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

Kanada’daki McGill Üniversitesi’nde yapılan bir çalışmada araştırmacılar insanların beyninin ön kısmına sadece birkaç dakikalık manyetik uyarı vererek müzik beğenilerini değiştirebildiklerini keşfetti.

Beyin ve Sinir Bilim

Alzheimer hastalığına yakalanma ihtimali yüksek olan kişilerin beyinlerindeki değişimleri hastalığa teşhis konmadan on yıl önce tespit edebilen yapay zekâya dayalı bir teknik geliştirildi. Teknik, beyinden alınan manyetik rezonans (MR) görüntülerini kullanarak beynin farklı bölgelerinin ne şekilde bağlantılandığının belirlenmesini sağlıyor.

Beyin ve Sinir Bilim

Atların sosyal zekâya sahip olduğu bilinir. Geçmişte yapılan çalışmalar, atların insanların yüz ifadelerini anlayabildiğini göstermişti. Yakın zamanlarda Sussex ve Portsmouth üniversitelerinde çalışan bir grup araştırmacının yaptığı deneyler ve gözlemler, atların aynı zamanda duygusal hafızaya sahibi olduğunu, geçmişte gördükleri insanların duygusal hallerini hatırlayabildiklerini gösteriyor.

Beyin ve Sinir Bilim

İki hamlede mat.

Beyin ve Sinir Bilim

Yapılan bir araştırmada iştahı tetikleyen bir hormon olan grelinin yeni beyin hücrelerinin oluşumunu desteklediği ve onları yaşlanmanın etkilerinden koruduğu yönünde kanıtlar elde edildi. Açlık hormonu olarak da bilinen grelini mide boş olduğunda üretiyor. Birkaç saatliğine bir şeyler yemeyecek olsak grelinin kanımızdaki değeri yükseliyor.

Beyin ve Sinir Bilim

Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden ve Wake Forest Baptist Tıp Merkezi’nden bilim insanları, beyin sinyallerini algılayan elektrotlar sayesinde kısa ve uzun süreli hafızayı güçlendirmeyi başardı.

Beyin ve Sinir Bilim

Sonuçları Hippocampus dergisinde yayımlanan araştırmaya göre yetersiz ışık beynin yapısını değiştirip hatırlama ve öğrenme güçlüklerine neden olabilir.

Beyin ve Sinir Bilim

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) araştırmacılar, geliştirdikleri yapay zekâ uygulaması ve kafaya takılan kulaklığa benzer bir cihaz yardımıyla iç konuşmalarımızı yazıya dönüştürmeyi başardı.

Beyin ve Sinir Bilim

Kadınların beyinlerindeki bazı bölgelerde erkeklerin beyinlerine oranla daha fazla kan akışı olduğu belirlendi.

Beyin ve Sinir Bilim

Sosyal bir varlık olan bizler için dil hayatımızda önemli bir yere sahip. Bilgi edinmek, bilgi iletmek ve iletişimi sürdürmek duyulan konuşmanın anlaşılmasına bağlı. Bazen belirsiz bir kelime duyuyor ve “Anlayamadım, tekrar eder misin?” diyoruz.