> < Bilim ve Teknik Ekim 2014
Bilim insanları, zebra balığı
larvalarını model alarak,
bir düşünce eyleme dönüştüğünde
beyindeki sinir hücrelerinin
ne şekilde uyarıldığını
ve etkinleştiğini gözlemledi.
Z
ebra balığı sakin sakin yüzerken karşısına birden ağzına layık kü-çük bir av çıkarsa acaba beyninde neler olur? Hangi sinir hücreleri uyarılır ya da ne tür sinyaller oluşur? Uzmanlar, sinir hücrelerindeki etkinliği takip ede-bilmek için beyin hücrelerinin genetiğin-de ufak bir genetiğin-değişiklik yapmış. Sinir hüc-releri yeşil floresan protein (GFP) geniniifade edecek şekilde programlanmış. Bu proteinler bazı koşullarda örneğin sinir hücreleri etkinleşip kalsiyum yoğunlu-ğu arttığında ışıldıyor. Bireysel sinir hüc-relerindeki etkinliği daha detaylı bir şe-kilde izlemek isteyen araştırmacılar, çok hassas bir GFP markörü geliştirerek bu-nu 4-7 günlük, vücudu henüz şeffaf olan, zebra balığı larvasına aktarmış. Deneme-ler sırasında gözDeneme-lerin arka kısmına denk gelen ve larvanın görme işlevinden so-rumlu olan beyin bölgesi (tectum) hedef alınmış. Balık larvası hareket edemeye-ceği şekilde sabit tutulmuş. Daha sonra akvaryumun yan camlarına yerleştirilen bir ekrana yanıp sönen noktalar şeklin-de ışık yansıtılmış. Önce balığın tek bir tarafından ışık yansıtılmış. Noktalar
ek-randa belirip kayboldukça larvanın ilgi-li beyin bölgesi de sinirsel etkinilgi-liğe bağ-lı olarak -GFP sayesinde- ışıldamaya baş-lamış. Araştırmacılar yanıp sönen nokta-ları ekrana -balığın sağ ya da sol tarafına, tepesine veya altına gelecek şekilde- fark-lı yönlerde yansıtmış. Beyindeki sinirsel etkinliğin ışık kaynağının geliş yönüne göre dikey ya da yatay olarak gerçekleş-tiği görülmüş. Bu şekilde balığın görme duyusuyla ilgili sinirlerin sinyal haritası çıkarılmış. Yatay ve dikey olarak gerçek-leşen sinyal desenleri incelendiğinde di-key sinyallerin daha güçlü olduğu anla-şılmış. Bu da balığın dikey yani tepesin-den veya alt taraftan yansıyan ışığa daha çok tepki verdiğini göstermiş.
Araştırma ekibi larvanın başının yanı-na yem olarak hareketsiz bir terliksi hay-van yerleştirdiğinde balıktan herhangi bir sinirsel tepki alınamadı. Yem hareket ettiğinde ise larvanın beynindeki sinyal-lerin ışıldamaya başladığı gözlendi. Zeb-ra balığı larvası da terliksi hayvan da öz-gürce yüzebildiklerinde ise bambaşka si-nirsel sinyal desenleri oluştu. Larva ye-mini yakalamadan hemen önce sinirsel sinyallerin beynin tectum bölgesinin ön kısmında birleştiği görüldü. Balığın avını yakalama hareketini gerçekleştiren sinir hücrelerinin, bu bölge ile bağlantılı oldu-ğu belirtiliyor.
Uzmanlar GFP markör genini kulla-narak, balık larvası gelişimini tamamlayıp yetişkin olana kadar geçen süreçte, beyin-deki sinirsel bağlantıların nasıl oluştuğu-nu ve büyüdüğünü rahatlıkla gözlemleye-bileceklerini belirtiyor. Kaynaklar • http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S096098221300002X • http://www.newscientist.com/article/ mg21729034.800-fluorescent-protein-lets-us-read-a-fishs-thoughts.html#.U6gqlaPsxBA
TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi
Dr. Özlem Kılıç Ekici
