Lanciato nel 2009 come Blueprint Grand Challenge, il NIH Human Connectome Project (HCP) è un ambizioso sforzo per mappare i percorsi neurali che sono alla base della funzione del cervello umano. Lo scopo principale del progetto è quello di acquisire e condividere dati sulla connettività strutturale e funzionale del cervello umano. Farà progredire notevolmente le capacità di imaging e analisi delle connessioni cerebrali, con conseguente miglioramento della sensibilità, risoluzione e utilità, accelerando così il progresso nel campo emergente della connettomica umana. La comprensione di questi modelli di cablaggio all’interno e tra gli individui aiuterà i ricercatori a iniziare a decifrare i segnali elettrici che generano i nostri pensieri, sentimenti e comportamenti.
Consorzi
HCP ha prodotto mappe sorprendenti di fibre neurali che attraversano il cervello. Ha rivoluzionato la mappatura delle connessioni nel cervello umano e ha gettato le basi per l’utilizzo di misure di connettività di brain imaging come aiuto nella diagnosi delle malattie. HCP ha avuto un impatto trasformativo sul campo, aprendo la strada verso una comprensione dettagliata di come il nostro circuito cerebrale cambia con l’età e come si differenzia nelle malattie psichiatriche e neurologiche. Complessivamente, l’HCP porterà a grandi progressi nella nostra comprensione di ciò che ci rende unicamente umani e porrà le basi per studi futuri di circuiti cerebrali anormali in molti disturbi neurologici e psichiatrici.
I progressi tecnici raggiunti già nell’HCP hanno trasformato il campo e permesso alla comunità di ricerca delle neuroscienze di aggregare dati in modi senza precedenti. È importante notare che tutti i dati prodotti da HCP sono liberamente condivisi con la comunità di ricerca attraverso un database personalizzato creato dalla Connectome Coordination Facility finanziata da Blueprint. Oltre 100 pubblicazioni sono emerse dal rilascio iniziale dei dati HCP.
HCP è iniziato nel settembre 2010 quando Blueprint ha assegnato 40 milioni di dollari a due consorzi di ricerca che collaborano per mappare le connessioni del cervello umano in alta risoluzione. Questi due importanti accordi di cooperazione hanno preso approcci complementari per decifrare il complesso schema di cablaggio del cervello. Entrambi gli sforzi si sono basati su collaborazioni multidisciplinari esistenti e hanno impiegato un approccio di leadership a PI multiplo che ha fornito un sistema rigoroso di organizzazione e supervisione a ciascun programma.
I due consorzi di ricerca che sono stati stabiliti per perseguire questi progetti quinquennali complementari erano:
Il progetto WU/Minn
Washington University in St. Louis/Università del Minnesota/Università di Oxford (il consorzio WU-Minn HCP) – co-guidato dal Dr. David Van Essen e dal Dr. Kamil Ugurbil – ha stabilito di mappare in modo completo i circuiti del cervello umano in 1200 adulti sani utilizzando metodi all’avanguardia di neuroimaging non invasivo.
Il Progetto Harvard/MGH-UCAL
Massachusetts General Hospital/Harvard University e la University of California Los Angeles (UCLA) – co-diretto dal Dott. Bruce Rosen e dal Dr. Arthur Toga – hanno deciso di creare un nuovo imager a risonanza magnetica ottimizzato per misurare i dati del connectome.
Per maggiori informazioni vedere il comunicato stampa NIH, “40 milioni di dollari assegnati per tracciare le connessioni del cervello umano.”
Programmi Connectome
Lifespan Connectome
Sulla base del successo dell’HCP, Blueprint ha lanciato la seconda fase del programma Connectome creando il Lifespan Connectome nel 2015. Mentre i partecipanti alla ricerca negli studi originali HCP erano 22-35 anni, il Lifespan Connectome ha esteso la raccolta di dati da soggetti sani di tutte le età. I tre annunci di programma risultanti si sono concentrati su diverse coorti di età: 0-5 anni (RFA-MH-16-160), 5-21 anni (RFA-MH-16-150), e 36-90+ anni (RFA-AG-16-004). Complessivamente questi progetti mapperanno le connessioni cerebrali a lunga distanza e la loro variabilità in dettaglio senza precedenti in più di 3.000 bambini e adulti in tutti gli Stati Uniti. Grazie ai nuovi potenti strumenti e tecnologie generati da HCP, il monumentale compito di mappare i circuiti del cervello umano mentre invecchiamo sta diventando una realtà.
Vedi tutti i progetti Lifespan Connectome
Disease Connectome
Oltre ad ampliare la distribuzione per età dei partecipanti alla ricerca HCP, nel 2014 un sottoinsieme di sei istituti Blueprint ha investito nella raccolta di dati connectome da soggetti con determinate diagnosi cliniche. Il Connectomes Related to Human Disease Funding Opportunity Announcement, supportato dal 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) e National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) ha assegnato quattordici progetti nel FY2015 e FY2016. Questi includevano indagini sul connettoma strutturale e funzionale nei sottotipi del morbo di Alzheimer; connettomi umani per l’ipovisione, la cecità e il ripristino della vista; il progetto di connettoma dell’epilessia; il progetto di connettoma Amish sulla malattia mentale; connettomi relativi all’ansia e alla depressione negli adolescenti; imaging connettomico nella degenerazione frontotemporale familiare e sporadica; progetto di connettoma umano per la psicosi iniziale; e connettomica dell’invecchiamento del cervello e della demenza. Questi progetti connectome di malattia stanno aprendo la strada verso una comprensione dettagliata di come i circuiti cerebrali differiscono nelle malattie psichiatriche e neurologiche.
Vedi tutti i progetti Disease Connectome
Data Coordinating Center
La Connectome Coordination Facility, finanziata da Blueprint nel 2015, mantiene un archivio dati centrale per i dati Human Connectome raccolti dai consorzi HCP originali e da altri laboratori di ricerca. La Coordination Facility offre anche un help desk per consigliare la comunità di ricerca sulle migliori strategie di raccolta dati che permetteranno l’armonizzazione tra i dati nuovi ed esistenti. Le informazioni sull’HCP possono essere trovate sul sito web della Connectome Coordination Facility. L’archiviazione a lungo termine dei dati HCP è fornita dal NIMH Data Archive.