Beyin Haritalamada Yeni Bir Dönüm Noktası
Cuma günü araştırmacılar, erkek bir meyve sineğinin beynindeki her nöronun ve bağlantının haritalandığını açıkladı. Bu 'bağlantı haritası' (connectome), nörobiyoloji araştırmalarını hızlandıracak bir araç sağlarken, dişi bir Drosophila'nın bağlantı haritasının da bu yılın başlarında tamamlanmış olması nedeniyle tek başına da önemli bilimsel veriler sunuyor.
Bu çalışma, Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nün Janelia Araştırma Kampüsü'ndeki biyologlar ile Google'daki bilgisayar bilimciler arasındaki bir iş birliğinin ürünü. Her iki taraf da bu projeyi diğeri olmadan tamamlayamayacaklarını kabul ediyor.
Neden Bir Sineğin Beyni Haritalanıyor?
Dünyayla etkileşimimiz, ses, ışık, dokunma gibi duyusal girdileri kaydeden nöronlarla başlar. Beyindeki aktivitenin büyük kısmı, nöronların birbirleriyle iletişim kurmasını içerir; bu iletişim, girdileri beynin geri kalanının yorumlayabileceği sinyallere dönüştürür, bilgiyi ilgili işlem merkezlerine yönlendirir ve çoğu zaman bir anı oluşturmaktan bir kası hareket ettirmeye kadar bir çıktı üretir.
Tüm bu işlemler, hangi nöronların diğerleriyle bağlantı kurduğuna bağlıdır. Örneğin, görsel sistem, sonuçları beynin görsel işlem merkezlerine göndermeden önce kendi içinde temel tanıma işlemlerini yapar. Bu merkezler metin gibi bir şey algılarsa, onu yorumlamak için dil merkezlerine bağlantılar kullanabilir ve böyle devam eder.
Bir beynin nasıl çalıştığını anlamak için, bilginin sistemler arasında nasıl aktığını belirlediğinden, beyindeki bağlantıların bir kataloğuna ihtiyacımız var. Bu kataloğa 'bağlantı haritası' adı veriliyor.
300 Milyondan Fazla Sinaptik Bağlantı
Pratikte bir bağlantı haritası, bir beyindeki her nöronun üç boyutlu konumu ve diğer nöronlarla kurduğu bağlantıların (sinapslar) listesidir. Bu, göründüğünden daha karmaşıktır. Her nöron, diğer nöronlarla yüzlerce bağlantı kurmasına olanak tanıyan çok sayıda dallanmış aksona sahip olabilir.
Meyve sineğinin sinir sistemi yalnızca yaklaşık 150.000 nörondan oluşmasına rağmen, beyin bunların yalnızca bir kısmını içerir; ancak yeni çalışma, sinek beyninde 300 milyondan fazla sinaptik bağlantı keşfetti. Bu, insan beyniyle karşılaştırıldığında küçük bir sayı gibi görünse de, haritalama açısından devasa bir iş demek.
Peki böyle bir şeyin haritasını çıkarmak nasıl mümkün oluyor? Janelia Araştırma Kampüsü'nde kıdemli grup lideri ve yeni makalenin kıdemli yazarlarından Gerry Rubin, sistemin karmaşıklığına bağlı olarak işlerin nasıl değiştiğini anlattı. Rubin, "1971'de oraya vardığımda dev bir bilgisayar satın almışlardı ve C. elegans bağlantı haritasını birleştirmek için makine görüşü ve bilgisayarlar kullanma fikrine sahiptiler" dedi. C. elegans, yalnızca 300'den biraz fazla nörona sahip küçük, şeffaf bir solucandır ve bu tür bir haritalama için oldukça uygun bir aday gibi görünüyor.
Sinek beyninin tamamını gerekli çözünürlükte görüntülemek için hazırlamak, belirli bir beceri seti gerektirir; ayrıca bu görüntülerin ne anlama geldiğini yorumlamak da öyle. Ancak meyve sineği beyni kadar küçük bir beyindeki yüz milyonlarca sinapsın tam bir resmini oluşturmak, insanların makul bir sürede tamamlayamayacağı bir görevdir.
Bu çalışmanın arkasındaki ekip, uzun vadede bu çabanın buna değeceğini düşünüyor; çünkü bağlantı haritası, nörobiyologlara beynin nasıl çalıştığını anlamak için değerli bir araç sağlayabilir. Bu tür haritalar, daha karmaşık sinir sistemlerine (potansiyel olarak omurgalılarınkiler dahil) uygulanabilecek araçların geliştirilmesine de olanak tanıyor.
Henüz yorum yok — ilk yorumu sen yaz!