheimers eller Parkinsons sjukdom, autism, schizofreni eller epilepsi eller som drabbats av en hjärnskada.

Öka förståelsen av hjärnan

Cornelia Bargmann tror dock att det kommer att dröja 10-20 år innan resultaten av satsningen syns i form av nya läkemedel och behandlingar. Men redan om 5-10 år förväntar hon sig stora framsteg i förståelsen av hjärnan.

– Då borde vi känna till samtliga celler i hjärnan och ungefär hur de är sammanlänkade. Idag kan vi studera ungefär 100 nervceller samtidigt men då tror jag att vi kommer att titta på 10 000 eller 100 000 nervceller på samma gång. 

Hon tror också att man kommer att kunna säga vad som händer när vi exempelvis upplever rädsla eller formar ett nytt minne.

– Med sådan kunskap skulle vi verkligen kunna göra stora medicinska framsteg, eftersom flera sjukdomar och tillstånd är kopplade till just rädsla och minnesproblem.

Rundmask redskap i forskningen

Även om syftet med BRAIN är att förstå den mänskliga hjärnan kommer studier av djurmodeller var mycket värdefulla på vägen dit. Rundmasken C. elegans har endast 302 nervceller, att jämföra med människans över 10 miljarder, och är den modellorganism Cornelia Bargmann använder sig av i sin egen forskning.

För tillfället studerar hon och hennes kollegor bland annat hur signalsubstanser påverkar beteende.

– Neuropeptiderna oxytosin och vasopressin reglerar reproduktionsbeteende hos däggdjur och nyligen upptäckte vi att liknande signalsystem utövar samma roll hos C. elegans, säger hon.

Cornelia Bargmann erhöll i början av året 3 miljoner dollar för sin forskning, som mottagare av Breakthrough Prize in Life Science, och under 2012 tilldelades hon Kavlipriset i neurovetenskap.

Text: Lisa Reimegård
Foto: Zach Veilleux / The Rockefeller University

Ta del av information om behandlingen av dina personuppgifter