Google ve Virginia’daki Janelia Araştırma Kampüsü’nden bilim insanları bir hayvandaki en yüksek çözünürlüklü beyin bağlantı haritasını yayınladılar. Paylaştıkları üç boyutlu model meyve sineğinin beynindeki 25 bin kadar nöronu bağlayan 20 milyon sinapsisi izliyor.
Bu model beyindeki sinapsislerin bağlantısı üzerine çalışan konnektomi bilim alanı için bir dönüm noktası niteliğini taşıyor. Yayınlanan harita ?connectome? olarak adlandırılıyor ve meyve sineğinin beyninin sadece üçte birlik bölümünü kapsıyor. Şimdiye kadar sadece tek bir canlının, yuvarlak solucan C’nin beyin haritası bu yöntemle tamamen çıkarılmıştı.
Konnektominin bilim dünyasında karmaşık bir ünü var. Bu bilimin öncüleri beynin fiziksel bölgelerinin belirli davranışlara verdiği tepkinin bağlantılandırılmasına yardımcı olduğunu söylüyor ki, nörobilimin de ana hedefidir. Eleştirenler ise şimdiye kadar çığır açan bir buluşa imza atılmadığını söylüyor. Aynı zamanda nöronları haritalandırmak gibi zahmetli bir iş yerine kaynakların daha verimli alanlara aktarılmasının yerinde olacağını savunuyor.
Google ve Janelia’daki FlyEM ekibi tarafından oluşturulan üç boyutlu harita açıkçası teknik anlamda büyük bir başarı. Bu harita hem otonom yöntemlerin hem de insan çalışmasının ürünü olarak karşımıza çıkıyor.
Haritanın oluşturulmasındaki ilk aşama meyve sineği beyninin sadece 20 mikron kalınlığında kesitlere ayrılması oluyor. Bunlar da insan saçının kabaca üçte biri oranında kalınlığa denk geliyor. Konnektomide meyve sineği sıklıkla kullanılıyor, çünkü bunların nispeten daha basit yapıda beyinleri var ve boyutu da haşhaş tohumu seviyelerinde bulunuyor. Ancak meyve sineği kur yapma dansı gibi karmaşık hareketleri gerçekleştirebiliyor.
Daha sonra beyin kesitleri tarayıcı elektron mikroskobundan gelen elektron akışına tutuluyor. Sonuç olarak elde edilen veri 50 trilyon 3D pikselden ya da vokselden oluşuyor. Bunlar her bir hücrenin yolunu izleyen bir algoritma kullanılarak işleniyor.
Google’ın algoritma konusundaki hünerine rağmen, yazılımın işini kontrol etmek ciddi bir iş gücüne ihtiyaç duydu. Şirket, Janelia’daki bilim insanlarının iki yıl boyunca ve yüz binlerce saat süresince üç boyutlu haritayı incelediğini ve 20 milyon kimyasal sinapsisin her bir tanesinin yolunu sanal gerçeklik başlıkları ve özelleştirilmiş 3D düzenleme yazılımlarıyla doğruladıklarını kaydetti.
Bundan sonra bile, sonuçta ortaya çıkan harita meyve sineğinin beyninin sadece bir bölümünü kapsıyor. Bir meyve sineğinin beyni toplamda 100 bin nörondan oluşuyor. İnsan beyninde ise kabaca 86 milyar nöron bulunuyor. Bu da insan beyninin tamamının beyin haritasını oluşturmaktan çok uzak olduğumuzu gösteriyor.
Ancak yapılan bu çalışmanın çok önemli olduğu ve önümüzdeki on yıl içinde bu tarz projelerin önemli sonuçlar vermeye başlayacağı söyleniyor. The Verge sitesine konuşan biyomedikal mühendisi ve Açık Konnektom Projesi kurucularından Joshua Vogelstein, ?İnsanların [bağlantıların] neler sağlayacağı konusunda sabırsız olduklarına inanıyorum.? dedi. ?İyi bir teknolojinin tohumlanması ile bu teknolojiyi kullanarak gerçek bilim yapmak arasındaki zaman genellikle yaklaşık 15 yıldır. Şimdi 15 yıl sonra ve bilim yapmaya başlayabiliriz.?
Google ve FlyEM ekibi topladıkları verileri herkesin görüntülemesine ve indirmesine açtı. Ayrıca grup yöntemlerini anlatan bir taslak makale de hazırladı. İlerleyen haftalarda da çalışmalarına yönelik daha fazla makale yayınlayacaklarının da sözünü verdi.
