Bilim İnsanları Bir Sineğin İlk Tam Beyin Haritasını Oluşturdu

Birçoğumuz meyve sineklerini yalnızca ihmal edilmiş bir muz demetinin üzerindeki hava aniden hareketle kalınlaştığında düşünürüz, ancak Johns Hopkins ve Cambridge Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi onlar hakkında çok fazla düşündü ve aynı zamanda tam olarak nasıl olduğunu gösteriyor. onlar, sinekler, her şeyi düşünürler. Eşi görülmemiş bir bilim başarısıyla, ekip başarılı bir şekilde bir sinaps-by-sinaps haritası oluşturdu larva halindeki bir meyve sineğinin beyninin (Meyve sineği).

Cambridge Üniversitesi Zooloji Bölümü ve MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan araştırmacı Marta Zlatic, bu başarıdan önce böcek beyinlerinin yalnızca bazı bölümlerinin yeniden yapılandırıldığını söyledi. hiperalerjik.

Zlatic, “Şimdi, ilk kez, tüm larva böcek beynindeki devre motiflerinin yanı sıra iki beyin yarım küresi arasındaki ve beyin ile sinir kordonu arasındaki etkileşimlerin kapsamlı bir görünümüne sahibiz.” Dedi. Meyve sineğinin beyni haşhaş tohumundan daha küçükve yeni harita 3.016 nöronun tümünü ve 548.000 sinapsı (nöronlar arasındaki iletişimin gerçekleştiği boşluklar) gösterir.

Teknolojinin sınırları nedeniyle, tüm beyinleri görüntülemek ve devrelerini yeniden oluşturmak için elektron mikroskobu kullanmak (konektomlar olarak bilinir) çetin bir mücadele olmuştur. Tam sinaptik çözünürlüklü konektomlar şimdiye kadar sadece birkaç yüz beyin nöronu olan çok daha temel organizmalar için haritalandı. Genç meyve sineğinin karmaşık beyin organizasyonu, Cambridge Üniversitesi’nden Michael Winding liderliğindeki ekip için yeniden yaratmayı çok daha karmaşık hale getirdi.

Zlatic, “Larva, yiyecek bulmak, yırtıcılardan kaçmak ve diğer larvalarla işbirliği yapmak için etrafta gezinmek ve kazmak zorunda olan, özgürce davranan bir çocuk.” “Pek çok hareket, emekleme, kazma, yuvarlanma modu var (yürüme, yüzme, koşma gibi). Karmaşık öğrenme biçimlerine sahipler ve kısa ve uzun süreli hafızaları var. Bağlama ve önceki hatıralara dayalı olarak bundan sonra ne yapacaklarına karar vermeleri gerekiyor.”

Böylesine karmaşık bir zihnin haritasını çıkarmak için meyve sineği beyni önce binlerce ince bölüme ayrıldı ve her birinin transmisyon elektron mikroskobu ile görüntüsü alındı. Ortaya çıkan görüntüler, çalışmanın ortak yazarı Albert Cardona tarafından geliştirilen özel yazılım kullanılarak birleştirildi. Zlatic’e göre bu, “bir 3B google haritası gibi gezinilebilen ve nöronları manuel olarak izleyebilen ve sinapslara açıklama ekleyebilen” bir 3B cilt oluşturdu. Tüm sürecin tamamlanması 12 yıl sürdü.

Meyve sineği larvalarının beyin haritasını çıkarmaktan bir insanın beyin haritasını çıkarmaya geçmek hâlâ çok büyük bir sıçrama, ancak Zlatic, burada üstlenilen çalışmanın sinir ağlarının anlaşılması için hâlâ dev bir adım olduğunu düşünüyor.

Zlatic, “İnsan beyni çok daha büyük ve çok daha fazla nörona sahip, bu yüzden ÇOK daha uzun sürecek” dedi. “Ancak beyinlerin çalıştığı, bilgiyi işlediği ve eylemleri seçtiği temel ilkelerin hayvanlar aleminde yaygın olacağını düşünüyoruz. Dolayısıyla, daha küçük beyinleri anlayarak daha büyük beyinler hakkında pek çok fikir edinebiliriz.”