Bilim insanları, organdaki 548.000 sinapsın tümünü gösteren bir larva meyve sineği beyninin haritasını çıkardılar. Bu, bir böceğin beyninin ilk kez tamamlanmış haritası. Konektom adı verilen kapsamlı haritanın oluşturulması 12 yıllık titiz bir çalışma gerektirdi ve larva meyve sineğinin (Drosophila melanogaster) beynindeki 3.016 nöronun tümünün yerini gösteriyor. Bu beyin hücreleri arasında 548.000 bağlantı noktası veya sinaps var; burada hücreler birbirlerine kimyasal mesajlar gönderebilirler ve bu da hücrelerin kablolarından geçen elektrik sinyallerini tetikler.
Araştırmacılar, beynin bir tarafındaki nöronların diğerine veri gönderdiği ağları belirlediler, haritalarını da 9 Mart'ta Science dergisinde yayınladılar. Ekip ayrıca şekilleri, önerilen işlevleri ve diğer nöronlara bağlanma biçimleri bakımından farklılık gösteren 93 farklı nöron tipini sınıflandırdı. Uzmanlar yeni bağlantının eksiksiz olmasıyla dikkat çekici olduğunu söyledi.
2020'de farklı bir araştırma grubu, 25.000 nöron ve 20 milyon sinaps içeren yetişkin bir meyve sineğinin kısmi bir bağlantısını yayınlamıştı. Ancak bilim insanlarının yalnızca diğer üç organizma için eksiksiz bağlantıları var: bir nematod, bir larval deniz fışkırtması ve bir larval deniz solucanı. Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki NeuroData laboratuvarının direktörü ve kurucu ortağı olan çalışmanın eş-kıdemli yazarı Joshua Vogelstein bu konektomların her birinin birkaç yüz nöron içerdiğini, böceklerde ve memelilerde görülen farklı beyin yarıkürelerinden yoksun olduğunu söyledi.
Harita oluşturulurken, bilim insanları bir larva sineği beynini ince bir şekilde 5.000 bölüme ayırdılar ve her dilimin mikroskobik görüntülerini aldılar. Bu görüntüleri bir 3D cilt oluşturmak için bir araya getirdiler. Ekip daha sonra görüntüleri inceledi, içlerindeki hücreleri tek tek belirledi ve tellerini manuel olarak izledi. Ortaya çıkan harita, uzmanları birkaç yönden şaşırttı.
Örneğin, bilim insanları, nöronların akson adı verilen uzun teller yoluyla giden mesajlar gönderdiğini ve mesajları dendrit adı verilen daha kısa, dallanmış teller yoluyla aldığını düşünme eğilimindedir. Bununla birlikte, bu kuralın istisnaları vardır ve akson-akson, dendrit-dendrit ve dendrit-akson bağlantılarının larva sineği beynindeki sinapsların yaklaşık üçte birini oluşturduğu ortaya çıktı.
Vogelstein, bağlantının şaşırtıcı bir şekilde "sığ" olduğunu, yani gelen duyusal bilginin, sineği fiziksel bir davranış gerçekleştirmeye yönlendirebilen motor kontrole dahil olan birine geçmeden önce çok az nörondan geçtiğini ifade ediyor. Bu düzeyde bir verimlilik elde etmek için beynin devreler arasında yerleşik "kısayollara" sahip olduğu ve bunların bir şekilde son teknoloji yapay zeka sistemlerindekilere benzediği belirtildi.
Araştırmacılar, beynin bir tarafındaki nöronların diğerine veri gönderdiği ağları belirlediler, haritalarını da 9 Mart'ta Science dergisinde yayınladılar. Ekip ayrıca şekilleri, önerilen işlevleri ve diğer nöronlara bağlanma biçimleri bakımından farklılık gösteren 93 farklı nöron tipini sınıflandırdı. Uzmanlar yeni bağlantının eksiksiz olmasıyla dikkat çekici olduğunu söyledi.
2020'de farklı bir araştırma grubu, 25.000 nöron ve 20 milyon sinaps içeren yetişkin bir meyve sineğinin kısmi bir bağlantısını yayınlamıştı. Ancak bilim insanlarının yalnızca diğer üç organizma için eksiksiz bağlantıları var: bir nematod, bir larval deniz fışkırtması ve bir larval deniz solucanı. Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki NeuroData laboratuvarının direktörü ve kurucu ortağı olan çalışmanın eş-kıdemli yazarı Joshua Vogelstein bu konektomların her birinin birkaç yüz nöron içerdiğini, böceklerde ve memelilerde görülen farklı beyin yarıkürelerinden yoksun olduğunu söyledi.
Harita oluşturulurken, bilim insanları bir larva sineği beynini ince bir şekilde 5.000 bölüme ayırdılar ve her dilimin mikroskobik görüntülerini aldılar. Bu görüntüleri bir 3D cilt oluşturmak için bir araya getirdiler. Ekip daha sonra görüntüleri inceledi, içlerindeki hücreleri tek tek belirledi ve tellerini manuel olarak izledi. Ortaya çıkan harita, uzmanları birkaç yönden şaşırttı.
Örneğin, bilim insanları, nöronların akson adı verilen uzun teller yoluyla giden mesajlar gönderdiğini ve mesajları dendrit adı verilen daha kısa, dallanmış teller yoluyla aldığını düşünme eğilimindedir. Bununla birlikte, bu kuralın istisnaları vardır ve akson-akson, dendrit-dendrit ve dendrit-akson bağlantılarının larva sineği beynindeki sinapsların yaklaşık üçte birini oluşturduğu ortaya çıktı.
Vogelstein, bağlantının şaşırtıcı bir şekilde "sığ" olduğunu, yani gelen duyusal bilginin, sineği fiziksel bir davranış gerçekleştirmeye yönlendirebilen motor kontrole dahil olan birine geçmeden önce çok az nörondan geçtiğini ifade ediyor. Bu düzeyde bir verimlilik elde etmek için beynin devreler arasında yerleşik "kısayollara" sahip olduğu ve bunların bir şekilde son teknoloji yapay zeka sistemlerindekilere benzediği belirtildi.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
