Bilim adamları bir böcek beynini her zamankinden daha ayrıntılı bir şekilde haritaladılar

Bir böceğin beynindeki kablolama artık çok fazla keşfedilmemiş bölge içermiyor.

Araştırmacıların 10 Mart Science dergisindeki raporuna göre, larva meyve sineği beynindeki tüm sinir hücreleri – ve aralarındaki hemen hemen her bağlantı – artık haritalandı. Şimdiye kadar oluşturulmuş en karmaşık tüm beyin bağlantı şemasıdır.

Daha önce, sadece üç organizmanın -bir deniz fışkırtması ve iki tür solucanın- beyin devreleri tam olarak bu çözünürlüğe göre şemalandırılmıştı. Ama bu canlıların beyinlerinde sadece birkaç yüz nöron var. Yeni çalışmayı yürüten bilim adamları çok daha karmaşık beyinleri anlamak istediler.

Meyve sinekleri (Drosophila melanogaster), duyusal bilgileri bütünleştirme ve öğrenme dahil olmak üzere insanlarla çok çeşitli davranışları paylaşır. Larvalar, uçma ve çiftleşme gibi bazıları hariç, yetişkin sineklerle hemen hemen aynı eylemleri gerçekleştirir, ancak daha küçük beyinleri vardır, bu da veri toplamayı çok daha hızlı hale getirir (SN: 19.07.2018).

Cambridge, İngiltere’deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan sinirbilimci Marta Zlatic, bu proje fikrinin 12 yıl önce ortaya çıktığını söylüyor. O sırada, o ve meslektaşları, tüm larva meyve sineği beyninin elektron mikroskobu görüntülerini yakaladılar. Daha sonra bu görüntüleri bir bilgisayarda birleştirdiler ve hücrelerin 3 boyutlu bir görüntüsünü oluşturmak için her bir nöronu manuel olarak izlediler. Son olarak, ekip hücreler arasında bilginin geçtiği bağlantıları buldu ve hatta gönderme ve alma uçlarını belirledi.

Araştırmacılar, sinaps olarak bilinen 3.000’den fazla nöron ve yaklaşık 550.000 bağlantı tespit ettiler.

Larva meyve sineğinin beyin devresinin bu 3 boyutlu sunumu, bir elektron mikroskobu ile yakalanan seri görüntülerden oluşturuldu. Küreler, her bir sinir hücresi gövdesini temsil eder ve uzun kuyruklar, bilgi gönderen ve alan dallardır.

Nöronlar devreler halinde birbirlerine bilgi iletirler. Nöronların bağlantı kalıplarını keşfetmek – sadece doğrudan bağlantılı ortaklar değil, aynı zamanda bağlantılı hücrelerin bağlantıları vb. – 93 farklı nöron tipini ortaya çıkardı. Sınıflar, şekil ve işlevle karakterize edilen önceden var olan gruplamalarla tutarlıydı. Ve en iyi bağlantılı nöronların yaklaşık yüzde 75’i beynin öğrenme merkezine bağlıydı, bu da hayvanlarda öğrenmenin önemini gösteriyor.

Araştırmacılar, bu çalışmanın beyin devrelerini inceleyen diğer bilim adamları için bir plan görevi görmesini umuyor. Zlatic, “Artık bir referans haritamız var” diyor.