12 yıllık çalışmanın ardından, Birleşik Krallık, ABD ve Almanya’dan büyük bir araştırmacı ekibi, bir meyve sineği larvasının beynindeki her sinirsel bağlantıyı tanımlayan, bugüne kadarki en büyük ve en karmaşık beyin haritasını tamamladı.
Bir insan beyninin boyutuna ve karmaşıklığına yakın olmasa da, yine de toplam 3.016 nöron arasında 548.000 saygın bağlantıyı kapsar.
Haritalama, beynin iki tarafı arasındaki ve beyin ile omurilik arasındaki etkileşimler dahil olmak üzere farklı nöron türlerini ve yollarını tanımlar. Bu, bilim adamlarını nörondan nörona sinyal hareketlerinin davranışa ve öğrenmeye nasıl yol açtığını anlamaya yaklaştırıyor.
“Kim olduğumuzu ve nasıl düşündüğümüzü anlamak istiyorsak, bunun bir parçası da düşünce mekanizmasını anlamaktır.” diyor Johns Hopkins Üniversitesi’nde bir biyomedikal mühendisi olan Joshua T. Vogelstein.
“Ve bunun anahtarı, nöronların birbirleriyle nasıl bağlantı kurduğunu bilmektir.”
frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>
Araştırmacılar, bağlantı olarak adlandırılan bu muhteşem çok işlevli haritayı oluşturmak için yavru meyve sineğinin beyninin binlerce dilimini taradı yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu ile Daha sonra resimleri bir araya getirdiler ve nöronlar arasındaki her bir bağlantıyı titizlikle işaretleyerek zaten topladıkları verilere eklediler.
Bu, hem beynin her bir yarısında birbiriyle konuşan hücreleri hem de iki yarım küre arasında iletişim kuran hücreleri içerir ve beyindeki etkileşimleri derinlemesine incelemeyi mümkün kılar.
Beynin hemisferlerinin benzersiz ve önemli işlevleri vardır, ancak karmaşık davranış ve biliş için her iki taraftan gelen bilgileri nasıl bütünleştirip kullandıkları çok iyi anlaşılmamıştır.
“Beyin devresinin yapılandırılma şekli, beynin yapabileceği hesaplamaları etkiler.” açıklar Cambridge Üniversitesi’nden sinirbilimci Marta Zlatic.
“Fakat bu noktaya kadar, yuvarlak solucan dışında herhangi bir beynin yapısını görmedik. Caenorhabditis elegansdüşük bir kordalı iribaş ve bir deniz annelidinin larvası, hepsi birkaç yüz nörona sahip.”
Son zamanlarda, bilim adamları insan beyninin haritasını çıkarmada ve farelerde nöral aktiviteyi takip etmede önemli ilerleme kaydettiler, ancak odak noktası belirli bölgeler üzerinde ve mevcut teknoloji hala insanlar gibi daha büyük hayvanlar için bir konektom tamamlayacak kadar gelişmiş değil.
Ancak, Zlatic açıklar“Bütün beyinler benzerdir – hepsi birbirine bağlı nöron ağlarıdır – ve tüm türlerin tüm beyinleri birçok karmaşık davranış sergilemek zorundadır: Hepsinin duyusal bilgileri işlemesi, öğrenmesi, eylemleri seçmesi, çevrelerinde gezinmesi, yiyecek seçmesi, kendilerini tanıması gerekir. türdeşler, yırtıcılardan kaçış vb.”
Meyve sinekleri (Drosophila melanogaster), çalışılması kolay özellikleri, karmaşık ama kompakt beyinleri ve biz insanlarla birçok biyolojik benzerliği paylaşmaları nedeniyle popüler bir bilimsel araştırma modelidir.
Özellikle, araştırmacıların gözlemlediği bağlantı yapılarının, beynin öğrenmemize ve öğrendiklerimizi hatırlamamıza izin veren kısmına giren ve çıkan nöronlar arasında en çok tekrarlayıcı olduğu belirlendi.
Ayrıca, tanımlanan özelliklerden bazılarının, makine öğrenimi için bazı bilgisayar ağlarına benzer şekilde çalıştığını da buldular.
“Meyve sinekleri için kod hakkında öğrendiklerimizin, insanlar için kod üzerinde etkileri olacaktır.” devletler Vogelstein. “Anlamak istediğimiz şey bu – bir insan beyni ağına götüren bir programın nasıl yazılacağı.”
Ekip, bir sonraki adımın, öğrenme ve karar verme gibi belirli davranışsal işlevlerde yer alan nöral yapı hakkında daha fazla bilgi edinmek ve böcek etkinlikle meşgulken tüm konektomun etkinliğine bakmak olacağını öne sürüyor.
Beynin haritasını çıkarmaya yönelik ilk çaba, 14 yıllık bir çalışmaydı. C. elegans bu 1970’lerde başladı. Yuvarlak kurdun beyninin tamamlanmamış bir haritasını çıkardı ve sonunda bilim adamlarına Nobel Ödülü.
Vogelstein, “50 yıl oldu ve bu ilk beyin bağlantısı. Bunu yapabileceğimiz kumdaki bir bayrak,” dedi. diyor.
“Buna kadar her şey çalıştı.”
Araştırma dergide yayınlandı Bilim.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/the-first-ever-complete-map-of-an-insect-brain-is-truly-mesmerizing