Bilim insanları, bir meyve sineği larvasının beyninin tam haritasını oluşturmayı başardı

Araştırmacılar beynin yapısını bir noktaya kadar çözmüş ve biraz detaylı bir biçimde haritalamış olsalar da, dataları tam olarak nasıl işlediğini hala tam olarak bilmiyorlar. Bunun için de beynin detaylı bir “devre haritasına” gereksinimleri var.

Bilim insanları, tam da bu türlü bir haritayı, bir meyve sineği larvası için oluşturmayı başardılar. Neuroscience News’in bildirdiğine nazaran, “connectome” olarak isimlendirilen bu diyagram, böceğin 3.016 nöronunu ve 548.000 sinapsını gösteriyor. Harita, araştırmacıların hem böceklerin hem de hayvanların beyinlerinin davranışları, öğrenmeyi, beden işlevlerini ve daha fazlasını nasıl denetim ettiğini daha âlâ anlamalarına yardımcı olacak. Çalışma, gelişmiş AI ağları üzerindeki çalışmaları da destekleyebilir.

MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Profesör Marta Zlatic “Bu noktaya kadar, hepsi birkaç yüz nörona sahip olan yuvarlak solucan C. elegans, düşük kordalı iribaş ve deniz annelid larvası dışında rastgele bir beynin yapısını görmedik” diyor ve devam ediyor: “Bu, sinirbilimin çoğunlukla devre haritaları olmadan çalıştığı manasına geliyor. Beynin yapısını bilmeden, hesaplamaların nasıl uygulandığını iddia ediyoruz. Fakat artık, beynin nasıl çalıştığına dair mekanik bir anlayış kazanmaya başlayabiliriz.”

Ekip, haritayı oluşturmak için larvanın beyninden binlerce dilimi bir elektron mikroskobuyla taradı ve akabinde bunları detaylı bir haritaya entegre ederek tüm nöral kontakları not etti. Daha sonra, böceğin beynindeki muhtemel bilgi akış yollarını ve “devre motifleri” tiplerini belirlemek için hesaplama araçlarını kullandı. Hatta bu çalışma sırasında, kimi yapısal özelliklerin son teknoloji eseri derin öğrenme mimarisine çok benzediğini fark ettiler.

Geçmişte de bilim insanları, bir meyve sineği larvasından çok daha karmaşık olan bir meyve sineğinin beyninin detaylı haritalarını oluşturmuştu. Lakin bu haritalar, beyinlerin gerçek bir devre haritasına sahip olmak için gereken tüm detaylı temasları içermiyordu.

Ekip, bir sonraki adımda öğrenme ve karar verme üzere davranışsal fonksiyonlar için kullanılan yapıları araştıracak ve böcek makul etkinlikler yaparken oluşan bağlantısal aktifliği inceleyecek. Ve bir meyve sineği larvası kolay bir böcek olsa da, araştırmacılar öteki hayvanlarda da benzeri modeller görmeyi bekliyorlar. Zlatic, “Hayvanlar aleminde genlerin korunması üzere, bu temel davranışları gerçekleştiren temel devre motiflerinin de korunacağını düşünüyorum” diyor.