İnsan Konnektom Projesi (The Human Connectome Project)

“I’m my connectome”*

Beynimizde milyarlarca nöron ve her iki nöronun birbiriyle temas ettiği “sinaps” denilen noktalar vardır. Bu şekilde, her bir nöronun sinaps yaptığı yüzlerce nörondan söz edebiliriz. Beynimizdeki tüm bu sinirsel bağlantıların kapsamlı bir haritasına ise “KONNEKTOM” deniyor.                                              

1970’te, Biyolog Sydney Brenner ve meslektaşları, şeffaf olması nedeniyle kolay incelenebilen Caenorhabditis elegans türündeki solucanın, 300 nörondan oluşan basit yapıdaki sinir sistemini, güçlü bir elektron mikroskobunda gözlemlediler. Ve çalışmalarının sonunda (1986’da), nöronların arasındaki 7000 bağlantının bir haritasını (konnektomunu) çıkarmayı başardılar. Resmini gördüğümüz bu diyagramda her nokta, bir nöronu; her çizgi, bir bağlantıyı göstermektedir.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Harvard Üniversitesi’nden Doktor Jeff Lichtman ile ekibinin yer aldığı “İnsan Konnektom Projesi” ile, solucanda yapılan bu haritalandırma, insan beyni için yapılmaya çalışılıyor.   

İnsan beyninin konnektomu, solucanınkinden çok daha karmaşıktır. Çünkü bizim beynimizde 100 milyar nöron ve bundan 10.000 kat daha fazla bağlantı vardır. Bu bağlantı sayısı, genomumuzu (canlıyı oluşturan genlerin tümü) oluşturan harflerden bile bir milyon kat daha fazladır. Hafızamızın, bilgilerimizin, hatta bizi biz yapan kişiliğimizin, nöronlar arasındaki bu bağlantılarda depolandığı düşünülmektedir.    

Yaşamımız boyunca, beynimizdeki nöronlar, birkaç uzantısını kaybedebildiği gibi, yeni dallar, yeni bağlantılar, sinapslar kazanabiliyor. Ya da bu sinapslar büyüyüp küçülebiliyor. Tüm bu değişimler belli bir noktaya kadar genlerimiz tarafından kodlanıyor olsa da deneyimlerimiz, düşüncelerimiz de bu bağlantıları ve dolayısıyla sinirsel etkinliği değiştiriyor. Yani, konnektom için, “doğuştan getirdiğimiz ve sonradan kazandığımız özelliklerin bir bileşimidir” ve dolayısıyla, “her konnektom eşsizdir” denebilir. Nitekim Sebastian Young, bunu şöyle sloganlaştırmıştır: “I’m my connectome.”* (Konnektomum neyse, ben oyum.)

Bir piyanonun tuşlarına art arda ve doğru olarak basmak gibi eylemler, beynimizde “sinaptik bağlantılar zinciri” olarak saklanır: Zincirdeki ilk nöron etkin hâle getirilirse, sinapslar boyunca, bu etkinlik diğer nöronlara iletilir. Bu işlem domino taşlarının devrilmesi gibi devam eder. Ve böylece piyano çalma eylemi gerçekleşir. Bu bilgiden yola çıkarak, bir eylem gerçekleşirken, birbirini uyaran nöronlar zinciri takip edilerek, o hareketin beyindeki bilgisi böylece tahmin edilebilir.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Sebastian Young ve arkadaşlarının çalışma yönteminden kısaca bahsedecek olursak:                                                                                                                                         

Bir farenin beyni çok ince dilimlenerek, elektron mikroskobunda yüzlerce görüntüsü alınıyor. Bu görüntüler üst üste yerleştirilerek üç boyutlu bir görüntü elde ediliyor. Bir nöronun her katmandaki parçası, bilgisayarda aynı renk boyanıyor. Böylece üç boyutlu bu yapının içerisinde, her nöron da üç boyutlu bir yapıya kavuşmuş oluyor. Bu işlem, her nörona, farklı renklerle uygulanıyor ve birbirleriyle olan bağlantıları anlaşılmış oluyor. Fakat, yapılan bu işlemin, insan beyninden kat kat küçük olan fare beyninde ve ancak mikroskoba sığacak boyutlarda yapılabildiğini düşünürsek, tüm bir konnektoma ulaşmak şimdilik zor görünebilir. Ama önümüzde “İnsan Genom Projesi” gibi örnekler varken, bir gün gelişmiş bilgisayarlarla, gelişmiş teknolojilerle bu projenin de tamamlanabileceğine neden inanmayalım ki?

Eğer konnektom projesi bir gün gerçekleşirse ve teknoloji, beynin tüm bağlantılarını ortaya koyabilirse; alzhemir, anoreksi gibi beyni ilgilendiren hastalıklarda, beyinde hangi bağlantıların normalden farklı olduğu, yanlış olduğu bulunabilir. Sanıyorum ki, konnektomun bize sağlayacağı en büyük faydalardan biri bu olacaktır.

Tüm bu bilgiler bize, bu projenin, gerçekleştiği takdirde insanlık tarihinde büyük bir dönüm noktası olacağını gösteriyor. Çünkü insanların yüzyıllardır gizemini çözmeye, anlamaya çalıştığı “beyin”in büyük bir sırrı daha çözülmüş olacak. Peki, sırlarının tamamının çözüldüğü görülebilecek mi? Belki de bu sonsuz sırrın bir sınırı olmadığı görülecek.

NEFİSE BEYZA ERDEM

Nefise Beyza Erdem. 1999 doğumlu, Mahmut Sami Ramazanoğlu AİHL mezunu, Meram Tıp Fakültesi 4. sınıf öğrencisiyim.
Esasen, kim olduğum sorusunun cevabı ise şudur: Varlığını ve varlığının sırrını, çocuklar ve yaşlıların yanında hissedebilen, çaldığı her kapının denizlere açılması umuduyla yaşayan,uzayın, gecenin ve dağların hayranı, içindeki hasret yükünü, yazmak ve çizmekle bir nebze hafifletmeye çalışan bir garip kimse.

Önerilen makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir