İnsan Beyninin En Büyük 3D Haritalanmış Parçası Pirinç Tanesine Sığabilir
Bu canlı hücre gökkuşağı, insan beyninin bir bölümünün şimdiye kadarki en büyük yüksek çözünürlüklü 3D haritasını temsil ediyor. En büyüğü, evet, ama yine de sadece bir milimetre küp boyutunda – yaklaşık yarım pirinç tanesi. Bu başarı sayesinde bilim insanları artık insan korteksinin bu küçük bölümünü oluşturan, 150 milyon sinaps ve yüzlerce milimetre kan damarıyla birbirine bağlı 57.000 hücreden oluşan karmaşık ağı görebiliyor.
Son on yıldır, Harvard Üniversitesi ve Google’daki araştırmacılar arasındaki bir işbirliği, fare beyninin eksiksiz, yüksek çözünürlüklü bir haritasını çıkarma hedefi doğrultusunda çalışıyor. Sinaptik ölçeğe kadar inen bir beyin dokusu parçasının daha önce hiç görülmemiş karmaşıklığının bir kısmını ortaya çıkaran bu çalışma, bu yolculukta küçük ama önemli bir adım.
Ekibi yeni haritanın temelini oluşturan elektron mikroskobu görüntülerini üreten kıdemli yazar Jeff Lichtman yaptığı açıklamada “‘Parça’ kelimesi ironik” dedi. “Bir terabayt çoğu insan için devasa bir büyüklüktür, ancak bir insan beyninin bir parçası – sadece minicik, ufacık bir insan beyni parçası – yine de binlerce terabayttır.”
Google Research’te geliştirilen yapay zeka algoritmalarının yardımıyla, Lichtman’ın Harvard’daki ekibinin elde ettiği görüntüler renk kodlu hale getirilebiliyor ve benzeri görülmemiş ayrıntıları ortaya çıkarmak için yeniden yapılandırılabiliyor.
Merkezi sinir sisteminin ana organında en çok sinir hücresi olan nöronların bulunacağını düşünebilirsiniz – ipucu adında, değil mi? Ancak ekip, bu hücrelerin aslında beynin ortamını doğru tutmaya yardımcı olan destekleyici glial hücreler tarafından ikiye bir sayıca daha fazla olduğunu buldu. En bol bulunan hücre tipi, sinir aksonlarının etrafındaki hayati yalıtım olan miyelini üreten oligodendrositlerdi.
Doku parçasındaki tuhaflıklar arasında, her biri 50 veya daha fazla sinapsla birbirine bağlanan güçlü nöronlar, ekibin makalelerinde “olağandışı malzeme” olarak tanımladıkları şeyle dolu şişmiş aksonlar ve “geniş kıvrımlar” halinde düzenlenmiş az sayıda akson vardı. Doku örneği başlangıçta epilepsili bir hastadan alındığından, bu özelliklerin bu durumla ilgili olup olmadığı belirsizdir.
Bu ayrıntı düzeyine kadar haritalamanın önemi, geleceğin araştırmacılarına beyin dokusu içindeki küçük ölçekli bağlantıların potansiyel olarak nasıl büyük bir etkiye sahip olabileceği, ana işlevleri etkileyebileceği ve hastalığa katkıda bulunabileceği konusunda yeni bilgiler sağlayacağını ummaktır.
Bu bilim dalına “connectomics” adı verilmektedir. Son yıllarda bu alandaki diğer gelişmeler, insan beynindeki toplam bağlantıların haritasını çıkarmaya yönelik devasa bir uluslararası proje – tıpkı insan genomunun haritasını çıkardığımız gibi – ve bir böcek beyninin ilk tam haritasının yayınlanması oldu.
Bu gelişmelere geçen yıl duyurulan beyin hücreleri atlası da eklendiğinde, bilim insanları artık “küçük gri hücreler” demetimizin içine her zamankinden daha derinlemesine bakabiliyor.
Harvard ve Google ekibi, bu amacı ilerletmek ve bu yöntemlere erişimi mümkün olduğunca çok sayıda bilim insanına yaymak için kamuya açık bir dizi analitik araç geliştirdi. Google Araştırma grubunun bir üyesi olan Viren Jain, “Bu projeye yapılan muazzam yatırım göz önüne alındığında, sonuçları artık herkesin gidip yararlanabileceği bir şekilde sunmak önemliydi” dedi.
Bu özel projenin nihai hedefi olan tüm fare beyninin haritası, bu 1 kübik milimetrelik insan beyni parçasından üretilen veri miktarının yaklaşık 1.000 katını oluşturacak, bu nedenle daha gidilecek yol var.
Yazarlar, “Kuşkusuz, nöral devre bağlantı verilerinin anlamını ortaya çıkarmaya yönelik yaklaşımlar henüz emekleme aşamasında” diyor ve ekliyor: “Ancak bu petascale veri seti bir başlangıç.”
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Beyin Nasıl Ölmeye Başlar ve Süreç Nasıl Tersine Çevrilir Artık Biliyoruz