A equipe DARPA inicia uma viagem para descoberta e compreensão e tratamento de redes cerebrais

O Programa de sub-redes inclui duas vias de investigação complementares que enfatizam a plasticidade neural e a gravação de um único neurônio  

O Trabalho da DARPA é um conjunto de sistemas baseados em Neuro tecnologia das Terapias Emergentes (sub-redes) o programa está marcado para começar com equipes lideradas por UC San Francisco (UCSF), e Massachusetts General Hospital (MGH). O programa de sub-redes procura reduzir a gravidade da doença neuropsicológica em membros do serviço e veteranos através do desenvolvimento de terapias de circuito fechado que incorporam registro e análise da atividade cerebral com a estimulação neural quase em tempo real. O programa, que irá utilizar dispositivos de próxima geração inspiradas pela tecnologia atual Estimulação Cerebral Profunda (DBS), foi lançada em apoio à iniciativa do cérebro do presidente Obama.

UCSF e MGH irá supervisionar equipes de médicos, engenheiros e neurocientistas que estão trabalhando em conjunto para desenvolver interfaces avançadas do cérebro, os modelos computacionais de atividade neural, e terapias clínicas para o tratamento de redes do cérebro. As equipes irão colaborar com a indústria e o governo comercial, incluindo pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore e Medtronic , para aplicar uma ampla gama de perspectivas para os desafios tecnológicos envolvidos.

Sub-redes tem como premissa o entendimento de que o cérebro de função e disfunção, no caso de doença neuropsicológica-se desenrola entre sistemas neurais distribuídas, ao contrário de ser estritamente relegado para regiões anatômicas distintas do cérebro. O programa também pretende tirar proveito da plasticidade neural, uma característica do cérebro, através da qual a anatomia e fisiologia do órgão pode alterar ao longo do tempo para suportar a função normal do cérebro. Plasticidade contraria as idéias anteriormente detidas que o cérebro adulto é um "acabado" entidade que pode ser mapeado estaticamente. Por causa da plasticidade, os pesquisadores estão otimistas de que o cérebro pode ser treinado ou tratado para restaurar a funcionalidade normal após lesão ou do início da doença neuropsicológica.  

"O cérebro é muito diferente de todos os outros órgãos por causa de seu trabalho em rede e capacidade de adaptação", disse Justin Sánchez , o gerente do programa DARPA para sub-redes. "Em tempo real, as interfaces neurais de circuito fechado nos permitem ir além da visão estática tradicional do cérebro e em um reino de terapia precisão. Esta falta de compreensão de como a doença mental se manifesta especificamente no cérebro tem limitado a eficácia das opções de tratamento existentes, mas através de sub-redes, esperamos mudar isso.

A DARPA está procurando maneiras para caracterizar quais regiões entram em jogo para as diferentes condições-medidos a partir de redes cerebrais até os dispositivos de mesmo nível e neurônio desenvolver terapêuticas que podem gravar atividade, entregar estimulação alvo, e o mais importante, ajustar automaticamente a terapia como o cérebro em si muda. As equipes de pesquisa foram selecionados para sub-redes prosseguirá abordagens ousadas para alcançar esses objetivos e estamos animado para começar, porque esta pesquisa poderia vir a ser transformador para as pessoas com doença mental. "

A abordagem da equipe de UCSF é desenvolver um dispositivo que concentra-se em regiões do cérebro envolvidas na doença psiquiátrica ou neurológica de um indivíduo. O dispositivo usará a gravação direta, estimulação e abordagens terapêuticas para incentivar a plasticidade neural, com o objetivo de reabilitar os circuitos que parecem estar dirigindo patologia e livre um indivíduo de sintomas psiquiátricos ou neurológicos. Se for bem sucedido, a abordagem permitiria a eventual remoção do dispositivo.

A equipe de MGH prosseguirá uma abordagem de "trans-diagnóstico" para avaliar os componentes comuns de doenças psiquiátricas e neurológicas traços comuns a muitas dessas síndromes, incluindo aumento da ansiedade, lembre-se prejudicada, ou reações inadequadas a estímulos por meio de testes de comportamento qualitativo e quantitativo combinado com de alta fidelidade, em tempo real, as gravações de um único neurônio. Se for bem sucedido, este método permitirá que os investigadores a seguir os traços da patologia de disparar individualmente os neurônios, através de estudos de imagem do comportamento da rede neural, e em testes que podem ser realizados no ambiente clínico.

Também poderia levar a tratamentos mais direcionados para a doença psiquiátrica e capacidade de avanço dos médicos para fazer diagnósticos precisos. A equipe de MGH também irá trabalhar com Draper Laboratórios para implantar state-of-the-art avanços na micro-fabricação de produtos eletrônicos, com o objetivo de gerar, um dispositivo implantável sofisticado que permanecerá segura e eficaz através da vida do receptor.

O plano do programa sub-redes exige pesquisas a serem realizadas ao longo dos próximos cinco anos, ao longo de um cronograma de metas prescritas, culminando com demonstrações de tecnologia e apresentação de dispositivos para aprovação os EUA Food and Drug Administration.

"DARPA está no negócio de criação e não apenas a ciência, mas as novas tecnologias", disse Sanchez. "Os neuro tecnologias vamos trabalhar para desenvolver em sub-redes poderia dar novas ferramentas para a comunidade médica para tratar pacientes que não respondem a outras terapias, e novos conhecimentos para a comunidade da neurociência para expandir a compreensão do funcionamento do cérebro. Acreditamos que este será um programa fundamental. "

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Fonte: http://www.darpa.mil/