Serebral Korteks Kendi Kendilerine Nöronları Organize Edebiliyor

Serebral Korteks Kendi Kendilerine Nöronları Organize Edebiliyor

Bilim insanları serebral kortekste meydana gelen süreçleri araştırdı. Bilim insanları, serebral korteksin rastgele girdi verilerini son derece organize sinirsel faaliyet modellerine dönüştürebildiğini buldular.

1952 yılında büyük matematikçi Alan Turing, birincil hücrelerden doku ve organların oluşumuna dair bir teori geliştirdi. Fikir basit: eğer bir noktadaki aktivite engelleyici bir etkiyle “çevrelenirse”, bir tür tepe oluşur.

Süreç tekrarlanırsa, periyodik yapılar ortaya çıkar. Komşu parçacıkların (ya da hücrelerin veya nöronların) etkileşimi nedeniyle kendiliğinden ortaya çıkarlar. “Yukarıdan” herhangi biri tarafından programlanmamışlardır.

Şimdi bu teori serebral korteksin gelişiminde doğrulandı.

Makalenin yazarlarından Gordon Smith, “Bu dönüşüm öncelikle tamamen korteksin kendi içinde gerçekleşiyor gibi göründüğü için önemli, yani beyin gelişim sırasında kendi işlevlerini organize ediyor” diyor.

Bilim insanı bunun neden bu kadar önemli olduğunu şöyle açıklıyor: “Bu, komşu nöronlar arasındaki yerel etkileşimlerdeki bozulmaların küresel beyin işlevini kökten değiştirebileceğini ve bunun duyusal algıyı daha da etkileyebileceğini ve muhtemelen otizm gibi nörogelişimsel bozukluklara yol açabileceğini gösteriyor.”

Kendi kendini organize eden bir sistemde, yerel etkileşimler birleşerek büyük ölçekli yapılar oluşturur. Araştırma ekibi, teori ve deneyi birleştirerek, beyin yapılarının gelişimini yönetenlere benzer matematiksel yasaların, balıkların renklendirilmesindeki lekelerin oluşumu veya kum tepeleri arasındaki mesafe gibi çok çeşitli canlı ve inorganik sistemlerde çalıştığını gösterebildi.

Sinir ağları nasıl ortaya çıkıyor?

“Sonuçlarımız, erken korteksteki nöral aktivite modellerinin, yerel aktivasyon ve yanal inhibisyon arasında bir denge içeren geri bildirim döngüleri yoluyla dinamik olarak ortaya çıktığını göstermektedir.

Makalenin ortak yazarı Matthias Kashube, ‘Bu, on yıllar önce ortaya çıkan teorik bir beyin gelişimi hipotezini destekliyor’ dedi. Bu model sınıfı Alan Turing’in morfogenez süreçleri teorisine dayanıyor.

Araştırma ekibi, beynin sinir ağlarının büyük ölçekli yapısının harici bir modeli yeniden üretmek yerine ağların kendisinden nasıl ortaya çıktığını doğrudan göstermek için optik araçlar kullandı. Araştırma modeli genetik olarak modifiye edilmiş gelinciklerdi.

Dr. Smith, “Gelişmiş optik teknikler kullanarak, bu deneyler uzun süredir devam eden bilimsel bir teoriyi test etmemizi ve beynin gelişiminin erken dönemlerinde kendi faaliyetlerini organize ettiğini göstermemizi sağladı” dedi.

Gelecekte bilim insanları kortikal değişikliklerin belirli süreçlerini tanımlayacak ve gelişimin erken aşamalarında başlatılan nöronların kendi kendine organizasyonunun yetişkin organizmanın duyusal algısını nasıl etkilediğini anlayacaklardır. Bu, öncelikle otizmin nedenlerini anlamak için önemlidir.

Derleyen: Feyza ÇETİNKOL

Harvard’a Uzanan Başarı Hikayesi: Sıla Nur Yorulmaz

Kaynak: Serebral Korteks Kendi Kendilerine Nöronları Organize Edebiliyor