“İnsan sonsuzluğa göre bir hiç, hiçe göre her şey, hiçlikle sonsuzluk ortasında ve her ikisini anlamaktan da sonsuz uzakta.”

Blaise Pascal kafasını kaldırdığında gökyüzüne bakıp sonsuz evreni anlamlandırmaya çalışırken bu cümleleri kurmuştu. Evren ne kadar sonsuz olursa olsun insanlık onu araştırmaktan vazgeçmedi. Bizden binlerce ışık yılı uzaklıktaki yıldızların haritalarını çıkarıp inceledi. Benzer sonsuzlukta bir evren insanın içinde de vardı. Ve bilim insanları bunu araştırmaktan da çekinmedi.

1970’lerde bir grup bilim insanı hermafrodit Caenorhabditis elegans yuvarlak solucanının sinir hücrelerinin bağlantılarını incelemeye başladı. Yaklaşık 16 yıl sonra 302 tane nöronu bulunan solucanın bu nöronlar arasındaki 7000 bağlantının haritasını çıkardı. Konnektom adı verilen bu harita beyindeki sinirsel bağlantıları gösterir. Sinirsel etkileşimleri şema eder ve bunları anlamamıza yardımcı olur.

Solucandan sonra bu haritalama işlemi insan beyni içinde yapılmak istendi ve çalışmalara 2009 senesinde İnsan Konnektom Projesi (The Human Connectome Project (HCP) ) ismiyle başlandı. Genom projesinde 20-30 bin geni çözümlemeye çalışırken bu sefer 100 milyar sinir hücresinin birbiriyle bağlantıları ve etkileri araştırılacaktı.

Projenin genel amaçlarını birkaç maddede sıralayabiliriz.

  1. İnsan beyni hakkında işlevsel ve yapısal bilgileri toplamak.
  2. Proje ilerlerken geliştirilen teknolojiler sinir bağlantılarını görüntülemeye, analiz etmeye, hassas ölçümler yapmaya, yüksek çözünürlükte veriler elde etmeye yarayacak.
  3. İnsan bir davranışta bulunduğunda, düşündüğünde ya da duygulandığında beyninde oluşan elektrik sinyallerini çözümlemeye yardımcı olacak.  

Bu proje için iki ayrı kurul oluşturuldu.

Washington, Minnesota ve Oxford Üniversiteleri nörogörüntüleme yöntemleri kullanarak insan beyninin kapsamlı bir haritasını oluşturmak için bir araya geldi. Bu projede Minnesota Üniversitesi’nden Dr. Kamil Uğurbil ile Washington Üniversitesi’nden Dr. David Van Essen beraber çalışıyor. MR cihazını geliştirilmesi ve verilerin toplanması Dr. Uğurbil’in yönetimi ve denetimi altında yürütülüyor.

Massachusetts General Hospital (Harvard Üniversitesi) ve California Los Angeles Üniversitesi de konnektom verilerini ölçmek için yeni bir manyetik rezonans görüntüleyici oluşturmak ve verileri saklamak amacıyla bir araya geldi.

Alzheimer, bunama, disleksi, otizm, körlük, epilepsi, şizofreni, anksiyete ve depresyon gibi hastalıkların beyindeki sinir yollarını nasıl değiştirdiğini, beyinde nasıl bir etki oluşturduğuna dair ayrıntılı bir araştırmalar yapılıyor. Farklı yaşta ve hastalıklarda insanlar çalışmalarda inceleniyor. Böylece nörobilişsel testler yeniden düzenleniyor, veriler karşılaştırmalı olarak toplanıyor.

Beynin haritalanmasında çeşitli yöntemler kullanılıyor.

fMRI (fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme): Bu cihaz beyindeki bölgeleri, kanın akma hızını, kandaki oksijen yoğunluğunu, metabolik olayları inceleyerek tespit eder. Aktif bölgelerin 3 boyutlu haritasını çıkarır.

EEG (elektroensefalografi): Beyinde oluşan elektriksel sinyalleri beyin dalgalarına dönüştürür.

DTI (Diffusion Tensor Imaging): Beyin çalışırken oluşan sinir yollarının tesiptinde kullanılıyor.

Bunlar gibi yöntemler kullanılarak elde edilen veriler daha sonra bilgisayar sistemine geçiriliyor. Cihazlar geliştirilirken verilere uygun bilgisayar programları da geliştiriliyor.

Yakın zamanda serebral korteksin incelenmesiyle beynin daha önceden tanımlanmayan 100 bölgesi ortaya çıktı. Fakat yine de bu çok sınırlı bir veri. Çünkü nöronların aktivitesi ve beynin biyokimyasal olaylarıyla ilgili çok az bilgi elde ediliyor.

Proje henüz tamamlanmadı ve çalışmalara devam ediliyor.

Nörobilimci Sebastian Seung’a göre projenin sonunda beynimizin haritasını tamamen çıkarırsak fikirlerimizi, anılarımızı saklayabiliriz. Teorik fizikçi Michio Kaku ise konnektomu çalıştırabilen bir aygıtı ışık hızıyla uzaya gönderip evreni keşfedebileceğimizi düşünüyor.

Bir solucanla başlayan bu yolculuk bakalım nerede sonlanacak, başka nelere ilham olacak?

Kaynaklar:

https://neuroscienceblueprint.nih.gov/human-connectome/connectome-programs

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1239902/

https://www.nature.com/articles/nature.2016.20285

https://www.humanconnectome.org/study/hcp-young-adult/investigators

https://www.humanconnectome.org/