Ikerketaren munduan luze eta zabal erabiltzen den Drosophila melanogaster euli espezieko larbaren garunaren mapa osoa egin du ikertalde batek, hamabi urtez luzatu den azterketa batean.
Aspaldiko ametsa da garun baten barruan gertatzen diren prozesu guztiak ondo ezagutzea. Besteak beste, medikuntzaren alorrean sortzen diren aukerak imajinaezinak dira. Alabaina, momentuz imajinaezina da ere gizakiaren garunaren mapa zehatza osatzea.
Ikertzaile talde batek mahai gainean jarri duen ikerketa batek erronkaren tamainaren neurria eman dezake. Batetik, intsektu larba baten garunaren mapa osoa egitea lortu dute. Txanponaren beste aldean, baina, giza garunaren tamaina dago. Eta, momentuz, bi zifra horiek elkarrengandik oso urrun geratzen dira.
Orain aurkeztu dituzten zifrak ez dira edonolakoak: Science aldizkarian argitaratu dutena garun baten loturei buruz orain arte egin den maparik osatuena dela esan daiteke. Drosophila melanogaster edo frutaren euli larba baten garunean dauden 3.016 neurona eta beren arteko 548.000 loturak zehaztu ditu ikertzaile talde batek, hamabi urtez luzatu den lan batean.
Lehen itxura batean, asko dira neurona horiek, baina ugaztunetara pasatzeak suposatzen du hainbat magnitude ordenatan igotzea. Kasurako, sagu baten garuna euliarena halako milioi bat da. Gizaki heldu baten garuna, berriz, 86.000 milioi neuronez osatuta dago, sarrien aipatzen den zifrari helduta.
Frutaren eulia aukeratzeko erabakia badu azalpen bat, noski. Genetikaren alorrean modelo organismoa da. Bizitza ziklo laburra duenez, eta azkar ugaltzen denez, espeziak aukera ematen du hainbat belaunaldi nahiko modu azkarrean aztertzeko. Horrez gain, neurozientziaren alorrean ere ikertzen da euli espeziea, bereziki ikasketa prozesuak eta erabakiak nola hartzen diren aztertzerakoan.
Aintzat hartu behar da, ordea, aztertutako garuna ez dela izan ale heldu batena, sinpleagoa den larba batena baizik. Hala izanik ere, prozesua ez da erraza izan, inondik inora. Prentsa ohar batean azaldu dutenez, hamabi urtez aritu dira lanean mapa hau lortzeko. Gutxi gorabehera, neurona bakoitzeko egun bat bideratu behar izan dute zientzialariek. Eta, hein handi batean, artisau lana ere izan da. Bereizmen handiko irudiak hartu eta banan banan aztertu dituzte neuronak, horietako bakoitza identifikatzeko. Modu berean, beren lotura sinaptikoak ere zehaztu dituzte. Lanean, mikroskopia elektronikoa erabili dute, sinapsi mailako bereizmenaz.
Irudi horien bitartez, zientzialariak ahalegindu dira partekatutako konektibitate loturak —konektoma deritzana— dituzten neurona taldeak aurkitzen. Ondoren, informazioa garunean zehar nola zabaltzen den argitzen saiatu dira. Azkenik, neurona eta konexio guztiak erregistratu dituzte, eta garunean bete dezakeen rolaren arabera sailkatu dituzte elementu horiek guztiak.
Garunaren mapa osatzeaz harago, hainbat irakaspen lortu dituzte. Sare horren barruan informazioa nola mugitzen den modelatu dute. Adibidez, ikusi dute zirkuitu aktiboenak irakaste prozesuan parte hartzen duten neuronen artean sortzen direla.
“Nor garen eta nola pentsatzen dugun jakin nahi badugu, pentsamenduaren mekanismoa ulertu behar dugu. Eta, zeregin horretan, funtsezkoa da ulertzea neuronak nola konektatzen diren elkar”, nabarmendu du Joshua Vogelstein ingeniari biomedikoak.
Besteak beste, konektomaren ezagutzaren bitartez, neuroendekapenezko gaitzei aurre egiteko tresna berriak landu nahi dira. Izan ere, egoera osasuntsu batean dagoen garunean izaten diren lotura sinaptikoak ezagututa, errazagoa izango da alzheimerra edo parkinsona bezalako gaixotasunetan gertatzen dena ulertzea.
Egileek gogora ekarri dute beste hainbat ikerketa talde euli heldu baten garunaren mapa osatzeko lanean ari direla une honetan, eta, behin hori osatuta, horrek aukera emango duela larba etapa honetako eta helduaroan dauden eulien garunak alderatzeko.
Giza garunari buruzko ikerketak errazteaz gain, adimen artifizialean erabili ohi den ikasketa automatikoa garatzeko baliogarria izango delako esperantza agertu dute ikertzaileek. Diotenez, ikasketa automatikoan erabiltzen diren arkitekturen antzekoak dira eulien garunean aurkitu dituzten zirkuituen ezaugarriak. Beraz, argudiatu dute adimen artifizialean erabiltzen diren teknikak hobetzeko ere erabilgarria izan daitekeela mapa honen bitartez ikasitakoa.
Etorkizun hurbil batean giza garuna modu horretan aztertzeko moduan egongo ez garela iritzi diote egileek, eta “agian inoiz ez” dela lortuko aitortu dute. Hasieran aipatu bezala, ikerketa metodologia hau ez da, inondik inora, nahikoa izango ugaztun baten garuna osotasunean marrazteko. Erabilitako sistemak eskatzen du garuna ehunka edo milaka xafletan moztea, mikroskopio elektroniko bidez irudiak hartzea eta, gero, neurona bakoitza aztertzea. Ikusteko dago adimen artifizialeko metodologia bat txertatzeak ireki ditzakeen ateak, beste zenbait lanetan ondotxo ikusi baita irudi medikoak aztertzeko ahaleginetan oso erabilgarriak izan direla sare neuronalak.
Erreferentzia bibliografikoa:
Winding, Michael; Pedigo, Benjamin D.; Barnes, Christopher L.; Patsolic, Heather G.; Park, Youngser; Kazimiers, Tom; Fushiki, Akira; Andrade, Ingrid V.; Khandelwal, Avinash; Valdes-Aleman, Javier; Li, Feng; Randel, Nadine; Barsotti, Elizabeth; Correia, Ana; Fetter, Richard D.; Hartenstein, Volker; Priebe, Carey E.; Vogelstein, Joshua T.; Cardona, Albert; Zlatic, Marta (2023). The connectome of an insect brain. Science, 379, 6636. DOI:10.1126/science.add9330
Egileaz:
Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.