DARPA wil gebroken hersenen repareren, verloren herinneringen herstellen

Op de Society for Neuroscience-bijeenkomst eerder deze maand in San Diego, Californië, ging Science zitten met Geoffrey Ling, adjunct-directeur van het Defense Sciences Office van het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), om de plannen van het agentschap voor the Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative, een onderzoeksinspanning van neurowetenschappen die eerder dit jaar door president Barack Obama werd voorgesteld. Tot nu toe heeft DARPA twee oproepen voor subsidieaanvragen uitgebracht, waarvan er ten minste één waarschijnlijker is: de eerste, SUBNETS (Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies) genaamd, vraagt ​​onderzoekers nieuwe, draadloze apparaten, zoals diepe hersenstimulatoren, te ontwikkelen kan neurologische aandoeningen zoals posttraumatische stress (PTS), ernstige depressie en chronische pijn genezen. De tweede, RAM (Restoring Active Memory), vraagt ​​om een ​​afzonderlijk draadloos apparaat dat hersenschade herstelt en geheugenverlies herstelt. Hieronder staat een uitgebreide versie van een Q&A die verschijnt in het nummer van 29 november van Science .

Vraag: Waarom is DARPA betrokken geraakt bij het BRAIN-project?

GL: Het is echt gericht op onze gewonde oorlogsjagers, maar het wordt gebruikt voor burgers met stressstoornissen en burgers die ook geheugenstoornissen hebben door dementie en dergelijke. Maar uiteindelijk voldoet het nog steeds aan de richtlijn van [president Obama]. Van alle dingen die hij had kunnen kiezen - opwarming van de aarde, alternatieve brandstoffen - koos hij dit, dus in mijn gedachten zou de neurowetenschappelijke gemeenschap net zo opgewonden moeten zijn als alle optredens.

Vraag: Waarom richt SUBNETS zich op diepe hersenstimulatie (DBS)?

GL: We hebben de mogelijkheid geopend om DBS te gebruiken, maar dat hebben we niet exclusief gezegd. We dagen mensen uit om neuropsychiatrische aandoeningen zoals PTS [en] depressie na te gaan. We dagen de gemeenschap uit om binnen 5 jaar iets te bedenken dat klinisch haalbaar is. DBS is een gebied dat van oudsher traditioneel ondergefinancierd is, dus we dachten, laten we het eens proberen - in dit nieuwe BRAIN-initiatief is het hele idee om achter de dingen aan te gaan waar geen 400 R01-beurzen voor zijn - en laten we wees brutaal en jongen, als het werkt, fantastisch.

Vraag: Voor RAM, waarom koos DARPA ervoor om zich te concentreren op geheugen, en wat voor soort geheugen hoop je te herstellen?

GL: Al deze [gewonde] jongens en meisjes willen terug in de dienst gaan. Veel van hen kunnen teruggaan omdat we goede prothetische benen hebben, en nu hebben we de prothetische arm die echt in de buurt komt van goedkeuring door de FDA [Food and Drug Administration]. Maar het ding met jongens met hersenletsel - het ding dat hen echt buiten houdt - is dat ze zich niet kunnen herinneren hoe ze bepaalde motorische taken moeten uitvoeren, zoals autorijden of machines bedienen. Nu weet ik niet of we op dat moment zijn, maar als we harten kunnen repareren en we kunnen slecht gebroken botten repareren, waarom kunnen we dan niet een deel van de hersenen repareren? Als je een gebied van de hersenen moest kiezen dat je kunt repareren, is het geheugengebied het meest voor de hand liggend, omdat geheugen voor motorische taken echt behoorlijk goed is uitgewerkt in preklinische modellen. Declaratief geheugen is heel anders dan associatief geheugen en emotioneel geheugen - dat soort dingen weet niemand er zelfs iets van - maar als je kijkt naar het werk in knaagdieren met geheugenmotorische taken, zeg je ok, het is nog steeds een grote stap maar het is rationeel.

Vraag: Betekent samenwerking met de National Science Foundation (NSF) en NIH overlappende financieringsprioriteiten?

GL: Nee, maar we denken graag dat ze synergetisch en complementair zijn. Er zijn wetenschappers - jij en ik ken ze - die groot denken. Ze denken: “Ik kan dit doen als ik alleen de middelen heb om het te doen. Waar ga ik de middelen vandaan halen? Ga ik naar NIH, ga ik naar NSF? Nee. ”DARPA zegt:“ Wil je $ 20-30 miljoen? We geven je $ 20-30 miljoen. ”Wat ik hoop is dat we twee of drie teams van echt gedurfde leiders krijgen die dit ding met verschillende benaderingen doen. Als je dat doet, krijg je een echte grote leider die nu, in plaats van me 20% van de tijd aan een beurs te geven, 50% tijd of 60% tijd gaat geven, want dit is wat ze hun carrière hebben geleefd voor. Je wilt deze jongens vol spanning, want als dit mensen gaat genezen, zou ik er dag en nacht aan werken Ik zou toch geen verdomde vakantie nemen? Wat DARPA zegt, is hier uw kans. Hier s is de gouden ring Wie moedig genoeg om op te stappen en deze daadwerkelijk te grijpen?

Vraag: Hoe deelt DARPA zijn gegevens? Wordt het openbaar?

GL: Alle gegevens die worden verzameld, worden contractueel verplicht gedeeld in een open forum it . We hebben een RFI [verzoek om informatie] van Reza Ghanadan om iets te doen genaamd STOF. Dit is mogelijk de volgende aankondiging van een breed bureau We weten het nog niet omdat hij het nog niet heeft goedgekeurd but hij is in de planningsfase. Reza is een elektrotechnisch ingenieur die veel van de functionele architectuur van Boeing heeft gebouwd voor hun gegevensbeheer en ook hun gegevensanalyse. Hij probeert hardware- en software-architectuur te maken waarin u verschillende gegevenslagen en verschillende soorten gegevens kunt toevoegen. Dat is taakgebied één. Taakgebied twee zijn de computermodellen die over deze schalen en over deze gegevenssets zullen worden gebruikt.

Vraag: Hoe gaat u eigendomsinformatie beschermen als alle gegevens worden gedeeld?

GL: Er zijn verschillende benaderingen één is dat wanneer u gaat publiceren, u de gegevens op dat moment moet omdraaien, wat redelijk is. Er is een andere waar als je wat [data] erin stopt, je er wat uit haalt. Als u geen gegevens invoert, hebt u geen toegang. En er is een derde manier, onze manier, om een ​​contractueel systeem te gebruiken. Je maakt het juridisch bindend en als iemand zegt dat ik het niet wil doen, dan zeg je: Maar je hebt dit contract getekend. Einde verhaal. In het beurssysteem is dat een beetje moeilijker, maar dat is hoe we het doen.

Vraag: Hoe moet de neurowetenschappelijke gemeenschap zich opmaken om de uitdagingen aan te gaan die DARPA en het bredere BRAIN-initiatief hebben uiteengezet?

GL: Nu is het tijd om te zeggen, waar heeft hun werk relevantie en waar is hun werk belemmerd? Er zijn zoveel dingen waar de overheid haar geld aan kan uitgeven en er zijn zoveel andere kiesdistricten die totaal geen verband houden met de wetenschappen die zouden beweren dat je er nu al $ 5, 5 miljard NIH-geld per jaar in steekt waarom heb je meer nodig Dat is een redelijke vraag. We moeten tegen deze mensen zeggen: Daarom is dit een goede zaak. We moeten met hen delen wat we proberen te bereiken op een manier die voor hen betekenisvol en betekenisvol voor ons is., en dus daag ik de wetenschappelijke gemeenschap uit om ons daarbij te helpen. Hoe past hun belangrijke werk in het grote schema?

Vraag: Hoe gaat DARPA om met ethische kwesties in verband met dit onderzoek?

GL: Ik ben hier erg trots op. We begonnen dit al voordat we de poort uitkwamen Ik heb met Lisa Lee gesproken bij de bioethische commissie van de president en Ellen Fox, hoofd ethiek voor veteranenzaken, twee mensen die ik zeer respecteer. Wat Lisa s groep zei, waarvan ik dacht dat het heel diepgaand was, was dat de manier waarop dit het beste gaat werken is dat naarmate de programma's zich uitrollen en we nieuwe informatie en nieuwe mogelijkheden toelichten, de discussie aan de gang moet zijn. Je kunt a priori denken aan alle dingen die naar buiten zullen komen, dus je moet een proces hebben om te kijken naar wat we ELSI ethische, juridische, sociale implicaties noemen.

We hebben een zespersoons ELSI-paneel we hebben nu hun namen niet aangekondigd en ik wil ze nog niet opgeven omdat ik hun toestemming niet heb gevraagd Maar ze zijn ongelooflijk prominent. Ze hebben al ingestemd om op te komen en op 26 november roepen we onze eerste vergadering bijeen.