オープンソース神経科学の医学的意義

これまでのOpen Scienceの記事を通して、私たちは科学と技術においてオープンソースアプローチを採用する意義についてさまざまな分野に焦点を当ててきました。 それでは、Neuroscienceのいくつかの重要な側面を調べて、スペクトルを詳しく調べてみましょう。

このオープンサイエンスに関する新しい記事では、当然のことながらオープンソースの観点からNeuroscienceから始めて、医学とその先での医学的意義を調べます。 私たちは特に現代の神経科学について話し、オープンソースが大きなアドバンテージであることが証明されているいくつかの分野についても調べます。 この読書を通して、私達はまたNeuroscienceにおけるいくつかのFOSS開発を探求するでしょう。

はっきりした脳の診断例を強調したこの驚くべきビデオから始めましょう。 ダニエルアーメン博士は、それぞれの脳をどのように異なる方法で診断する必要があるかを明確に説明しています。

神経科学とは

脳内の2つの代表的なニューロンの解剖学とそれらの間のシナプス。 黄色い矢印で示されている電流の経路。 シナプスの挿入図、クローズアップビュー。 米国国立衛生研究所、老化に関する国立アルツハイマー病教育および紹介センターからの図 。 字幕ソース| 画像ソース

Neuroscienceの基本的な考え方は、現在および発展している科学的方法による神経系の研究です。 それはすべて脳だけではなく、それを超えたニューロンとシナプスの広大で広大なネットワークについてです。

なぜ神経科学はそれほど重要なのですか?

統合失調症、アルツハイマー病および他の多くの困難な疾患などのいくつかの神経障害および精神障害を理解するための秘訣は、臨床神経科学の最新の進歩にかかっています。

神経工学

神経系をよりよく理解し、修復し、そして改善するための工学的アプローチを採用することは、神経工学として知られている。 現代の神経科学において、神経工学は、認知と結びつき灰白質を理解するためのその無限の視点のために非常に重要なものとなり得る。 この分野で非常に一般的に呼ばれるツールはBrain-Computer Interface(BCI)です。

次のビデオでは、Kickstarterで目標とされている目標の2倍以上の目標を達成した、オープンソースのインタフェースであるOpenBCIの背後にあるストーリーを紹介します。

Open EphysはNeuroscienceハードウェアのためのもう一つのOpen Source Initiativeです。 Open Ephysの背後にある主な動機は、オープンソースがどのようにして次のようになっているかについて意識を高めることでした。

  • 冗長性を排除
  • コストを削減
  • 生産性を向上

関連論文についてはこちらをご覧ください。 彼らの話は、Open Ephysの背後にあるすべての基本的なアイデアを強調しています。

補綴物および機能強化

もう障害者を有効にするのではなく、超人間的能力について話しましょう!

基本的に、補綴物は体のどの部分にも代わるものです。 しかし、機能強化とは、本来の形では存在しないものです。

何年にもわたって、世界中の神経工学者は、異なるハードウェアフレームワークに基づくデザインで構築された神経補綴物を開発してきました。 これらの神経補綴物のいくつかは現在非常に進歩しているので、それらは使いやすさに関して目立った違いをほとんど有さない。

驚くべきニューラルデザインは、人々が彼らがもうできないと思ったことをするのを助けることを今可能にしました。 しかしそれだけでは終わりません。 これらの義肢装具によって、人々は信じられないほどの超人的な作業を簡単に行うことができるようになりました。 KindaはDCのCyborgえーにあなたにヒントを与えますか? 私たちはフィクションからどのくらい離れていますか?

実世界では、地球上で最初のサイボーグとしてNeil Harbissonを知っています。 あなたが興味を持っているならば、サイボーグになることの旅がすべてについて何でありえるかについて知るために以下のTEDxビデオをチェックしなさい:

興味深いことに、GitHubの好奇心旺盛な開発者が、PythonとNeilのTEDxビデオで説明されているのと同じ実験を試して、同じ結果を実証しました。

私たちが話したこのサイバネティックハードウェアはすべてコミュニティ主導のオープンソースソフトウェアなので、ユーザーが遭遇する可能性のある問題に簡単に対処できます。 それの上で実行されるソフトウェアがオープンソースであるならば、それはいつも医学的強化を修理するか、または調整することがより簡単です。

ニューロインフォマティクス

バイオインフォマティクスと同様に、前回の科学論文で説明したように、同じ定義を見直すことでニューロインフォマティクスを定義できます。

ニューロインフォマティクスは、コンピュータ科学とニューロサイエンスを統一する学際的なテーマで、神経学的データを分析し解釈するための計算方法とソフトウェアツールを開発しています。

先に論じたように、計算神経学と神経情報学には、計算生物学とバイオインフォマティクスの間に同じ違いがあります。

あなたは「計算神経学」と「計算神経科学」というフレーズを使うことについて疑問に思うかもしれません。 2つの用語の間には非常に基本的な違いがあります。 神経科学は、神経系に関連する疾患に対処するために、医学的観点から神経系を研究する神経科学の一分野であり、一方、神経科学は神経系全般について何かであり得る。 それらについての詳細はこちら。

オープンソース神経科学

科学者、イノベーター、研究者からなる200名を超える人々がNeuroscienceでのすべての研究活動にオープンソースアプローチを採用することにコミットしたというOpen Letterは、opensourceforneuroscience.orgで見つけることができます。 これはオープンソース神経科学運動を生み出しました。

2016年9月にジャネリア・リサーチ・キャンパスで開催されたこれらの人々全員が、高水準の合意に続いて、「ニューラルシステムのデータ駆動モデルの共同開発」と題した会議を開催しました。

それぞれの「Neuroscienceにおけるオープンソースへのコミットメント」というタイトルの論文はオープンアクセスであり、NeuronというCellジャーナルに掲載されています。

何を「共有すべきか」については多くの解釈があり得ますが、出版物に関連するコードを公開する義務や動機がないという古い姿勢から、コードを公開することで改善することができるという考え方に移行する必要があります。科学的価値のある出版物だけでなく、研究室やコミュニティ一般に利益をもたらします。

このイニシアチブは、精神障害の理解と診断に非常に密接に関連している、そのような繊細なトピックに関する誠実な研究慣行の強化に大いに役立ちます。 その背後にある理由は、誰かがNeuroscience関連のジャーナルに論文を投稿するときに、その研究に使用されているソフトウェアのソースコードも一緒に公開する必要があるからです。 これを行うことで、レビュー中の研究論文のより強力な検証が確立されます。

Open Neuroscienceは、非常によく似たイデオロギーに従った情報リポジトリです。 GitHubのようなNeuroscienceを中心としたサイトにプロジェクトリンクを保存します。 このリポジトリは、1つの共通の目的を持った共同研究者のネットワークの助けを借りて構築されています。それは、Neuroscienceに関連する興味深いオープンソースプロジェクトを追跡し、キュレーションすることです。

それでは、医学神経科学の観点から上記で説明したことすべての意味を調べてみましょう。

オープンソースブレインイニシアチブ

Open Source Brain Initiativeは、理解を深めるために、人間の脳のさまざまな領域をシミュレートすることに基づいています。

私たちが臨床神経科学について話すとき、透明な研究努力と面倒のない診断と治療を確実にするためには、オープンソースアプローチに厳密に従うことへのコミットメントが非常に必要です。

ニューロティカ

NeuroticaはMathematica(テクニカルコンピューティングのほとんどの分野をカバーする最新のテクニカルコンピューティングシステム)のためのオープンソースのNeuroscienceライブラリです。 特にNeuroticaライブラリには、3D MRIデータを処理する機能など、非常に興味深い機能がいくつかあります。

神経薬

私たちがすでに知っているように、製薬という用語は一般に医学に関連しています、ニューロファルマは特に神経学的または精神障害のためだけに作られた医学を指します。

オープンソース

Open Molecular Neuroscienceは、Open Source Neuropharmaの背後にある主な考え方である統合失調症および他の精神障害と闘うための既存の薬の改善または新しい薬の開発におけるより良い共同研究を確実にするためのOpen Source Pharmaアプローチに従います。

Open Source NeuroscienceはOpen Source Neuropharmaに大きな影響を与えます。 これらのアプローチは、神経薬の開発におけるより透明性の高い実践につながります。

臨床神経科学におけるオープンソースソフトウェアとLinuxの使用は、特に神経科学者と研究者の間の共同イニシアチブにおいて、より良い神経薬理学を目的としたあらゆる研究目標のより良い理解を確実にするでしょう。 これらの取り組みの基盤は、すでにOpen Source Pharmaを介して作成されています(前述のオープンサイエンスの記事で説明しています)。

例えば、統合失調症は、幻覚や妄想を引き起こす神経変性疾患によって起こる神経疾患です。 これらの幻覚や妄想は、目に見える、聞こえる、または感覚的になりがちです。 これらの症状を抑制または軽減することによって統合失調症に立ち向かうために、神経薬は今日まで開発され続けている。

OPTICSプロジェクトは、統合失調症研究における真のトランスレーショナルサイエンスのためのオープンプラットフォームを提供することを唯一の目的として作成されたイニシアチブです。 これはオープンサイエンスの好例です。

OPTICSプロジェクトは、統合失調症および統合失調症を疾患として治療するために使用される医薬品の有効性および安全性(自然史、亜型、および病因を含む)をよりよく理解するためのオープンサイエンスアプローチの価値を実証することを目的としています。 その目的は、既存のデータソースを活用する異種データ型のための新しい研究デザインと分析方法の開発に貢献することです。

OPTICSのようなプロジェクトを通じて神経科学データベースがオープンソースになっているので、神経障害の診断がより簡単になりました。

AIと神経科学の間のギャップを埋める

いずれか1つに基づく研究は他のものに触発されているので、人工知能と神経科学は互いに非常に密接に関連しています。 したがって、継続的な努力はそれらをまとめる上で非常に重要です。

この広範なTEDxの講演では、両方に重要な点がいくつか強調されています。 また、Human Brain ProjectやNumentaなどのオープンソース神経科学イニシアチブの重要性についても言及しています。 その他の優れたイニシアチブはNeuralEnsembleとCONです。

あなたがソフトウェア開発者で、Neuroscienceに参加して貢献したいのであれば、ここから始めるための優れたリソースです。 あなたも同じ上でこの論文をチェックすることができます。

概要

そこで、簡単に説明を思い出すために、私たちはオープンソースの観点からNeuroscienceを紹介しました。 私たちは2つの重要な概念を探りました。1つは医療とサイバネティックスの強化に取り組むための神経工学に焦点を合わせ、もう1つはNeuropharmaに対するオープンソース製薬のアプローチを介して推進し、より良い精神薬を設計または開発します。 最後に、我々はまた、AIとNeuroscienceが互いにどのように相関し得るのかを強調した。

この広大なNeuroscienceのトピックを続けていくことができますが、私たちはその医学的な利点を使ってOpen Source Neuroscienceの背後にある基本的なアイデアをカバーし、基本的なアイデアを提供できたことを願っています。

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