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Obama confirme que les neurosciences sont la technologie la plus cool et la plus importante au monde – High-teK.ca

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Nous sommes convaincus qu’un effort tel que le Brain Activity Map Project devrait être placé carrément dans le domaine public… il est logique que ce projet soit géré comme une entreprise publique avec un accès illimité aux données qui en résultent. Peu importe que ces mots sensés aient été écrits l’année dernière dans un article publié dans la revue Neuron – une publication à accès fermé et payante – cet article vaut maintenant environ 3 milliards de dollars de financement. Il semble que le New York Times, tout en continuant à affronter le doute au milieu la récente débâcle de Tesla Motorsa relié les points et a donné un visage plus spécifique à l’appel général d’Obama au financement de la recherche sur le cerveau lors de son récent discours sur l’état de l’Union.

Après la SOTUA mardi dernier, Francis Collins (@NIHDirector) a fortuitement tweeté son plaisir avec la mention par Obama du Carte de l’activité cérébrale (BAM) dans son discours. À tous points de vue, l’annonce de Collins semble pointer vers un article Neuron portant le même titre et traitant du nouveau domaine de la connectomique fonctionnelle (document de recherche lié en bas). Ne pas être en reste avec les récents divulgation du projet européen sur le cerveau humain pour simuler un esprit, l’administration Obama demandera 300 millions de dollars par an au cours de la prochaine décennie pour la nouvelle recherche dans sa proposition de budget le mois prochain. L’auteur le plus visible de l’article, George Church, s’est fait un nom dans les années qui ont suivi le projet du génome humain, en particulier dans les domaines de la génomique personnelle, des technologies de séquençage rapide des gènes et stocker des données avec de l’ADN. Il a maintenant jeté son dévolu sur le cerveau.

Synapse

Dans une remarquable confluence d’idées, l’article de 3 milliards de dollars de Church propose de doter les neurones de la capacité de écrivez l’histoire de leur activité de dopage sur un ruban adhésif fait d’ADN. Alors que les neurones peuvent maintenir des taux de pointe à plus de 100 Hz, les machines moléculaires qui normalement lisent, écrivent et modifient l’ADN n’auraient aucun mal à suivre ce rythme. Auparavant, Anthony Zador avait publié un article théorique tout aussi saugrenu et ingénieux intitulé «Séquençage du Connectome», où il a imaginé un moyen possible de tracer des circuits neuronaux à l’aide de codes-barres ADN codés viralement. Si l’ADN peut être utilisé pour représenter les connexions, peut-être peut-il également être utilisé pour stocker l’historique des pics – du moins, c’est ce que pense la pensée.

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Les machines qui copient normalement l’ADN, connues sous le nom d’ADN polymérases (DNAP ou peut-être plus descriptivement, DNApols), peuvent être repensées pour faire des erreurs prévisibles lorsque la concentration d’ions doublement chargés comme le calcium 2+ ou le magnésium 2+ change dans la cellule. . Lorsque les neurones augmentent et subissent une oscillation de tension, les canaux placés dans la membrane cellulaire s’ouvrent et laissent ces ions à l’intérieur, ce qui amène l’ADNpol sensible aux ions à écrire un groupe de base d’ADN aléatoire, ou du moins involontaire, dans la matrice. Les auteurs poursuivent en montrant qu’avec une redondance suffisante, toute incertitude dans l’enregistrement de l’historique des pics peut être arbitrairement réduite. Les auteurs notent qu’une cellule synthétique de cinq microns de diamètre pourrait contenir au moins 6 milliards de paires de bases d’ADN, ce qui pourrait coder sept jours de données de pointe à 100 Hz avec une redondance de 100 fois.

Nanosonde

Bien que quelque chose ressemblant aux machines de Church puisse éventuellement trouver une place dans les futurs cerveaux, le concept est à ce stade incomplet. Supposons que tout se passe bien et que votre bande de téléscripteurs de données soit imprimée dans, disons, plusieurs milliers de vos neurones préférés – vos cellules maîtresses si vous voulez. Que faites-vous avec la bande? Church a vraiment atteint sa limite ici. Bien que certaines mentions soient faites de la transmission sans fil à l’échelle nanométrique comme moyen d’extraire les données, si vous pouvez déjà faire quelque chose comme ça, pourquoi s’embêter à écrire la bande ? Un tampon quelconque, comme le téléscripteur, peut dans certains cas être pratique car il peut être mis en file d’attente lorsque les neurones transmettent à tour de rôle des données sur le même canal. Une façon plus lente de lire la bande serait de coder en plus les modèles d’activité imprimés avec l’adresse du code-barres Zador du neurone, puis d’ajouter un groupe fonctionnel qui le marque pour l’emballage et l’excrétion. Ensuite, tout pourrait se déposer dans le sang ou peut-être dans des environnements moins hostiles comme le liquide céphalo-rachidien, où il peut être collecté et mesuré.

Church est toujours dans son cœur un gars de l’ADN, et bien que ses concepts, son financement et sa volonté de migrer dans le monde des neurosciences soient des ajouts bienvenus, les outils qu’il décrit doivent encore être développés en profondeur. Il est encourageant qu’un article récent élargissant le concept de modèle d’ADN vient d’être publié dans PLOSone et ajoute le assistant dans le domaine de l’optogénétique, Ed Boyden, au rang de ses auteurs. Il serait cependant réconfortant de voir quelques détails supplémentaires sur la manière exacte de lire les données à partir des modèles d’historique des pics, de préférence suffixés par unités réelles de milliwatts ou de nanowatts de puissance d’émission.

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