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對許多其他研究人員來說，繪製構成大腦的 860 億個神經元或神經細胞的圖譜將被認為是一項幾乎難以克服的工程。 然而，艾倫研究所的研究人員正在追求這項任務，並表示這將為幫助更好地了解大腦如何運作奠定基礎。
艾倫研究所由微軟聯合創始人兼慈善家保羅艾倫於2003 年創立，最初是為了繪製小鼠大腦中的基因活動圖譜，但研究人員很快就開始將人類大腦的研究納入他們的工作中。 該非營利組織是數百名研究人員的工作場所，他們在大型團隊中啟動了雄心勃勃的「登月」項目，這些項目可以幫助解決有關困擾數百萬美國人的疾病的最大問題。
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艾倫研究所所長兼首席執行官魯伊科斯塔博士告訴美國廣播公司新聞：“它的工作方式與其他研究機構略有不同。” “我們在生命科學領域開展大型登月項目，有時會持續 10 年、15 年，由跨學科科學家組成的團隊回答一個特定問題，然後我們與世界公開分享。”
科斯塔表示，這些計畫奠定了可供其他機構使用的基礎工作。 然而，它們非常複雜，需要規模化，這需要一個多學科團隊，甚至更大的聯盟。
艾倫腦科學研究所的高級研究員艾德·萊因博士表示，直到最近，研究人員才出現了能夠製作高解析度大腦圖的工具，而這些圖表又可以提供對所有形成大腦的細胞的完整描述。向上的器官。
他說，這些被描述為登月計畫的地圖將類似於基因組定序，完成後將描述一個人的完整基因組成。
萊恩告訴美國廣播公司新聞：“這不僅對於理解正常大腦而且對於理解疾病來說都是一個非常有力的參考。” 「因此，我們也做出了重大努力，試圖了解阿茲海默症，以及可能容易受到疾病影響的真正特定細胞類型，並嘗試創建新的工具，可以針對實際上可能對基因有用的特定細胞類型。療法。”
Lein 指出：“例如，如果我們能夠識別出脆弱的細胞類型，我們現在就可以開發工具來檢查並開始針對它們。因此，這是新技術開闢的一個全新的研究領域。”
腦部疾病有數百種，這意味著數百萬美國人患有這些疾病。 阿茲海默氏症是最常見的癡呆症類型，影響約 670 萬人。 帕金森氏症是一種進行性疾病，由大腦控制運動部分的神經細胞退化引起，預計到 2030 年將影響 120 萬人。
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阿茲海默症和帕金森氏症都無法治愈，大多數治療著重於控制症狀和維持生活品質。 艾倫研究所團隊希望其研究能夠改變這一現狀，並有可能開發出有助於消除這些疾病的標靶療法。
「為了開發任何類型的藥理學或藥物療法，甚至了解疾病的運作方式以及它們如何損害大腦和細胞類型，我們必須了解細胞類型的基本核心成分是什麼，」Brian Lee 博士說，艾倫研究所綜合細胞生理學系的一位高級科學家告訴美國廣播公司新聞。 “因此，這為人們開始採取一些有針對性的方法來修復或治療阿茲海默症或帕金森氏症提供了資訊。”
李解釋說，在帕金森氏症的情況下，位於大腦中心附近、負責控制身體運動的基底神經節迴路中的細胞流失。
然而，尚不清楚哪些類型的細胞受到疾病的影響。 大腦細胞圖譜可以幫助回答這個問題。
「因此，這將非常有幫助，我們越了解大腦中的所有細胞類型以及不同細胞類型如何影響疾病，我們就可以開始採取更有選擇性和更有針對性的方法來治療它並且希望能夠消除它，」李說。
萊因同樣表示，對於阿茲海默症，研究顯示特定類型的細胞在疾病進展的不同階段以及大腦的不同區域受到影響。 他說，大腦圖譜可用於繪製阿茲海默症的數據，以確定這些神經元損失是否以及如何導致認知能力下降。
萊恩說：“我認為這只是這個領域的開始，就像基因組一樣，這些圖譜將發揮這一作用，現在任何研究任何疾病的人都可以來獲得有關該疾病發生情況的高分辨率視角。” “所以，這是一個大型社區登月計劃，但它始於這個基本的基礎地圖集。”
艾倫研究所也正在研究其他方法來嘗試更好地了解大腦。 例如，李正在進行一個項目，該項目允許研究人員本質上探測或刺探單個神經元以了解其功能特性。 該細胞還充滿了染料，以進一步確定其形狀和功能。 由於大腦中有數千種細胞類型，所有細胞都執行著截然不同的複雜任務，李說這有助於了解每種細胞如何對大腦的組成和功能做出貢獻。
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他補充說，該研究所還與當地的神經外科醫生合作，他們經常必須在手術過程中從患者身上切除健康的腦組織，例如癌症患者的腦組織，以到達腦腫瘤。 然後，該研究所的研究人員收集了其中一些組織，並利用這些組織活著的有限時間來培養牠們並研究單一神經元。
艾倫研究所執行長魯伊·科斯塔博士表示，這項研究不僅為進一步深入了解大腦奠定了框架，而且還為人類獨特的生物特徵提供了答案。
「了解大腦對人類來說非常重要，因為大腦對我們是誰、我們愛什麼、我們恨什麼、我們記得什麼、我們如何行為、我們如何感受至關重要，」他說。 「在某種程度上，塑造我們角色的一切都取決於我們的大腦如何進化，並且它們在一生中都會經歷事物。因此，了解大腦是人類的重大追求之一。”
科學家進行「登月」項目，繪製人類大腦圖譜，希望能對抗疾病
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