Book Creator

kitapçık2

by Elcin Kırmızıgul

Cover

Loading...
ÜÇ BOYUTLU BEYİN ATLASI
Uluslararası bir araştırma grubu insan beyninin üç boyutlu atlasını çıkardı. Altmış beş yaşındaki bir kadının beyninden elde edilen 7404 doku kesitinin analiz edilmesiyle oluşturulan atlasın çözünürlüğü 20 mikrometre.
İnsan beyninin yapısının ve işleyişinin gerçekçi bir şekilde modellenebilmesi için hücresel düzeydeki etkileşimlerin anlaşılması gerekiyor. Bu amaçla 2003’ten beri insan beyninin atlasını çıkarmak için çalışan uluslararası bir araştırma grubu, elde ettikleri sonuçları Science dergisinde yayımladı. “BüyükBeyin” olarak adlandırılan ve halka açık olan atlas, insan beyninin neredeyse hücresel çözünürlükte üç boyutlu bir modeli.
Manyetik Rezonans Görüntüleme (Magnetic Resonance Imaging, MRI) ile canlı insan beyninin 1 milimetre çözünürlükteki görüntüleri alınabiliyor. Bu çözünürlük hücresel boyutta görüntüleme yapmak için yeterli değil. Fakat yine de beyin bölgeleri hakkında bilgi edinmek mümkün. Bilinç, dil, duygular ve benzeri şeylerin daha iyi kavranabilmesi için ise daha yüksek çözünürlükte beyin atlaslarının yapılması gerekiyor.
Daha önce var olan 1 milimetre çözünürlükteki atlaslardan daha detaylı bir beyin atlası yapmayı amaçlayan araştırmacılar, 2003 yılında altmış beş yaşındaki bir kadının beynini kullanarak çalışmalara başlamış. Araştırmada, mikrotom adı verilen ve ince dilimler kesmek için kullanılan bir alet ile beynin tümü dilimlenmiş. Elde edilen 20 mikrometre kalınlığındaki 7404 doku kesitinin görüntüleri bilgisayar ortamına aktarılmış. Yaklaşık bin saat süren bilgisayar ortamına aktarma işlemi sonucunda elde edilen veriler 1 terabaytlık hafıza kaplıyor.
Çalışmalar sırasında çok sayıda olağan sorunla karşılaşılmış. Özellikle doku kesitlerinin elde edilmesi ve işlenmesi hayli zor bir süreç. Beynin dilimlenmesi sırasında pek çok yırtılma, kopma ve bükülme meydana geliyor. Doku kesitlerinin yanlış yerleştirilmesi de sık karşılaşılan başka bir hata. Atlasın hatasız hale getirilebilmesi için tüm bu sorunlar, verilerin bilgisayar ortamına aktarılması sırasında düzeltiliyor.
Araştırmacılar ikinci bir insan beyninden yeni bir atlas çıkarmak için çalışmalara başlamışlar bile. Aslında 2003’te “BüyükBeyin” çalışmaları başladıktan sonra yaşanan teknolojik gelişmeler sayesinde daha yüksek çözünürlükte atlaslar hazırlamak da mümkün. Hatta 1 mikrometre çözünürlükte hazırlanmış fare beyni atlasları bulunmakta. Fakat insan beyninin büyüklüğü bu çözünürlükteki atlasların hazırlanmasını zorlaştırıyor. Bir insan beyni için 1 mikrometre çözünürlükte atlas hazırlandığı takdirde elde edilecek verilerin saklanabilmesi için 20.000 terabaytlık bir hafızaya ihtiyaç var. Bu kadar büyük miktardaki veriyi günümüzde kullanılan, en gelişmiş bilgisayarlarla bile işlemek mümkün değil.
https://youtu.be/KMZb1ODenIE
TARİHÇESİ:
Alman nörobiyologlar üç boyutlu bir beyin atlasıyla alanlarında yeni bir devir açtı.
Jülich Araştırma Merkezi’ndeki araştırmacılar, laboratuvarda mikroskop altında incelemeden önce beyni formalin içine yatırarak konserve yaptı. Sonra beyin zar gibi ince ince dilimlere ayrıldı. Ardından binlerce dilim, özel bir mikroskopla incelendi ve mikroskop otomatik olarak dilimlerin resimlerini sırasına göre taradı. Yeni atlas, beynin kabuklarını 300 civarında farklı alanlara ayırıyor. Son beyin atlası Alman nörolog Korbinian Brodmann’ın 1909 yılında çizdiği atlastan çok daha etkili.
SOSYAL YAŞAMA ETKİLERİ:
Bundan sonra uzmanlar, insan beyniyle ilgili her türlü bilgiyi karşılaştırmak ya da zıtlıkları tespit edebilmek için 3 boyutlu beyin atlasını
kullanabilecek. Beyin vücudumuzdaki en karmaşık ve en zor çözülen yapı. Sıçan beyninin haritalandırılması insan beyninin çözülmesine dair umut vermiş olsa da bunu yapmak o kadar kolay değil. Beynin detaylı çalışılabilmesinin önündeki ilk ve belki en büyük engellerden biri etik zorluklar. İnsan beyni, doğal olarak, üzerinde canlı çalışma yapılamayacağı gibi, Qingming’in belirttiğine göre fare beyninde kullanılan transgenik(transgenic) ve virüs etiketleme teknolojisini insan beyninde kullanmak mümkün değil.
Sinirbilim açısından en önemli engel ise, beynin en ufak birimlerine kadar bölündükten sonra bile bu birimlerin nasıl bir araya gelip insan hayatı denen o deneyimsel bütünlüğü oluşturduğu sorusuna yanıtın bulunamayışı… Sinir hücreleri tek başlarına muazzam çalışırlarken, davranışların meydana gelmesi için gerekli olan bilgiyi tekil sinir hücreleri yerine sinir hücreleri popülasyonunu gerçekleştirir. Beyin devrelerini tek tek hücreler olarak değil, bütün karmaşıklığı ile ele alan bir deneysel paradigma eksikliği devam ettikçe bu engel sinirbilimin önünde kalmaya devam edecektir.
En son ve belki de çözülmesi en yakın engel ise teknolojik eksiklik… Kullandığımız MR(Manyetik Rezonans) ve diğer görüntüleme cihazları daha çok gelişse de, insan beynini daha fazla enstrüman ekleyerek haritalayamayız.
Görüntüleme sonrası çok büyük miktarda veri, depolama ve analiz için büyük zorluklar doğacaktır. Hesaplama engelini aşabilmek için bilgi işlem(IT) teknolojisinin gelişmesini beklemek durumundayız.
Bütün bu engeller aşılamayacak olmasa da, “30 yıl içerisinde beynin sırları çözülüyor!” gibi bir öngörü yapmak için yolun henüz çok başında olduğumuzu söylüyoruz. İnsan beyni bir gün kendi beynini anlayabilecek kadar akıllanacak mı yoksa beyin teknolojinin daha fazla hayatımıza girmesiyle aptallaşacak mı onu zaman gösterecek.
PrevNext