“Jülich-Brain” insan beyninin yapısındaki çeşitliliği mikroskobik çözünürlükte yansıtan ilk 3 boyutlu dijital atlasın ismi olarak tarihe geçti. Her biri 10 farklı beyinden analizleri temel alan ve 250 farklı beyin bölgesinin yakından incelendiği büyük atlasta 24000’den fazla sayıdaki çok ince beyin kesitleri dijital ortama aktarıldı ve uzmanlar için 3 boyutlu incelenebilmesi için düzenlendi.
Avrupa İnsan Beyni Projesi (Human Brain Project) yeni alt kuruluşu EBRAINS bünyesinde yapılan bu atlas çalışmasında bilim insanları beyin hakkında bölge bölge farklı bilgilere ulaşabilecekleri linkler bulacaklar. Alman bilim insanı Prof. Katrin Amunts dünyaca ünlü Science dergisinde bu yeni atlasın tanıtımını yaptı. Mikroskop altında incelendiğinde insan beyninin tek bir yapı olarak yer almadığı, bölümler içerdiği kolaylıkla gözlemlenebilir ve açık biçimde ayrımlandırılabilen bölgeler tespit edilebilir.
Bu bölgelerin her biri sinir hücrelerinin dağılımında, yoğunluğunda ve işlevinde farklılıklar gösterirler. EBRAINS‘den Katrin Amunts öncülüğündeki araştırmacılar Jülich-Brain ile en kapsamlı yapısal beyin haritasını sunarak dünya çapında önemli bir gelişmeye imza attılar.
Her bireysel beyin örneğinde bölgeler farklılık gösterdiğinden görsel olasılık haritalarıyla şekillendirildi ve renklerle bu olasılıkların ifadesi sağlandı (sağ beyin yarıküresinde; kırmızı yüksek olasılıklı, düşük çeşitlilikli yapıyı belirtiyor). Sol beyin yarıküresinde ise maksimum olasılıkların haritası çeşitli beyin bölgelerinin eşzamanlı gösterimleri için belirtiliyor.
Forschungszentrum Jülich / Katrin Amunts
“Bir elimizde bu dijital atlas sayesinde artık nörogörüntüleme çalışmalarının sonuçlarının yorumlanmasına yardımcı olacak önemli imkânlar var ve hastalar üzerindeki teşhisler bu sayede daha doğru yapılabilecek. Diğer elimizde ise bu çalışma beyin üzerinde bir tür Google Earth uygulaması oluyor çünkü beynin çok farklı yönlerinin anlaşılması için gerekli bilgiye ulaştıran bir hücresel boyutta bir arayüz.” diyor Düsseldorf Üniversitesi Jülich Alman Araştırma Merkezi‘nden Prof.Katrin Amunts.
Jülich-Brain: Beynimizin Google Earth Uygulaması
Bu şekilde araştırmacılar İnsan Beyin Projesi‘ne (Human Brain Project, HBP) çok değerli katkılar sunuyorlar ve çalışma Avrupa Komisyonu tarafından 2023’e dek 150 milyon euro ile destekleniyor. “EBRAINS’de birlikte olduğumuz proje çalışma arkadaşları sayesinde nörobilimler için yüksek teknolojili bir araştırma altyapısı inşa ediyoruz,” diyerek ekliyor aynı zamanda Bilimsel Araştırma Direktörü olan profesör Amunts.
Bir çeyrek asırdan fazla süren uğraşlarla gerçekleştirilen 3 boyutlu beyin atlası için düzinelerce uzman görüntü analizleri yaparak ve doku kesitlerini yıllar boyu inceleyerek ürettikleri matematiksel algoritmalarla beyin bölgeleri arasındaki sınırların daha kesin anlaşılmasına katkıda bulundular. Bu sınırlarsa toplamda neredeyse 2000 metre ediyor.
Bölgeler Kendi Aralarında Çeşitli Farklılıklara Sahip
Haritalamanın gösterdiği bölgeler farklı beyinlerde boyut ve konum açısından çeşitlilikler gösteriyor. Jülich-Brain bu sebeple belirli bölgelerin yapı ve pozisyonlarını “olasılık haritaları” adı altında gösteriyor. Araştırmacılar Broca bölgesinde özellikle çok büyük oranda farklılıklar bulmuşlar ve bilindiği üzere bu bölge dil kabiliyeti ile ilişkilendiriliyor. Tam tersine, birincil görsel beyin bölgesinin çeşitli beyinler arasında çok daha benzer yapılarda oldukları tespit edilmiş.
EBRAINS bünyesinde gerçekleştirilen Jülich-Brain Atlas çalışması beynimizin yapı ve fonksiyonlarını bir araya getiren başlangıç noktası olarak görülebilir. Jülich-Brain halihazırda gen ifadelerine, iletişimsel ve işlevsel aktivitelere dair bilgiler sunmak konusunda araştırmacılara yardımcı oluyor ve örneğin hastalık mekanizmalarında beyin işlevlerini daha iyi anlamamızı sağlıyor.
Dijital Beyin Bilimi
Forschungszentrum Jülich / Katrin Amunts
Bu önemli bilimsel gelişme haberimize çalışmanın öncü araştırmacısı Prof. Katrin Amunts’un sözleriyle son veriyoruz: “Beyin araştırmaları ile dijital teknolojilerin ne kadar ileri seviyelerde bir araya gelerek bizlere yardımcı olduğunu görmek heyecan verici. Bu gelişmelerin çoğunluğu EBRAINS’in Jülich Beyin Atlası çalışmasında birlikte kullanıldılar. Dünya üzerindeki çok sayıda bilim insanına da beynimizin karmaşık yapısını anlamak üzere yardımcı olacak ve katılımcı yapısıyla tüm bunların nasıl ilişkide oldukları üzerine yapılan çalışmalar yolumuzu aydınlatacak.”
Kaynak: Human Brain Project
Orijinal Makale: Katrin Amunts, Hartmut Mohlberg, Sebastian Bludau, Karl Zilles: Julich-Brain – a 3D probabilistic atlas of human brain’s cytoarchitecture. Science (First Release); DOI: 10.1126/science.abb4588
Matematiksel
