Bir Beynin Bütün Bağlantılarını Öğrenmemize Yalnızca 2 Sene Kaldı

Geçen hafta, Polonya’nın Krakow şehrinde düzenlenen 17. Avrupa Drosophila Nörobiyoloji Konferansı’nda idim. Konferansı, sirke sineği (Drosophila melanogaster) ile biyolojik saat konusunda yaptığı öncü araştırmalar sayesinde geçen yılın Nobel Tıp/Fizyoloji Ödülü’nü paylaşan, Beandeis Üniversitesi’den Michael Rosbash yaptı.

Ancak katılımcıları kendi araştırmaları açısından en çok heyecanlandıran, Janelia Araştırma Yerleşkesi’nin müdürü Gerry Rubin oldu. Rubin, sineklerle yapılan araştırmalarda bugün kullanılan birçok gen aktarım yönteminin mucidi. Uzun zamandır Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nde önemli görevlerde çalışıyor. Bunlar arasında Janelia’nın sıfırdan yaratılması ve beyin anatomisinin anlaşılmasına yönelik birçok altyapının camiaya sunulması var.

Gerry Rubin, konuşması sırasında (Fotoğraf: NeuroFly 2018)

Örneğin geçen Nisan ayında Janelia araştırmacıları, bir sinek beyninin tamamını elektron mikroskobu ile görüntüleyip yayınlayarak basında yer bulmuştu. Elektron mikroskopisi çok zaman alan bir iş olduğundan birilerinin beynin tamamını bu yöntemle görüntüleyebileceği tahmin edilmiyordu. Şimdi bu verileri, dünyanın her köşesinden araştırmacılar ücretsiz indirerek kullanabilecek.

Rubin, konuşmasında bu başarıyı artık geçmişte bıraktıklarını ve şimdi önlerine çok daha büyük ve ulaşılmaz görünen bir hedef koyduklarını anlattı.

Hedef, 2020 yılında bütün bir sinek beyninin tüm hücrelerini ve bu hücrelerin bağlantılarının tamamını yayınlamak. Yanlışlık olmasın, 100.000’den fazla hücrenin konum ve şekil bilgisinin yanı sıra milyarlarca, belki de trilyonlarca bağlantıdan bahsediyoruz.

Bu işe girişmeden evvel, elektron mikroskobundan mümkün olan en iyi kalitede görüntüleri elde edebilmek için bu işleme odaklanıp onu optimize etmişler. Örneğin, fiziki kayıp olmaması için numuneyi kesitlere bir bıçak değil lazer ışını ayırıyor. Elde edilen görüntüleri, özel bir yazılım işleyerek birleştiriyor.

Elektron mikroskobundan görüntü elde etmek yetmiyor. Görüntülerden her bir hücrenin şeklini ve bağlantılarını çıkarmak da gerekiyor. Bu işi bir kişi aralıksız yapsa bunun en az 5000 yıl alacağını hesaplamışlar. O kadar beklememek için işe yapay zekâ süreçlerini dahil etmişler. Bunun için Google ile işbirliğine gitmişler.

Bu veriler beyin hücrelerinin birbirleriyle kurdukları devrelerine ve bunların nasıl işlediğine dair çok önemli bilgiler verdiği gibi bu konudaki araştırmaları da mümkün kılacak.

“Sineğin beyni ne işimize yarayabilir?” diyebilirsiniz. Ne var ki sineklerle yapılan sinirbilim araştırmaları, insan ve diğer memelilerin beyinlerinin işleyişine dair önemli ipuçları vermişti geçmişte. Yukarıda adını andığım Rosbash’ın araştırmaları bunun en iyi örneklerinden biri.

Janelia Araştırma Yerleşkesi’nin sahibi olan Howard Hughes Tıp Enstitüsü (HHMI), bu anlattığım proje için şimdiye kadar 45 milyon dolar harcamış. Ünlü mucit Howard Hughes’un mirasıyla kurulmuş olan HHMI, özel bir vakıf olarak temel bilimlere ve özellikle camianın işine yarayacak bu büyük projelere çok yatırım yapıyor.

Darısı diğer kurumların başına!

Kaynaklar ve ileri okuma:

Açık Bilim Sinekler ve İnsanlar – Çağrı Yalgın

NöroBlog 3 Boyutlu Görüntüler Meyve Sineği Beynindeki Gizli Nöronları Ortaya Koyuyor

NöroBlog Podcast 20. Bölüm: Sinekler ve İnsanlar

Anasayfamızdan daha fazla sinirbilim yazısına ulaşabilir, podcast ve videolarımıza erişebilirsiniz.