Bir haşhaş tohumu kadar ama içinde 124 milyon bağlantı var: Bilim insanları tamamını haritaladı

Bilim insanları, haşhaş tohumu büyüklüğündeki bir sinir sisteminde milyonlarca bağlantının izini sürerek nörobilim açısından önemli bir çalışmaya imza attı. Uluslararası araştırma ekibi, yetişkin erkek meyve sineğinin beyni ile vücuttaki hareketlerin kontrolünde rol oynayan ventral sinir kordonunu kapsayan merkezi sinir sisteminin ayrıntılı bağlantı haritasını çıkardı.

“Connectome” adı verilen haritada yaklaşık 166 bin 700 nöron ve bunların arasında bulunan 124 milyon sinaptik bağlantı yer alıyor. Çalışma, yetişkin bir erkek hayvanda beynin sinir kordonuyla birlikte bu ölçekte tamamen haritalandığı ilk örneklerden biri olarak değerlendiriliyor.

Erkek ve dişi sineğin beyni karşılaştırıldı

Araştırmanın önemli taraflarından biri, ortaya çıkarılan erkek sinek haritasının daha önce hazırlanan dişi meyve sineği bağlantı haritasıyla doğrudan karşılaştırılabilmesi oldu.

Bilim insanları, iki cinsiyetteki sinir hücrelerinin yaklaşık yüzde 95’inin ortak olduğunu belirledi. Ancak kalan küçük bölümdeki farklı bağlantılar, erkek ve dişi sineklerin aynı çevresel uyarılara neden farklı tepkiler verebildiğine ilişkin önemli ipuçları sundu.

Araştırmacılar özellikle kur yapma, saldırganlık, eş takibi ve erkek sineklerin kanatlarını titreştirerek oluşturduğu kur şarkılarıyla ilişkili sinir devrelerindeki farklılıkları inceleyebiliyor.

Bu sonuç, davranışların yalnızca tamamen farklı beyin yapılarından değil, ortak sinir sistemindeki belirli bağlantıların farklı biçimde yönlendirilmesinden de ortaya çıkabileceğini gösteriyor.

124 milyon bağlantı nasıl haritalandı?

Çalışma için erkek meyve sineğinin merkezi sinir sistemi 66 ayrı parçaya bölündü. Her bölüm elektron mikroskoplarıyla çok yüksek çözünürlükte defalarca görüntülendi.

Yedi elektron mikroskobunun yaklaşık bir yıl boyunca görüntü topladığı süreçte elde edilen dev veri seti, yapay zekâ ve gelişmiş bilgisayar sistemleri yardımıyla üç boyutlu hale getirildi. Araştırmacılar daha sonra nöronları ve aralarındaki bağlantı noktalarını sınıflandırarak bütün sinir sistemini yeniden oluşturdu.

Ortaya çıkan harita yalnızca beynin hangi hücrelerden oluştuğunu değil, duyusal bir bilginin sinir sistemi boyunca hangi yolları izleyerek harekete ve davranışa dönüşebileceğini araştırmaya da olanak sağlıyor.

İnsan beynini anlamaya yardımcı olabilir

Çalışmanın araştırmacılarından Gregory Jefferis, genetik farklılıkların sinir sisteminin bağlantılarını ve bunun sonucunda davranışları nasıl değiştirdiğini anlamanın nörobilim açısından önemli bir araştırma alanı oluşturduğunu belirtti.

Bilim insanları, meyve sineği ile insan davranışlarının doğrudan karşılaştırılamayacağının özellikle altını çiziyor. İnsan beyninin yapısı ve davranışları çok daha karmaşık olduğu için araştırmanın kadın ve erkek davranışlarını açıklayan doğrudan bir model olarak değerlendirilmesi mümkün değil.

Buna karşılık araştırmacılar, genetik farklılıkların beyin bağlantılarını nasıl etkilediğini anlamaya yönelik yöntemlerin gelecekte otizm ve şizofreni gibi genetik bileşenleri bulunan nörolojik ve psikiyatrik durumların araştırılmasına katkı sağlayabileceğini düşünüyor.