Centro Nacional de Investigaciones Cerebrales

El Centro Nacional de Investigación Cerebral es un instituto de investigación en Manesar , Gurugram , India . Es un instituto autónomo dependiente del Departamento de Biotecnología , Ministerio de Ciencia y Tecnología , Gobierno de la India . ^[1] El instituto se dedica a la investigación en neurociencia y funciones cerebrales en salud y enfermedades utilizando enfoques multidisciplinarios. Este es el primer instituto autónomo de DBT en ser otorgado por el Ministerio de Educación , Gobierno de la India , anteriormente conocido como el Ministerio de Desarrollo de Recursos Humanos, en mayo de 2002. NBRC ( Centro Nacional de Investigación Cerebral) fue dedicado a la nación por el Honorable Presidente de la India Dr. APJ Abdul Kalam en diciembre de 2003. ^[2] El presidente fundador de la Sociedad NBRC es el Prof. Prakash Narain Tandon , mientras que el director fundador Prof. Vijayalakshmi Ravindranath fue seguido por el Prof. Subrata Sinha y el Prof. Neeraj Jain. El director actual de NBRC es el Prof. Krishanu Ray.

El Centro Nacional de Investigación del Cerebro (NBRC, por sus siglas en inglés) es el único instituto de la India dedicado a la investigación y la educación en neurociencia. Los principales objetivos del instituto son comprender las funciones cerebrales tanto en estados sanos como patológicos, formar recursos humanos capaces de realizar investigaciones interdisciplinarias en neurociencia y promover la neurociencia en la India mediante la creación de redes con instituciones nacionales. Los científicos y estudiantes del NBRC provienen de diversos ámbitos académicos, como las ciencias biológicas, computacionales, matemáticas, físicas, de ingeniería y médicas.

Historia

El 5 de octubre de 1995 se presentó la propuesta de fundación del NBRC. La creación se declaró posteriormente el 14 de noviembre de 1997 como parte de las celebraciones del Jubileo de Oro de la Independencia de la India y la fecha del nacimiento del ex Primer Ministro, Jawaharlal Nehru . ^[3] Se formó además un Comité Asesor de Gestión. En 2000, el instituto comenzó a funcionar como instituto autónomo del Departamento de Biotecnología desde su ubicación temporal en el Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología , Nueva Delhi. El Ministerio de Educación le otorgó al NBRC el estatus de Universidad Deemed en 2002. El 16 de diciembre de 2003, el NBRC se trasladó a las estribaciones de la cordillera Aravalli en Manesar.

En el año 2006, se estableció el Centro Nacional de Neuroimagen, que estaba completamente equipado con equipos de última generación, como un escáner de imágenes por resonancia magnética de 3 teslas, electroencefalografía y registro de potenciales evocados . Al año siguiente, se formó una Unidad de Neurociencia Clínica y Traslacional junto con un Departamento Ambulatorio de Neurología en el Hospital Civil de Gurgaon, para ayudar a la gente común y evaluar la aparición de casos neurológicos en esta región. Además, en 2005 se estableció el Centro de Excelencia para la Epilepsia, administrado conjuntamente por el NBRC y el Instituto de Ciencias Médicas de toda la India . En los últimos años, el NBRC inició dos importantes programas emblemáticos. En 2017, se inició el Programa Nacional de Demencia bajo el liderazgo del NBRC, mientras que en 2019, se lanzó un programa emblemático titulado "Mapeo comparativo de trastornos mentales comunes (CMD) a lo largo de la vida" para comprender la ciencia del bienestar.

Académica

• Maestría en Ciencias (M.Sc. Neurociencia)

El NBRC ha integrado programas de enseñanza multidisciplinarios en ciencias biológicas, como el programa de maestría de 2 años en neurociencia, con una amplia descripción general de los diferentes aspectos de la neurociencia. Criterios de elegibilidad:

1. Licenciatura o equivalente en cualquier rama de la ciencia, como Ciencias de la Vida / Física / Química / Matemáticas / Estadística / Aplicaciones informáticas / Farmacia / Ciencias veterinarias / Psicología / Ingeniería / Tecnología / Medicina de un instituto / universidad reconocido
2. Los candidatos que se presenten al último año del examen de calificación también son elegibles para presentar su solicitud.
3. Se requiere un mínimo del 55 % (50 % para candidatos SC/ST/PH) de calificaciones o una calificación equivalente o un promedio de calificaciones del examen secundario (10.º) en adelante. Los candidatos deben calcular su porcentaje hasta dos decimales para determinar su elegibilidad.

• Doctor en Filosofía (Ph.D. Neurociencia)

NBRC ofrece un programa de doctorado de 5 años en neurociencia a estudiantes de diversos orígenes que tengan una maestría en cualquier rama relacionada con la neurociencia como se menciona a continuación: Criterios de elegibilidad:

1. Maestría o equivalente en cualquier rama de la ciencia, como Ciencias de la Vida / Física / Química / Matemáticas / Estadística / Aplicaciones informáticas / Farmacia / Ciencias Veterinarias / Psicología de un Instituto / Universidad reconocido
2. Estudiantes que hayan realizado un mínimo de cuatro años de cursos conducentes a una licenciatura o equivalente en Ingeniería / Tecnología / Medicina de un Instituto / Universidad reconocido
3. Los candidatos que se presenten al último año del examen de calificación también son elegibles para presentar su solicitud.
4. Se requiere un mínimo del 55 % (50 % para candidatos SC/ST/PH) de calificaciones o una calificación equivalente o un promedio de calificaciones del examen secundario (10.º) en adelante. Los candidatos deben calcular su porcentaje hasta dos decimales para determinar su elegibilidad.

• Entrenamiento de verano

NBRC lleva a cabo programas de capacitación de verano en los que los participantes asisten a seminarios y clubes de revistas organizados en el instituto y se familiarizan con la neurociencia.

Investigación

El personal investigador estudia las complejidades de las funciones cerebrales y la cognición en la salud y las enfermedades. La investigación en el NBRC está organizada en cinco divisiones: 1) Neurociencia celular y Neurociencia molecular , 2) Neurociencia de sistemas , 3) Neurociencia cognitiva , 4) Neurociencia computacional y 5) Neurociencia traslacional . Sin embargo, el personal docente colabora con otras divisiones y otros científicos. La investigación desarrolla herramientas y plataformas terapéuticas para evaluar y curar trastornos cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer , la enfermedad de Parkinson , la demencia , la encefalitis japonesa , la enfermedad del virus del Zika , el neuroSIDA, los tumores cerebrales , las lesiones de la médula espinal y los accidentes cerebrovasculares . La investigación se centra en la comprensión detallada de nuestros sentidos del tacto, la audición, el aprendizaje del habla, la memoria y la navegación espacial. Además, la investigación básica ayuda a planificar ensayos clínicos para el desarrollo de una terapia racional para los trastornos cerebrales. Los investigadores también han estado estudiando las implicaciones del SARS-CoV-2 en el cerebro.

Principales programas de investigación

1. Programa de Ciencia de la Demencia : Se trata de un programa multicéntrico de nivel nacional que proporciona información sobre la prevalencia de la demencia y descubre biomarcadores, factores de riesgo y factores de protección. Estos factores desempeñan un papel importante en la conversión del deterioro cognitivo leve (DCL) en demencia entre los ancianos. Para el diagnóstico y la clasificación de la demencia, todos los centros utilizan criterios uniformes sólidos que son aceptados internacionalmente, adaptados y validados en el contexto indio. Los hallazgos podrían ayudar a formular políticas a nivel nacional para comprender y tratar el deterioro cognitivo leve (DCL) en los ancianos.
2. Mapeo comparativo de los trastornos mentales comunes (TMC) a lo largo de la vida : este programa insignia comprende cómo las redes de procesamiento de información en el cerebro se ven afectadas en los TMC, incluida la ansiedad, la depresión, el trastorno obsesivo-compulsivo y el trastorno de estrés postraumático. El programa también estudia los mecanismos cerebrales subyacentes que diferencian entre estos trastornos y si estas redes se ven afectadas de la misma manera en diferentes grupos de edad.

Avance tecnológico

• Evaluación de la dislexia para los idiomas de la India (DALI) : un paquete desarrollado con herramientas de detección, un kit de recuperación y herramientas de evaluación específicas para identificar la dislexia. Integra cuatro idiomas (hindi, canarés, maratí e inglés). ^[4]
• KALPANA : un paquete integrado para visualización, preprocesamiento y cuantificación de datos de espectroscopia de RM (MRS) adquiridos mediante imágenes MRS y espectroscopia de resolución puntual MEshcher-Garwood (MEGA-PRESS). ^[5]
• NINS-STAT : una caja de herramientas de análisis estadístico basada en MATLAB: un paquete de software de selección y ejecución de pruebas estadísticas automatizadas de última generación y alto rendimiento con aplicaciones de investigación clínica. ^[6]
• Plantilla BRAHMA : primera plantilla cerebral precisa y de alta resolución desarrollada para analizar datos de neuroimagen estructural y funcional específicos para la población india. ^{[7] [8] [9]}
• BHARAT : un marco de toma de decisiones de big data basado en Hadoop y multimodalidad, validado mediante fMRI, integra resultados de pruebas neuropsicológicas, MRS y MRI no invasivas para identificar biomarcadores de diagnóstico temprano de EA. ^[10]
• PRATEEK : La integración de datos recopilados a partir de sistemas de imágenes cerebrales multimodales en varias regiones de interés (ROI) proporciona una gran cantidad de información sobre el microambiente tisular y su asociación con cambios estructurales y funcionales en condiciones de salud o enfermedad. ^{[11] [12]}
• Módulo integrado de sincronización de estímulos (STIM) : un sistema sincronizado que se utilizará en fMRI para mapear la actividad cerebral de manera no invasiva en diversas condiciones para personas normales y sanas, así como para la evaluación clínica de trastornos cerebrales. ^[13]
• GAURI : Un sistema metódico que utiliza reconocimiento de patrones adaptativos y esquemas de aprendizaje para el diagnóstico predictivo único o diferencial de enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, diseñado con modalidades de resonancia magnética y baterías neuropsicológicas. ^{[14] [15]}
• ANSH : la base de datos ANSH reúne información neuroquímica crítica de pacientes con OH, deterioro cognitivo leve (DCL) y enfermedad de Alzheimer para facilitar la investigación colaborativa y el intercambio de datos globales en múltiples sitios para análisis comparativos. ^{[16] [17]}
• Desarrollo de una plataforma de células pluripotentes inducidas por hNSC/iPSC bien caracterizada : los científicos han desarrollado un modelo bien caracterizado de células madre neurales humanas (hNSC) para comprender las funciones celulares y moleculares del cerebro sano y enfermo. El trabajo sobre las NSC se ha ampliado mediante el establecimiento de una plataforma de células pluripotentes inducibles humanas.
• SWADESH : Esta herramienta se desarrolló como una neuroherramienta automatizada avanzada para ayudar al diagnóstico temprano de la enfermedad de Alzheimer. Esta herramienta consta de varias herramientas asistidas por computadora para el preprocesamiento de datos, el control de calidad, la preparación de datos, el análisis, la evaluación y la valoración. El objetivo fundamental de esta propuesta es beneficiar a la población india mediante el desarrollo de una neuroherramienta integral. Proporciona un esquema para la generación de datos basados ​​en MRI, MRS y fMRI, un esquema de procesamiento de datos de neuroimagen multimodal y neuroespectroscopia en una sola ventana para lograr un resultado concluyente para el diagnóstico temprano de trastornos cerebrales. ^[18]

Grandes avances en investigación

• Nuevas formas de abordar la enfermedad de Alzheimer :

Los científicos han estado estudiando los biomarcadores tempranos de la enfermedad de Alzheimer utilizando sustancias químicas cerebrales. El control del glutatión (GSH), una molécula antioxidante en el cerebro, ayuda a la identificación temprana de la enfermedad de Alzheimer y a trazar un mapa de la invención terapéutica. Los científicos han demostrado que el hipocampo, las regiones corticales frontal y cingulada responsables de la memoria y las funciones cognitivas superiores, respectivamente, muestran un agotamiento significativo de GSH, lo que conduce al deterioro cognitivo. ^[19] Utilizando 31P MRS, los científicos descubrieron que el pH de la formación del hipocampo izquierdo en la enfermedad de Alzheimer se desplaza hacia la alcalinidad. ^[20] La investigación también ha demostrado la existencia de dos conformaciones abiertas y cerradas de GSH en participantes jóvenes sanos. En la actualidad, están investigando el papel de dos conformaciones de GSH y el vínculo entre la deposición de hierro y el estrés oxidativo (EO) en la formación del hipocampo en la enfermedad de Alzheimer. ^[21] Aunque la causa exacta de la enfermedad de Alzheimer sigue siendo desconocida, el EO se considera un factor potencial. Además, los investigadores del NBRC han propuesto un nuevo ensayo de fase III, aleatorizado, prospectivo, de un solo centro, de brazos paralelos, doble ciego, controlado con placebo, que utiliza GSH como suplemento dietético para pacientes con deterioro cognitivo leve (DCL), mientras se monitorean los niveles de GSH en el cerebro y el perfil cognitivo mediante pruebas neuropsicológicas y de resonancia magnética no invasivas, respectivamente.

• Mapeo del estrés cerebral en sobrevivientes de COVID-19 :

Teniendo en cuenta el aumento de casos de depresión, trastorno obsesivo-compulsivo, ansiedad y trastorno de estrés postraumático en pacientes con COVID-19, los científicos han estado mapeando los cerebros de pacientes que se recuperaron o que eran asintomáticos a la COVID-19. Este primer estudio global analizó los cambios estructurales, espectroscópicos y conductuales en los cerebros de pacientes recuperados/asintomáticos utilizando una novedosa técnica de neuroimagen MRS no invasiva. Los hallazgos sugieren que los niveles de glutamato y GABA son parámetros potenciales para monitorear la salud mental y las condiciones asociadas con enfermedades psiquiátricas. Además, los antioxidantes y neurotransmisores en el estudio tienen implicaciones potenciales para los trastornos psiquiátricos en pacientes afectados por COVID-19. ^[22]

• Papel de las interacciones tálamo-corticales en la reorganización del flujo de información dirigida con el envejecimiento en las redes cerebrales :

Los científicos estudiaron el papel específico del tálamo humano como centro de salida causal en la reorganización del flujo de información dirigida y la conectividad entre las principales redes neurocognitivas a gran escala durante el envejecimiento cerebral. Esta reorganización de la conectividad funcional dirigida con la edad durante la actividad espontánea resalta la importancia de las áreas subcorticales incluso durante el procesamiento independiente del estímulo. Los resultados conducen a la comprensión del papel crucial del tálamo como un importante centro integrador además de la red insular para mediar la dinámica funcional cognitiva clave y su papel durante el mantenimiento de las funciones cognitivas durante el proceso de envejecimiento saludable en el cerebro humano. ^[23]

• Identificación de la proteína que ayuda a los virus del dengue y de la encefalitis japonesa a multiplicarse dentro del huésped :

En este estudio colaborativo, se descubrió que los virus del dengue y de la encefalitis japonesa activan las plaquetas dentro del huésped y las inducen a liberar el factor plaquetario 4 (PF4). El PF4 inhibe la actividad de las células inmunes, deteniendo así la producción de interferón. El PF4 actúa a través de su receptor CXCR3, que cuando se bloquea con un antagonista AMG487 inhibe la replicación del dengue y de la encefalitis japonesa tanto in vivo como in vitro. Este estudio indica la posibilidad de desarrollar un agente antiviral. ^[24]

• La proteína de envoltura (E) de ZV altera las propiedades de las células madre neurales fetales humanas al modular el circuito de microARN :

Este estudio se centró en delinear los mecanismos moleculares, el papel de los microARN y la participación de la proteína E de ZV en la microcefalia inducida por ZV. La proteína promueve la formación prematura pero defectuosa de neuronas, lo que afecta las propiedades normales de las células madre cerebrales. Esta es la razón potencial detrás del tamaño pequeño de la cabeza inducido por ZV en los bebés. Se identificaron casi 25 microARN, que regulan los genes y la expresión de proteínas en las células, como factores importantes que afectan la división celular, la proliferación y la pluripotencialidad de las células madre cerebrales. ^[25]

• El miRNA let-7 controla la adhesión homotípica de CED-7 y la autofusión axonal mediada por EFF-1 para restaurar la sensibilidad táctil después de una lesión :

Este trabajo se centró en la regeneración del sistema nervioso, en el que se descubrió que la función neuronal perdida se restablecía después de una lesión en un modelo de lombriz intestinal. Los hallazgos establecieron que el proceso de fusión axonal tiene importancia funcional en el mantenimiento de la integridad neuronal a lo largo de la vida de un organismo. Los investigadores también demostraron cómo controlar este proceso genéticamente para tratar lesiones nerviosas en humanos en el futuro. ^[26]

• La glicirricina previene la liberación del grupo de alta movilidad 1 (HMGB1) inducida por S1 y Orf3a del SARS-CoV-2 e inhibe la replicación viral :

Un ingrediente activo, la glicirricina, presente en el regaliz (una hierba de uso común) es una fuente potencial para el desarrollo de un fármaco contra la COVID-19. La HMGB1 es crucial para regular la susceptibilidad al SARS-CoV-2, mientras que las proteínas del cuerpo de unión al receptor S (RBD) y Orf3a son necesarias para la replicación y virulencia máximas del SARS-CoV. El estudio investigó si la glicirricina afecta la liberación de HMGB1 mediada por S-RBD y Orf3a del SARS-CoV-2 y la muerte celular en células pulmonares que expresan proteínas virales del SARS-CoV-2. La glicirricina no solo revirtió la liberación extracelular de HMGB1 inducida por S-RBD y Orf3a, sino que también anuló la activación de la caspasa-1 y rescató la muerte celular. Los beneficios de las propiedades antiinflamatorias de la glicirricina son: 1) reducir la gravedad de la enfermedad, 2) mitigar la replicación viral hasta en un 90% y 3) combatir la "tormenta de citocinas". ^[27]

Instalaciones y servicios

1. Centro de Información Distribuida (DIC) : El DIC se creó en el marco de la iniciativa BTISNET del DBT. El DIC gestiona las actividades de tecnología de la información y las comunicaciones (TIC) y de gobierno electrónico del NBRC. Proporciona servicios de ciencia y tecnología de las TIC. ^[28]
2. Instalación para animales de experimentación : Esta instalación para animales está registrada en el Comité para el Control y la Supervisión de Experimentos con Animales, Ministerio de Medio Ambiente y Bosques, Gobierno de la India, Nueva Delhi. La instalación contiene modelos animales, incluidos primates y ratones transgénicos. Se siguen programas de capacitación detallados para la atención veterinaria y de cría y una evaluación revisada por pares de todos los protocolos. ^[29]
3. Centro nacional de neuroimagen
4. Laboratorio de neuroimagen y neuroespectroscopia : Este laboratorio se centra en el análisis metabólico de diferentes trastornos neurodegenerativos (por ejemplo, EA, EP) utilizando la técnica MRS para identificar biomarcadores y medir el estrés cuantitativo en adultos sanos y pacientes de la misma edad.
5. Centro de Excelencia para la Epilepsia/Instalación MEG : Este centro estudia la epileptogénesis, un mejor diagnóstico y localización de focos epileptogénicos y nuevas técnicas terapéuticas.
6. Biblioteca : La biblioteca consiste en un sistema automatizado de acceso abierto y proporciona servicios de información y acceso a recursos bibliográficos y de texto completo digitales e impresos para la comunidad de usuarios del campus.
7. Consorcio de bibliotecas electrónicas del DBT (DeLCON) : se trata de una iniciativa del DBT que ofrece a los investigadores acceso ilimitado a la mayoría de las publicaciones periódicas relevantes. Ofrece acceso a recursos electrónicos de alta calidad. Proporciona acceso actual (más de 1000 recursos en línea) y de archivo a más de 1176 revistas revisadas por pares y una base de datos bibliográfica (SCOPUS) en diferentes disciplinas de 21 editoriales extranjeras. ^[30]
8. Laboratorio de habla y lenguaje (SALLY) : la investigación en este laboratorio se centra en desentrañar las vías corticales involucradas en adultos y niños biscriptivos hindi-inglés. ^[31]
9. Laboratorio de neurociencia computacional y neuroimagen : La unidad trabaja en el diagnóstico basado en imágenes de enfermedades neurodegenerativas y en la planificación de la radioterapia pulsada y la quimioterapia para el tratamiento de tumores cerebrales desde la vertiente de la medicina traslacional.
10. Unidad de neurociencia clínica y traslacional : esta unidad brinda servicios de atención ambulatoria neurológica y evalúa la incidencia de casos neurológicos en Gurgaon. Los pacientes que visitan la unidad tienen acceso a varias instalaciones, incluidas resonancias magnéticas, tomografías computarizadas, etc. ^{[32] [33]}

Campus e infraestructura

• Alojamiento en albergue : Hay dos edificios de albergue en el campus y un edificio utilizado como alojamiento para el personal.
• Instalaciones médicas : NBRC cuenta con un médico residente a tiempo completo, así como con un servicio de atención ambulatoria en el lugar. En caso de emergencias médicas, un sistema de transporte a tiempo completo traslada a los pacientes a los hospitales más cercanos.
• Transporte : NBRC está conectado con Nueva Delhi y Jaipur a través de la NH8. ^[34] NBRC proporciona servicios de transporte, incluidos autobuses y automóviles, a estudiantes y personal. Para quienes se alojan fuera del campus, se ofrecen servicios de transporte diarios.
• Deportes : El Comité de Deportes organiza deportes al aire libre y en interiores, incluidos fútbol y tenis de mesa.
• Tantrika : este evento anual organizado por estudiantes, que incluye varias competencias y programas, es organizado por estudiantes de doctorado de segundo año para los recién llegados.
• Comité del Dosel Verde : En febrero de 2021, se constituyó el GCC para difundir la conciencia y la educación ambiental a través de programas de desarrollo ambiental ecológico, centrándose en el uso de energía sostenible para reducir la huella de carbono. ^[35]
• Vida salvaje : NBRC está rodeado de bosques de keekar de la cordillera de Aravalli. Desde sus inicios, NBRC ha estado manteniendo la jungla circundante y ha plantado varios árboles y arbustos en el campus. Hay más de 100 tipos diferentes de aves dentro y alrededor de NBRC, como el charlatán de la jungla, el petirrojo urraca oriental, el bulbul, la tórtola turca, el periquito de Kramer, el drongo y los pavos reales indios. ^[36] Se llevan a cabo varios programas de observación de aves con regularidad para estudiantes y personal.

Referencias

1. Instituciones Dbt
2. [1] Archivado el 17 de diciembre de 2009 en Wayback Machine.
3. "DBT - Departamento de Biotecnología". Dbtindia.nic.in. 14 de noviembre de 1997. Archivado desde el original el 17 de abril de 2012. Consultado el 15 de marzo de 2012 .
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