Sinirbilimciler 1970’lerden bu yana giderek daha sofistike sinir haritaları oluşturuyor. Johns Hopkins Üniversitesi ve Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar bu hafta, genç bir meyve sineğinin beyninin haritasını çıkarmaya yönelik 12 yıllık projelerinin başarılı olduğunu bildirdi. Bilim insanları, insanlarla benzer genetik ve biyolojik temelleri paylaştığı için sineğin insan beyninin çözülmemiş bilmecelerine ışık tutabileceğini umuyor.
Beyin gibi muazzam ve karmaşık bir şeyi kavramak istiyorsanız küçükten -gerçekten küçükten- başlamak en iyisidir. Kabaca bir haşhaş tohumu büyüklüğünde olan meyve sineği (Drosophila melanogaster) iki aydan kısa bir ömre sahiptir. Bu, onun küçücük boyutuyla uyumludur.
Beyin tüm organizmalarda, hatta bu küçük ve görünüşte basit olanlarda bile göz kamaştırıcı derecede karmaşıktır, bu nedenle araştırmacıların nörolojik bir harita geliştirmeleri yıllar almıştır. Ancak Perşembe günü, Cambridge ve Johns Hopkins Üniversitelerinden araştırmacılar, bir meyve sineği larvasının beynindeki her nöronu ve bağlantılarını haritalandırarak nihayet bu çabalarında başarılı olduklarını bildirdiler. Bu hafta Science dergisi ekibin araştırmasını yayınladı.
Johns Hopkins Üniversitesi’nden biyomedikal mühendisi Joshua T. Vogelstein’a göre, kim olduğumuzu ve nasıl düşündüğümüzü anlayabilmemiz için bilişin mekaniğinin anlaşılması gerekiyor. “Ve nöronların birbirleriyle nasıl bağlantı kurduğunu anlamak bunun anahtarıdır.”
Buna ek olarak, dikkate alınması gereken çeşitli nöronlar ve bağlantılar vardır. Bu nörolojik haritanın tamamlanması için 3.016 nöronun tanımlanması gerekmiştir. Ancak bu nöronlar tarafından yapılan toplam bağlantı sayısı 548.000’dir ve bu sayı bundan çok daha azdır. Buna ek olarak, her biri benzersiz bir yapıya, işleve ve nörolojik ilişkiye sahip 93 benzersiz nöron keşfettiler.
Tüm bunlar zorlayıcı görünebilir ve öyle de. Bir beynin 12 yıl boyunca metodik olarak binlerce doku örneğine bölünmesi, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu kullanılarak görüntülenmesi ve ardından nöron nöron tekrar bir araya getirilmesi gerekiyordu.
Bu bulgular, neredeyse 50 yıl önce ilk yuvarlak solucan beyin haritalama çabalarıyla başlayan ve nihayet 2019’da başarılı olduğu kabul edilen bir sürecin en son bulgularıdır. Bir meyve sineği larvası, yuvarlak solucanın aksine, kabaca on kat daha fazla nörona ve daha yüksek düzeyde genel nörolojik karmaşıklığa sahiptir. Yuvarlak solucanda sadece 302 nöron vardır.
Bir meyve sineğinin beyninin iç işleyişini incelemenin insan zihniyle hiçbir ilgisi yokmuş gibi görünse de, bilim insanları bu özel türü sadece boyutu ya da görünürdeki basitliği nedeniyle değil, genetik yapısı ve temel biyolojisi açısından insanlara benzediği için seçti. Dolayısıyla bu harita, insan zihninin sayısız gizeminden bazılarını araştırmak için ideal bir temel oluşturuyor.
Araştırmanın yazarlarından Marta Zaltic’e göre, “tüm beyinler birbirinin aynısıdır – hepsi birbirine bağlı nöronlardan oluşan ağlardır. Tüm hayvanlardaki tüm beyinler, diğer şeylerin yanı sıra duyusal verileri işleme, öğrenme, eylemleri seçme, çevrelerinde gezinme ve yiyecek seçme gibi çeşitli karmaşık işlevleri yerine getirmelidir.
Benzer nitelikte birkaç proje de geliştirme aşamasındadır. Örneğin, Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nden FlyEm şu anda yetişkin meyve sineğinin haritasını çıkarmakla meşgul ve fare beyninin haritasını çıkarmak muhtemelen bu çalışma alanındaki bir sonraki adımı temsil edecek. Bir fare beyninin bir meyve sineği larvasından yaklaşık bir milyon kat daha büyük olduğu düşünüldüğünde, bu özel nörolojik haritalama projesi kesinlikle muazzam olacaktır. Açıkçası, insanların 86 milyar nörona sahip olduğu düşünüldüğünde, karmaşıklık bununla da bitmiyor.
Kaynak: popularmechanics.com/science
