Logo
E-Bülten Kayıt

Haberler

nokta

BEYİN BAĞLANTILARINI GÖSTEREN EN KAPSAMLI 3D HARİTA

Şubat 2020


BEYİN BAĞLANTILARINI GÖSTEREN EN KAPSAMLI 3D HARİTA

3D modelleme bir meyve sineğinin beynindeki 20 milyon sinapsın, 25 bin nöronu nasıl bağladığını gösteriyor.

Google ve Virginia’da yer alan Janelia Araştırma Kampüsü’ndeki araştırmacılar,  herhangi bir hayvandaki beyin bağlantılarının en geniş kapsamlı, yüksek çözünürlüklü haritasını yayınladı. Ekibin paylaştığı 3D modelleme meyve sineğinin beynindeki 20 milyon sinapsın 25 bin nöronu nasıl bağladığını gösteriyor. 

Konnektom araştırma alanında bir dönüm noktası olan model, beynin oluşturduğu fiziksel yolların haritasını çıkarmak için detaylı görselleştirme tekniklerini kullandı. Bu arada haritanın, beynin içerdiği tüm nöronları ve sinir yollarını gösteren bir diyagram olan connectome ismiyle de tanındığını belirtelim. Harita, meyve sineğinin beyninin yalnızca  üçte birini gösteriyor. Şimdiye kadar sadece tek bir organizmanın, yuvarlak solucanların beyni tamamen bu şekilde haritalandırılabilmişti. 

Connectomics’in bilim dünyasında tartışmalara yol açan bir yöntem olduğunu belirtelim. Bir kesim, bu tekniğin beynin fiziksel bölümlerini belirli davranışlarla ilişkilendirmeye yardımcı olduğunu savunuyor. Aslına bakarsanız bu da sinirbilimin temel hedeflerinden biri. Ancak tekniği eleştirenler; bu tekniğin, henüz büyük atılımlar üretmediğini ve nöronları haritalama konusunda yürütülen bu özenli çalışmanın başka alanlarda daha iyi kullanılabilecek kaynakları tükettiğini belirtiyor. 

 

Bu konuda Nottingham Üniversitesi’nden Sinir Bilimci Mark Humphries ise  yeniden yapılandırmanın teknik bir harika olduğunu dile getirirken, diğer bilim adamlarının kullanabileceği bir kaynak olarak öne çıktığını söyledi. Bu tekniğin ilk etapta ivedi bilimsel sorulara acil cevap vermeyeceğini belirten Humphries, yine de sinir bilim alanındaki bazı ilginç gizemleri ortaya çıkarabileceğini ifade etti. 

 

Google ve Janelia’daki FlyEM ekibi tarafından oluşturulan 3D haritanın ve insan işçiliğinin ortaya çıkardığı teknik bir başarı olduğunu söyleyebiliriz. Haritayı oluşturmak için ilk olarak meyve sineği beyninin bölümlerini sadece 20 mikron kalınlığında yani insan saçının yaklaşık üçte biri kadar parçalara ayırmak gerekiyor Bu beyin dilimleri daha sonra taramalı elektron mikroskobundan çıkan elektron akışına tabi tutularak görüntüleniyor. Elde edilen veriler, her bir hücrenin yollarını izleyen bir algoritma kullanılarak işlenen yaklaşık 50 trilyon 3D piksel veya voksel içeriyor. 

Google’ın algoritmik gücüne rağmen, yazılım ortaya çıkardığı çalışmayı incelemek için ciddi bir insan gücüne ihtiyaç olduğunu ekleyelim. Google yaptığı açıklamada 3D haritayı kontrol edilmesi 2 yıl ve yüz binlerce saat sürdü.  Bilim insanları bu süreçte 20 milyon kimyasal sinapsın her birinin rotasını doğrulamak için VR başlıkları ve özelleştirilmiş 3D düzenleme yazılımı kullandı.