Beyin Devre Haritasının Keşfi: Meyve Sineği Larvası Üzerine Bir Çalışma
Bilim insanları, beynin karmaşık yapısını belirli bir ölçüde çözmüş ve detaylı bir şekilde haritalamış olsalar da, bu işlemin arka planında verilerin nasıl işlendiğini hâlâ tam olarak kavrayabilmiş değiller. Beynin işleyişini anlamak için, ayrıntılı bir “devre haritası” oluşturmak kritik bir ihtiyaç olarak öne çıkıyor. Bu bağlamda, araştırmacılar meyve sineği larvası üzerinde, beynin detaylı bir haritasını başarıyla oluşturmayı başardılar. Neuroscience News’in bildirdiğine göre, bu diyagram, böceğin 3.016 nöronunu ve 548.000 sinapsını kapsamaktadır. Bu harita, bilim insanlarının hem böceklerin hem de daha karmaşık hayvanların beyinlerinin davranışları, öğrenme süreçleri, vücut fonksiyonları ve daha fazlasını nasıl yönettiğini daha iyi anlamalarına olanak tanıyacak. Ayrıca, çalışma, ileri düzey yapay zeka ağları üzerindeki araştırmaları da destekleyebilir.
MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Profesör Marta Zlatic, “Bu noktaya kadar, birkaç yüz nörona sahip olan yuvarlak solucan C. elegans, düşük kordalı iribaş ve deniz annelid larvası dışında herhangi bir beynin yapısını inceleyebilmiş değilizBu durum, sinirbilimin çoğunlukla devre haritaları olmaksızın çalıştığı anlamına geliyor. Beynin yapısını bilmeden, hesaplamaların nasıl uygulandığını tahmin etmeye çalışıyoruz. Ancak şimdi, beynin nasıl çalıştığına dair mekanik bir anlayış kazanma yolunda önemli bir adım attık.”
Ekip, bu haritayı oluşturmak için larvanın beyninden binlerce dilimi bir elektron mikroskobu ile tarayarak ayrıntılı bir haritaya entegre etti ve tüm nöral bağlantıları kaydetti. Ardından, böceğin beynindeki olası bilgi akış yollarını ve “devre motifleri” türlerini belirlemek için gelişmiş hesaplama araçları kullandılar. Bu süreçte, bazı yapısal özelliklerin modern derin öğrenme mimarilerine benzerlik gösterdiğini de fark ettiler.
Geçmişte, bilim insanları meyve sineği larvasından çok daha karmaşık olan bir meyve sineğinin beynine dair ayrıntılı haritalar oluşturmuştu. Ancak, bu haritalar, beynin gerçek bir devre haritasına sahip olabilmesi için gerekli olan tüm bağlantıları kapsamıyordu. Ekip, bir sonraki aşamada öğrenme ve karar verme gibi davranışsal işlevlerle ilgili yapıları incelemeyi planlıyor ve böcek belirli etkinlikler gerçekleştirirken meydana gelen bağlantısal etkinlikleri araştıracak.
Meyve sineği larvası basit bir böcek olmasına rağmen, araştırmacılar diğer hayvanlarda da benzer devre yapılarına rastlamayı bekliyor. Zlatic, “Hayvanlar aleminde genlerin korunması gibi, bu temel davranışları gerçekleştiren temel devre motiflerinin de korunacağını düşünüyorum” sözleriyle bu durumu özetliyor.
