Bilim adamları ilk kez bir böceğin beynini haritalıyor

Bir an için bir meyve sineği larvasının ( Drosophila melanogaster ) beynini hayal edin . Evet, muhtemelen düşündüğünüz kadar küçük. Ama içinde olup bitenler aslında çok etkileyici. Araştırmacılar, meyve sineği larvasının beyninde tüm nöronları ve bunların nasıl birbirine bağlı olduğunu gösteren ve 3.016 nöron arasındaki 548.000 bağlantıyı kapsayan ilk haritayı oluşturdular.

Harita, beynin iki tarafı arasındaki ve beyin ile ventral sinir kordonu arasındaki etkileşimler dahil olmak üzere farklı nöron türlerini ve yollarını tanımlar. Araştırmacılar, bu araştırmanın, sinyallerin beyinde nöral seviyede hareket ederek davranışa ve öğrenmeye yol açan ilkeleri anlamaya yardımcı olacağını söyledi.

Beyin devresinin yapılandırılma şekli, beynin yapabileceği hesaplamaları etkiler. Ancak, bu noktaya kadar, çok basit organizmalar dışında herhangi bir beynin yapısını görmedik

Beynin içine bakmak

Şimdiye kadar, araştırmacılar, iki tür solucanın ve bir deniz fışkırtma larvasının beyinleri için bir bağlantı adı verilen bu tür bir harita oluşturmuşlardı – bu beyinlerin her birinde yalnızca birkaç yüz nöron olduğu için çok daha basit bir görev. Araştırma ekibi tarafından yapılan açıklamaya göre, larva sineği beyninin tam haritası yaklaşık 12 yıl sürdü, bu da günde yaklaşık tek bir nöron anlamına geliyor.

Haritayı oluşturmak için, yüksek çözünürlüklü bir mikroskopla görüntülenen binlerce larva beynini kullandılar. Bu, araştırmacıların nöronlar arasındaki tüm bağlantıları açıklamaları ile sineğin beyninin yeniden yapılandırılmasını sağladı. Ayrıca böceğin beynindeki bilgi akışının yollarını ve devre model tiplerini belirlemek için hesaplama araçları geliştirdiler.

Sonra en zor kısım dedikleri kısım geldi, gördüklerini anlamak ve yorumlamak. Araştırmacılar, en iyi bağlantılı nöronların %75’inin beynin öğrenme merkezine bağlı olduğunu buldu. Beynin aralarında bağlantı katmanları olsa da, katmanları atlamak için kısayolları da vardı, bu da az sayıdaki nöronu telafi ediyordu.

Meyve sineği larvasının beyni de tıpkı insan beyni gibi sağ ve sol tarafa sahiptir. Ancak insanlarda her iki taraf da çok farklı kablolara sahip olabilirken, soldaki devreler konuşmaya dahil ve sağdaki devreler yüzleri tanıyabiliyor, larvada durum böyle değildi. Çalışma yazarı Joshua Vogelstein, NPR’ye “Sağ ve sol tarafların ne kadar benzer olduğu bir sürprizdi” dedi.

Bir sonraki adım olarak, araştırmacılar davranışsal işlevler için kullanılan yapılara bakacak ve sinek belirli aktiviteler yaparken bağlantısal aktiviteyi inceleyecek. Ayrıca diğer hayvanlarda da benzer modeller görmeyi beklerler.

Zlatic, “Hayvanlar aleminde genlerin korunması gibi, bu temel davranışları gerçekleştiren temel devre motiflerinin de korunacağını düşünüyorum” dedi.

Çalışma Science dergisinde yayınlandı .