Bilim insanları denizanalarının 'zihnini' okumayı başardı | Pelerin Kutusu | Bilim Sanat Yazılım Kitap Oyun Teknoloji Gündemi

Bilim insanları denizanalarının ‘zihnini’ okumayı başardı

Carly Casella

Denizanalarının beyinleri olmasa da, bilim insanları, bir formda zihinlerini okumanın bir yolunu keşfettiler. Zekice bir genetik müdahaleyle, artık küçük ve şeffaf bir denizanası cinsinde bulunan nöronların, avını yakalamak ve beslenmek üzere karmaşık özerk hareketleri gerçekleştirmek maksadıyla nasıl birlikte çalıştığını izleyebiliriz.

‘Clytia hemisphaerica’ tipi, buna misal davranışları incelemek için kusursuz bir model. Bu özel denizanası çeşidi çok küçük (yalnızca yaklaşık bir santimetre çapında) olduğu için, hudut sisteminin tamamı bir mikroskobun altına basitçe sığabilir. Genomu da ziyadesiyle kolay ve şeffaf vücudu sırf yaklaşık 10 bin nöron barındırıyor; bu durum, sinirsel iletileri izlememizi kolaylaştırır.

BEKLENMEDİK BİR SİNİRSEL TERTİP

Araştırmacılar, ‘C. Hemisphaerica’ denizanasını, nöronları harekete geçtiği vakit parlayacak biçimde genetik olarak değiştirdiklerinde, “beklemedikleri seviyede yapılandırılmış bir sinirsel organizasyon” keşfettiler. Denizanalarının hudut sistemleri, günümüzden 500 milyon yıldan daha uzun bir vakit evvel gelişti ve o periyottan bu yana çok az değişim yaşadı. Şu an var olan hayvanların beyinleriyle karşılaştırıldığında, bu ‘canlı fosillerde’ bulunan nöronlar çok daha kolay bir formda düzenlenmiş durumda.

Pekala, canlının hareketlerinin tamamını koordine eden bir merkezi sistem mevcut değilse, nasıl oluyor da bir şeyler yapabiliyor? Bilim insanları, C. Hemisphaerica’nın sahip olduğu nöronların, gövdesini neredeyse büsbütün yansıtan şemsiye gibisi bir ağ üzerinde yayıldığını ortaya koyuyor. Sonrasında bu nöronlar güya bir pasta üzere dilimlere ayrılıyorlar.

Denizanasının çana benzeyen gövdesinin kenarında bulunan her bir dokunaç bu dilimlerden birine bağlanır. Bu sayede, denizanasının kolları tuzlu su karidesi üzere bir avı saptayarak onu yakaladığında, bu dilimde bulunan nöronlar belli bir sırayla harekete geçer. Öncelikle, dilimin kenarında bulunan nöronlar, denizanasının ağzının bulunduğu orta kısımdaki nöronlara ileti yollar.

Bilim insanları denizanalarının 'zihnini' okumayı başardı Görsel: Dış kenarlarında düzgün bir biçimde yayılan dokunaçlarıyla üstten görüntülenmiş bir Clytia hemisphaerica.

Bu ileti, dilimin kenarının ağza, yani iç kısma gerçek dönmesine ve dokunaçları da beraberinde getirmesine yol açar. Bu esnada ağız, gelen yiyeceğe yönelir.

YÜZDE SEKSEN SEKİZ BAŞARILI BİR SİSTEM

Araştırma müellifleri, bir tuzlu su karidesiyle karşılaştıktan bir dakika sonra, denizanalarının yüzde 96’sının bu ‘gıda transferini’ denediğini ve yüzde 88’inin başarılı olduğunu ortaya çıkardılar. Çabucak çabucak tüm tuzlu su karidesleri en nihayetinde bu formda beslenen canlılar tarafından yenildi.

Araştırmacılar, bilhassa hangi nöronların bu domino tesirini tetiklediğini anlamak gayesiyle, pasta diliminin kenarında bulunan ve ‘RFa + nöronları’ ismi verilen bir nöron çeşidini yok ettiler. Bunu yaptıkları vakit, denizanası çanının asimetrik biçimde içe gerçek katlanma ve karideslerin dokunaçlardan ağza iletilmesi hareketleri gerçekleşmedi. Muharrirler, “Bundan ötürü, hem besine bağlı hem de kimyasal olarak uyarılan kenarın [içe doğru] katlanması için RFA + nöronlarına muhtaçlık var. Buna rağmen, yüzme ve kıvrılma hareketlerinde değişim yaşanmadı; bu ise, bu davranışları başka nöral hücre tiplerinin denetlediğini gösteriyor” diyorlar.

YAPILAR ÖZERK BİÇİMDE ÇALIŞIYORLAR

Ağzı denetleyen nöronların denizanasının çan biçimindeki gövdesini denetleyen nöronlarla hangi yollarla bağlantıya geçtiğinin ve bunun karşıtını görmek hedefiyle, araştırmacılar bir kadro beden kesimlerini cerrahi yolla gövdeden ayırmaya başladılar. Denizanalarının ağızları denklemden çıkarıldığında, bu canlılar besinleri dokunaçlarından artık var olmayan ağızlarına aktarmaya çalışmayı sürdürdüler.

Bir denizanasının dokunaçları gövdesinden ayrıldığında bile, su tankına karıştırılan kimyasal karides özleri, ağzın besin kaynağına gerçek yönelmesi davranışını harekete geçirebiliyor. Ulaşılan bulgular, kimi denizanası davranışlarının, çan biçimindeki gövdenin çeperi etrafında bulunan, fonksiyonel bağlamda organize haldeki farklı nöron kümeleri tarafından koordine edildiğini gözler önüne seriyor.

Mesela, denizanasının çanını ağzına bağlayan nöron ağı, sindirim sistemine de bağlanabiliyor. Araştırmacılar, makalelerinde bahsi geçen denizanalarının besinden yoksun bırakıldıklarında, avlarını tok oldukları duruma kıyasla daha hızlı yakaladıklarını fark ettiler. Bu durum, denizanasının sindirim sistemini doldurması gerektiğini ‘bilmesine’ imkan sunan ve öbür belli ‘besleme’ ağlarını yüksek alarma geçiren bir tıp sinirsel geri bildirimin var olduğunu ortaya koyuyor.

Araştırma muharrirleri, “Eğer bu hiyerarşik bakış doğruysa, merkezi bir beyinden mahrum organizmalarda görülen koordine haldeki davranışlar, birbirleriyle fonksiyonel olarak etkileşime giren süper modüller meydana getirecek biçimde daha küçük otonom modüllerin arttırılması ve dönüştürülmesiyle ortaya çıkmış olabilir” diyorlar: “Bu etkileşimlerin nasıl sağlandığı tespit edilmeye devam ediyor.”

Araştırmanın tam metni Cell isimli mecmuada yayınlandı.


Yazının özgünü Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Kaynak: Gazeteduvar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir