Bilim insanları insan beyninin son derece hassas bir modelini oluşturdu

Beyin araştırmaları, yarım pirinç tanesi büyüklüğündeki bir örnek parçadan beyin hücrelerinin ve sinir bağlantılarının haritalandırılmasıyla yeni bir dönüm noktasına ulaştı. Yüzlerce terabayta ulaşan bu veriler, araştırmacıların bugüne kadar insan beyninin en büyük 3 boyutlu modelini oluşturmasına olanak sağladı. Yaklaşık bir milimetreküp büyüklüğündeki modelde 57.000 hücre, 230 milimetre kan damarı ve 150 milyon sinaps bulunuyor.

Harvard Üniversitesi ve Google'ın araştırma enstitüsünden araştırmacılar, bulgularını Science ve The Harvard Gazette'de bir araştırma makalesinde yayınladılar. Modelleme için kullanılan örnek, epilepsi tedavisi için beyni ameliyat edilen 45 yaşındaki bir kadından elde edildi. Öğrenme, problem çözme ve duyusal algı gibi işlevlerden sorumlu olan serebral korteksten geliyordu.

Modeli oluşturmak için numune koruyuculara batırıldı ve hücreleri ayırt etmek için ağır metallerle boyandı. Daha sonra her biri 34 nanometre kalınlığında 5.000 parçaya bölündü ve elektron mikroskoplarıyla görüntülendi. Google araştırmacılarından oluşan bir ekip, mikroskop görüntülerini eksiksiz bir 3D modelde birleştirmek için yapay zeka modellerini kullandı. Modeli araştırmaya yönelik veriler ve araçlar, daha fazla araştırma için ücretsiz olarak kullanıma sunuldu.

Modelleme, insan serebral korteksinin işleyişinin daha önce bilinmeyen yönlerini ortaya çıkardı. Araştırmacılar birbirleriyle 50'ye kadar bağlantıya sahip nöronlar buldular; çoğu nöronun yalnızca birkaç bağlantısı olduğundan bu alışılmadık bir durum. Ayrıca birbirlerinin neredeyse ayna görüntüsü olan nöron çiftlerini ve büyük bobinler oluşturan efferent dallara sahip nöronları da keşfettiler. Bu oluşumlar epileptik bir hastada tespit edilmiş olsa da bunların hastalıkla mı ilgili olduğu yoksa nadir görülen bir durum mu olduğu henüz belirsizliğini koruyor.

Umudumuz, bu modellemenin gelecekteki materyallerle birlikte hem sağlıklı hem de hastalıkla değiştirilmiş beyin işleyişine dair içgörü sağlamasıdır. Araştırma bulgularının yayınlanması ve verilerin araştırmaya hazır olması, beyin araştırmalarında önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.