Skip to content Skip to navigation

İnsan Beyninin Üç Boyutlu Atlası Çıkarıldı

Dr. Mahir E. Ocak
30/01/2014 - 17:56

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.

 

Kaynaklar:

  • Amunts, K., ve ark., Science, Cilt 340, s. 1472, 2013.
  • Shen, H., “Whole Human Brain Mapped in 3D”, Nature News, 20 Haziran 2013.

 

İlgili İçerikler

Beyin ve Sinir Bilim

Sevgili gençler, önce geçen ay sorduğumuz problemin çözümünü sizlerle paylaşıyoruz: Klavdiya Tuşavina, Smena, 1938.

Beyin ve Sinir Bilim

1999’da vizyona giren Matrix filminde ana karakter Neo, Headjack olarak isimlendirilen bir beyin-bilgisayar arayüzü sayesinde Matrix dünyasına girebiliyordu. Neo’nun kafatasının arkasında yer alan bağlantı girişi sayesinde bu cihaz binlerce küçük bağlantı boyunca beynin derinliklerine ulaşabiliyordu. Headjack bilgisayarlara bağlanıyor ve bu şekilde insanlar bir sanal gerçeklik dünyası olan Matrix'e giriş yapabiliyordu.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Temmuz 2019 probleminin çözümüne ve Ağustos 2019 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Çok acıktığınızı ve arkadaşlarınızla beraber en sevdiğiniz ev yapımı hamburgerciye gittiğinizi hayal edin. Büyük bir iştahla siparişinizi verdiniz. Ancak yan masada oturan kişi meyve suyunu höpürdeterek içiyor. Çok rahatsız oluyor ve hemen orayı terk ediyorsunuz.

Beyin ve Sinir Bilim

Bazen zamanın nasıl geçtiğini anlayamayız. Akşam olmak üzeredir ancak biz hâlâ gün ortasındaymışız gibi hissederiz. Bunun tam tersine trafiğin çok yoğun olduğu bir yerde zaman bir türlü geçmek bilmez. Peki nasıl oluyor da beynimiz zamanı farklı biçimlerde algılayabiliyor?

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Haziran 2019 probleminin çözümüne ve Temmuz 2019 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Hiç elinizin ya da ayağınızın uyuşması nedeniyle art arda iğneler batıyormuş gibi hissettiğiniz oldu mu? Karıncalanma dediğimiz bu olay uzun süre alışılmadık pozisyonda durduğumuzda ortaya çıkar.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Mayıs 2019 probleminin çözümüne ve Haziran 2019 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Uluslararası bir araştırma grubu, farelerin gözlerine nanoparçacıklar (boyutları metrenin milyarda biri ölçeğinde olan parçacıklar) enjekte ederek kızılötesi ışığı algılamalarını sağladı. Çalışma ile ilgili makale Dr. Yuqian Ma ve arkadaşları tarafından Cell’de yayımlandı.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Nisan 2019 probleminin çözümüne ve Mayıs 2019 problemine yer veriyoruz.