Un an et demi après son entrée en fonction, John F. Kennedy a mis au défi les scientifiques américains d'amener les Américains sur la lune d'ici la fin de la décennie. Lors de son récent discours sur l'état de l'Union, Barack Obama a laissé entrevoir ce qui pourrait devenir sa version consistant à atteindre la lune: il aimerait que les scientifiques résolvent le mystère du cerveau.
La mission d'Obama serait un ascenseur plus lourd.
Il n’a pas donné beaucoup de détails, il a cité la recherche sur le cerveau comme un exemple frappant de la façon dont le gouvernement peut «investir dans les meilleures idées». Mais la semaine dernière, un article de John Markoff paru dans le New York Times comblait les lacunes. . La grande ambition d’Obama est ce qu’on appelle la carte de l’activité cérébrale - elle est déjà appelée simplement BAM - et elle nécessiterait un effort de recherche collaboratif massif impliquant des neuroscientifiques, des organismes gouvernementaux, des fondations privées et des entreprises de haute technologie, avec le véritable objectif de déterminer comment le cerveau génère réellement des pensées, des souvenirs et une conscience.
Une réponse pour Alzheimer?
La Maison Blanche devrait dévoiler officiellement son grand plan dès le mois prochain dans le cadre de sa proposition de budget. La spéculation est que cela pourrait coûter jusqu'à 3 milliards de dollars au cours des 10 prochaines années.
Maintenant, il peut sembler un temps étrange de présenter des projets avec un prix de 300 millions de dollars par an, avec la séquestration du piratage budgétaire qui devrait commencer plus tard cette semaine. C'est pourquoi, même si Obama n'a pas beaucoup éclairé les détails, il a tenu à comparer la mission de cartographie du cerveau au projet du génome humain - une initiative de recherche majeure financée par le gouvernement fédéral pour cartographier tous les gènes de l'ADN humain. Il a finalement coûté 3, 8 milliards de dollars, mais il a atteint son objectif deux ans plus tôt, en 2003 et, selon une étude d’impact, jusqu’en 2010, 800 milliards de dollars ont été générés à l’économie.
Il ne fait aucun doute que BAM pourrait avoir un impact profond en aidant les scientifiques à comprendre ce qui se passe dans le cerveau pour provoquer une dépression, la schizophrénie ou l'autisme. Et cela pourrait certainement être une aubaine pour les sociétés pharmaceutiques qui ont dépensé des milliards, sans succès, pour trouver un traitement curatif de la maladie d'Alzheimer. Depuis 1998, plus de 100 tentatives infructueuses de recherche d'un traitement contre la maladie d'Alzheimer devraient toucher 115 millions de personnes dans le monde d'ici 2050.
Tout tourne autour des outils
Manifestement, il existe de nombreuses raisons médicales pour tenter de démêler le cerveau, mais quelles sont, de façon réaliste, les perspectives? Bien sûr, les analyses du cerveau ont aidé les scientifiques à déterminer quelles parties du cerveau sont les plus actives selon différents types de comportement, mais il s’agit d’une vue à 30 000 pieds. Cela ne leur dit presque rien sur la façon dont les cellules cérébrales transmettent l'information et encore moins sur la façon dont les réseaux de neurones transforment cela en comportement.
Ces dernières années, les chercheurs ont beaucoup progressé dans la compréhension de l'organisation du cerveau grâce au projet Human Connectome, financé par le National Institutes of Health. Mais cela a été conçu pour créer davantage une carte statique des connexions neuronales.
La prochaine étape cruciale consiste à pouvoir voir, en temps réel, comment l'information est traitée via ces connexions et quels neurones différents en font partie. En tant que biologiste de Harvard, George Church, l'un des scientifiques qui a proposé BAM dans un document l'année dernière, l'a expliqué: «Nous ne voulons pas seulement voir les fils, mais aussi les messages qui les acheminent."
La clé est la rapidité avec laquelle il est possible de développer une technologie qui permettra aux scientifiques de suivre un processus de réflexion en enregistrant chaque brin parmi les milliers, voire les millions, de neurones impliqués. La technologie actuelle leur permet d'enregistrer l'activité d'environ 100 neurones à la fois, une tranche du réseau de neurones bien trop petite pour aider à expliquer une grande partie de toute chose. Mais, comme Greg Miller l’a récemment souligné dans un article du site Web Wired, plusieurs outils biologiques ou nano-outils de pointe sont en préparation, dont un qui pourrait «emballer des centaines de milliers d’électrodes à nanofils dans des feuilles souples se conformant à la surface de le cerveau et l'espionnage sur les neurones avec des dommages tissulaires minimes. "
Est-ce vraiment plus gros mieux?
Beaucoup de neuroscientifiques seront ravis si BAM est financé. Mais pas tout. Certains ont déjà fait remarquer que vous ne pouvez vraiment pas le comparer au projet du génome humain, ni à la mission sur la lune, d'ailleurs. Ces deux efforts, bien que très difficiles, avaient des objectifs clairement définissables. Mais comment identifiez-vous le succès de BAM? Le fait de pouvoir enregistrer l'activité de centaines de milliers de neurones expliquerait-il réellement comment se passe la réflexion? Personne ne sait vraiment.
D'autres scientifiques s'inquiètent du fait que BAM, grâce à sa notoriété, pourrait drainer des fonds d'autres recherches en neurosciences. Certains auteurs ont même évoqué le spectre du contrôle de l'esprit, notamment depuis qu'un des organismes gouvernementaux impliqués serait la DARPA, l'agence du département de la Défense qui finance des technologies expérimentales.
Gary Marcus, écrivant dans The New Yorker, explique qu'un projet comme BAM pourrait être plus efficace s'il n'était pas aussi monolithique. Il soutient qu'il devrait être divisé en cinq projets plus petits, chacun axé sur un aspect différent du fonctionnement du cerveau.
Mais il prévient également que, si le Congrès hésitait à financer un projet de neuroscience majeur, il risquerait de provoquer, paradoxalement, un exode des cerveaux. En janvier, un groupe de pays européens ont engagé plus d'un milliard de dollars dans leur propre vaste projet de neuroscience appelé Human Brain Project, qui tentera de simuler tous les processus du cerveau dans un ordinateur.
Marcus écrit:
«Qu'il atteigne son objectif ou non, le projet européen entraînera certainement un nombre important d'avancées scientifiques de moindre envergure. Si les États-Unis ne font pas de même, nous perdrons notre avance en neurosciences et nous allons probablement laisser du retard dans certaines des plus grandes industries qui changent la donne à l'horizon, telles que l'intelligence artificielle au niveau humain et la technologie cerveau-ordinateur directe. interfaces, même si les deux champs sont originaires des États-Unis. "
Jeux de réflexion
Voici quelques autres découvertes récentes de la recherche sur le cerveau:
- Des souris et des hommes observant des souris: des chercheurs de Stanford ont pu suivre l'activité cérébrale des souris en temps réel après avoir lacé leur cerveau avec des protéines fluorescentes. Ils ont pu voir quelles parties de leur cerveau brillaient lorsqu'ils couraient autour d'une cage.
- Cela signifie-t-il qu'un oiseau peut avoir une chanson coincée dans sa tête?: Et une équipe de scientifiques de l'Université Duke a découvert que les oiseaux capables de chanter et d'imiter les sons ont des gènes dans leur cerveau qui peuvent être activés et désactivés de manière similaire au cerveau humain.
- Elle éclaire un utérus: pour la première fois, les IRM de foetus humains en développement montraient des signaux de communication entre différentes parties de leur cerveau. Des scientifiques de la Wayne State University, dans le Michigan, espèrent que leurs recherches déboucheront sur des traitements précoces contre l’autisme et le TDAH.
- Rien n’a encore été fait sur la manière dont le pied entre en bouche: des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco ont cartographié le processus de la parole, en décrivant le réseau neuronal qui le réalise, à partir des nerfs qui contrôlent les mâchoires, les lèvres et la langue. à ceux qui manipulent le larynx.
- Parlez d'un apport protéique: Il y a une explication biologique à la raison pour laquelle les femmes parlent plus que les hommes. Des études ont montré que les femmes parlent en moyenne 20 000 mots par jour, contre 7 000 hommes environ. Selon une étude publiée dans le Journal of Neuroscience de la semaine dernière, c'est peut-être parce qu'ils ont tendance à avoir des taux plus élevés de protéines dans leur cerveau liées à la communication verbale.
Bonus vidéo: un journaliste de la BBC fait le tour de son propre cerveau.
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