A 2009-ben Blueprint Grand Challenge-ként elindított NIH Human Connectome Project (HCP) nagyszabású erőfeszítés az emberi agyműködés alapjául szolgáló idegpályák feltérképezésére. A projekt átfogó célja az emberi agy strukturális és funkcionális összekapcsoltságára vonatkozó adatok megszerzése és megosztása. A projekt nagymértékben elő fogja mozdítani az agyi kapcsolatok képalkotásának és elemzésének képességeit, ami nagyobb érzékenységet, felbontást és hasznosságot eredményez, ezáltal felgyorsítva az előrehaladást a humán konnektomika újonnan kialakulóban lévő területén. Ezeknek a vezetékezési mintázatoknak az egyéneken belüli és az egyének közötti megértése segíteni fogja a kutatókat abban, hogy elkezdjék megfejteni a gondolatainkat, érzéseinket és viselkedésünket létrehozó elektromos jeleket.
Konzorcium
A HCP lenyűgöző térképeket készített az agyat átszelő idegrostokról. Forradalmasította az emberi agyban lévő kapcsolatok feltérképezését, és megalapozta az összeköttetések agyi képalkotó méréseinek a betegségek diagnosztizálásában való felhasználását. A HCP átalakító hatással volt a területre, megnyitva az utat annak részletes megértése felé, hogyan változik az agyi áramkörök felépítése az életkor előrehaladtával, és hogyan különbözik pszichiátriai és neurológiai betegségekben. Összességében a HCP jelentős előrelépést fog eredményezni annak megértésében, hogy mi tesz minket egyedülállóan emberré, és megteremti az alapot a számos neurológiai és pszichiátriai rendellenességben előforduló kóros agyi áramkörök jövőbeli vizsgálatához.
A HCP-ben már elért technikai fejlődés átalakította a területet, és lehetővé tette az idegtudományi kutatóközösség számára az adatok soha nem látott módon történő összesítését. Fontos, hogy a HCP által előállított összes adatot szabadon megosztják a kutatóközösséggel a Blueprint által finanszírozott Connectome Coordination Facility által létrehozott testreszabott adatbázisban. A HCP első adatkiadásából több mint 100 publikáció született.
A HCP 2010 szeptemberében kezdődött, amikor a Blueprint 40 millió dollárt ítélt oda két együttműködő kutatói konzorciumnak az emberi agy kapcsolatainak nagy felbontású feltérképezésére. Ez a két jelentős együttműködési megállapodás egymást kiegészítő megközelítéseket alkalmazott az agy összetett kapcsolási rajzának megfejtésére. Mindkét erőfeszítés a meglévő multidiszciplináris együttműködésekre épült, és olyan több kutatócsoport vezetői megközelítést alkalmazott, amely szigorú szervezési és felügyeleti rendszert biztosított az egyes programok számára.
A két kutatási konzorcium, amelyet e kiegészítő ötéves projektek folytatására hoztak létre, a következő volt:
A WU/Minn projekt
Washington University in St. Louis/University of Minnesota/Oxford University (a WU-Minn HCP konzorcium) – Dr. David Van Essen és Dr. Kamil Ugurbil közös vezetésével – 1200 egészséges felnőtt ember agyi áramköreinek átfogó feltérképezését tűzte ki célul a noninvazív neuroimaging legkorszerűbb módszereinek felhasználásával.
A Harvard/MGH-UCAL projekt
Massachusetts General Hospital/Harvard University és a University of California Los Angeles (UCLA) – társvezetője dr. Bruce Rosen és Dr. Arthur Toga – egy olyan új mágneses rezonanciás képalkotó készülék létrehozását tűzte ki célul, amelyet a konnektom adatok mérésére optimalizáltak.
További információkért lásd az NIH sajtóközleményét: “$40 million awarded to trace human brain’s connections.”
Connectome Programs
Lifespan Connectome
A HCP sikerére építve a Blueprint 2015-ben a Lifespan Connectome létrehozásával elindította a Connectome Program második szakaszát. Míg az eredeti HCP-vizsgálatokban a kutatás résztvevői 22-35 évesek voltak, a Lifespan Connectome kiterjesztette az adatgyűjtést minden korosztály egészséges alanyaira. Az így létrejött három programhirdetés különböző korosztályokra összpontosított: 0-5 évesek (RFA-MH-16-160), 5-21 évesek (RFA-MH-16-150) és 36-90+ évesek (RFA-AG-16-004). Ezek a projektek összesen több mint 3000 gyermek és felnőtt esetében fogják feltérképezni a hosszú távú agyi kapcsolatokat és azok változatosságát eddig nem látott részletességgel az Egyesült Államokban. A HCP által létrehozott erőteljes új eszközöknek és technológiáknak köszönhetően az emberi agyi áramkörök feltérképezésének monumentális feladata az életkor előrehaladtával valósággá válik.
Minden Lifespan Connectome projekt megtekintése
Disease Connectome
A HCP kutatásban résztvevők életkori megoszlásának kiterjesztése mellett 2014-ben hat Blueprint Intézet egy alcsoportja befektetett bizonyos klinikai diagnózisú alanyok connectome adatainak gyűjtésébe. A Connectomes Related to Human Disease Funding Opportunity Announcement, amelyet a National Eye Institute (NEI), National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA), National Institute on Aging (NIA), National Institute on Drug Abuse (NIDA), National Institute of Mental Health (NIMH) és National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) támogatott, tizennégy projektet ítélt oda a 2015-ös és 2016-os pénzügyi évben. Ezek között szerepeltek az Alzheimer-kór altípusainak strukturális és funkcionális konnektomjával kapcsolatos vizsgálatok; a gyengénlátás, a vakság és a látás helyreállításának humán konnektomja; az epilepszia konnektomja projekt; a mentális betegségekkel foglalkozó amish konnektomja projekt; a serdülőkori szorongással és depresszióval kapcsolatos konnektomok; a familiáris és sporadikus frontotemporális degeneráció konnektomikus képalkotása; a korai pszichózis humán konnektomja projekt; valamint az agy öregedésének és a demencia konnektomikája. Ezek a betegség-konnektom-projektek megnyitják az utat annak részletes megértése felé, hogy az agyi áramkörök hogyan különböznek a pszichiátriai és neurológiai betegségekben.
Minden betegség-konnektom-projekt megtekintése
Adatok koordinációs központja
A Blueprint által 2015-ben finanszírozott Connectome Coordination Facility központi adattárat tart fenn az eredeti HCP-konzorciumokban, valamint más kutatólaboratóriumokban gyűjtött humán konnektom-adatok számára. A koordinációs eszköz egy help desket is kínál, amely tanácsot ad a kutatóközösségnek a legjobb adatgyűjtési stratégiákkal kapcsolatban, amelyek lehetővé teszik az új és a meglévő adatok közötti harmonizációt. A HCP-vel kapcsolatos információk a Connectome Coordination Facility weboldalán találhatók. A HCP-adatok hosszú távú tárolását a NIMH adatarchívuma biztosítja.