166 bin nöron ve 125 milyon sinaptik bağlantı kayıt altına alındı. Harita 3 Eylül’de yayınlandı; yazılımcıların bu beyni Doom’a bağlaması birkaç gün sürdü.
Yeni olan beyin değil, karın sinir kordonu
Çalışmanın kapsamı bazı yayınlarda eksik aktarılıyor. Yetişkin meyve sineğinin beyni ilk kez bu çalışmayla haritalanmadı; beyin haritası Ekim 2024’te FlyWire konsorsiyumu tarafından çıkarılmış ve Nature’da yayınlanmıştı.
Bu çalışmanın getirdiği yenilik, beynin yanı sıra karın sinir kordonunun da haritalanmış olması. Omurgalılardaki omuriliğe karşılık gelen bu yapı eklenince, ortaya bir canlının tüm merkezi sinir sisteminin ilk eksiksiz haritası çıktı.
Erkek sinek ve cinsiyet karşılaştırması
2024’teki harita dişi bir sineğe aitti. Bu kez erkek bir sinek haritalandı ve makalenin başlığı da bunu işaret ediyor: “Sexual dimorphism in the complete connectome of the Drosophila male central nervous system”. Çalışma Cell dergisinde yayınlandı.
Elde artık iki cinsiyetin sinir sistemi birden bulunuyor. Bu da araştırmacıların, cinsiyete bağlı davranış farklarının sinir devrelerinde tam olarak nereden kaynaklandığını ilk kez doğrudan karşılaştırmasına imkân veriyor.
Yöntem: elektron mikroskobu ve yapay zekâ
Haritalama, sineğin sinir sisteminin elektron mikroskobuyla alınmış milyonlarca iki boyutlu kesit görüntüsünden yola çıkılarak yapıldı. Bu görüntülerden üç boyutlu nöron yapılarının çıkarılması için Google’ın geliştirdiği “flood-filling network” adı verilen evrişimli sinir ağları ve PATHFINDER adlı yeniden yapılandırma sistemi kullanıldı. Yapay zekânın ürettiği rekonstrüksiyonlar ardından insan uzmanlar tarafından doğrulandı ve etiketlendi.
Çalışma tek seferde ortaya çıkmadı. Google ve Janelia’nın iş birliği yaklaşık on yıl önce başladı; 2020’de 25 bin nöronluk “hemibrain” haritası yayınlanmıştı. Bugünkü harita, nöron sayısı bakımından bugüne kadarki en büyük beyin haritası.
Haritanın oyuna bağlanması
Harita kamuya açık şekilde yayınlandı. Birkaç gün içinde yazılımcılar bu veriyi oyunlara bağlamaya başladı.
Alex Wormuth adlı yazılımcı, DOOMFLY adını verdiği projede haritayı klasik nişancı oyunu Doom’a bağladı. Sistem şöyle işliyor: oyunun her karesi sineğin duyu nöronlarını uyarıyor, ortaya çıkan nöral aktivite oyun kontrollerine çevriliyor, karakter hasar aldığında PPL101 adı verilen iki dopamin hücresine uyarı gönderiliyor. Yani sinek beyni, ceza sinyali üzerinden öğrenmeye çalışıyor.
Sonuç şimdilik iç açıcı değil: 6.385 denemede sinek oyunu bitiremedi. Wormuth projeyi canlı yayına açtı; hem sineğin oyun içi bakış açısı hem de dışarıdan hareketi aynı anda izlenebiliyor. Projenin kodu tamamen açık kaynak.
Bir başka yazılımcı, Jessica Paquette, aynı beyinle Super Mario 64 denemesi yaptı. Orada Mario sürekli duvara tosluyor.
Connectome neden önemli
Oyun denemeleri eğlenceli birer deney; bilimsel bir iddia taşımıyor. Asıl önemli olan, bir canlının sinir sisteminin tamamının ilk kez bağlantı düzeyinde kayıt altına alınmış olması.
Bir beynin tüm bağlantı haritasına “connectome” deniyor. Araştırmacılar bu tür çalışmaların, algının nasıl oluştuğunu ve bir uyarının davranışa nasıl dönüştüğünü anlamak açısından olduğu kadar, yapay zekâ araştırmaları açısından da yol gösterici olabileceğini belirtiyor.
Kaynak: Google Research, HHMI Janelia Research Campus, Cell
