İçerik
- Beyin Haritalama Nedir?
- Araştırma Fonu BRAIN Girişimini Destekliyor
- BRAIN Projesinin Temel Hedefleri
- Beyin Haritalama Projesinin Artıları ve Eksileri
Beyin Haritalama Nedir?
Beyni düşünmek için bir an durun. 100 milyar hücre içerebilir. Nöron adı verilen her hücre, on binlerce başka beyin hücresine bağlanabilir.
Bu ağlar, hayatımızın ayrılmaz bir parçası olan işlevleri destekler. Hatta asgari düzeyde işleyen bir beyin olmadan çoğu kişi onaylar, anlamlı bir yaşam olmaz. Bilim, organlarımızın en hayati olanını aydınlatmaya çalıştı.
Beyin Haritalamanın Tarihçesi
Beyni tek, tek tip bir organ olarak değil, ayrı bölgelerden oluşan bir organ olarak anlamak, 100 yıldan fazla bir süredir var olan bir kavramdır. 1909'da Korbinian Brodmann, beyin yüzeyini 43 bölgeye bölen serebral korteksin haritasını açıklayan bir makale yazdı. Bu bölgeleri, farklı hücre gövdesi boyama modelleri gösteren ince kesilmiş beyin dokusu örneklerine göre ayırdı. Hücrelerin mimarisi beyni farklı alanlara bölmek için kullanılabilir.
Brodmann’ın girişimleri oldukça etkiliydi. Anatomik yapıyı beyin işleviyle ilişkilendirmek benzersizdi. Belirli yapılara verilen hasarı tutarlı işlev kaybıyla ilişkilendirmeye çalışan bir çerçevenin geliştirilmesine izin verdi. Onun ilk haritası, nörobilimcilerin beyin görüntülemesine bulguları lokalize etmelerine hala yardımcı oluyor, inme, travmatik yaralanma veya tümör durumunda elde edilebiliyor.
Bugün Beyin Haritalama
Diğer haritaların zaman içinde iyileştirilebilmesi gibi, daha fazla çalışma, beyin dokularının topografik organizasyonuna ilişkin anlayışımızı genişletti. Beyin Aktiviteleri Haritası Projesi bu tür gelişmeleri teşvik etmek için oluşturuldu. Bu proje Eylül 2011'de The Kavli Foundation'dan Miyoung Chun tarafından Londra'da düzenlenen bir konferansta desteklenmiştir.
Bilim adamları beynin yapısının anlaşılmasını geliştirmeye devam ettiler.
2016 yılında beyin, yapı, işlev ve bağlantıda net farklılıklar gösteren 180 ayrı parsele bölündü - 97 dahil alan ilk kez tanımlandı.
Bu yeni haritalar, farklı (çok özel) zihinsel görevlere yanıt olarak kan akışını ölçen fonksiyonel MRI (fMRI) dahil olmak üzere manyetik rezonans görüntüleme (MRI) teknikleri kullanılarak oluşturulmuştur.
Bu tür bir haritalama, iki veya daha fazla bağımsız özellikte önemli değişiklikler kaydedilene kadar beynin yüzeyinde yavaşça hareket etmeyi içerir ve haritadaki sınırları çizmeye yardımcı olur. Alan sayısı tutarlı olsa da, boyutları kişiden kişiye değişir. Bu farklılıklar, bilişsel ve yaratıcı yeteneklerin yanı sıra Alzheimer, Parkinson ve hatta depresyon gibi beyinle ilgili hastalıklar için potansiyel riski önemli ölçüde ayırt edebilir.
Beyni daha küçük parçalara bölmek, sinirbilimcilerin beynin bir bütün olarak nasıl çalıştığını anlamalarına yardımcı olabilir. Bununla birlikte, tek ölçümler eksik olabilir ve beyin ve onun işlevi hakkında yanıltıcı bir görüş sağlar.
Haritalama, temel olan biyokimya hakkında da çok az şey açıklıyor. Aynı zamanda küçük grupların, hatta önemli tek nöronların rolünü aydınlatmada başarısız olabilir. Teknoloji ilerledikçe, tekrar haritalama çabaları gerekebilir.
Hücresel düzeyde görünen yapısal farklılıkların ötesinde, beynin dokularını aktivitesine ve ara bağlantılarına göre organize etmek mümkün olabilir. Siyasi ve ekonomik destekle, bu proje daha geniş bir BRAIN Girişimi haline getirildi.
Araştırma Fonu BRAIN Girişimini Destekliyor
Beynin karmaşıklığını çözmek, bilim camiasında neredeyse eşi görülmemiş düzeyde bir işbirliği, jeopolitik bölünmeler arasında birlikte çalışma isteği ve küresel bir kamu-özel ortaklığında kaynakların bir havuzda toplanmasını gerektirir.
Başlangıçta Beyin Aktivite Haritası olarak adlandırılan, Yenilikçi Nöroteknolojileri İlerletme Yoluyla Beyin Araştırması (BRAIN) Girişimi, 2 Nisan 2013'te Amerika Birleşik Devletleri'nde Başkan Barack Obama tarafından başlatıldı.
BRAIN Initiative, geçici bir düşünce hızında işlev gördükleri için aynı anda yüz binlerce nöronun işlevini haritalamayı hedefliyor.
Bu projenin özlemlerini gözden geçirmeden önce, Amerikalıların bu çabada yalnız olmadıklarını bilmek önemlidir.
Aslında, BRAIN projesi, beynin iç işleyişini daha tam olarak anlamak için küresel bir çabanın parçası olan diğer dünya çapındaki girişimlere katılıyor. 19 Eylül 2016'da Uluslararası Beyin Girişimi, Birleşmiş Milletler Genel Kurulu'na eşlik eden bir toplantıda başlatıldı. ABD'deki Ulusal Uyku Vakfı ve Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH), projeyi geliştirmek ve desteklemek için kaynak ayırdı.
Zaman çizelgeleri, kilometre taşları ve tahmini maliyetler de dahil olmak üzere gerekli bilimsel araştırmaya rehberlik edecek ayrıntılı bir planın geliştirilmesinin ötesinde, mali destek hem edinilmeli hem de sürdürülmelidir. Beyin Haritalama Projesi ve daha geniş BEYİN Girişimi başlangıçta 100 milyon dolardan fazla finanse edildi ve on yıldan fazla bir süre içinde milyarlarca dolara mal olması bekleniyor.
Kamusal araştırma paralarının ötesinde, dinamik beyin haritalamasındaki özel çabalar şunları içermektedir:
- Seattle'daki Allen Institute for Brain Science (4 yılda yılda 60 milyon dolar harcıyor)
- Virginia'daki Howard Hughes Tıp Enstitüsü (yılda en az 30 milyon dolar harcıyor)
- Kaliforniya Oxnard'daki Kavli Vakfı (on yıl boyunca yılda 4 milyon dolar harcıyor)
- San Diego'daki Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü (çabalara 28 milyon dolar taahhüt ediyor)
İşbirlikçi, kamu-özel araştırma girişimi, nihayetinde beyin fonksiyonunun dinamik bir anlayışını yaratabilecek yenilikçi teknolojilerin geliştirilmesini destekleme amacına sahiptir.
BRAIN Projesinin Temel Hedefleri
BRAIN Initiative'in daha geniş misyonu, "insan zihninin iç işleyişinin anlaşılmasını derinleştirmek ve beyin bozukluklarını tedavi etme, önleme ve iyileştirme şeklimizi iyileştirmektir." Bunu başarmak için, beynin hücrelerinin ve devrelerinin nasıl etkileşime girdiğini ve sonuçta beyin işlevi ile davranış arasındaki karmaşık bağlantıları ortaya çıkaran yeni bir teknoloji geliştirilmelidir.
Bu projenin birkaç temel hedefi var ve bunların önümüzdeki on yıl içinde gerçekleştirilmesinin sayısız yolu var.
- Gelişmiş nöroteknoloji: Gelecek vaat eden araştırmaların mali desteği, yalnızca beynin temellerini anlamamıza değil, aynı zamanda onu etkileyen rahatsızlıkların nasıl teşhis edilip tedavi edileceğini anlamamıza yardımcı olan teknolojinin hızlı gelişmesine yol açacaktır. Yenilik, bilimsel buluşlar ve cihaz geliştirme, çok disiplinli mühendis ve sinirbilimcilerden oluşan ekipler gerektirecektir.
- Dinamik görüntülemeyi kolaylaştırın: Mevcut beyin görüntülemesi, bir dizi fotoğrafı karıştırmak gibiyse, daha yeni teknoloji, bir beyin işlevini gerçek zamanlı olarak izlemek gibi dinamik görüntüler üretecektir. Bu işlevleri farklı uzay ve zaman ölçeklerinde daha yüksek çözünürlükte görselleştirmek için görüntüleme teknolojisinin gelişmiş olması gerekir.
- Beyin işlevselliğini keşfedin: Beyin statik bir organ değildir; neredeyse anında büyük miktarda bilgiyi aktif olarak kaydeder, işler, saklar, alır ve kullanır. Bu kapasiteyi anlamak için, beyin gerçek zamanlı olarak birçok potansiyel yöntemle araştırılmalıdır ve bunların çoğu şu anda mevcut değildir.
- Davranışı işleve bağla: Beyin fonksiyonunun dışa dönük tezahürü bir davranış olarak gözlenir. Daha karmaşık olan, birisinin davranışlarının fark edilebileceği sayısız yöntemdir. Gelişmiş hesaplama modellerinin kullanılmasıyla, istenen davranışları geliştirmek için bu kalıpları ve öncü modelleri çözmek mümkün olabilir.
- Tüketici uygulamalarını geliştirin: Beyin dokusuyla etkileşime giren tıbbi cihazlar gelecekteki yaşamlarımızı derinden etkileyebilir ve düzenleme tüketicilerin sağlığını ve refahını teşvik etmelidir. Alan ilerledikçe, bu teknolojileri tüketicilere hem güvenlik hem de etkililik gözüyle getirmek çok önemlidir.
Beyin Haritalama Projesinin Artıları ve Eksileri
Sinirbilim alanında sınırsız fırsatlar ve sınırsız potansiyel varmış gibi görünebilir. Beyin hakkındaki bilgileri ilerlettikçe, insan olmanın ne anlama geldiğine dair samimi bir anlayış kazanırız. Bununla birlikte, Beyin Haritalama Projesi'nin bazı potansiyel dezavantajları olabilir.
- Para akışı: Bunun gibi büyük bir proje, diğer değerli nedenlerden maddi destek ve dikkati çekebilir. Bu finansman, hükümet veya kar amacı gütmeyen kuruluşlar tarafından aniden kesilebilir.
- Farklı araştırma öncelikleri: Tüm bilim adamlarının odak noktası aynı değildir. Mali destek aramaya zorlandıklarında, bu onları güçlü yönlerinden uzaklaştırabilir. Örneğin, tüm bilim adamları primat araştırmalarına katılmayacağından, etik değerlendirmeler de işbirliğini sınırlayabilir.
- Çatışma ve fikir birliği eksikliği: Bilimsel gerçeği ararken, ileriye giden yol her zaman açık değildir. Fikir farklılıklarıyla birleşen güçlü kişilikler, çelişkili hipotezlere ve araştırma önceliklerine yol açabilir. Uzmanlar arasındaki bu fikir birliği eksikliği anlaşmazlığa neden olabilir.
- Küçük ülkelerden gelen katkıları göz ardı etmek: Sanayileşmiş ülkeler araştırma fonuna 300 milyon dolar katkıda bulunabilirlerse de, gelişmekte olan ülkeler benzer şekilde projede bir hak iddia edemeyebilirler. Bu, hastalara, model organizmalara ve uygun fiyatlı teknolojilere katkıda bulunarak dengelenebilir - ancak yalnızca masada bir koltuk varsa.
- Temel bilim ve uygulamalı teknoloji: Bazı bilimsel bilgiler yalnızca bilgiyi ilerletme asil amacı ile kazanılır. Mali teşvikler ve karlı olabilecek uygulamalı bir teknoloji yaratma yeteneği, çabanın odağını değiştirebilir.
- Mevcut kaynakları entegre etmek: Bu proje önceki çalışmalara dayanmaktadır ve ABD İnsan Connectome Projesi'ni (beynin yapısal ve işlevsel bağlantılarını haritalandırmaya odaklanan), Avrupa Birliği'nin İnsan Beyni Projesi'ni (beynin nasıl çalıştığına dair temel bilime odaklanan) entegre etmenin bir yolunu bulmalıdır. ) ve Kanada'nın CBRAIN programı (tıbba uygulanabilecek teknolojiler yaratmaya odaklanan), diğer önceki çabaların yanı sıra.
Neyse ki, bu proje devam ederken çok fazla umut ve umut var. Beyin haritalaması, sonunda aşağıdakileri içeren birden fazla ölçümü entegre edecektir:
- Kortikal kalınlık
- Beyin fonksiyonu
- Bölgeler arası bağlantı
- Hücrelerin topografik organizasyonu
- Miyelin seviyeleri (sinirsel sinyallemeyi hızlandıran yağlı yalıtım)
Araştırma çabalarını birleştirmek, ekiplerin işbirliği yapmasına ve bilgi alışverişinde bulunmasına, Beyin Haritalama Projesi başlığı altında belirli hedefleri takip etmesine izin vermek, sinirbilimde önemli ilerlemelere izin verecektir.
Verywell'den Bir Söz
Beyin Haritalama Projesi, beyindeki yapılar ve işlevler arasındaki ilişkiyi anlamamızdaki ilerlemeyi finanse etmek için dikkate değer bir taahhüdü temsil ediyor. Güçlü mikroskoplar, süper hesaplama kaynakları ve evrensel beyin haritalama araçları, bilim insanlarının keşifleri hızlandırmasına olanak tanıyacak. Bu ilerlemeler, tüm insanlık için beyin sağlığının geliştirilmesini mümkün kılabilir, ancak ancak finansman ve işbirliği sürdürülürse.