Bir sineğin beyin haritası insan davranışlarına dair neler anlatıyor?

Araştırmacılar, erkek bir sineğin beynindeki tüm sinir hücrelerindeki 124 milyon bağlantının tamamını haritalandırdı.

Uzmanlar bu beyin haritasını dişi sineğinkiyle karşılaştırdılar ve erkeklerde saldırganlık, kur yapma ve aşk şarkıları söyleme gibi davranışlardaki farklılıkların altında yatan bağlantı değişikliklerini tespit ettiler.

Ekip, araştırmanın türümüzden erkekler ve kadınlar arasındaki farklılıkları açıklayamayacağının farkında. Çünkü insan davranışları çok daha karmaşık.

Ancak bu araştırma, bilim insanlarının insan davranışını ve otizm ve şizofreni gibi genetik farklılıkların beyin bağlantılarını etkilediği durumları daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

Araştırmayı yöneten Cambridge'deki Tıbbi Araştırma Konseyi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'ndan Profesör Gregory Jefferis, BBC'ye yaptığı açıklamada, bu atılımın "sinirbilimde gerçekten önemli yeni bir yol" olduğunu belirtti, evreni anlamamızda teleskobun katkısına benzetti:

"Kafamızda, sonat çalmak veya bilimsel bir problemi çözmek gibi inanılmaz şeyler yapmamızı sağlayan muhteşem bir şey var. Ve bu gelişme, bu inanılmaz sistemlerin nasıl çalıştığını anlamamıza yardımcı olabilir."

Sinek beyni, inanılmaz olduğu kadar da güzel. Bir iğne başı büyüklüğünde olmasına rağmen, birçok yönden süper bilgisayardan daha verimli ve en zeki yapay zekayı bile alt edebilecek kapasitede.

Dr. Jefferis'in ekibi ve çalışma arkadaşları, erkek meyve sineğindeki her sinir hücresini, her teli ve her bağlantıyı titizlikle analiz etti. Bunları bir araya getirerek üç boyutlu bir harita oluşturdular.

İki yıl önce, aynı ekip, nihai hedefleri olan iki beyni karşılaştırmak ve aralarındaki farklılıkları ortaya koymak ve böylece beyin bilimini dev bir adımla ileriye taşımak amacıyla dişi sinek beynini haritalandırmıştı.

Araştırma, erkek ve dişi sinek beyinlerindeki hücrelerin yaklaşık %95'inin ortak olduğunu ortaya koydu.

Ancak Cell dergisinde yayınlanan bilimsel araştırma makalesinin ortak yazarlarından Dr. Isabella Beckett'e göre, kalan %5'lik kısım oldukça farklı davranışları yönlendirmek için yeterli.

Beckett "Farklılıklar bulmayı bekliyorduk ve bulduk, elde ettiğimiz sonuçtan da heyecan duyuyoruz" dedi.

İlk bakışta erkek ve dişi sinek beyinleri aynı gibi görünse de sinir ağlarına yapılan derinlemesine bir inceleme, davranışlarda büyük değişikliklere yol açan küçük farklılıklar olduğunu ortaya koydu.

Örneğin kur yapma sırasında erkek, hareket ettikçe dişi sineği takip ediyor. Araştırmacılar, bu özellik ile ilişkili beyin devrelerini belirlediler ve bağlantılarda önemli farklılıklar buldular. Erkeklerin görme sistemini geliştiren fazladan kısımları var.

Saldırganlıkla ilişkili devrelerde ise çok daha büyük bir fark söz konusu.

Erkekler daha sık kavga ediyor ve bu nedenle bu davranışla ilişkili sinir bağlantıları, dişilerde bulunanlardan çok daha fazla.

Ve sonra, aşk şarkıları dünyası var.

Erkekler, ses çıkararak dişileri cezbediyor. Bu sesi üretmek için sadece onlara özgü bir sinir ağına sahipler.

LMB'den Dr. Philipp Schlegel'e göre, devrenin tam olarak doğru olması gerekiyor, aksi takdirde erkek için sonuçlar vahim olabilir:

"Kur yapma sürecinde erkek, dişinin önünde dans eder ve ona şarkı söyler. Ses, kanatların titreştirilmesiyle çok özel bir şarkı oluşturularak elde edilir.

"Dişi bundan hoşlanırsa, erkeğin yaklaşmasına izin verir, hoşlanmazsa ve o anda istekli değilse, onu geri çevirir ki bu da yüzüne bir tekme yemek gibi olabilir."

Sineklerdeki erkek ve dişi sinir ağları arasındaki bu üç fark, iki temel gen tarafından yönlendiriliyor.

Araştırmacılar bu genleri ve bu davranışların her biriyle nasıl bağlantılı olduklarını yıllardır biliyorlardı.

Ancak daha önce göremedikleri şey, aradaki kısımdı. Şimdi, ilk kez, bu genlerin ürettiği gerçek sinir ağını görebiliyorlar.

Araştırmanın temel amacı erkek ve dişi sinekler arasındaki farklılıkları keşfetmek veya türümüzdeki erkekler ve kadınlar arasındaki davranışsal farklılıklara nörolojik açıklamalar bulmak değildi.

Beckett'e göre, bilinen büyük davranış farklılığıyla ilişkili bazı küçük bağlantı değişikliklerine sahip iki beyni karşılaştırmak, bilim insanlarının tüm davranışlar için beyin bağlantılarındaki değişikliklerin altında yatan prensipleri açıkça görmelerini sağlıyor:

"Tek bir bağımsız değişkeniniz var, o da cinsiyet. Ve bunun neyi değiştirdiğini görebiliyoruz. Bu bir bilim insanının rüyası."

Bu farklılıklar, bilim insanlarını biyolojinin en büyük sorularından birini anlamada büyük bir adım ileriye taşıyor: Genler davranışı nasıl etkiliyor?

Bilim insanları, genlerin beyin üzerinde etkili olduğunu onlarca yıldır biliyordu. Fakat etkilerini tam olarak nasıl gösterdikleri konusunda çok az fikirleri vardı.

Dr. Jefferis'e göre cevap, genlerin beynin sinir ağını nasıl şekillendirdiği ve bu sinir ağının davranışı nasıl etkilediğinde yatıyor:

"Sineklerin beyinleriyle yapılan karşılaştırma bize bu konuda gerçekten iyi bir fikir veriyor.

"İnsanlarda güçlü bir genetik temele sahip gibi görünen davranış kalıpları var. Örneğin, şizofreni ile ilgili, otizm ve otizm spektrum bozukluklarıyla ilişkili, henüz tam olarak anlamadığımız birçok gen varyantı mevcut."

Ayrıca yapay zekayı geliştirme ve bilgisayar sistemlerini hızlandırma alanlarında da uygulama olanakları bulunduğunu ekliyor:

"Bazı insanlar sinek beynini yapay ağların ortasına yerleştirip, yapay sistemlerin öğrenmesine, kontrol edilmesine ve gelişmesine yardımcı olup olamayacağını görmeye çalışıyorlar."

Çalışmaya katkıda bulunan diğer bilimsel kuruluşlar arasında HHMI Janelia Araştırma Kampüsü, Cambridge Üniversitesi'ndeki Drosophila Bağlantıbilim Grubu, Google Araştırma ve Champalimaud Vakfı yer alıyor.

Orijinali İngilizce olan bu makalenin çevirisinde yapay zekadan yararlandık. Yayınlanmadan önce çeviriyi bir BBC gazetecisi kontrol etti. Yapay zekayı nasıl kullandığımız hakkında daha fazla bilgi burada.