• NIH tarafından desteklenen bu kilometre taşı, daha büyük hayvanlarda beyin süreçlerinin anlaşılmasını ilerletecek.

Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) tarafından desteklenen bir bilim ekibi, yaygın meyve sineği beyninin sinir bağlantılarının ilk eksiksiz haritasını ortaya çıkardı. Harita, konnektom olarak bilinen bir bağlantı şeması sağlıyor ve şimdiye kadar oluşturulmuş en büyük ve en eksiksiz yetişkin hayvan konnektomu olma özelliğini taşıyor.Bu çalışma, beyinlerin nasıl bağlandığı ve sağlıklı beyin fonksiyonlarının altında yatan sinyaller hakkında kritik bilgiler sunuyor. 130.000’den fazla nöron arasındaki 50 milyondan fazla bağlantıyı detaylandıran çalışma, Nature dergisinde dokuz makaleden oluşan bir paketin parçası olarak yer alıyor.

“Küçük meyve sineği şaşırtıcı derecede sofistike ve uzun zamandır davranışın biyolojik temellerini anlamak için güçlü bir model görevi görüyor,” diyor NIH’in Beyin Araştırması İnovasyon Nöroteknolojileri Girişimi® veya The BRAIN Initiative® direktörü Dr. John Ngai. “Bu kilometre taşı, araştırmacılara beyindeki devrelerin davranışı nasıl yönlendirdiğini anlamak için yeni bir araç seti sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda daha büyük memeli ve insan beyinlerinin bağlantılarını haritalamak için devam eden BRAIN tarafından finanse edilen çabalara öncülük ediyor.”

Konnektom Haritası ve Projectome

Konnektom haritası, meyve sineği beynindeki tüm hücre sınıflarını detaylandırarak, nöronlar arasındaki farklı nöron türlerini ve kimyasal bağlantıları veya sinapsları tanımlıyor. Ayrıca, her nöron tarafından salgılanan nörotransmitter (dopamin veya serotonin gibi kimyasallar) türü hakkında da bilgi veriyor.

Araştırmacılar ayrıca, sinek beynindeki hemisferlerin ve davranışsal devrelerin organizasyonunu izleyen, projectome olarak bilinen beyin bölgeleri arasındaki projeksiyonların bir haritasını da oluşturdular. Bu, uçuş sırasında sineğin vücudunu yönlendiren davranışsal değişiklikleri ortaya çıkaran görsel uyaranları alan oselar beyin devresi gibi, davranışı kontrol eden belirli beyin devrelerinin ayrıntılı olarak haritalanmasını sağlıyor.

Konnektom Verilerinin Kullanımı

Eşlik eden bir makalede, araştırmacılar sinek konnektomunun bir açıklamasını sağlayarak hücre tiplerini, hücre sınıflarını ve daha fazlasını detaylandırdılar. Beyin fizyolojisi ve davranışı hakkındaki anlayışımızı ilerletmek için konnektomu kullanacak araştırmacılar ve diğerleri için kritik bilgiler içeriyor.

Meyve sineği, şaşırtıcı derecede gelişmiş biliş ve davranış yeteneğine sahip, bu da onu bu ilk konnektom projesi için ideal bir aday haline getiriyor. Örneğin, uzun süreli anılar oluşturabilir, sosyal etkileşimlerde bulunabilir ve uzun mesafeler boyunca gezinebilirler. Artık meyve sineği konnektomu oluşturulduğuna göre, aynı metodoloji daha büyük beyinli hayvanlarda benzer haritaları hızlı bir şekilde oluşturmak için kullanılabilir. Örneğin, yeni harita, bir dizi insan mutasyonunun beyin bağlantılarını nasıl etkilediğini anlamak için bir referans görevi görebilir.

Konnektom Nasıl Oluşturuldu?

Sinek konnektomunu oluşturmak için araştırmacılar, kamuya açıklanan eksiksiz sinek beyninin elektron mikroskobu görüntülerini aldılar ve görüntülerdeki nöronları otomatik olarak tanımlamak veya “segmentlere ayırmak” için bir bilgisayar programı kullandılar. Program hatasız olmadığı için araştırmacılar, büyük bir çevrimiçi araştırma topluluğunun segmentlere bakmasına, doğruluk açısından düzeltme okuması yapmasına ve hücre tiplerini ve sınıflarını topluluk odaklı bir şekilde açıklamasına olanak tanıyan hesaplamalı bir araç sistemi oluşturdular. Bireysel nöronların tanımlanması ve sınırlandırılmasının düzeltilmesi, dünya çapındaki bilim insanlarını içeren FlyWire adlı bir meyve sineği laboratuvarları konsorsiyumu tarafından tamamlandı.

“2021’de nöronların yalnızca %15’i düzeltilmişti,” diyor NIH’in Ulusal Akıl Sağlığı Enstitüsü’nün direktör vekili Dr. Shelli Avenevoli. “Düzeltme okumasını meyve sineği beynini inceleyen daha geniş bilimsel topluluğa açmak, bu konnektomu ne kadar hızlı tamamlayabildiğimizi büyük ölçüde hızlandırdı.”

https://codex.flywire.ai adresinden daha ayrıntılı görüntülere ulaşabilirsiniz.

Derleyen: Enis Yabar