Det mänskliga Connectome-projektet (HCP) från NIH, som lanserades 2009 som en stor utmaning i Blueprint, är en ambitiös satsning för att kartlägga de neurala vägar som ligger till grund för människans hjärnfunktion. Det övergripande syftet med projektet är att samla in och dela med sig av data om den mänskliga hjärnans strukturella och funktionella konnektivitet. Det kommer att ge stora framsteg när det gäller möjligheterna att avbilda och analysera hjärnans förbindelser, vilket kommer att leda till förbättrad känslighet, upplösning och användbarhet och därmed påskynda framstegen inom det framväxande området för mänsklig connectomik. Att förstå dessa kopplingsmönster inom och mellan individer kommer att hjälpa forskare att börja tyda de elektriska signaler som genererar våra tankar, känslor och beteenden.
Konsortier
HCP har producerat fantastiska kartor över neurala fibrer som kors och tvärs genom hjärnan. Det har revolutionerat kartläggningen av kopplingar i den mänskliga hjärnan och har lagt en grundläggande grund för att använda hjärnavbildningsmått av konnektivitet som ett hjälpmedel vid diagnostisering av sjukdomar. HCP har haft en omvälvande inverkan på området och banat väg för en detaljerad förståelse av hur hjärnans kretslopp förändras när vi åldras och hur de skiljer sig åt vid psykiatriska och neurologiska sjukdomar. Sammantaget kommer HCP att leda till stora framsteg i vår förståelse av vad som gör oss unikt mänskliga och kommer att lägga grunden för framtida studier av onormala hjärnkretsar vid många neurologiska och psykiatriska sjukdomar.
De tekniska framsteg som redan uppnåtts inom HCP har förändrat fältet och gjort det möjligt för neurovetenskapliga forskarsamhället att samla in data på ett aldrig tidigare skådat sätt. Det är viktigt att alla data som produceras av HCP delas fritt med forskarsamhället genom en anpassad databas som skapats av den Blueprint-finansierade Connectome Coordination Facility. Över 100 publikationer har kommit ut från den första HCP-datautgivningen.
HCP inleddes i september 2010 när Blueprint beviljade 40 miljoner dollar till två samarbetande forskningskonsortier för att kartlägga den mänskliga hjärnans kopplingar i hög upplösning. I dessa två stora samarbetsavtal användes kompletterande tillvägagångssätt för att avkoda hjärnans komplexa kopplingsschema. Båda insatserna byggde på befintliga tvärvetenskapliga samarbeten och använde sig av en ledarskapsmetod med flera PI:er som gav varje program ett rigoröst system för organisation och övervakning.
De två forskningskonsortier som inrättades för att driva dessa kompletterande femåriga projekt var:
The WU/Minn Project
Washington University i St. Louis/University of Minnesota/Oxford University (WU-Minn HCP-konsortiet) – som leds gemensamt av Dr. David Van Essen och Dr. Kamil Ugurbil – hade som mål att kartlägga människans hjärnkretsar i 1200 friska vuxna med hjälp av banbrytande metoder för icke-invasiv neuroimaging.
Harvard/MGH-UCAL-projektet
Massachusetts General Hospital/Harvard University och University of California Los Angeles (UCLA) – som leds av dr. Bruce Rosen och Arthur Toga – satte sig för att skapa en ny magnetresonanskamera som är optimerad för att mäta connectomdata.
För mer information, se NIH:s pressmeddelande ”40 miljoner dollar tilldelas för att spåra människohjärnans kopplingar”.”
Connectome Programs
Lifespan Connectome
Med utgångspunkt i HCP:s framgångar lanserade Blueprint den andra fasen av Connectome-programmet genom att skapa Lifespan Connectome 2015. Medan forskningsdeltagarna i de ursprungliga HCP-studierna var 22-35 år gamla, utökade Lifespan Connectome datainsamlingen från friska försökspersoner i alla åldrar. De tre programannonser som blev resultatet fokuserade på olika ålderskohorter: 0-5 år (RFA-MH-16-160), 5-21 år (RFA-MH-16-150) och 36-90+ år (RFA-AG-16-004). Sammantaget kommer dessa projekt att kartlägga de långväga hjärnförbindelserna och deras variabilitet på ett oöverträffat detaljerat sätt hos mer än 3 000 barn och vuxna i hela USA. Tack vare de kraftfulla nya verktyg och tekniker som genereras av HCP blir den monumentala uppgiften att kartlägga den mänskliga hjärnans kretslopp när vi åldras verklighet.
Se alla projekt inom Lifespan Connectome
Disease Connectome
Förutom att utöka åldersfördelningen av HCP-forskningsdeltagarna investerade en delmängd av sex Blueprint-institut under 2014 i att samla in connectomdata från personer med vissa kliniska diagnoser. Genom tillkännagivandet om finansieringsmöjligheter för connectomer relaterade till mänskliga sjukdomar, som stöds av 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) och National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) beviljades fjorton projekt under FY2015 och FY2016. Dessa omfattade undersökningar av det strukturella och funktionella connectomet i Alzheimers sjukdomssubtyper, mänskliga connectomer för synnedsättning, blindhet och återställande av synen, epilepsi connectomprojektet, Amish connectomprojektet om psykisk sjukdom, connectomer relaterade till ångest och depression hos tonåringar, connectomisk avbildning vid familjär och sporadisk frontotemporal degeneration, mänskligt connectomprojekt för tidig psykos och connectomik för hjärnans åldrande och demens. Dessa sjukdomskonnekomprojekt banar väg för en detaljerad förståelse av hur hjärnans kretslopp skiljer sig åt vid psykiatriska och neurologiska sjukdomar.
Se alla sjukdomskonnekomprojekt
Datasamordningscenter
Connekomsamordningsfaciliteten, som finansierades av Blueprint 2015, upprätthåller ett centralt datalagringsutrymme för data om humana connectomdata som samlats in från de ursprungliga HCP-konsortierna samt andra forskningslaboratorier. Samordningsfaciliteten erbjuder också en helpdesk för att ge råd till forskarsamhället om de bästa strategierna för datainsamling som kommer att möjliggöra harmonisering mellan nya och befintliga data. Information om HCP finns på webbplatsen för Connectome Coordination Facility. Den långsiktiga lagringen av HCP-data tillhandahålls av NIMH Data Archive.