10 Desafios para neurocientistas do século 21

Este é um momento emocionante para ser um neurocientista. Novas ferramentas para a compreensão do cérebro humano e como ele faz as pessoas o que eles estão se tornaram disponíveis. são necessários embora mais ferramentas, porque o cérebro é a estrutura mais complexa do universo conhecido.

A maioria das pesquisas de neurociência tem dois objectivos principais:

• Compreensão do cérebro para seu próprio bem, a fim de entender a nós mesmos e usar essa compreensão para tornar a vida melhor

• Fixação cérebros quebrados - ou seja, doenças do sistema nervoso, como a doença de Alzheimer e doenças de Parkinson e doença mental, como depressão, esquizofrenia e dependência

Compreendendo o cérebro é um grande desafio devido à sua complexidade - cerca de 100 mil milhões de neurónios formando na ordem de um quatrilhão (10.000 bilhões) sinapses. Os melhores chips de computador do mundo têm agora na ordem de alguns bilhões de transistores muito simples. Os cientistas não podem simular um cérebro humano em qualquer computador que existe agora ou vontade durante várias décadas.

Neurocientistas precisa de pelo menos cinco avanços só para entender cérebros normais:

• Eles precisam ser capazes de registrar a atividade spiking de muitos mais neurônios do que é agora possível (atualmente alguns milhares, no máximo, no tecido neural animais isolado).

  Video: 10 Desafios 2

• Eles precisam entender as conexões detalhadas de neurônios em níveis escala local e cerebrais (por vezes referido como o conectoma).

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  Eles precisam decifrar como os padrões de disparo complexas de trens de pico neurais representam informação e como essa informação é processada por outros neurônios.

  Video: O desafio da educação no século 21, por Claudia Costin

• Eles precisam entender como algo como 20.000 genes ativos pode especificar uma estrutura funcional, com 100 bilhões de neurônios e um quatrilhão de sinapses.

• Eles precisam determinar os algoritmos pelo qual sinapses neurais mudança no processo de aprendizagem e de formação de memórias.

Fixação cérebros quebrados requer mais cinco descobertas:

Video: Os Desafios do Espírita no Século XXI

• Eles precisam entender os defeitos genéticos que fundamentam todas as disfunções do sistema nervoso que são herdados, de síndrome de Down à doença de Parkinson.

• Eles precisam desenvolver melhores modelos de tecido de sistema nervoso disfuncionais para testar remediação farmacológica.

• Eles precisam descobrir como gatilhos ambientais podem produzir disfunções, como depressão, e como alguns destes, através de epigenética (A mudança induzida ambientalmente na expressão genética), são transportados ao longo de gerações.

• Eles precisam descobrir como fazer a própria reparação do sistema nervoso após lesões traumáticas.

• Eles precisam entender como eficiente cérebros humanos casal de computadores para próteses e aperfeiçoamento funcional futuro.