Beyindeki sinir hücreleri arasındaki karmaşık ağ bağlantıları bilim insanlarının uzun süredir ilgisini çekmektedir. Son araştırmalar, sinir hücreleri arasındaki çoğu bağlantının zayıf olduğunu, ancak bazılarının olağanüstü güçlü bağlantılarla öne çıktığını ortaya koymuştur. Bu “ağır kuyruklu” bağlantı deseni, oluşumu ve belirli türler için özgü olup olmadığı veya evrensel bir ilkeye tabi olup olmadığı konusunda bilim insanlarının merakını uyandırmıştır.
Bu fenomeni aydınlatmak amacıyla, CUNY Mezun Merkezi Teorik Bilimler Girişimi, Yale, Chicago Üniversitesi ve Harvard’dan araştırmacılar, meyve sinekleri, fareler ve iki solucan türüne ait sinir bağlantılarının kapsamlı veri setlerine daldılar. Hebbian plastisiteye dayanan matematiksel modeller kullanarak, sinir hücrelerinin birlikte ateşlenen hücrelerin birlikte kablolanma prensibine dayandığı önerisine dayalı olarak, bilim insanları bu mekanizmanın ağır kuyruklu bağlantıların meydana gelmesine nasıl yol açabileceğini gösterdi.
Araştırma ayrıca başka önemli bir özelliği ortaya çıkardı: kümeleşme. Sinir hücreleri yakın bağlantılar oluşturma eğilimindedir, bu da sinir ağı içinde daha yüksek bir düzeyde organizasyonu göstermektedir. Araştırma, farklı türler arasında ağır kuyruklu bağlantıların kökenlerini açığa çıkarmayı amaçlamıştır.
Çalışmanın baş yazarı ve şu anda Yale Üniversitesi’nde Fizik Yardımcı Profesörü olan Christopher Lynn, modelin, sinir hücrelerinin Hebbian ve rastgele dinamiklerin bir kombinasyonu altında yeniden düzenlenip bağlandığı fikrine dayandığını açıkladı. Bazı bağlantılar belirli amaçlara hizmet ederken, diğerleri rastgele olarak oluşur.
Ekip bulguları, hücresel kendi kendini örgütlenmenin ilke olarak beyinde güçlü bağlantıların ve sıkı bağlantılı ağların oluşumunu açıklayabileceğini göstermektedir. Bu, sinir ağı oluşumunun yalnızca tür özgü mekanizmalara bağlı olmadığını, basit bir kendini örgütlenme ilkesi tarafından yönlendirildiğini ima etmektedir.
Bu araştırmanın sonuçları, beyindeki karmaşık bağlantıları anlamanın ötesine geçmektedir. Elde edilen bilgi, diğer hayvanlardaki beyin yapısını incelemek için bir temel oluşturabilir ve insan beyin fonksiyonunu anlama konusunda potansiyel olarak katkı sağlayabilir.
Makale Kaynağı:
Lynn, C.W., Holmes, C.M. & Palmer, S.E. Heavy-tailed neuronal connectivity arises from Hebbian self-organization. Nat. Phys. (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02332-9
The source of the article is from the blog lanoticiadigital.com.ar