Erkek meyve sineğinin tüm merkezi sinir sistemi haritalandı: 166.000 nöron tek tek görüntülendi.
HHMI Janelia araştırmacıları, erkek meyve sineğinin merkezi sinir sistemindeki 166.000'den fazla nöronun bağlantı haritasını tamamladı; bu, dişi beyniyle doğrudan karşılaştırma yapılmasını sağlıyor.
HHMI Janelia Araştırma Kampüsü, Cambridge Konnektomik Grubu ve Google Research'ten bir ekip, erkek meyve sineğinin merkezi sinir sistemini oluşturan 166.000'den fazla nöronun tamamını tek tek haritaladı.
Haşhaş tohumu büyüklüğündeki bu yapı, bir hayvanın iki cinsiyetinin sinir sisteminin ilk kez karşılaştırılmasına kapı açıyor.
Neden bu küçük harita önemli?
Meyve sineği, haşhaş tohumu kadar küçük bir beyinde 100.000'den fazla nöron taşıyor. Yeni harita bu nöronların birbirleriyle kurduğu her bağlantıyı, yani "konnektom" adı verilen kablolama şemasını ortaya koyuyor.
2024'te açıklanan dişi sinek beyni yaklaşık 140.000 nöronu kapsıyordu; iki şema yan yana konulduğunda cinsiyete bağlı davranış farklarının sinirsel temelleri ilk kez sorgulanabilecek.
Çalışmanın ortak yazarlarından Gerry Rubin, Howard Hughes Tıp Enstitüsü Janelia Kampüsü'nde biyoloji bölümü başkanı, çift cinsiyetin karmaşık sosyal davranış sergileyen bir canlıda ilk kez karşılaştırılabildiğini söyledi:
"Erkek ve dişi sinekler davranışlarında çok sayıda fark gösteriyor ve sinir bilimciler bu davranışların beyinde nasıl denetlendiğini anlamak istiyor. Artık bu farklara yol açan nöronlara kolayca odaklanabiliriz." — Gerry Rubin, HHMI Janelia
Erkek ve dişi farkı nerede başlıyor?
Eşleşme ve saldırganlık gibi cinsiyete özgü davranışların beyindeki izi harita sayesinde tek tek takip edilebiliyor. Araştırmacılar, sadece erkeklerde bulunan ve erkeklere özgü hareketleri — örneğin dişilerin kafayla vurmasına karşılık erkeklerin hedefe doğru atılmasını — koordine eden bir hücre ağı tespit etti.
Duyusal ve hareketle ilgili devreler büyük ölçüde her iki cinsiyette ortak; fark, bu devrelerdeki bazı anahtarların sinyalleri erkek ve dişi beyinlerinde farklı hedeflere yönlendirmesinden kaynaklanıyor. Bu yönlendirmenin sonuçları, gelecek araştırmaların odağı olacak.
Sık Sorulan Sorular
Harita hangi yöntemle çıkarıldı?
HHMI Janelia FlyEM Projesi, Cambridge Konnektomik Grubu ve Google Research ekibi, sineğin beyni, iki optik lobu ve ventral sinir kordonunu elektron mikroskobu görüntüleri ve bilgisayarlı yeniden yapılandırmayla hücre hücre haritaladı.
166.000 nöronun hepsi bu haritada mı?
Evet. Çalışma, erkeğin merkezi sinir sistemindeki tüm nöronları kapsayan ilk tam konnektom; yaklaşık 11.000 nöron tipi tanımlandı.
Bulgular ne işe yarayacak?
Cinsiyete özgü davranışların sinirsel temelini çözmenin yanı sıra az enerjiyle karmaşık işlem yapan yapay sistemler tasarlamak için ilke çıkarılabileceği belirtiliyor; ekip ayrıca larva zebra balığı ve yetişkin Danionella balığının beynini haritalamaya hazırlanıyor.
Tat ve görme: üç yan çalışma ne gösterdi?
Çalışmayla birlikte yayımlanan dört makaleden biri, sineğin tat alma devrelerini inceledi. Meyve sineklerinin tat reseptörleri bacaklarında, kanatlarında, ağız parçalarında ve boğaz iç yüzeyinde bulunuyor. Portekiz Champalimaud Vakfı'ndan baş araştırmacı Carlos Ribeiro'nun ekibi, bu reseptörlerden beyne uzanan bağlantıları izleyip yutma ve yürüme gibi davranışları yöneten devrelerle nasıl etkileştiğini ortaya koydu.
Bu devreler, bir lokmanın güvenli mi zararlı mı olduğuna karar verip sineğin yiyip yememesini şekillendiriyor.
Aynı laboratuardan araştırma teknisyeni Inês de Haan Vicente, haritayı "hipotez üretme aracı" olarak tanımladı: "Tat alma, hareketi nasıl denetliyor diye merak ediyorsanız haritaya gidiyorsunuz. Hangi duyusal nöron, hareket nöronlarına bağlanıyor, hangi ara nöronları değiştirmelisiniz — size bir başlangıç noktası veriyor."
Başka bir yan çalışma görme işlemeyle ilgilendi ve sürecin, haritadaki nöron tiplerinin yarısından fazlasını — yaklaşık 11.000 tipin üzerinde — kapsayacak şekilde beynin derinlerine uzandığını gösterdi.
Sıradaki adım: daha büyük beyinlere geçiş
Ribeiro, sinek beyninin az nöron ve enerjiyle etkileyici hesaplamalar yaptığını ve bu mimarinin daha verimli yapay sistemler tasarlamak için ilkeler sunabileceğini söyledi:
"Bu çalışma aynı zamanda gelecekte fare ve insan gibi daha iddialı konnektomik projeler için bir teknik yol haritası sunuyor." — Carlos Ribeiro, Champalimaud Vakfı
Ekip, kısa vadede larva zebra balığı ve yetişkin Danionella balığının beynini haritalamayı; uzun vadede omurgalı beyinlerinin karmaşık davranışları nasıl mümkün kıldığını çözerek insanlardaki nörolojik ve psikiyatrik bozuklukların temelini aydınlatmayı hedefliyor.
Bu haber işinize yaradı mı?
İlgili haberler Tümünü gör
