Beyinde 100 yeni bölge ortaya çıkarıldı

Sayısız kıvrımlar ve çıkıntılar… Aralarında hala bilinmeyen keşfedilmemiş bölgeler… Her bölgenin kendi uzmanlık alanı var… Kimi nöron grupları yüzleri tanıyacağı zaman aktif oluyor, kimi biz elimize bir kitap alıp okumaya başladığımızda, kimileri ellerimizi kaldırdığımızda… Hala birçok açıdan gizemini koruyan bir organımızdan bahsediyoruz: Beyinden.

Geçtiğimiz hafta araştırmacılar, beynin yeni bir haritasını yayınladı. Sinirbilimi alanında yeni bir kilometre taşı olarak nitelenen bu yeni harita, beynimizde 100 yeni bölgenin gizemini aralıyor. Bilim insanları, artık çocuktan başlayarak yıllar boyu beynin nasıl bir gelişim gösterdiğini, Alzheimer ya da şizofreni gibi hastalıklarla ne şekilde hasar gördüğünü daha iyi anlayabilecekler.

Versiyon 1.0

İleri tarama cihazları ve yapay zeka ile çalışan bilgisayarlar sayesinde oluşturulan bu haritayı ortaya çıkarmak için çok geniş bir veri tabanından yararlanıldı. Ancak çok önemli bir adım olsa da bu yeni beyin atlasının beynin nasıl çalıştığına ilişkin her noktanın aydınlandığı anlamına gelmiyor. Bilim dünyasının bu yeni harita üzerinde uzun yıllar çalışması gerekiyor.

Bu son araştırmanın aynı zamanda sözcüsü de olan Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden sinirbilimci Matthew Glasser “Bu haritayı 1.0 versiyonu olarak görmeliyiz” diyor. “Veriler üzerinde araştırmalar geliştikçe bunun 2.0 versiyonu ortaya çıkacak. Bilim ilerledikçe harita da gelişecek. Bunu umuyoruz.”

Beynin konuşma bölgesi: Broca

Beynin gizemini aydınlatacak ilk çalışmalar, 150 yıl öncesine dayanıyor. 1860 yılında biyofizikçi Pierre Paul Broca’nin konuşma yetisi olmayan iki hastasının üzerinde çalışmaya başlaması ile…

Bu iki hasta yaşamını kaybedince Broca, onların beyinlerini inceledi. Her iki hastanın beyninin korteks adı verilen dış katmanında  benzer hasar alanı olduğunu tespit etti. Bu bölge bilim dünyasında Broca bölgesi olarak tanımlanıyor. Ondan sonraki yıllarda araştırmacılar, bu bölgenin insanlar konuştukça ve diğer insanların konuşmaları anlamaya çalıştıkça faaliyete geçtiğini anladılar.

1800’lü yılların sonunda bir grup Alman araştırmacı, korteksin diğer bölgelerinde her biri kendine özgü yollarla gruplanmış farklı tip hücreler olduğunu saptadılar. 1907 yılında Korbinian Brodmann, 52 beyin bölgesinin kataloğunu yayınladı. Sinirbilimciler, araştırmalarını elle çizilen bu beyin haritasına dayanarak yürüttüler yıllar boyu. Ve tabii kendi araştırmaları sonucu ortaya çıkan yeni bölgeler eklemlendi bu haritanın üzerine. Dr. Glasser, “ O harita beyni anlamak için bir standart olmuştu” diyor.

Yeni standart gerek

Üç yıl önce Dr. Glasser ve arkadaşları, yeni bir standart oluşturmaya karar verdiler. Son derece güçlü tarama cihazları ile 1200 gönüllünün beyninin incelendiği Human Connectom Projesi’nde elde edilen verileri bir araya getirdiler. Human Connectum, yüzlerce insan beyninin anatomisinin, fonksiyonlarının beyin bölgeleri arasındaki etkileşimin ve bağlantıların detaylı şekilde incelendiği çok büyük ölçekli dijital bir proje. ABD hükümeti tarafından fonlanıyor.

Proje ekibi, her bir gönüllünün beyninin yüksek çözünürlüklü görüntüsünü kayıt etti. Ardından hafıza, dil ve diğer düşünce biçimleri esnasında beynin faaliyetleri saatler boyunca kaydedildi. Bilim insanları, beynin faaliyetlerini incelerken beynin anatomisini de incelediler. Örneğin; sinirleri harekete geçiren bir madde olan myelin miktarını…

Korteksin bir bölgesinden diğerine myelin seviyesinde ciddi farklılıklar gözlemlediler. Human Connectum Projesi’nin ana araştırmacılarından olan David Van Essen, üzerinde yeni araştırmalar yapabilecekleri 112 farklı bilgi bulduklarını söylüyor. Bu değişkenleri kullanan araştırmacılar, bir bilgisayara 210 beynin datalarını yüklediler. Bu datalar arasında bu beyinlerin myelin miktarı, aktivitesi ve diğer karakteristikleri vardı. Ardından diğer 210 beyinle bu bölgeleri test ettiler.

Bir saatte beyin haritanız hazır

Sonuçta her iki farklı testte de beyin bölgelerinin %96.6 oranında birbiri ile örtüştüğü anlaşıldı. Peki, bu ne anlama geliyor? Araştırmacıların bu metodu kullanarak kişinin bireysel beyin haritasını bir saatten daha kısa sürede oluşturması…

Bilgisayarda oluşturulan bu yeni harita, aralarında Broca bölgesi olarak tanımlanan bölge de dahil olmak üzere, daha önce bilinen 87 bölgeyi ve daha henüz bilinmeyen, daha doğrusu üzerinde araştırma yayılmamış 97 bölgeyi gösteriyor.

Sinirbilimciler, bu yeni haritanın kendi deneylerini de yeni açılımlara yönelteceğini düşünüyorlar. Örneğin; Yale Üniversitesi’nden Emily Finn, Human Connectum Projesi’nin datalarından yararlanarak beynin faaliyetleri ile zeka arasındaki bağlantı üzerine çalışacağını söylüyor. Ancak yeni haritanın da sınırlı olduğunu söylememiz gerekiyor. Örneğin; beyni oluşturan biyokimyasallar hakkında fazla bir şey söylemiyor ya da tek nöronların ve küçük grupların aktiviteleri hakkında. New Mexico Üniversitesi’nden nörofizyolog Rex Jung, bu durumu Google Earth’de dolaşma analojisi ile açıklıyor. “Evet etrafı görüyorsunuz ama komşunuzun nereye gittiğini ya da ne tür bir işle uğraştığını hala bilemiyorsunuz”.

Zaten Glasser’in dediği gibi bu henüz haritanın 1.0 versiyonu. Devamı gelecek…