Yetişkin bir beynin nöronal bağlantı şeması.

İlkel sinir sistemleri daha eski hayvanlarda var olmasına rağmen, beyinler yaklaşık yarım milyar yıl önce gelişti 13 ve sofistike davranışların üretilmesi için gereklidir. Bir beyni bölgelere ayırmanın beyin işlevini anlamak için yararlı olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir, ancak bağlantı hakkında daha ince taneli bilgilerin faydası ile ilgili sorular devam etmektedir. Aslında, nöronlar ve sinapslar düzeyinde bağlantı şemaları oluşturma çabaları tartışmalıdır 14,15. Şüphecilik, büyük ölçüde bu tür bağlantı şemalarını 16,17, bu nedenle bu tür diyagramların elde edilmesi varsayımsal kaldı. Küçük bir araştırmacı topluluğunun çabaları sayesinde durum 2000’li yıllarda değişmeye başladı. Burada bütün bir yetişkin beyninin nöronal bağlantı şemasını sunuyoruz ve burada ve beraberindeki çalışmalarda, bu çabanın faydasını vurgulamak için bağlantısını analiz ediyoruz.

Küçük olmasına rağmen, D. melanogaster’ın beyni, bir sineğin görmesini, koklamasını, duymasını, yürümesini ve uçmasını sağlayan 10 5 nöron ve 10 8 sinaps içerir. Sinekler dinamik sosyal etkileşimlere katılır 18, mesafelerde gezinin 19 ve uzun süreli anılar oluşturun 20. Sinek beyinlerinin bazı kısımları, nöronların ince dallarını ve onları birbirine bağlayan sinapsları ortaya çıkarmak için yeterli çözünürlüğe sahip elektron mikroskobu görüntülerinden yeniden yapılandırılmıştır. Sinir devrelerinin ortaya çıkan bağlantı şemaları, beynin sosyal 21,22, bellekle ilgili 23 veya gezinme 24 davranışlarını nasıl ürettiğine dair çok önemli bilgiler sağlamıştır. Diğer sinek beyin bölgelerinin bağlantı şemaları haritalanmış ve görsel 2, işitsel 25 ve koku alma23,26 işlevleriyle ilişkilendirilmiştir. Bu bağlantı şemalarının ortaya çıkardığı devre organizasyonu, memeli beyinleri 27,28.

Bu bağlantı şemaları ve diğerleri memelilerden 4,5,6beyin parçalarından türetilmiştir. Bununla birlikte, Drosophila nöral aktivitesinin kayıtları, duyusal 29 ve motor 30 değişkenlerinin neredeyse beyin çapında kodlanmasını ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmalar ve omurgalılardaki diğerleri, beynin duyusal bilgiyi nasıl işlediğini veya davranışı nasıl yönlendirdiğini anlamanın, tüm beyin ölçeğinde küresel bilgi akışını anlamayı gerektireceğini vurgulamaktadır.

Şimdiye kadar, tüm beynin bağlantı şemasının en yakın öncülü, Drosophila araştırmacıları için vazgeçilmez hale gelen öncü bir kaynak olan bir sinek ‘hemibrain’1‘in yeniden inşası olmuştur. ‘Kırpılmamış’yaklaşık 20.000 nöron içerdiği tahmin edilmektedir—yani, görüntülenen hacmin sınırları tarafından minimum düzeyde kesilmiş ve aralarındaki 14 milyon sinaps. Yetişkin bir beynin tamamını yeniden yapılandırmamız 139.255 nöron içerir (Şek. 1a ve Ek Video 1) ve bu nöronlar arasında 54,5 milyon sinaps. Keşif ve analize yardımcı olmak için, bu bağlantı FlyWire Konsorsiyumu tarafından yoğun bir şekilde açıklanmıştır. Refakatçi makalemizde Schlegel ve ark.12 bu kaynağın açıklamasını tamamlayan, 8.400’den fazla farklı hücre türünü içeren, beyin çapında küratörlüğünde bir ek açıklama hiyerarşisi sağlayın (ve bu nedenle tercihen bu makalenin yanında belirtilmelidir; https://codex.flywire.ai/about_flywire). Bunlar ve diğer birçok veri ürünü (Şek. 1b ve Tamamlayıcı Şek. 1) indirme, programlı erişim ve etkileşimli tarama için kullanılabilir ve büyüyen bir yazılım araçları ekosistemi aracılığıyla diğer fly veri kaynaklarıyla birlikte çalışabilir hale getirilmiştir (Şek. 1c). Verilerin birincil portalı FlyWire Connectome Veri Gezgini’dir (Kodeks; https://codex.flywire.ai/), bilgiyi görselleştirilebilir ve sorgulanabilir hale getirir.

Tüm beyin rekonstrüksiyonumuzdan gelen bağlantı şeması, bir ‘konektom’ olarak adlandırılacak kadar tamamlanmıştır (Tartışmada tanımlanmıştır). Caenorhabditis elegans‘nin(300 nöron, 10 4 sinaps) ve Drosophila33‘ün 1.instar larvasının (3.000 nöron, 5 × 10 5 sinaps) nöronal rekonstrüksiyonları üzerinde önemli ilerlemeyi temsil eder. Bağlantımız hemibrainin ötesine çeşitli şekillerde ilerler. Örneğin, gustasyon ve mekanosensasyon 34,35ve motor davranışları yönlendirmek için beyinden ventral sinir kordonuna inen nöronların işlemlerinin çoğunu içerir. Ek olarak, birçok cinsel dimorfik nöron için azalan ve yükselen nöronlar 36 için ek açıklamalar içerir (Deutsch ve ark. (hazırlanmakta olan makale); şu adreste mevcuttur: https://codex.flywire.ai) ve bütün bir optik lob 11. Her iki optik lobu da yeniden yapılandırmamız, mevcut sütunlu görsel devre haritalarının çok ötesine geçiyor. Optik loblar ve merkezi beyin arasındaki bağlantılar, refs tarafından araştırıldığı gibi dahil edilmiştir. 37,38. Ayrıca, burada ve beraberindeki çalışmalarda 11,12,34,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 gösterildiği gibi, sensorimotor yolları izlemek için gerekli olan sinirler ve boyun bağı yoluyla beyne uzanan nöronlar da dahildir.

Yeniden yapılanmamızda hemibrain için kullanılanlardan farklı görüntü elde etme ve analiz teknikleri kullanıldı (Yöntemler ve Tartışma). Bununla birlikte, doğrudan hemibrain üzerine önemli bir şekilde inşa ettik. Schlegel et al.12, hemibrain için önerilen hücre tiplerini, flywire’daki merkezi beyindeki hücre tipi nöronlar için bir başlangıç noktası olarak kullandı. Bu yaklaşım, farklı sinek veri kaynakları arasında birlikte çalışabilirliğe hizmet eden büyüyen bir yazılım araçları ekosistemi tarafından etkinleştirildi (Şek. 1c). Hemibrainde büyük ölçüde bulunmayan SEZ ve optik loblardaki ek açıklamalara, FlyWire Konsorsiyumundaki Drosophila araştırma grupları ve vatandaş bilim adamları tarafından katkıda bulunulmuş ve burada ve beraberindeki makalelerde daha ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Sinaps tahminleri 7 ve nörotransmitter kimliklerinin tahminleri 10 topluluk tarafından da katkıda bulundu.

Eşleştikten sonra Schlegel ve ark.12 ayrıca bağlantı şemamızı üst üste bindikleri hemibrain ile karşılaştırdı ve hücre tipi sayımlarının ve güçlü bağlantıların büyük ölçüde uyumlu olduğunu gösterdi. Bu, bireyler arasındaki doğal değişkenliğin ve kusurlu rekonstrüksiyona bağlı ‘gürültünün’ birleşik etkilerinin mütevazı olma eğiliminde olduğu anlamına gelir, bu nedenle tek bir beynin bağlantı şemamız, herhangi bir vahşi tip Drosophila melanogaster bireyini incelemek için yararlı olmalıdır. Bununla birlikte, erkek ve dişi sineklerin beyinleri arasında bilinen farklılıklar vardır 46. Ek olarak, koku alma öğrenmesi ve hafızası için gerekli bir beyin yapısı olan mantar gövdesinin ana nöronları yüksek değişkenlik gösterir 12. Bazı mantar gövdesi bağlantı modellerinin rastgele 47‘ye yakın olduğu bile bulunmuştur, ancak o zamandan beri rastgelelikten sapmalar 48 tespit edilmiştir. Kısacası, Drosophila bağlantı şemaları klişeleri nedeniyle kullanışlıdır, ancak aynı zamanda konektom varyasyonu çalışmalarına da kapı açar.

Bu Makale, FlyWire beyin kaynağını tanımlamanın yanı sıra, veri ürünlerinin nasıl kullanılabileceğini gösteren analizler de sunmaktadır. Ek tüm beyin ağı analizleri Lin ve ark.49 ve Pospisil ve diğ.39. Bağlantıdan, nöropiller olarak bilinen 78 sinek beyin bölgesi arasındaki azaltılmış bir projeksiyon haritası olan bir projektom türetiyoruz (Şek. 1d, Genişletilmiş Veri Şek. 1 ve Ek Video 2). Sinaptik yolları izler ve her iki yarım küre boyunca ve merkezi beyin ile optik loblar arasındaki girdilerden beynin çıktılarına bilgi akışını analiz ederiz. Özellikle, ocelli’deki fotoreseptörlerden inen motor nöronlara giden yollarda uyarma ve inhibisyonun organizasyonu, devre davranış mekanizmaları hakkında hemen hipotezler önerir.

Kaynak ve devamı için : https://www.nature.com/articles/s41586-024-07558-y

Yanıp sönen ışıklar Alzheimer’ı durdurabilir mi? Bilimin gösterdiği şey…

Işık ve ses darbelerinin faydalı etkileri var gibi görünüyor. 
Ancak bazıları deneysel cihazları pazarlamak için çok erken olduğunu iddia ediyor.

Nörobiyolog Annabelle Singer, 40 hertz’de tekrarlanacak şekilde ayarlanmış ışık ve ses darbelerini çalan bir vizör ve kulaklık sergiliyor. Kredi: Allison Carter / Georgia Tech

Her gün sabahın ortasında Joan, Massachusetts merkezindeki evinin yatak odasına çekilir. Panjurları indirir, en sevdiği koltuğa yerleşir ve özel bir kulaklık takar.

Bir saat boyunca, saniyede 40 kez tekrarlanacak şekilde ayarlanmış, ritmik tıklama ve yanıp sönen ışıkların sürükleyici bir görsel — işitsel deneyimine teslim olur. Beynindeki gama dalgaları adı verilen belirli elektriksel kalıpları senkronize etmek için tasarlanan ses ve ışık gösterisi, bunamanın etkileriyle mücadele etmeyi amaçlıyor. İki yıl önce erken evre Alzheimer hastalığı teşhisi konan 78 yaşındaki Joan,” Bir bakıma rahatlatıcı ” diyor. “Ben sadece orada oturuyorum.”

Bu rutinden bir yıl sonra, Haziran ortasında yapılan taramalar Joan’ın beyin hacminin sabit kaldığını gösterdi. Hafıza testleri bilişsel gerilemesinin de durduğunu buldu.

Joan’unki gibi anekdotlara inanmak zor görünebilir-ve sinirbilimci Li-Huei Tsai böyle bir şüpheciliğe yabancı değildir. Kendisi ve Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology’deki (MIT) meslektaşları ilk olarak 1‘te, titreyen ışıkların Alzheimer benzeri koşullara sahip fareler üzerinde 2016 üzerinde faydalı etkileri olduğunu bildirdi.

Birçok araştırmacı sonuçları reddetti. “Birçok insan,’ Bu gerçek olamayacak kadar iyi. Bu gerçek olamaz” diyor Tsai. Eleştirmenlerinin yanlış olduğunu kanıtlamak için insan verilerine ihtiyacı olduğunu fark etti. Böylece Tsai — MIT işbirlikçisi sentetik nörobiyolog Ed Boyden ile birlikte — Cognito Therapeutics (Cambridge merkezli) adlı bir şirketin kurucu ortağıydı. İki yıl içinde klinik denemeler başlattılar ve o zamandan beri teknolojiyi yüzlerce kişi üzerinde test ettiler.

Şimdiye kadar, sonuçlar, şu anda mevcut olan antikor ilaçlarına sıklıkla eşlik eden veya Alzheimer hastalığı için düzenleyici onaya yaklaşan beyin şişmesi veya kanaması gibi ciddi yan etkilerin hiçbiri olmaksızın nöroproteksiyona dair cesaret verici kanıtlar sağlamıştır. Georgia, Atlanta’daki Emory Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde nörolog ve Cognito’nun danışmanı Allan Levey,” Her şey doğru yönde gidiyor ” diyor.

Bununla birlikte Levey, Alzheimer için umut vaat eden tedavilerin büyük çoğunluğunun nihayetinde ilaç geliştirme geçmişinin çöplüğüne düştüğünü ve tüm orta ila geç dönem klinik çalışmaların %98’inden fazlasının başarısızlıkla sonuçlandığını bilecek kadar uzun süredir bu alanda çalıştı. Ve MIT ekibinden ve diğerlerinden yapılan araştırmalar bu alışılmadık strateji için sağlam bir bilimsel temel oluşturmaya devam etse de, bazı gruplar bulgularını farelerde kopyalamayı başaramadılar.

Şimdi, tüm gözler Joan da dahil olmak üzere 600’den fazla katılımcıyı içeren büyük, randomize bir çalışma üzerinde eğitildi. San Diego’daki California Üniversitesi’nden bir psikiyatrist olan Fiza Singh,” İyimser hissediyorum ama aynı zamanda temkinli olmayı da seviyorum ” diyor. “Böyle bir veri yakınsamasına sahip olduğunuzda, bana bir sinyal olduğunu söylüyor-bir şeyler oluyor.”

Ancak birçoğu daha fazla doğrulama beklemiyor. Bir yazlık endüstrisi, hepsi beyin sağlığını iyileştirdiğini iddia eden, masa lambalarına veya akıllı telefon uygulamalarına yanıp sönen ışıklar ve tıklama sesleri koyan ‘sağlıklı yaşam ‘ ürünleri olarak pazarlanan cihazların etrafında ortaya çıktı. Bu, bazı araştırmacılar arasında pazara koşmanın bilimin önüne geçebileceği ve tüketicilere zarar verebileceği endişesine yol açtı.

Yine de, bu tedaviyi çevreleyen vızıltı arttıkça, yutturmacayı gerçeklikten ayırma baskısı da artar. Bilim adamları için zorluk, yaklaşımın sadece umut titremelerinden daha fazlasını sunup sunmadığını doğrulamaktır.

Gama tarafından yönlendirildi

Alzheimer hastalığı esas olarak beyinde amiloid-β plakların ve tau karışıklıklarının birikmesi ile karakterizedir. Bu protein yapılarının nöronal iletişime müdahale ettiği ve hücre ölümüyle sonuçlandığı düşünülmektedir. Bununla birlikte, 1990’ların başında, sinirbilimci Rodolfo Llinás ve New York Üniversitesi (NYU) Tıp Merkezi’ndeki meslektaşları, hastalığın ilgi çekici bir başka ayırt edici özelliğini fark ettiler.

Nöronal aktivitenin ürettiği manyetik alanları incelerken, beynin en hızlı ateşleyen dalgalarının bazılarında-özellikle gama frekans bandında 40 hertz civarında salınan dalgalarda — bir eksiklik keşfettiler. Alzheimer hastalığı olan bireylerde, dikkat ve hafıza gibi süreçler için çok önemli olan bu gama dalgaları, bilişsel olarak sağlıklı bireylerinkinden daha zayıftı 2.

Kaynak ve devamı için : https://www.nature.com/

Şimdiye kadarki en büyük beyin haritası, meyve sineğinin nöronlarını mükemmel ayrıntılarla ortaya koyuyor.

Bağlantı şeması, yaklaşık 140.000 nöron arasındaki bağlantıları ortaya koyar ve yeni sinir hücresi türlerini ortaya çıkarır.

Bir meyve sineği en zeki organizma olmayabilir, ancak bilim adamları hala beyninden çok şey öğrenebilirler. Araştırmacılar, şu ana kadar herhangi bir organizma için en eksiksiz olan tek bir meyve sineğinin (Drosophila melanogaster) beyninin yeni bir haritasına sahip oldukları için bunu yapmayı umuyorlar. Bağlantı şeması veya’ konektom’, yaklaşık 140.000 nöron içerir ve sinir hücreleri arasındaki bağlantılar olan 54,5 milyondan fazla sinaps yakalar.

Washington, Seattle’daki Allen Beyin Bilimleri Enstitüsü’nden bir nörobiyolog olan ve projeye dahil olmayan ancak ekip üyelerinden biriyle çalışan Clay Reid,” Bu çok önemli ” diyor. “Bu, dünyanın uzun zamandır endişeyle beklediği bir şey.”

Harita 1, bugün Nature’da yayınlanan verilerle ilgili dokuz makaleden oluşan bir pakette açıklanmıştır. Yaratıcıları, New Jersey’deki Princeton Üniversitesi’nde nörobilimciler Mala Murthy ve Sebastian Seung’un ortak liderliğindeki FlyWire olarak bilinen bir konsorsiyumun parçası.

Uzun bir yol

Seung ve Murthy, sineğin beyninin dilimlerinin elektron mikroskobu görüntülerini kullanarak dört yıldan fazla bir süredir sinek teli haritasını geliştirdiklerini söylüyorlar. Araştırmacılar ve meslektaşları, yapay zeka (AI) araçlarının yardımıyla beynin tam bir haritasını oluşturmak için verileri bir araya getirdiler.

Ancak bu araçlar mükemmel değildir ve bağlantı şemasının hatalara karşı kontrol edilmesi gerekiyordu. Bilim adamları, verileri manuel olarak yeniden okumak için çok zaman harcadılar — o kadar çok zaman harcadılar ki gönüllüleri yardım etmeye davet ettiler. Birleşik Krallık’taki Cambridge Üniversitesi’nden bir sinirbilimci olan ortak yazar Gregory Jefferis’e göre, konsorsiyum üyeleri ve gönüllüler toplamda 3 milyondan fazla manuel düzenleme yaptı. (Bu çalışmanın çoğunun, sinek araştırmacılarının uçsuz bucaksız olduğu ve COVID-19 salgını sırasında evden çalıştığı 2020’de gerçekleştiğini belirtiyor.)

Ancak çalışma bitmedi: araştırmacıların ve gönüllülerin her bir nöronu belirli bir hücre tipi olarak etiketlediği bir süreç olan haritanın hala açıklanması gerekiyordu. Jefferis, görevi uydu görüntülerini değerlendirmekle karşılaştırır: Yapay zeka yazılımı, bu tür görüntülerdeki gölleri veya yolları tanımak için eğitilebilir, ancak insanların sonuçları kontrol etmesi ve belirli gölleri veya yolları kendileri adlandırması gerekir. Hepsi söylendi, araştırmacılar 8.453 tip nöron tanımladılar — herkesin beklediğinden çok daha fazla. Seung, bunlardan 4.581’inin yeni keşfedildiğini ve bunun yeni araştırma yönleri yaratacağını söylüyor. “Bu hücre tiplerinin her biri bir sorudur” diye ekliyor.

Ekip, çeşitli hücrelerin birbirine bağlanma biçimlerinden bazılarına da şaşırdı. Örneğin, görsel bir yol gibi yalnızca bir duyusal kablolama devresine dahil olduğu düşünülen nöronlar, işitme ve dokunma 1 dahil olmak üzere birden fazla duyudan ipuçları alma eğilimindeydi. Murthy,” Beynin ne kadar birbirine bağlı olduğu şaşırtıcı ” diyor.

Kaynak ve devamı için : https://www.nature.com/articles/d41586-024-03190-y

Bazı İnsanlar Protein ve Yağlara Karşı, Karbonhidratlardan Daha Fazla İnsülin Tepkisi Geliştiriyor.

Yeni yapılan büyük çaplı bir araştırmada bazı insanların  protein ve yağlara, karbonhidratlardan daha fazla insülin tepkisi geliştirdiği keşfedildi. Yiyecekler yenilip, sindirildiğinde vücuda besinler salınır . Pankreastaki islet hücreleri insülin salgılayarak, vücuttaki hücrelerin kan şekeri alarak enerji olarak kullanmasına yardımcı olur. İnsülin salınımındaki en önemli etken glukozdur. Glukoz karbonhidratlar yıkıldığında salgılanır. Buna rağmen protein ve yağlar gibi makro  proteinlerin insülin üretimindeki etkisi halen tam araştırılmamıştır. İşte Kanada British Columbia Üniversitesi’nden (UBC) araştırmacılar  ilk büyük ölçekli araştırmada farklı insanların makro besinlere karşı insülin tepkilerini araştırdı.

Araştırma sonucunda bazı insanların protein ve yağlara çok daha güçlü bir şekilde insülin tepkisi verdiğini ortaya koydu. UBC’de hücresel ve fizyolojik bilimler profesörü ve çalışmanın ortak yazarı James Johnson, “Glikoz, insülinin  bilinen en itici gücüdür, ancak bazı bireylerin proteinlere, diğerlerinin ise daha önce hiç karakterize edilmemiş olan yağlara karşı güçlü bir tepki göstermesiyle bu kadar farklılık görmek bizi şaşırttı. İnsülin insan sağlığında, çok düşük olduğu diyabetten, çok yüksek olduğu obezite, kilo alımı ve hatta bazı kanser türlerine kadar her şeyde önemli bir rol oynamaktadır.

Bu bulgular, bir dizi durumu tedavi etme ve yönetme şeklimizi dönüştürebilecek kişiselleştirilmiş beslenme için zemin hazırlıyor, “ diyor. Araştırmacılar 2016 ve 2022 yılları arasında, genel popülasyonu yansıtan 140 ölmüş erkek ve kadın donörden alınan pankreas islet hücrelerinden karbonhidratlara (glikoz), proteinlere (amino asitler) ve yağlara (yağ asitleri) yanıt olarak insülin salgılanmasını ölçtüler. Hücreler üzerinde kapsamlı protein ve gen ekspresyon analizleri yapıldı. Beklendiği gibi, donör hücrelerinin çoğunluğu glikoza en yüksek insülin tepkisini gösterirken, hücrelerin şaşırtıcı bir şekilde %9’u amino asit tepkilerine ve %8’i glikozla uyarılan insülin tepkilerinden daha büyük yağ asidi tepkilerine sahipti. UBC’deki Johnson Laboratuvarı’nda araştırma görevlisi ve çalışmanın baş yazarı Jelena Kolic, “Bu araştırma, yağların herkeste insülin salınımı üzerinde ihmal edilebilir etkileri olduğuna dair uzun süredir devam eden inanca meydan okuyor.

Bir kişinin insülin üretimindeki bireysel itici güçlerini daha iyi anlayarak, potansiyel olarak insanların kan şekerlerini ve insülin seviyelerini daha iyi yönetmelerine yardımcı olacak özel diyet rehberliği sağlayabiliriz,” diyor. Araştırmacılar ayrıca tip 2 diyabetli donörlerden alınan islet hücrelerinin bir alt kümesini de inceledi. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, hücrelerin glikoza karşı düşük bir insülin tepkisi vardı. Bununla birlikte, hücrelerin proteinlere karşı insülin tepkisi büyük ölçüde bozulmadan kaldı. Kolic, “Bu sonuçlar, protein açısından zengin diyetlerin tip 2 diyabetli hastalar için tedavi amaçlı  faydaları olabileceği durumunu gerçekten destekliyor ve proteinle uyarılmış insülin salgılanması konusunda daha fazla araştırma yapılması gerektiğini gösteriyor, “ dedi. Araştırmacılar, gelecekte bir kişinin insülin tepkisinin belirli bir besin tarafından tetiklenip tetiklenmediğini belirlemek için genetik testlerin kullanılabileceğini söylüyor. Bu arada, sağlıklı kişilerde ve tip 2 diyabeti olanlarda klinik çalışmalar yürüterek araştırmalarını sürdürmeyi ve makro besinlere karşı insülin tepkisini gerçek dünya ortamında test etmeyi umuyorlar.

Kaynak ve devamı için : https://www.gercekbilim.com/bazi-insanlar-protein-ve-yaglara-karsi-karbonhidratlardan-daha-fazla-insulin-tepkisi-gelistiriyor/

Gıda Boyasıyla Canlı Fareler Şeffaflaştırılarak, Organları İncelendi.

Stanford’dan  bilim insanları, popüler gıda boyalarından tartrazini kullanarak, fareleri cildini şeffaf hale getirerek, iç organlarını incelemeyi başardı. Normalde hayvanların iç organlarını ve dokularını incelemek ancak biyopsiyle mümkün oluyor. Canlıların öldürmeden biyolojik fonksiyonlarının incelenmesiyle, araştırmalarda yeni bir dönem başlayabilir.

Ayrıca bu sayede hayvanları öldürmeden ve canlarını acıtmadan daha insani yöntemlerle incelemek mümkün olabilir. Normalde hayvanların cildi protein ve yağ tabanlı bileşenlerden oluştuğundan, ciltlerin ışığı kolayca saçıyor. Bu nedenle cilt opak hale geliyor. Stanford araştırmacıları, daha yaygın olarak “FD&C Yellow 5” olarak da bilinen bir gıda boyası olan tartrazin uygulamasının bu saçılma etkisini kontrol altına aldığını keşfetti. Spesifik olarak, boyanın spektrumun yakın ultraviyole ve mavi kısmındaki ışığı emdiği ve bunun da kırmızı ve turuncu ışığın farelerin dokusuna daha derinlemesine nüfuz etmesini sağladığı tespit edildi.

Bu durum temelde farelerin cildini şeffaflaştırdı ve boya yıkandıktan sonra kolayca tersine dönen bir etki yarattı. Araştırmacılar boyayı farelerin karın bölgesine uyguladılar ve kemirgenlerdeki bağırsak hareketliliğini ortaya çıkarmak için gerçek zamanlı olarak çalışan floresan işaretleyicilerle etiketledikleri nöronları izleyebildiler. Böyle bir teknik, IBS gibi sindirim sorunları hakkında daha iyi bilgiler edinilmesine yardımcı olabilir. Ekip ayrıca boyayı farelerin kafataslarına uygulayarak serebral kan damarlarının işleyişini görmelerini sağladı. Ayrıca kemirgenlerin arka bacaklarına uygulayarak kas sistemlerinin işleyişini de  görünür hale getirdi. Araştırmacılar bulgularıyla ilgili olarak, “Yaklaşımımız, cerrahi olarak çıkarılmasına veya üstteki dokuların şeffaf pencerelerle değiştirilmesine gerek kalmadan derinlere yerleşmiş doku ve organların yapısını, aktivitesini ve işlevlerini görselleştirmek için fırsatlar sunuyor,” diye yazdılar.

Bu keşif, bilim insanlarının araştırma yapmak için kullandıkları hayvan türlerini de genişletebilir.  Science dergisinde çalışma hakkında yazan Christopher J. Rowlands ve Jon Gorecki – çalışmada yer almayan iki araştırmacı – zebra balığı ve nematodların genellikle çalışmalar için seçildiğine dikkat çekiyor çünkü araştırmacıların iç süreçlerini görmelerine izin veren şeffaf bir cilde sahipler. Ancak yeni boya bazlı prosedürlerle neredeyse her hayvan geçici olarak şeffaf hale getirilerek araştırmacıların içeriye göz atması sağlanabilir.

“(Bu) sonuçlara dayanarak, yeterli boya penetrasyonu sağlandığında görüntüleme derinliğinde 10 kat iyileşme beklemek mantıklıdır. Bu sayede, bütün bir fare beyninde çoklu foton görüntüleme veya optik koherens tomografi kateterleriyle santimetre kalınlığındaki dokuların altındaki kan damarlarının etrafındaki tümörlerin yerini tespit etme gibi özellikler mümkün hale gelebilir,” diyor. Çalışma Science dergisinde yayımlandı. Kaynak: American Association for the Advancement of Science ve EurekAlert

Kaynak ve devamı için :https://www.gercekbilim.com/gida-boyasiyla-fareler-seffaflastirilarak-organlari-incelendi/

Deniz canlılarıyla antibiyotik üretimi

Bakterilerden kurtulmaya tek çalışan biz değiliz

Atlantik ve Pasifik okyanuslarının derinliklerindeki hidrotermal ağızlarda alışılmadık bir şey yaşıyor: Bakterilerle savaşan bir gen. Bu gen, bilimsel adı Aciduliprofundum boonei olan ve dünyanın her yerinde denizaltı termal ağızlarında, uç noktalardaki ortamlarda yaşayan bir mikroskopik organizmaya ait.

Bu genin ilginç yanı, gerek denizde gerekse karada birbiriyle hiçbir ilişkisi bulunmayan birçok organizmada yer alması. Yeni bir araştırma, belli afidlerde, yosunsu bitkilerde, bakteri yiyen mikroskobik canlılar olan fajlarda, virüslerde ve hatta bakterilerin kendisinde bile ilişkili genler saptadı. Aynı anda, bir başka araştırmacı ekibi de hem bakterilerde hem de geyik kenesinde görülen ikinci bir gene rastladı. Böcekler, bakteriler ve aciduliprofundum, canlılar aleminin apayrı yerlerine ait, o yüzden birbirleriyle ortak genleri olması şaşırtıcı.

Örneğin Aciduliprofundum, bakterilerden en az insanlar kadar farklı olan Archaea adlı tek hücreli organizmalardan. Bu araştırmayı yürüten, Tennessee’deki Vanderbilt Üniversitesi’nden genetikçi Seth Bordenstein, Popular Science’a “Hücresel yapıları birbirinden en fazla bu kadar farklı olabilir,” diyor.

Aynı genin tüm bu farklı yaşam formlarında işe yaraması hiç beklenmedik bir şey. Belki de birbirimize sandığımızdan daha çok benziyoruz. Genetik mühendisleri bakterilerden birçok ilgili organizmaya başarıyla gen aktarabildi. Bordenstein, “Yapılamaz diye hiçbir kavramsal engel yok,” diyor.

Böylesi buluşlar hem evrimin ışık tutulmamış yanlarını aydınlatıyor hem de gelecekte tıp araştırmalarına katkı sağlıyor. Araştırmalar Archaea’nın ve diğer organizmaların antibakteriyel genleri olabileceğini ve gelecekte yeni antibiyotikler için kaynak teşkil edebileceğini gösteriyor. Şu anda kullanılan çoğu antibiyotik mantarlardan ve bakterilerden elde ediliyor ve insan kimyasıyla biraz değiştiriliyor.

Resim: Pasifik Okyanusu’ndan bir hidrotermal ağız

Kaynak: https://popsci.com.tr/deniz-canlilariyla-antibiyotik-uretimi/

Süper bilgisayarlar insan kökeninin sırrını çözüyor

Saniyede 9,6 katrilyon işlem yapabilen bir süper bilgisayar, güney-orta Sibirya’daki Mal’ta yöresinde 24.000 yıl önce ölmüş bir genç erkeğin kemiklerine bakarak, genetiğin en tartışmalı sorularından birini çözdü.

Mevcut genetik modellerine göre, modern Avrupalılar üç farklı grubun DNA’sını taşıyor. Bunlardan ilki Avrupa’ya 40.000 yıl önce ayak basan mavi gözlü, esmer tenli avcı-toplayıcılar. İkincisi, 7.000 yıl kadar önce Yakın Doğu’dan göç eden açık tenli, kahverengi gözlü çiftçiler. “Hayalet popülasyon” olarak bilinen üçüncü ve gizemli bir grup ise daha yakın zamanda Avrupa’ya gelerek genlerini onlarla paylaşmış. Fakat bu grubun kim olduğunu hiç kimse bilmiyor.

Harvard Üniversitesi’nden David Reich ve ekibi, Austin’deki Texas Üniversitesi’nin 9,6 petaflopluk “Stampede” süper bilgisayarına bu ölü gencin genom verisini girerek, üyesi olduğu “tarihi Kuzey Avrasyalılar”ın bu kayıp topluluk olduğunu kanıtladı. Schraiber, Reich ve Harvard’dan meslektaşı Iosif Lazaridif, “hayalet popülasyon”un Amerika yerlilerinkine çok benzeyen DNA dizilerine sahip olduğu bir geçici model kullandıklarında, her şeyin matematiksel bakımdan yerli yerine oturduğunu fark etti.

Aşağı yukarı aynı zamanda, Kopenhag’dan bir bilim insanı ekibi de Mal’talı oğlanın genomuyla ilgili bir makale yayımlayarak onun DNA’sının Amerika yerlilerininkiyle ortak olduğu sonucunu açıkladı. Mal’talı oğlanın DNA’sı modele eklenince eşleştiği görüldü ve sonuçlar Eylül ayında Nature dergisinde yayımlandı.

Buna göre modern Avrupalıların bir kısmının DNA’sı bu Kuzey Avrasyalı gruptan geliyor. Amerikan yerlileriyle de yakın akraba olan bu Kuzey Avrasyalılar, 15.000 yıl önce Amerika ile Avrupa arasındaki buzdan köprüyü aşarak Amerika’ya göç etmiş. Yani bu Kuzey Avrasyalılar günümüz Amerikan yerlilerinin atası olmakla kalmıyor, aynı zamanda modern Avrupalıların DNA’sının da %20’sini oluşturuyor.

Kaynak: https://popsci.com.tr/super-bilgisayarlar-insan-kokeninin-sirrini-cozuyor/

Her üç çocuktan biri miyop: Görme yetisini korumak için ne yapmalı?

gözlerini kısarak harf tablosuna bakan bir kız çocuğu

Dünya genelinde yapılan bir analiz, çocukların görme yetisinin giderek kötüleştiğini ve her üç çocuktan birinin artık miyop olduğunu, yani uzaktaki nesneleri net göremediğini ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, çocukların ekran başında daha fazla, açık havada ise daha az zaman geçirmelerine neden olduğu için Covid karantinalarının görme yetisi üzerinde olumsuz bir etki yarattığını söylüyor.

Çalışma, miyopluğun giderek büyüyen küresel bir sağlık sorunu olduğu ve 2050 yılına kadar milyonlarca çocuğu daha etkileyeceği uyarısında bulunuyor.

Çocuklar arasında miyop en fazla Asya’da yaygın. Japonya’daki çocukların yüzde 85’i, Güney Kore’deki çocukların yüzde 73’ü, Çin ve Rusya’da ise yüzde 40’tan fazlası miyop. Paraguay ve Uganda yaklaşık yüzde 1 ile en düşük miyopluk seviyelerine sahipken, İngiltere ve ABD’de bu oran yüzde 15 civarında.

British Journal of Ophthalmology dergisinde yayınlanan çalışma, altı kıtada 50 ülkeden beş milyondan fazla çocuk ve genci kapsayan araştırmayı inceledi.

Veriler, 1990 ile 2023 yılları arasında miyopluğun üç kat artarak yüzde 36’ya yükseldiğini ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, Covid pandemisinden sonraki artışın “özellikle dikkat çektiğini” söylüyor.

Miyopluk genellikle ilkokul yıllarında başlıyor ve yaklaşık 20 yaşında gözün büyümesi durana kadar kötüleşme eğilimi devam ediyor.

Miyop Doğu Asya’da çok daha yaygın.

Bu aynı zamanda genetiğe de bağlı. Ancak Singapur ve Hong Kong gibi yerlerde çocukların eğitime özellikle küçük yaşta (2 yaşında) başlaması gibi başka faktörler de var.

Araştırmalara göre, çocukların ilk yıllarında kitaplara ve ekranlara odaklanmış halde daha fazla zaman geçirmeleri göz kaslarını zorlayarak miyopluğa yol açabiliyor.

Türkiye’den uzmanlar benzer durumun Türkiye için de geçerli olduğunu söylüyor.

Okullaşmanın 6 – 8 yaşlarında başladığı Afrika’da miyopluk Asya’ya kıyasla çok daha az yaygın.

Dünya genelinde milyonlarca insanın Covid kısıtlamaları sırasında uzun süre kapalı ortamlarda kalması nedeniyle de çocukların ve gençlerin görme yetisi zarar gördü.

Araştırmacılara göre, “Ortaya çıkan kanıtlar, pandemi ile genç yetişkinler arasında görme bozukluğunun hızlanması arasında potansiyel bir bağlantı olduğunu gösteriyor”.

Kızlarda daha yaygın

Araştırma, 2050 yılına kadar miyopun dünya genelindeki gençlerin yarısından fazlasını etkileyebileceğini öngörüyor.

Çalışmaya göre, kız çocukları büyüdükçe okulda ve evde açık hava etkinlikleri için daha az zaman harcama eğiliminde oldukları için, erkeklere göre daha yüksek oranlara sahip olabilirler.

Ergenlik de dahil olmak üzere kız çocuklarının büyüme ve gelişmesi daha erken başlıyor, bu da daha erken yaşta miyop olmaları anlamına geliyor.

Araştırmacılar, 2050 yılına kadar Asya’nın yaklaşık yüzde 69 miyop oranıyla diğer tüm kıtalara kıyasla en yüksek seviyelere ulaşması bekleniyor; gelişmekte olan ülkelerin de yüzde 40’a ulaşabileceği belirtiliyor.

Kaynak ve yazının devamını okumak için tıklayın: Ana Kaynak

Hayat Hikayeniz Sadece Bir Damla Kanınızda Yazıyor ve Bunu Okumak Mümkün!

Bir çocuğun yaşam öyküsünü biyolojik veriler üzerinden okumak, genetik, epigenetik, biyobelirteçler ve özellikler arasındaki karmaşık bağlantılarını anlamayı gösterir. Bu bilimsel yaklaşım, bireyin biyolojik yapısı yaşam deneyimlerine nasıl yanıtlar oluşturacağı konusunda oldukça etkilidir. Bununla birlikte, genetik bilgi ile yaşam tarzı, belirtilerin etkileri ve sosyal erişimin birleşimi, bir kişinin fiziksel ve psikolojik olarak şekillendirilmiş temel unsurlar olarak öne çıkmasını sağlıyor.

1. Genetik Bilgi ve Sağlık Üzerindeki Etkileri

Bireyin genetik yapısı, sağlık riskleri ve biyolojik fonksiyonları hakkında önemli ipuçları sağlar. DNA dizilimi, hangi düzeyde olduğunun varlığı, belirli biyolojik boyutların nasıl sunulduğu ve genel sağlık profili hakkında bilgi sunar. Örneğin, genetik testlerle bireyin kanseri, kalp hastalıkları ya da metabolik organların içerdiği yatkınlıkları tespit edilebilir. Ancak, genetik bilgi tek başına bir bireyin yaşam öyküsünü tam anlamıyla belirlemek için yeterli değildir.

2. Epigenetik: Çevresel Faktörlerin Genler Üzerindeki Etkisi

Epigenetik, bölgedeki genlerin dağılımını nasıl değiştirdiğini araştıran bir bilim dalıdır. Bireyin yaşam boyunca maruz kalınan stres, travma, kötü yaşam koşulları gibi etkenler, genlerin ifade edilme biçimini alabilir. Bu durum, büyüme ve psikososyal faaliyetlerin biyolojik varlığı somut olarak ortaya çıkmaktadır. Örneğin, çocukluk döneminde yaşanan travmalar, bireyin stresle başa çıkma mekanizmalarının ortaya çıkması ve bu biyolojik değişiklikler, epigenetik değişikliklerle nesiller boyunca aktarılabilir.

3. Biyomarkerlar: Sağlık Durumunun Biyokimyasal Operasyonu

Biyobelirteçler, bir kişinin sağlık durumu ve biyolojik ayrıntıları hakkında bilgi sağlayan biyokimyasal maddelerdir. Kronik stres, bakterilerin ya da sağlık sorunları gibi durumlar, kanda belirli biyobelirteçlerin varlığı ile tespit edilebilir. Örneğin:

  • Stres biyobelirteçleri olarak yapılan tespitler ile stres faktörleri
  • Bağımlılık biyobelirteçleri olarak yapılan tespitler sayesinde ise yaşam koşulları ile şekillenen vücudun alışkanlıkları belirlenir.

4. Çevresel Faktörler ve Yaşam Tarzı Etkileri

Bireyin yaşam tarzı ve faktörleri, genetik yatkınlıklarla birleştiğinde sağlık üzerinde önemli bir rol oynar. Hava kirliliği, kötü beslenme, sigara ve alkol kullanımı gibi stres faktörleri, genetik yatkınlıkları tetikleyebilir ve çeşitli sağlık sorunlarına yol açabilir. Örneğin, kronik hastalık ya da psikolojik hastalıklar, genetik yatkınlıkların yanı sıra bireyin yaşadığı çevrenin de dağılımının ortaya çıkmasına neden olacaktır.

5. Psikolojik Sağlık ve Çevre Etkileşimi

Bir bireyin ruh sağlığı, genetik yatkınlıkları ile ayrıntılı karmaşık bir birleşimidir. Çocuklukta maruz kalınan travmalar, aile desteğinin olmaması, sosyal çevrenin olumsuz etkileri gibi faktörler, ruhsal bozukluklara zemin hazırlayabilir. Bu tür deneyimler, epigenetik değişimlerle biyolojik olarak kalıcı izler bırakabilir. Sonuç olarak, bireyin genetik yapısı ile reaksiyonları arasında sürekli bir iletişim söz konusudur ve bu iletişim, biyolojik ve psikolojik sağlık üzerinde etkilidir.

Bir bireyin hayat hikayesi sadece genetik yapının değil, değişkenlerin ve yaşam deneyimlerinin biyolojik sistemlerin üzerindeki etkilerinden de anlaşılabilir. Genetik analizler ve biyobelirteçler ile yapılan incelemelerle, sağlık ürünlerinin ve biyolojik reaksiyonların ortaya çıkabildiği, ancak sosyal ve nükleer faaliyetlerin bu biyolojik yapının nasıl şekillendirildiği de büyük önem taşır. Biyolojik etkileşimlerin bu çok yönlü analizi, bir kişinin fiziksel ve ruhsal gelişimini anlamada kritik bir rol oynar.

Kaynak: Sıradışı bilim sitesinden edinilen bilgiler dahilinde yapay zeka ile oluşturulmuş bir bilgilendirme yazısıdır.

Bilgisayar Bilimi, Matematik ve Evrim: Grafik Teorisi, Doğal Seçilim Yoluyla Evrimin Başarısını Belirlememizi Sağlıyor!

Grafik teorisi ve doğal oluşum arasındaki ilişki, evrimsel biyolojiyi daha iyi anlamamıza yardımcı olur, evrim süreci yalnızca bireysel özellikler üzerinden değil, bölümlerin nasıl organize edildiğine bağlı olarak incelememizi de sağlar.

Doğal oluşum ,grafiksel sistem geliştirme

Grafik Teorisi ve Popülasyonların organize edilmesi

Grafik teorisi nedir?

Grafik teorisi, düğümler (nokta veya insanlar) ve bu düğümleri içeren kenarlardan (bağlantı veya etkileşim) oluşan bir yapıyı inceler. Örneğin, bir sosyal ağda insanlar düğüm, insanlar arasındaki arkadaşlık ilişkileri de kenar olarak mevcuttur. Bu basit araç, karmaşık sistemlerdeki ilişki ağlarını analiz etmek için kullanılır ve bilgisayar bilimi, biyoloji, kolaylık gibi alan

Popülasyonların farklı şekillerde organize olması mümkündür:

  • Yoğun olarak ayrılanlar:
  • Yerel olarak uzaktakiler:
  • Merkezi bağlamalar :

Doğal Seçim ve Grafik Teorisi Arasındaki Etkileşim

Doğal oluşum, yalnızca bireylerin temsilcilerinin uyum sağlama yeteneği değil, aynı zamanda bireylerin aralarındaki etkileşimlerin desteğine de bağlıdır. Grafik boşluklarının, şekillerinin organizasyon biçimlerinin doğal oluşumlarının üzerindeki varlıkların kalıcı olarak incelenmesini sağlar. Örneğin merkezi bireyler diğer bireylerle daha fazla iletişim kurmak için genetik avantajlarlarını daha geniş bir kitleye yayma şansına sahiptir. Buna karşılık, daha az ilişkili kişilerin sonuçları olsalar bile genetik özellikler sınırlı bir alda kalır.

Simül

Grafik sistemi ile yapılan bilgisayar simülasyonları, dağılımın evrimsel olup olmadığı üzerinde daha ayrıntılı bir şekilde inceleme yapmamızı sağlar. Bu ayarlamalar, genetik takvimin belirli bir ağ yapısına bağlı olarak ne kadar hızlı yayılabileceğini veya belirli organizasyonların doğal seçimlerini nasıl hızlandırıp yavaşlatabileceğini gösterir. Bu simülasyonlar sayesinde, bölümlerin uzun vadeli evrimsel parametrelerinin daha iyi kullanılması sağlanır.

Evrimsel Başarının Belirleyicileri

Popülasyonun organizasyon biçimi, doğal oluşum süreçlerini doğrudan etkiler ve evrimsel başarıyı belirler. aralarındaki iletişimlerin yapısı, genetik farklılıkların yayılımını, odakların ayrıntılarını, adaptasyon dağılımını ve genel evrimsel başarıyı etkiler. Grafik teorileri, bu karmaşık etkileşim ağlarını yaygın olarak analiz ederek, evrimsel spektrumların nasıl akışlarını anlamamıza yardımcı oluyor

Kaynak: Sıradışı Bilim sitesinden edinilen bilgiler dahilinde yapay zeka ile oluşturulmuş bir bilgilendirme yazısıdır.