Google ve Virginia’daki Janelia Araştırma Kampüsü’nden bilim adamları, herhangi bir hayvandaki en yüksek çözünürlüklü beyin bağlantı haritasını yayınladılar ve bir meyve sineğinin beynindeki 25.000 nöronu bağlayan 20 milyon sinapsi izleyen bir 3D model paylaştılar.
Model, beynin fiziksel yollarını haritalamak için ayrıntılı görüntüleme tekniklerini kullanan konnektomiler alanında bir kilometre taşıdır. “Konnektomi” olarak bilinen bu harita, meyve sineğinin beyninin yaklaşık üçte birini kapsıyor. Bugüne kadar sadece tek bir organizma, yuvarlak kurt C. elegans, beynini tamamen bu şekilde haritalandırdı.
Konnektomiler bilim dünyasında karma bir üne sahiptir. Bu bilimi destekleyenler, beynin fiziksel bölümlerini sinirbilimde anahtar bir hedef olan belirli davranışlarla ilişkilendirmeye yardımcı olduğunu savunuyorlar. Ancak eleştirmenler henüz büyük atılımlar üretmediğini ve nöronları haritalama konusundaki özenli çalışmanın başka yerlerde daha iyi kullanılabilecek kaynaklar üzerinde bir drenaj olduğunu söylüyorlar.
Google ve Janelia’daki FlyEM ekibi tarafından üretilen 3D harita, hem otomatik yöntemlerin hem de zahmetli insan emeğinin ürünü olan kesinlikle teknik bir başarıdır.
Haritayı oluşturmanın ilk adımı, meyve sineği beyninin bölümlerini sadece 20 mikron kalınlığında, insan saçının kabaca üçte biri kadar parçalara ayırmaktı. Meyve sinekleri, haşhaş tohumu büyüklüğünde nispeten basit beyinlere sahip olduklarından ancak kur dansları gibi karmaşık davranışlar sergilediğinden, konnektomilerde yaygın bir konudur.
Bu beyin dilimleri daha sonra bir tarama elektron mikroskobundan elektron akımları ile bombalanarak görüntülenir. Elde edilen veriler, her hücrenin yollarını izleyen bir algoritma kullanılarak işlenen yaklaşık 50 trilyon 3D piksel veya voksel içerir.
Google’ın algoritmik yeteneğine rağmen, yazılımın çalışmasını kontrol etmek hala önemli ölçüde insan emeği gerektiriyor. Şirket, Janelia’daki bilim adamlarının sanal haritayı ve özel 3D düzenleme yazılımını kullanarak 20 milyon kimyasal sinapsiden her birinin rotasını doğrulayarak 3D haritayı “düzeltmesi” için iki yıl yani yüzbinlerce saat sürdüğünü açıkladı.
O zaman bile, ortaya çıkan harita, meyve sineğinin beyninin sadece ‘’hemibrain’’ olarak bilinen bir bölümünü kapsar. Toplamda bir meyve sineğinin beyninde 100.000 nöron bulunurken, bir insan beyninin kabaca 86 milyarı vardır. Bu kendi sinirsel yollarımızın tam bir bağlantısını oluşturmaktan ne kadar uzakta olduğumuzu gösteriyor.
