Det menneskelige Connectome Project (HCP), der blev lanceret i 2009 som en Blueprint Grand Challenge, er en ambitiøs indsats for at kortlægge de neurale baner, der ligger til grund for den menneskelige hjernefunktion. Det overordnede formål med projektet er at indsamle og dele data om den menneskelige hjernes strukturelle og funktionelle forbindelsesmuligheder. Det vil i høj grad fremme mulighederne for at afbilde og analysere hjernens forbindelser, hvilket vil resultere i forbedret følsomhed, opløsning og anvendelighed og derved fremskynde fremskridtene inden for det nye område for human connectomics. Forståelse af disse ledningsmønstre inden for og på tværs af individer vil hjælpe forskerne med at begynde at afkode de elektriske signaler, der genererer vores tanker, følelser og adfærd.
Konsortier
HCP har produceret fantastiske kort over neurale fibre, der går på kryds og tværs i hjernen. Det har revolutioneret kortlægningen af forbindelserne i den menneskelige hjerne og har lagt det grundlæggende grundlag for at bruge hjernebilleder til at måle forbindelserne som hjælp til diagnosticering af sygdomme. HCP har haft en transformativ indvirkning på området og banet vejen for en detaljeret forståelse af, hvordan hjernens kredsløb ændrer sig, når vi bliver ældre, og hvordan de adskiller sig fra psykiatriske og neurologiske sygdomme. Alt i alt vil HCP føre til store fremskridt i vores forståelse af, hvad der gør os til unikke mennesker, og det vil danne grundlag for fremtidige undersøgelser af unormale hjernekredsløb i forbindelse med mange neurologiske og psykiatriske lidelser.
De tekniske fremskridt, der allerede er opnået i HCP, har forandret området og gjort det muligt for det neurovidenskabelige forskningssamfund at samle data på hidtil usete måder. Det er vigtigt, at alle de data, der produceres af HCP, deles frit med forskersamfundet gennem en tilpasset database, der er oprettet af den Blueprint-finansierede Connectome Coordination Facility. Over 100 publikationer blev udgivet på baggrund af den første HCP-datafrigivelse.
HCP begyndte i september 2010, da Blueprint tildelte 40 millioner dollars til to samarbejdende forskningskonsortier med henblik på at kortlægge den menneskelige hjernes forbindelser i høj opløsning. Disse to store samarbejdsaftaler anvendte komplementære tilgange til at tyde hjernens komplekse ledningsdiagram. Begge indsatser byggede på eksisterende tværfaglige samarbejder og anvendte en ledelsestilgang med flere PI’er, som gav et stringent system af organisation og tilsyn med hvert program.
De to forskningskonsortier, der blev oprettet for at forfølge disse komplementære femårige projekter, var:
The WU/Minn Project
Washington University i St. Louis/University of Minnesota/Oxford University (WU-Minn HCP-konsortiet) – med Dr. David Van Essen og Dr. Kamil Ugurbil i spidsen – satte sig for at foretage en omfattende kortlægning af menneskelige hjernekredsløb hos 1200 raske voksne ved hjælp af banebrydende metoder til ikke-invasiv neuroimaging.
The Harvard/MGH-UCAL Project
Massachusetts General Hospital/Harvard University og University of California Los Angeles (UCLA) – ledet i fællesskab af dr. Bruce Rosen og Dr. Arthur Toga – satte sig for at skabe en ny magnetisk resonansbilleddanner, der er optimeret til måling af connectome-data.
For yderligere oplysninger henvises til NIH’s pressemeddelelse “$40 million awarded to trace human brain’s connections”.”
Connectome Programs
Lifespan Connectome
Med udgangspunkt i HCP’s succes lancerede Blueprint den anden fase af Connectome-programmet ved at skabe Lifespan Connectome i 2015. Mens forskningsdeltagerne i de oprindelige HCP-undersøgelser var 22-35 år gamle, udvidede Lifespan Connectome dataindsamlingen fra raske forsøgspersoner i alle aldre. De deraf følgende tre programbekendtgørelser fokuserede på forskellige alderskohorter: 0-5 år (RFA-MH-16-160), 5-21 år (RFA-MH-16-150) og 36-90+ år (RFA-AG-16-004). Tilsammen vil disse projekter kortlægge hjerneforbindelserne over lange afstande og deres variabilitet på en hidtil uset detaljeret måde hos mere end 3 000 børn og voksne i hele USA. Takket være de kraftfulde nye værktøjer og teknologier, der er genereret af HCP, er den monumentale opgave med at kortlægge den menneskelige hjernes kredsløb, mens vi bliver ældre, ved at blive en realitet.
Se alle Lifespan Connectome-projekter
Disease Connectome
Ud over at udvide aldersfordelingen af HCP-forskningsdeltagere investerede en delmængde af seks Blueprint Institutes i 2014 i indsamling af connectom-data fra forsøgspersoner med visse kliniske diagnoser. Connectomes Related to Human Disease Funding Opportunity Announcement, der støttes af National Eye Institute (NEI), National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIA), National Institute on Aging (NIA), National Institute on Drug Abuse (NIDA), National Institute of Mental Health (NIMH) og National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), tildelte fjorten projekter i FY2015 og FY2016. Disse omfattede undersøgelser af det strukturelle og funktionelle connectom i Alzheimers sygdomssubtyper; menneskelige connectomer for svagt syn, blindhed og genoprettelse af synet; epilepsi connectomprojektet; Amish connectomprojektet om psykisk sygdom; connectomer i forbindelse med angst og depression hos unge; connectomisk billeddannelse i familiær og sporadisk frontotemporal degeneration; menneskeligt connectomprojekt for tidlig psykose; og connectomik for hjernens aldring og demens. Disse sygdomskonnektomprojekter baner vejen for en detaljeret forståelse af, hvordan hjernens kredsløb adskiller sig ved psykiatrisk og neurologisk sygdom.
Se alle sygdomskonnektomprojekter
Data Coordinating Center
Den Connectome Coordination Facility, der blev finansieret af Blueprint i 2015, vedligeholder et centralt dataregister for Human Connectome-data indsamlet fra de oprindelige HCP-konsortier samt andre forskningslaboratorier. Koordinationsfaciliteten tilbyder også en helpdesk for at rådgive forskersamfundet om de bedste dataindsamlingsstrategier, der vil muliggøre harmonisering mellem nye og eksisterende data. Oplysninger om HCP kan findes på Connectome Coordination Facility-webstedet. Den langsigtede opbevaring af HCP-data varetages af NIMH Data Archive.