Bilim insanları ilk kez bir erkek meyve sineğinin beyin nöronlarını haritalandırdı

Uluslararası bir araştırmacı ekibi, karmaşık bir hayvan için şimdiye kadar bir araya getirilmiş en eksiksiz bağlantı şemasını oluşturarak yetişkin bir erkek meyve sineğinin merkezi sinir sistemindeki her nöronu haritalandırdı. Perşembe günü Cell dergisinde yayınlanan konnektom, beyni, her iki optik lobu ve ventral sinir kordonunu kapsayan 166.000'den fazla nöronu çiziyor ve 11.000'den fazla farklı hücre tipini tanımlıyor.blog+1

HHMI'ın Janelia Araştırma Kampüsü tarafından Google Alphabet Inc. ↘ 1.11% Research ve Avrupa genelindeki kurumlarla işbirliği içinde yürütülen bu başarı, yaklaşık yirmi yıllık bir çalışmayı taçlandırıyor ve yaklaşık 140.000 nöronu kapsayan tam bir dişi meyve sineği beyin haritasının yayınlanmasından yaklaşık bir yıl sonra geliyor. Bu iki konnektom birlikte, bilim insanlarının karmaşık sosyal davranışlar sergileyebilen bir hayvanda her iki cinsiyetin sinirsel mimarisini ilk kez karşılaştırmasına olanak tanıyor.livescience

Şüphecilikten Kilometre Taşına

Janelia'nın kurucu icra direktörü Gerry Rubin 2008'de projeyi önerdiğinde, birçok sinirbilimci bunu pratik bulmamıştı. O dönemde tamamlanmış tek konnektom, sadece 302 nöronu olan C. elegans adlı yuvarlak solucana aitti ve bu bile on yıldan fazla sürmüştü. Eleştirmenler, 100.000'den fazla nöronu olan bir meyve sineği beynini haritalandırmanın çok uzun süreceğini ve çok pahalıya mal olacağını savunuyordu.phys

Rubin'in ekibi, aksini kanıtlamak için araçlar geliştirmeye yıllarını harcadı. Kıdemli grup lideri Harald Hess liderliğindeki araştırmacılar, odaklanmış iyon ışını taramalı elektron mikroskobu olarak bilinen yüksek çözünürlüklü bir görüntüleme tekniğini geliştirirken, Google Research'teki işbirlikçiler görüntü yorumlamayı hızlandırmak için yapay zeka destekli nöron izleme dahil olmak üzere hesaplamalı yöntemler oluşturdular. İnsan düzeltmenler hala önemli bir rol oynadı ve haritayı iyileştirmek için tam bir yıl boyunca 44 kişiye eşdeğer bir çalışma yapıldı.english.elpais

Cinsiyet, Tat ve Görme

Ana çalışma ile birlikte yayınlanan dört tamamlayıcı makale, meyve sineği nörobiyolojisini keşfetmek için yeni verileri kullanıyor. Biri, erkek beynindeki nöronların %4,8'ini ve dişi beynindeki nöronların %2,4'ünü oluşturan birkaç yüz cinsiyete özgü hücre tipini tanımladı. Yaklaşık 100 erkek spesifik ara nöron tipi ağı, kur yapma "şarkısı" ve fiziksel saldırganlık gibi davranışları koordine ediyor gibi görünüyor.english.elpais+1

Champalimaud Vakfı'ndan Carlos Ribeiro liderliğindeki ikinci bir çalışma, sineğin tüm tat sistemini vücuda dağılmış tat reseptörlerinden beslenmeyi yönlendiren motor nöronlara kadar izledi. Harita, boğazdaki belirli tat nöronlarının insülin üreten hücrelerle nasıl bağlantı kurduğunu ortaya koyarak, hormonal tepkilerin besinler emilmeden önce nasıl başlayabileceğine dair kablolama düzeyinde bir açıklama sunuyor.eurekalert

Üçüncü bir makale, görsel işlemenin beynin derinliklerine kadar uzandığını ve sineğin nöron tiplerinin yarısından fazlasını içerdiğini gösterdi.phys

Sırada Ne Var

Janelia şimdi sinekten alınan dersleri omurgalı beyinlerine uyguluyor; larval zebra balığı ve yaşamı boyunca şeffaf kalan bir balık olan yetişkin Danionella'nın konnektomlarını haritalandırmak için projeler devam ediyor. Ribeiro, "Bu çalışma aynı zamanda fareler ve insanlar gibi gelecekteki daha iddialı konnektomik projeleri için teknik bir yol haritası sağlıyor" dedi.livescience+1