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

Satranç köşesinde bu ay Ocak 2020 probleminin çözümüne ve Şubat 2020 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Beynimiz duyu organlarımız aracılığıyla çevreden bilgi toplar ve hafızaya kaydeder. Bu bilgiler de çevreyi algılama, problem çözme ve davranış geliştirme gibi işleri gerçekleştirmek için kullanılır. Bilgileri bazen anlık olarak, bazen kısa, bazen de uzun süre hafızamızda tutarız.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Aralık 2019 probleminin çözümüne ve Ocak 2020 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Yeni doğan bebeklerde görülen genetik sağlık sorunlarından biri, sinir hücrelerinin etrafında miyelin kılıfın olmamasıdır. Sinir hücrelerinin işlevlerini yerine getirmesine yardımcı olan bu koruyucu kalkan olmadan doğan bebeklerin el ve ayaklarında kısmi felç ortaya çıkabilir.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Kasım 2019 probleminin çözümüne ve Aralık 2019 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

San Francisco’daki Kaliforniya Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, insanların hiçbir sağlık sorunu yaşamadan az uykuyla yetinebilmesini sağlayan bir genetik mutasyon keşfetti.

Beyin ve Sinir Bilim

Heyecanlandığımızda ya da kaygılandığımızda beynimizdeki amigdala bölgesi, tıpkı bir tehlike ile karşılaştığımızdakine benzer şekilde, stres-heyecan sistemi olarak da bilinen sempatik sinir sistemini etkinleştirir ve adrenalin salgılamaya başlar.

Beyin ve Sinir Bilim

Satranç köşesinde bu ay Ekim 2019 probleminin çözümüne ve Kasım 2019 problemine yer veriyoruz. 

Beyin ve Sinir Bilim

Beynimiz hiç mola vermez, sürekli çalışır. Hayati fonksiyonları düzenler, çevreden algılanan uyarıları değerlendirir ve bilişsel becerilerden sorumludur. Beynimizde farklı işlevler için farklı sinir hücreleri vardır. Hafıza da özel bir grup sinir hücresinin yeniden etkinleşmesiyle oluşur. Peki, bu özel sinir hücrelerini diğerlerinden ayıran nedir?

Beyin ve Sinir Bilim

Anılar ve yaşam tecrübeleri sanki ayrılmaz ikililermiş gibi görünür. Ancak bir grup araştırmacı, yakın zamanlarda Nature Neuroscience’ta yayımladıkları bir makalede, beyinlerindeki sinir hücrelerini uyararak laboratuvar hayvanlarının zihninde yapay anılar oluşturmayı başardıklarını açıkladı.