17:06:04
Bilim insanları bir böcek beyninin ilk ayrıntılı bağlantı şemasını oluşturdu…

Ekip Perşembe günü yayımladığı raporda, bir meyve sineği larvasından alınan beynin 548.000 sinapsla birbirine bağlı 3016 nöron içerdiğini bildirdi. Konektom olarak bilinen önceki bağlantı şemaları, sadece birkaç yüz nöron ve birkaç bin sinaptik bağlantıya sahip solucanlar ve iribaşlarla sınırlıydı. Çalışmanın yazarlarından ve Johns Hopkins Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisliği doçenti olan Joshua Vogelstein, meyve sineği larva konnektomunun önemli bir ilerleme olduğunu çünkü “birçok açıdan insan beynine diğerlerinden daha yakın olduğunu" söylüyor.

Örneğin, “karar vermeye karşılık gelen bölgeler var, öğrenmeye karşılık gelen bölgeler var, navigasyona karşılık gelen bölgeler var" diyor Vogelstein.

Ancak bilim insanlarının meyve sineği larvası konnektomunu üretirken karşılaştıkları zorluklar, 80 milyardan fazla nöron ve yüzlerce trilyon sinaps içeren insan beyninin haritasını çıkarmak için daha ne kadar yol kat etmeleri gerektiğini gösteriyor.

“Beyin bizi biz yapan fiziksel bir nesnedir"
Araştırmacılar konnektomlara odaklandılar çünkü beyin bir nöron koleksiyonundan çok daha fazlasıdır.

Vogelstein, “Beyin, bizi biz yapan fiziksel bir nesnedir. Ve bu nesneyi tam olarak anlamak için nasıl bağlandığını bilmeniz gerekir" diyor.

İnsan bağlantısının tamamını haritalamak için daha uzun yıllar var. Bu arada araştırmacılar, meyve sineğinin bu yeni kablolama haritasının, örneğin tüm beyinlerin nasıl öğrendiğine, hatırladığına ve bir hayvanın davranışını nasıl kontrol ettiğine dair ipuçları sunabileceğini umuyor.

Bir meyve sineği larvasının beyni, insan beyni gibi, sağ ve sol tarafa sahiptir. Ancak araştırmacılar böcek beynindeki bağlantıların haritasını çıkardıklarında, “sağ ve sol tarafların ne kadar benzer olduğu bir sürprizdi" diyor Vogelstein.

İnsanlarda beynin sağ ve sol tarafları çok farklı bağlantılara sahip olabilir. Örneğin, konuşmayla ilgili devreler solda olma eğilimindeyken, yüzleri tanıyan devreler sağda olma eğilimindedir.

Bir “dönüm noktası ilk referans"
Yeni harita, bilim insanlarının öğrenmenin beyni nasıl değiştirdiğini, beyin kablolarının cinsiyete göre nasıl farklılaştığını ve bir hayvanın gelişimi sırasında kabloların nasıl değiştiğini incelemelerine yardımcı olacak.

Vogelstein, “Bu, diğer her şeyi karşılaştırmak için kullanabileceğimiz dönüm noktası niteliğindeki ilk referans" diyor.

Nöral bağlantıların bu eksiksiz haritasının tamamlanması büyük bir ekibin on yıldan fazla zamanını aldı ve özenli bir bilim çalışması gerektirdi.

Ekip işe, bir tuz tanesi büyüklüğündeki tek bir küçük beyni binlerce çok ince kesite ayırarak başladı.

Vogelstein, “Hiç hata yapmıyorsunuz çünkü tek bir hata yaparsanız beynin tamamını atmanız ve her şeye yeniden başlamanız gerekiyor" diyor.

Ekip her bir kesitin görüntüsünü yakalamak için bir elektron mikroskobu kullandı. Bir nörondan diğerine giden bağlantıların izini sürmek için güçlü bilgisayarlar ve özel hesaplama araçları gerekti.

Vogelstein, bu araçların milyonlarca bağlantının izini sürmek için yeterli olduğunu, ancak bir insan beyninde bulunan trilyonlarca bağlantının yeterli olmadığını açıklıyor.

Bu nedenle Seattle’daki Allen Enstitüsü‘ndeki araştırmacılar daha kolay bir sonraki hedef üzerinde çalışıyorlar: bir farenin konnektomunu haritalamak. Seattle’daki Allen Enstitüsü‘nde yardımcı araştırmacı olan ve meyve sineği larvaları üzerinde yapılan çalışmaya dahil olmayan Nuno Maçarico da Costa, bunun bile büyük bir zorluk olduğunu söylüyor.

Nuno Maçarico da Costa, “Bir kum tanesi kadar olan ama bir milyar bağlantıya sahip fare korteksinin milimetrik bir küpünün bağlantı haritasını çıkarmaya çalışarak başladık – 100.000 nöron ve 4 kilometrelik kablo" diyor.

Sadece bu küçük küpü dilimlemenin 12 gün sürdüğünü, bunun da tam bir fare beyninin yaklaşık beşte birini temsil ettiğini söylüyor.

Zorluğuna rağmen, daha karmaşık beyinlerin haritasını çıkarmanın bu çabaya değeceğini söyleyen da Costa, çünkü bunun sonunda bilim insanlarının insan beyninin şizofreni gibi rahatsızlıklardan nasıl etkilenebileceğini anlamalarına yardımcı olabileceğini belirtiyor.

“Radyonuz bozulursa," diyor Nuno Maçarico da Costa, “eğer birisi radyonuzun bağlantı şemasına sahipse, onu tamir etmek için daha iyi bir konumda olacaktır."

Da Costa‘ya göre bir insan konnektomu bilim insanlarının nasıl öğrendiğimiz ve neden böyle davrandığımız gibi bazı temel soruları yanıtlamasına da yardımcı olacak.

Nuno Maçarico da Costa, “Her fikir, her anı, her hareket, aldığınız her karar beyninizdeki nöronların faaliyetinden kaynaklanıyor" diyor. “Ve bu aktivite bu yapının bir ifadesidir."

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…