Beynin ‘Google Earth’ Gibi Haritası Çıkarılacak

beynin google earth gibi haritasi cikarilacak McnizDwI

beynin google earth gibi haritasi cikarilacak 1651404962

Hücresel seviyede bir beyin atlası çıkarma süreci, tüm insan beyninin haritasını çıkarmak için gereken muazzam vakit ve teknik karmaşıklık nedeniyle şimdiye kadar çok daha küçük hayvanlarla yahut insan beyninin daha küçük kısımlarıyla sonluydu. Lakin yeni bir çalışma ile durumun değişmesi kelam konusu olabilir.

Columbia Üniversitesi ve Icahn Tıp Okulu’ndaki araştırmacılar, 180 milyar hücre ve sayım dahil olmak üzere tüm insan beyninin ayrıntılı haritasını oluşturmak için bir proje üzerinde ortaklaşa çalışacaklarını açıkladı. Çalışmanın sonunda elde edilecek datalarla, beyin yapısının ve tertibinin hastalıkta ve sıhhatte davranış, his ve bilişe nasıl yol açtığını kavramanın mümkün olabileceği bildirildi.

Beynin, tıpkı Google Earth üzere haritası çıkarılacak

50d6b2509e61031a547510e62d05e7e17cba7a21

Bilim tarihi boyunca en çarpıcı ilerlemelerin gerisinde yeni araçlar olduğunu tabir eden Columbia Zuckerman Enstitüsü’nde Herbert ve Florence Irving Profesörü ve projenin başkanı olan PhD, Elizabeth Hillman, projeye dair yaptığı açıklamada “Önümüzdeki beş yıl içinde onlarca, hatta yüzlerce insan beyninin yüksek süratli, büyük ölçekli görüntülenmesini mümkün kılacak teknolojiler geliştiriyoruz. Üretmeyi umduğumuz eşi görülmemiş data hazineleri, insan beyni hakkında daha evvel erişilemeyen bilgilere giden yolu açmalıdır.” halinde kaydediyor.

Dr. Hillman ve işbirlikçilerinin bu argümanlı projeyi üstlenmelerini sağlamak ismine, Ulusal Sıhhat Enstitüleri BEYİN Girişimi’nin (BRAIN Initiative) kısa müddet evvel 9,1 milyon dolarlık bir hibe verdiği bildiriliyor. Bu finansmanın ise Columbia Üniversitesi, Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu ve Carnegie Mellon Üniversitesi ortasında paylaşılacağı aktarılıyor.

“Başarılı olursa, mikroskobumuz birkaç gün içinde tüm insan beynini hücresel detaylarla görüntüleyebilmelidir” tabirlerini kullanan Dr. Hillman, “Bu datalar, beyin için Google Earth üzere olacak ve çok farklı uzunluk ölçeklerinde farklı insan beyin hücrelerinin kalıplarının ve dağılımlarının tahlilini mümkün kılacaktır. “ halinde kaydediyor. Bununla birlikte Hillman, projeleri ile Google Earth ortasında benzerlikler olduğu kadar farklılıklar olduğuna, dünya üzerinde sekiz milyar beşere karşılık beyindeki hücre sayısının 180 milyardan fazla olduğunu belirterek dikkat çekiyor.

Takım başarılı olursa, tüm beynin haritasını çıkarmak için yalnızca birkaç gün kâfi olacak

29e04746a81eefde49f51694740304119717bb0d

Bununla birlikte takım, yalnızca beyindeki hücreleri saymakla da ilgilenmiyor. Buna nazaran grubun en büyük önceliğinin, beyni oluşturan birçok farklı hücre tipinin çeşitliliğini gösteren bir beyin haritası geliştirmek olduğu tabir ediliyor. Bu hususa dair “Beynin milyarlarca nöron içerdiğini biliyoruz, fakat birçok farklı nöron alt çeşidi var,” biçiminde kaydeden Hillman, “Kaç tane oldukları, nasıl organize oldukları ve farklı beyin bölgeleri ile farklı beşerler ortasında nasıl değişiklik gösterdikleri büyük ölçüde bilinmiyor.” diye de kelamların ekliyor.

Öte yandan beyin, sırf nöronlardan oluşmuyor. Beyin ağı, ortalarında bir dizi glial hücre ve beynin damar sistemini oluşturan hücreler de dahil olmak üzere öbür hücre tiplerini de kapsıyor. Her biri olağan beyin işlevleri için gerekli olan bu hücre tiplerinin, hastalıkta neyin yanlış gittiğine dair kıymetli ipuçları da içerebileceği varsayım ediliyor.

Bu mevzuya ait olarak Hillman, “Bu data kümelerini nitekim kullanışlı hale getirmek için, tüm beyni tararken mümkün olduğunca çok bilgiyi yakalamanın bir yolunu bulmalıyız.” tabirlerini kullanıyor. Hillman ayrıyeten, başarılı olmaları halinde mikroskoplarının yalnızca birkaç gün içerisinde tüm insan beynini hücresel detaylarıyla görüntüleyebileceğine de dikkat çekiyor.

Bu beyin atlası çıkarma projesi için Hillman, yeni bir mikroskop tekniğigeliştiriyor. Buna İnsan Beyni Optimize Edilmiş Işık Levhası (HOLiS) mikroskobu ismini veren grup, insan beyninin bütünsel olarak görüntülenmesi ve tahlil edilmesinin kıymetini vurgulamak ismine bu ismi seçtiklerini kaydediyor.

Pekala, beynin haritasını çıkarma sürecini nasıl işliyor?

0b854fd1c569216d91a749635d3854dc6d80b17d

Görüntüleme sürecindeki birinci adım, beyni dikkatlice 5 milimetre kalınlığında kısımlara ayırmak ve bunları büsbütün şeffaf hale getirmek için işlemeyi içeriyor. Projede yardımcı Baş Araştırmacı olan, Mount Sinai’nin Hudut Sistemleri, Yapıları ve Genetik Laboratuvarı’nda yardımcı doçent olan Zhuhao Wu’nun uzmanlık alanı olan bu başarıyı elde etmek hedefiyle Dr. Wu’nun; insan beyninin temizlenmesi için bir tekniği optimize ettiği tabir ediliyor. Kelam konusu bu yol, her bir beyin kısmını, farklı olan renklerine dayalı olarak tek tek hücreleri ve onların çeşitli özelliklerini tanımlamayı mümkün kılan bir dizi floresan etiketle işaretleyebilen bir adımı kapsıyor.

Daha sonrasında ise devreye, üstte bahsetmiş olduğumuz HOLİS mikroskobu giriyor. Beynin her kısmının devasa, teknik renkli 3D manzaralarını oluşturmak için yıldırım suratında çalışan HOLiS; teknik, çok ince bir eğimli düzlemi aydınlatan bir ışık katmanı oluşturmak için dokuya lazer ışığı yansıtarak çalışıyor. Bu sırada mikroskoptaki süratli bir kamera birebir düzlemin bir imajını yakalıyor ve beyin kısmını sabit süratte hareket ettirerek, uzun bir 3D blok oluşturmak için her bir düzlemin ardışık manzaraları bir ortaya getiriliyor. Daha sonrasında ise doku bir sonraki etaba geçmeden evvel tekrar taranıyor.

İnsan beyni, daha evvel hiç olmadığı kadar geniş bir çapta tahlil edilecek

a5979c682992ca8e1fb4261b304e053075e8e29b

Bütün bir insan beynini mevcut klasik araçlarla görüntülemeye çalışmanın uzun yıllar alacağının altını çizen Hillman,”HOLiS sistemimizin yaklaşık bir hafta içinde bütün bir beyni görüntüleyebileceğini umuyoruz.” halinde kaydediyor. Bu cins bir sürat sayesinde, tüm beyin görüntüleme olayının tek seferlik bir kavram delilinden da ileride, yüzlerce beyni görüntüleyebilen bir teknolojiye evrileceğini belirten Hillman, “Her beynin çok farklı olacağından şüpheleniyoruz, bu yüzden ömür uzunluğu beyin çeşitliliğini anlamak ve nihayetinde çok çeşitli hastalıkları ve bozuklukları keşfedebilmek için birçok beyni görüntüleyebilmemiz gerekiyor.” diyerek aktarıyor.

Lakin bu noktada grubun karşısında bir mahzur bulunuyor. Takım, her bir beyin atlaslama çalışmasının, çok büyük bir ölçü olan iki petabaytlık bilgi üretmesini bekliyor. Bu sıkıntıya bir tahlil sunmak hedefiyle Carnegie Mellon’daki Pittsburgh Harika Bilgi Süreç Merkezi’ndeki işbirlikçilerin ise takımın bu bilgi sellerini daha yönetilebilir, aranabilir ve tahlil edilebilecek ve karşılaştırılabilecek kullanıcı dostu bilgi tabanlarına dönüştürmesine yardımcı olacağı tabir ediliyor.

Son olarak sürecin bir tertibe oturtulması halinde insan beyninin daha evvel hiç olmadığı kadar geniş bir çapta tahlil edilmesini sağlayan temel bir bilgi tabanı oluşturulabileceğini belirten Hillman, “Bu bilgilere sahip olmak, insan beyninde sıklıkla neyin gerçek gittiğini ve gelişimsel, nörolojik ve psikiyatrik bozukluklarda neyin yanlış gittiğini manaya uğraşlarımızı hızlandırmalıdır. “ diyerek çalışmalarının değerine dikkat çekiyor.