16 يوليو 2018
أعلنت مؤسسة McKnight Foundation عن حصول المستفيدين الثلاثة على 600،000 دولار أمريكي منحة منحة من خلال جوائز McKnight التكنولوجية في عام 2018 في جوائز العلوم العصبية ، معترفًا بهذه المشروعات لقدرتها على توسيع التقنيات المتاحة في مجال علم الأعصاب. سيحصل كل مشروع من المشاريع المعترف بها على ما مجموعه 200000 دولار على مدار العامين المقبلين ، مما يعزز تطوير التقنيات الرائدة المستخدمة لرسم خرائط ومراقبة ونمذجة وظائف المخ. الحاصلون على جوائز 2018 هم:
- مايكل س. في ، دكتوراه ، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، للعمل على مجهر مصغّر خصيصًا لمراقبة النشاط العصبي في الطيور المغردة ، بالإضافة إلى تكنولوجيا معالجة بيانات جديدة لدعمه ، مما يوفر آراء غير مسبوقة للدماغ أثناء تعلمه.
- ماركو جاليو ، دكتوراه ، من جامعة نورث وسترن ، يتضمن مشروعه إنشاء طرق جديدة لإعادة توصيل أسلاك متشابكة في أدمغة ذباب الفاكهة الحية ، والتحقق من صحتها من خلال استكشاف الروابط بين السلوك المكتسب والفطري.
- سام سوبر ، دكتوراه ، من جامعة إيموري ، ومهند بكير ، دكتوراه ، من معهد جورجيا للتكنولوجيا ، تعمل على تطوير فئة جديدة من صفائف الإلكترود المرنة مع معالجة البيانات على متن الطائرة التي يمكن أن تسجل أعدادًا كبيرة من الطفرات في ألياف العضلات من الطيور والثدييات التي تتصرف بحرية ، لاكتساب رؤى جديدة في كيفية التحكم في إشارات الدماغ السلوك.
(تعرف على المزيد حول كل مشروع من هذه المشاريع البحثية أدناه.)
حول جوائز التكنولوجيا McKnight
منذ تأسيس جائزة التكنولوجيا في عام 1999 ، ساهم صندوق McKnight Endowment للعلوم العصبية بأكثر من 13 مليون دولار في التقنيات المبتكرة لعلم الأعصاب. يهتم صندوق الوقف بشكل خاص بالعمل الذي يتبع أساليب جديدة ومبتكرة لتعزيز القدرة على معالجة وتحليل وظائف المخ. يجب في نهاية المطاف إتاحة التقنيات المطورة بدعم McKnight للعلماء الآخرين.
قال ماركوس مايستر ، رئيس لجنة الجوائز وأستاذ آن بي و بنجامين بياجيني للعلوم البيولوجية في كالتك: "مرة أخرى ، لقد كان من الرائع رؤية الإبداع في العمل في تطوير تكنولوجيات عصبية جديدة". . ترعى جوائز هذا العام مجموعة من المشاريع الملهمة: من المجاهر المحمولة المصغرة إلى الأقطاب الكهربائية المرنة التي يمكنها تتبع إشارات العضلات في حيوان متحرك ، إلى صندوق أدوات جزيئي يسمح حرفيًا بإعادة تجديد أسلاك الدماغ. الابتكار في علم الدماغ حي وبصحة جيدة. "
تضمنت لجنة الاختيار لهذا العام أيضًا أدريان فيرهال وتيموثي هولي ولورين لوغر وليكون لوه ومالا مورثي وأليس تينغ ، الذين اختاروا جوائز الابتكار التكنولوجي لعام 2018 في ماكنايت في العلوم العصبية من مجموعة تنافسية عالية من 97 متقدمًا.
خطابات النوايا لجائزة الابتكارات التكنولوجية في العلوم العصبية لعام 2019 ستصدر الاثنين ، 3 ديسمبر 2018. لمزيد من المعلومات حول الجوائز ، يرجى زيارة www.mcknight.org/programs/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience/technology-awards
2018 الابتكار التكنولوجي MCKNIGHT في جوائز الأعصاب
Michale S. Fee، Ph.D.، Glen V. and Phyllis F. Dorflinger أستاذ العلوم العصبية الحاسوبية والنظم ، قسم علوم الدماغ والإدراك ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ؛ والمحقق ، معهد ماكغفرن لأبحاث الدماغ
"تقنيات جديدة لتصوير وتحليل مسارات الفضاء في الحالة العصبية في الحيوانات الصغيرة التي تتصرف بحرية"
دراسة النشاط العصبي في أدمغة الحيوانات هي تحد طويل الأمد للباحثين. النهج الحالية غير كاملة: يتطلب الحجم الحالي للمجهرات تقييد الحيوانات في نشاطها ، وتوفر هذه المجاهر مجال رؤية محدود للخلايا العصبية. من خلال إحراز تقدم كبير في التصغير المجهر ، يقوم الدكتور في ومختبره بتطوير الأدوات اللازمة لمعرفة ما يحدث في دماغ الحيوان بينما يكون الحيوان مجانيًا لأداء السلوكيات الطبيعية.
يسمح المجهر المثبت على الرأس للدكتور فاي بمراقبة التغيرات في أدمغة الطيور الشابة أثناء تعلمهم غناء أغانيهم. أثناء استماعهم وتكرارهم وتعلمهم ، وثق الدكتور في الدوائر العصبية التي تتطور كجزء من عملية التعلم المعقدة هذه. ترتبط هذه الدوائر بالدارات البشرية التي تتشكل أثناء التعلم المعقد للتسلسل الحركي ، مثل تعلم ركوب الدراجة ، وتعطلت في بعض الحالات بما في ذلك مرض باركنسون. بالنظر إلى هدفه لتوثيق عملية التعلم الطبيعية ، من الأهمية بمكان أن يكون قادرًا على تسجيل النشاط العصبي أثناء السلوكيات الطبيعية.
بالإضافة إلى التصغير ، فإن المجهر الجديد سيكون لديه القدرة على تسجيل عدد أكبر من الخلايا العصبية مقارنة بالتقنيات الأخرى المستخدمة في الحيوانات التي تتصرف بحرية ، وسيتم إقرانها بتحليل بيانات جديد يتيح للباحثين إجراء ملاحظات في الوقت الفعلي وتعديلها التجارب ، وتسريع عملية البحث. سيكون لها تطبيقات فورية وواسعة للباحثين الذين يستكشفون جميع أنواع سلوك الدماغ في الحيوانات الصغيرة.
ماركو جاليو ، دكتوراه ، أستاذ مساعد ، قسم البيولوجيا العصبية ، جامعة نورث وسترن
"إعادة توصيل الأسلاك في المخ الحي"
يهدف هذا البحث إلى توسيع نطاق فهمنا لكيفية عمل العقول من خلال السماح للعلماء بتقليم الروابط التشابكية بشكل انتقائي وتشجيع الروابط الجديدة بين الخلايا العصبية. ستتيح إعادة تحويل الأسلاك في الدماغ للباحثين فهم الروابط التي تلعب دورًا أكثر دقة في مجموعات فرعية محددة من التأثيرات العصبية.
كل خلية عصبية داخل دماغية تتصل بأهداف متعددة. قد يكون لكل هدف وظيفة فريدة ، وبالتالي يعالج نفس المعلومات الواردة بطريقة مختلفة تمامًا. على سبيل المثال ، تحمل بعض الخلايا العصبية المحددة في دماغ ذبابة الفاكهة معلومات حول البيئة الخارجية التي يتم استخدامها للابتعاد بسرعة عن التهديدات الوشيكة (سلوك فطري) ، ولكن أيضًا لإنتاج ارتباطات طويلة الأمد من خلال التعلم.
ستسمح التكنولوجيا المقترحة للباحثين بتحديد الروابط المهمة لكل عملية من خلال إزالة نقاط الاشتباك العصبي بشكل انتقائي إلى مراكز التعلم مع ترك جميع الاتصالات الأخرى سليمة. يهدف المشروع إلى استخدام الهندسة الوراثية لإنتاج البروتينات المصممة التي سوف تتوسط إما التنافر أو الجاذبية / التصاق بين شركاء متشابك محددة وراثيا في الدماغ السليم للحيوانات الحية. بالإضافة إلى إثبات أن هذا النوع من تجديد العقول ممكن ، سيؤدي البحث إلى سلالات جديدة من ذبابة الفاكهة مع علم الوراثة الفريدة التي يمكن مشاركتها على الفور مع باحثين آخرين. حسب التصميم ، يمكن تعديل هذه الأدوات بسهولة لاستخدامها في أي نموذج حيواني أو تطبيقها على أجزاء مختلفة من الدماغ ، مما يتيح فئة جديدة كاملة من الدراسات العصبية مع انعكاسات عميقة لفهمنا لكيفية عمل أدمغة الإنسان.
سام سوبر ، دكتوراه ، أستاذ مشارك ، قسم علم الأحياء ، جامعة إيموري ؛ ومهند بكير ، أستاذ ، كلية الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ومدير مشارك ، مركز الربط والتعبئة ، معهد جورجيا للتكنولوجيا
"مصفوفات مرنة للإلكترود للتسجيلات واسعة النطاق للطفرات من ألياف العضلات في الفئران التي تتصرف بحرية وطيور الطيور"
إن فهمنا للكيفية التي ينسق بها الدماغ نشاط العضلات أثناء السلوك الماهر قد تم تقييده من خلال التكنولوجيا المستخدمة لتسجيل هذا النشاط - عادة ، يتم إدخال الأسلاك في العضلات التي لا يمكن إلا أن تكتشف النشاط الموجز للعديد من الإشارات الفردية التي يستخدمها الجهاز العصبي للسيطرة على العضلات. الدكاترة. يقوم كل من Sober و Bakir بتطوير ما هو في جوهره مجموعة أجهزة استشعار "عالية الوضوح" (مجموعة من العديد من أجهزة الاستشعار الصغيرة) التي تحل العديد من هذه المشكلات عن طريق السماح للباحثين باكتشاف وتسجيل إشارات كهربائية دقيقة للغاية من ألياف العضلات الفردية.
يحتوي المستشعر المقترح على العديد من أجهزة الكشف التي تسجل من إحدى العضلات دون إتلافها. (تعتمد الأساليب السابقة على الأسلاك التي يمكن أن تلحق الضرر بالعضلات عند إدخالها ، وخاصة العضلات الصغيرة المستخدمة في المهارات الحركية الدقيقة). يتم تصنيع الصفائف من مواد مرنة تناسب شكل العضلات وتغيير شكلها عندما يتحرك الحيوان. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن المصفوفات تجمع بيانات أكثر أضعافًا من الأجهزة السابقة ، فإن لديها دارات مدمجة لجمع البيانات وتعبئتها قبل نقل الإشارات إلى كمبيوتر الباحث.
كشفت نسخة أولية من المصفوفة بالفعل عن رؤى جديدة: في السابق ، كان يعتقد أن الجهاز العصبي يتحكم في نشاط العضلات من خلال تنظيم العدد الإجمالي فقط للطفرات الكهربائية المرسلة إلى العضلات. لكن الاكتشاف الدقيق كشف أن الاختلافات على مستوى المللي ثانية في أنماط التوقيت متعدد المسارات تغير كيفية التحكم في العضلات. سيتم تصميم المصفوفات الجديدة للاستخدام في الفئران وطيور الطيور وستساعدنا على فهم السيطرة العصبية للعديد من السلوكيات الماهرة المختلفة ، وربما توفر رؤى جديدة في الاضطرابات العصبية التي تؤثر على التحكم في الحركة.
