Thread by @turkerkilic

"Beyin nasıl zihin üretiyor?” sorusuna yanıt arayan önemli 100 ARAŞTIRMAYI DİZGE olarak sunuyorum

Bu literatürün ışığında hazırlanan “Beyin Araştırmalarından Yaşamın Neliğine Bilim Yolculuğu" adlı konferansa şuradan ulaşabilirsiniz
facebook.com/profdrturkerki…

İlk makale bu 100 içerisinde olmayan Dünya Bilim ve Sanat Akademisi’nde sunduğum makaledir.

Beyin Araştırmaları Penceresinden Yaşam..
Kılıç, 2019

Beyin bilgi işleme gücünü tekil nöronlardan değil, aralarındaki bağlantısallıktan alır. Benzer karmaşıklık ve bağlantısallık, bilişim, network ve karmaşık sistemlerdeki ilerlemelerle çok araştırma alanında görülmektedir 1/4

Yaşamı birbiriyle bağlantılı entegre bilgi sistemlerin toplamı olarak tanımlamak, karmaşıklığın ve bütünselliğin insanlarda, toplumda ve doğada kendini nasıl gösterdiğinin belki de en basit anlatımı. 2/4

Bir sosyal değişim aracı olan bilimde, parçalardan bütüne ve artık bağlantısallığa giden paradigma değişikliği, dünyamızı tehdit eden, birbiri ile bağlantılı sorunları çözme gayretimize yeni bir bakış açısı sağlamaktadır. 3/4

Referans: worldacademy.org/files/ieee_jul… 4/4

Diğer nörobilimciler de eklemeler yapabilirler. Böylelikle nörobilim araştırmalarına giriş literatürüne ulaşım katkısı sağlanacaktır.

1. Optogenetik ile Sinirsel Aktivite Stimülasyonu

Sistemsel sinirbilim uzun zamandır, iyi tanımlanmış nöronal popülasyonlarda gerçek zamanlı, girişimsel olmayan aktivite kontrolünü sağlayacak yöntemler bulmaya çalışmaktadır. 1/4

Bu amaçla lentivitral gen aktarımı ile yüksek hızda optik açma-kapamanın bir arada kullanılmasıyla ışığa duyarlı bir protein olan Channelrhodopsin-2 adapte edilerek sinaptik iletim başarılı bir şekilde kontrol edildi. 2/4

Bu teknoloji, sinaptik faaliyetler ve tekil atımlar düzeyindeki nöral işlemlerde değişiklik yapmayı mümkün kıldı. Böylece hem sinirbilimciler hem de biyomedikal mühendisler için birçok farklı çalışmada kullanılabilecek bir araç ortaya çıkarılmış oldu. 3/4

Referans: Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., & Deisseroth, K. (2005). Millisecondtimescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nature Neuroscience, 8, 1263. Retrieved from dx.doi.org/10.1038/nn1525 4/4

2. Mavi Beyin Projesi ve arıntılı kortikal kolonimülasyonu

Beynin süper bilgisayarda simülasyonunu amaçlayan büyük çaplı girişimi Avrupa Mavi Beyin Projesi’ni (daha sonra İnsan Beyni Projesi olarak değiştirilen) duyurdu. 1/4

Kasım 2007'de, Mavi Beyin Projesi, bir sıçan neokortikalinin yaklaşık 10.000 çok bölmeli Hodgkin-Huxley nöron modelinden oluşan sütun ve on milyondan fazla sinaps içeren detaylı bir biyofiziksel simülasyonunu bildirdi. 2/4

Bağlantı, belirli hücre tipleri için nicelenen girdi ve çıktıların sayısına dayanıyordu. Simülasyon, Blue Gene / L süper bilgisayarı kullanılarak gerçekleştirildi. 3/4

Referans: Markram, H. (2006). The Blue Brain Project. Nature Reviews Neuroscience, 7, 153. Retrieved from dx.doi.org/10.1038/nrn1848 4/4

3. BRAINBOW yöntemi ile nöronlar renk kontrastı ile ayırt edildi

Harvard’lı sinirbilimcilerin geliştirdiği yöntemle tek tek nöronların birbiriyle bağlantılarını görmek mümkün oldu. 1/3

Her bir nöron 90 renk tonluk bir paletle renklendirilerek birbirinden ayırt edilerek görüntülenebiliyor. Böylece beynin bağlantılarının detaylı bir şeması çıkarılarak nasıl bilgi işlediği üzerinde çalışılabilecek. 2/3

Referans: Livet, J., Weissman, T. A., Kang, H., Draft, R. W., Lu, J., Bennis, R. A., … Lichtman, J. W. (2007). Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in the nervous system. Nature, 450, 56. Retrieved from dx.doi.org/10.1038/nature… 3/3

4. Halorhodopsin adlı optogenetik yöntemle nöron aktivasyonu ve baskılama

Nöral faaliyet örüntülerinin bilgi işleme, davranış ve patolojiyi nasıl gerçekleştirdiği araştırılmaktadır. 1/3

Bu amaçla genetik olarak hedeflenen nöronların uyarılması ya da inaktif hale getirilmesi için Halo/ChR2 adı verilen ışık içerikli bir sistem geliştirildi. Böylece beynin ışık kullanılarak sistematik analizi ve manipüle edilmesi mümkün olabilecek. 2/3

Referans: Han, X., & Boyden, E. S. (2007). Multiple-Color Optical Activation, Silencing, and Desynchronization of Neural Activity, with Single-Spike Temporal Resolution. PLOS ONE, 2(3), e299. Retrieved from doi.org/10.1371/journa… 3/3

5. IBM Blue Süper Bilgisayarı ile neokorteksin beyin ölçeğinde simülasyonu yapıldı

Beynin biyolojik detaylarını gösteren büyük ölçekli simülasyonlar artık gücü giderek artan paralel süper bilgisayarlar tarafından yapılabilmektedir. 1/4

Avrupa FACETs projesi kapsamında, IBM Blue Gene/Le süper bilgisayarı, bu tür simülasyonların en büyüğünü, 11 milyon sinaps ve 22 milyon nöronu kapsayan bir simülasyonu yapmayı başardı. 2/4

Bağlantısallık, biyolojik eğilimleri genel hatlarıyla yansıtan kurallar dizisine göre tanımlanmıştır. 3/4

Referans: Djurfeldt, M., Lundqvist, M., Johansson, C., Rehn, M., Ekeberg, O., & Lansner, A. (2008). Brain-scale simulation of the neocortex on the IBM Blue Gene/L supercomputer. IBM Journal of Research and Development, 52(1.2), 31–41. doi.org/10.1147/rd.521… 4/4

6. Gerçek zamanlı sinirbilim simülasyonlarına daha hızlı donanım

Avr. FACETs projesi kapsamında, sinirbilimcilerin beyin ağı modelleme aracı olarak kullanabileceği, sayısal
simülasyonu tamamlayıcı, büyük ölçekli analog donanım geliştirilmesini sağlayacak çözümler üretiliyor. 1/3

Hem esnek hem biyolojik açıdan gerçekçi modelleme sunan simülasyon donanımı, eskisinden bin-yüzbin kat
daha hızlı. Geliştirilen PyNN adlı Python tabanlı yazılım arayüzü ise süreci kolaylaştırıyor. 2/3

Referans: ieeexplore.ieee.org/abstract/docum… 3/3

7. Ultra-Hızlı Optogenetik Kontrol

ChR2 proteinini mutasyona uğratarak optogenetik yönteminin hassasiyetini artırmayı başaran araştırmacılar,
1/3

biyolojik sistemlerde normal ve patolojik uyarıya açık hücre fonksiyonları üzerinde yapılan araştırmalara
deneysel kontrol anlamında yeni boyutlar kazandırılmasının önünü açtı. 2/3

Referans:
ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20081849 3/3

8. İnsan Konnektomunun Zenginler Kulübü Tarzı Organizasyonu

İnsan beyninde üs görevi gören merkezi neokortikal bölgeler, farklı kısımlar arasında global bilgi entegrasyonunda önemli rol oynar. Yapısal/fonksiyonel bağlantısallık bozulduğunda nöropatoloji ortaya çıkar. 1/4

Subkortikal&neokortikal merkezleri haritalayıp aradaki yapısal bağları inceleyen çalışma, daha alt derece nodlara kıyasla kendi içlerinde daha yoğun bağlantısallık gösteren 12 merkez buldu. 2/4

Beyin ağının topolojisini aydınlatan çalışma, insan konnektomunun 'zenginler kulübü' tarzı organizasyonunun, bilgi entegrasyonu ve yapısal çekirdeğe sağladığı güç açısından ne anlama geldiğini tartıştı. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22049421 4/4

9. Otomatik bant toplama ultramikrotomu

Beyin dokusu görüntülemelerinde taramalı elektron mikroskobu (TEM) verimini artırmak için, otomatik bant toplama ultramikrotomu (OBTU) geliştirilmiştir. OBTU, dokuyu ince kesitler halinde aralıksız bir şerit bantta toplar. 1/3

Bandın birçok parçası silikon levhalar üstüne kolayca konulur, boyanır ve TEM ile otomatik bir şekilde görüntülenebilir hatta saklanabilir. OBTU-TEM sistemi TEM verimini artırmanın yolunu açmıştır. 2/3

Referans: doi.org/10.1017/S14319… 3/3

10. Sıçanlarda Hipokampal Protez

Epilepsi, inme, demans ve Alzheimer’s hastalarında görülen hafıza kaybına karşı onarıcı tedaviler geliştirilmesinin zorluğu yüksek bilişsel fonksiyondan sorumlu beyin bölgelerindeki nöral işlemin henüz iyi anlaşılamamasından kaynaklanır. 1/4

Çalışma, zarar görmüş dokunun yerine mikroelektronik, bilişsel protez yerleştirilmesi yöntemini bulup sıçanlar üzerinde denenmiştir. 2/4

Protezin farmakolojik olarak hipokampal fonksiyonları inhibe edilmiş sıçanlarda hafızayı eski haline geri getirdiği, normal hipokampüsü olan sıçanlarda ise hafızayı arttırdığı gösterilmiştir. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

11. Nöronları görüntülemek için in vivo süper çözünürlüklü mikroskopi

Canlı, anestezi altındaki farelerde süper çözünürlüklü optik mikroskopi ile fare nöronları <70 nm'lik çözünürlükte gözlemlendi. 1/3

Dendritik dal morfolojilerini beyin dokusunun 15 µm altına kadar görmek mümkün oldu. Görüntüler birkaç dakikada bir çekilerek böylece dalların morfolojilerinin zamanla nasıl değiştiği de gözlendi. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22301313 3/3

12. CLARITY metodu

Beyin haritalama konusunda işe yarama potansiyeli olması açısından geliştirilen CLARITY, sinir dokusu örneklerinin hücresel morfolojilerini bozmadan yarı saydam hale getiren bir metottur. 1/4

Doku onu çapraz bağlı hale getiren hidrojen molekülleri ile karıştırılır. Lipidler organik çözücüler ve elektroforez ile ayrıştırılır. 2/4

CLARITY metodu immünhistokimyasal ve floresan mikroskopinin geniş hacimli dokularda ve hatta tüm beyin dokusunda uygulanabilmesini mümkün kılar. Dokuyu da antikor benzeri makromoleküllere geçirgen hale getirir. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23722210 4/4

13. Eyewire: Retina haritalama için kitlesel kaynak yöntemi

Eyewire, MIT ve Princeton Seung Laboratuvarı’nda yaratılmış, internet kullanıcılarının çevrimiçi oyun mantığında retina nöronlarının renklendirmelerini sağlayan bir kitlesel kaynak çalışması. 1/4

145 ülkeden 150 binden çok kişinin oynadığı oyun, seri kesit elektron mikroskopi verilerinden faydalanarak retinadaki nöronların rekonstrüksiyonunu kolaylaştırıyor. 2/4

Oyunculara doku dilim görüntüleri veriliyor, oyuncular görüntüleri hücrelere uyumlu şekilde renklendiriyor. 2019 sonunda 700'den fazla nöron Eyewire oyuncuları tarafından haritalanmıştı. 3/4

Referans: nature.com/articles/nmeth… 4/4

14. Bütün fare beyninde subkortikal yapıların in vivo üç-fotonmikroskopi ile görüntülenmesi

Multi-foton mikroskopide, bir floroforun uyarılması sırasında birden fazla düşük enerjili foton birleşir ve bu da floroforun daha yüksek enerjili bir foton yaymasına neden olur. 1/4

Uyarıda ışığın uzun dalga boyları kullanıldığı için derin doku penetrasyonu mümkündür. 1.700 nm eksitasyon dalga boylarına sahip üç-foton yöntemi kullanılarak, görüntüleme fare beyinlerinde 1.4 mm'ye kadar bir derinlikte gerçekleştirildi. 2/4

Bu yaklaşım kullanılarak damarlar ve RFP etiketli nöronlar görüntülendi. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

15. Telepatik sıçanlar: Sıçan hipokampüsünde donör/alıcı hafızasının güçlendirilmesi

Çalışmada farelere çiftler halinde protezler takılmış. Donör fareler, bir görevi yerine getirmek üzere eğitilmişler ve protezleri sinir faaliyetlerinin modelini kaydetmiş. 1/3

Bu modeller, görev konusunda eğitilmemiş alıcı farelere aktarılmış, bu şekilde alıcı fareler kontrol hayvanlarla karşılaştırıldığında görevi belirgin şekilde daha iyi yerine getirmiş. Yani bir beyinden yardım alarak bir başka beynin hafıza depolama süreci iyileştirilmiş. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 3/3

16. BEYİN Girişimi

BEYİN girişimi (Brain Research through Advancing Innovative Technologies) nörobilimcilere devlet finansından 110 milyon dolar, HHMI ve Allen enstitüsü gibi kaynaklardan da 122 milyon dolar sağladı. 1/3

Yapay sinir ağlarının fonksiyonunu çözmede kullanılan yeni aletlerin araştırılmasını sağladı ve fizikçilerle nörobilimcilerin işbirliğini destekledi. 2/3

Referans: Fact Sheet: BRAIN Initiative. (2013). Retrieved from obamawhitehouse.archives.gov/the-press-offi… 3/3

17. Larva zebra balığın tüm-beyin fonksiyonel görüntülemesi

Larva halindeki zebra balığının beynindeki nöronların yaklaşık % 80'i ışık kesiti floresan mikroskobu ile görüntülendi (larva zebrafish yarı saydamdır). 1/3

Farklı nöron grupları arasında korelasyon aktivitesi örüntüleri izlendi. Tekniğin nöral devre dinamiklerini ortaya çıkarmada önemli faydası olacağı ortaya kondu. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23524393 3/3

18. Drosophila beyin hemisferinin üç boyutlu ağı

Beyin fonksiyonunu anlamanın ilk adımı, beyin ağının ortaya konmasıdır. Bu çalışma, senkroton-radyasyon tomografik mikroskopi ile meyve sineğinin beyin ağının üç boyutlu analizini konu aldı. 1/4

Beyin ağının sol yarısının iskeletimsi tel modelini çıkaran araştırmacılar elde edilen nöronal işlem modellerini gruplara ayırdı. Modelde gruplara ayrılamayan nöronal süreçler de oldu.Bu gruplanamayanların beyin fonksiyonlarında önemli rolü olduğu düşünüldü. 2/4

Esas zorluğun ise beyin ağının daha yüksek çözünürlüklü bir görüntü elde etmek olduğu, edildiğinde ise beyin yapısının daha iyi anlaşılacağı ortaya kondu. Çalışma gelecekte gelişmiş teknolojilerle yapılacak olan konnektom araştırmaları için bir temel oluşturdu. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24012710 4/4

19. FISSEQ

RNA sekanslama tüm transkriptomdaki gen ekspresyonundaki niceliksel değişimi ölçer ancak ortamı ve bağlamı eksiktir. Öte yandan in situ hibridizasyon gen ekspresyonunun konumunu verse de bu sadece az sayıda gen için geçerlidir. 1/4

Araştırmacılar tüm genomu kapsayacak şekilde fikse edilmiş hücre ve dokularda yerinde gen ekspresyonunu inceleyen bir protokol geliştirdi. 2/4

Fluorescent in situ sequencing (FISSEQ) ile RNAlar uzaydaki konumlarını haritalamaya olanak tanıyacak şekilde sağlam doku içerisinde izleniyor. FISSEQ aynı zamanda nöronların ve sinapsların özgün işaretlenmesine olanak sağladığı için konnektomu gözlemek için de önerilmiştir. 3/4

Referans: Lee, J. H., Daugharthy, E. R., Scheiman, J., Kalhor, R., Yang, J. L., Ferrante, T. C., … Church, G. M. (2014). Highly Multiplexed Subcellular RNA Sequencing in Situ. Science, 343(6177), 1360 LP-1363. doi.org/10.1126/scienc… 4/4

20. Entegre Bilgi Teorisi (EBT) 3.0

Entegre bilgi teorisi (EBT), nicel bir bilinç teorisidir. Bilinçlilik ile bilinci ortaya çıkaran fiziksel altyapı arasındaki ilişkiyi inceler. Önce deneyimin temel unsurlarını ortaya koyar ve bunların matematiksel çerçevesini oluşturur. 1/4

Böylece mantık kapılar ve nöron gibi unsurlardan oluşan basit mekanizmalardan oluşan sistemlerin bilincin temel özelliklerini açıklayabildiğini inceler. 2/4

Bu ilkelerle IIT bilinç ve beyinle ilgili birçok şeyi açıklayabilmekte, hangi sistemlerin ne ölçüde bilinçli olduğunu kaç birim φ bilinci olduğunu tahmin edebilmektedir. 3/4

Referans: journals.plos.org/ploscompbiol/a… 4/4

21. OPENWORM

OpenWorm, genomunun ve konnektomunun tamamı önceden haritalanmış olan C elegans solucanının davranışının altındaki fizyolojik süreçleri anlama amaçlı uluslararası, kodları herkesin erişimine açık bir işbirliğidir. 1/4

Maksat tek bir simülasyon yaratmaktan ziyade simülasyonun farklı C Elegans araştırmacıların amaçlarına in silico olarak hizmet edebilmesidir. Projenin yarattığı web tabanlı simülasyon platformu 2/4

Geppetto’nun sinir sisteminin elektriksel aktivitesini uyaran modülü ile solucanın çevresi ile etkileşimini hesaplamak için kullanılacak olan yumuşak doku fiziği modülü birlikte sinir sistemi tarafından üretilen elektriksel uyaranlara yanıt olarak, kas dokusunu uyarır. 3/4

Referans: frontiersin.org/articles/10.33… 4/4

22. BigNeuron: Optik Mikroskop Görüntülerinden büyük ölçekli 3D Neuron Rekonstrüksiyonu

BigNeuron, nöronal yeniden yapılandırma metotlarında standardizasyon eksiğini gidermek için kurulmuş bir platformdur. 1/4

Yüksek performans bilgi işlem gücü kullanarak geniş çapta mikroskobik veri kümesi üzerinde sayısız otomatikleştirilmiş nöronal yeniden yapılandırma algoritmalarını test eder. Algoritmalar Vaa3d adı verilen merkezi yazılım platformuna eklenmiştir. 2/4

BigNeuron, tekil nöronların dendritik ve aksonal morfolojisinin otomatik olarak rekonstrüksiyonunun yapılabildiği herkese açık bir kaynak oluşturmayı amaçlamıştır. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

23. Fare korteksinin küçük bir parçasının ayrıntılı rekonstrüksiyonu.

Otomatize teyp toplayıcı ultramikrotom tarayıcılı elektron mikroskobu (ATUM-SEM) kullanılarak, 40×40×50 μm hacimli neocortex parçası 3×3×30 nmvoksel boyutunda görüntülendi. 1/4

Görüntülenen kısımdaki sinaptik bağlantısallık, mitokondriyal morfoloji, dendritik omurga sayısı ve boyutları, sinaptik vesiküllerin konumları ve sayıları ölçüldü. Bu verilerdeki bağlantısallık modeli, sinaptik bağlantıların sadece aksonların ve dendritlerin yakınlığına göre 2/4

ön görülemeyeceğini gösterdi. Veriler çevrimiçi olarak başka araştırmacıların da neokorteksin karmaşıklığı inceleyebilmesini ve veri temelli sorular sorabilmesini sağlıyor. 3/4

Referans: cell.com/fulltext/S0092… 4/4

24. Genleşme mikroskopisi

Genleşme mikroskopisi (ExM), dokunun izotropik bir şekilde fiziksel olarak büyütülebildiği ve herhangi bir mikroskopi tekniğinin etkin çözünürlüğünü arttıran bir işlemdir. 1/4

İşlem, şişebilen bir polimer ile infüzyonu, biyomoleküllerin jel ile çapraz bağlanmasını, polimerizasyonu ve su aracılı genleşmeyi içerir. 2/4

ExM tipik olarak dokuyu 4 kat büyütür ve sadece ~% 1 bozulmaya neden olur. ExM, işlem gören dokunun optik saydamlığını büyük ölçüde arttırır ve dokuyu immünohistokimyasal boyalara karşı daha geçirgen hale getirir. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25592419 4/4

25. İnsan Beyni Projesi: Fare beyni simülasyonu

Süper bilgisayar ile farklı biyolojik veri türleri birleştirerek 0.29 mm3 sıçan korteksinin yaklaşık 31.000 nöron ve 37 milyon sinaps ile sanal bir versiyonu oluşturuldu. 1/4

Bağlantısallık, her bir nöron tipinin katmana özgü yoğunluklarını, her bir nöron tipi için akson uzunluklarını, aksonlarından gelen sinaptik butonların yoğunluklarını, ortalama sinaps sayısını, 2/4

her bir morfolojik nöron tipi çifti için nöronlar arasındaki bağlantıyı ve her bir morfolojik nöron tipi çifti için bağlantı olasılığını dikkate alan bir algoritmaya göre kararlaştırıldı. 3/4

Referans: cell.com/fulltext/S0092… 4/4

26. “Aklımda Ne Var?”Soru-Cevap oyununda telepati

İnsanlar arasındaki telepati, elektroensefalografi (EEG) ve transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) kullanılarak sağlandı. 1/4

Çiftler, birbirinin aklında tuttuğu nesnenin ne olduğunu soru sorarak tahmin etmeye çalıştıkları bir soru-cevap oyunu oynadılar. Bir kişiden alınan EEG verileri kaydedildi, işlendi ve TMS oksipital lob stimülasyonu yoluyla ikinci kişiye iletildi. 2/4

Yüksek yoğunluklu TMS sinyalleri “evet”e, düşük yoğunluklu TMS darbeleri “hayır” a karşılık geldi. Kontrollerle karşılaştırıldığında, beyinden beyine arayüzü kullanıcıları oyunda önemli ölçüde daha başarılıydı. 3/4

Referans: journals.plos.org/plosone/articl… 4/4

27. Japon Beyin/MINDS Projesi

Dünyada beyin haritalama çalışmalarına marmoset maymun kullanarak katılan Japon Beyin/MINDS projesi RIKEN Beyin Bilim Enstitüsü liderliğinde Japon araştırmacılar arasında bir işbirliği yarattı. 1/4

Amaçlar üç konuya ayrılıyor: (i) insan olmayan primat beyninin yapısal ve fonksiyonel olarak haritalanması (marmoset); (ii) beyin haritalama için yenilikçi nöroteknolojilerin geliştirilmesi; ve (iii) insan beyni haritalanması ve klinik araştırma. 2/4

Projedeki araştırmacılar özellikle nörolojik ve psikiyatrik hastalıkların fenotiplerinden sorumlu nöronal devreleri keşfetmek ve bu üç çalışma alanının işbirliği ile ilgili hastalıklara çare bulmak amacında. Proje daha ilk yılından $30 milyon fon topladı. 3/4

Referans: researchgate.net/publication/27… 4/4

28. Konnektom araştırmaları için çok ışınlı TEM

Tarama elektron mikroskobunun (TEM) verimliliği, elektron ışınının tek bir pikseli görüntülemesi için geçen süreyle önemli ölçüde sınırlıdır. 1/4

Edinim oranını arttırmak için bir TEM cihazıyla birlikte 61 elektron ışınının (yalnızca bir ışın yerine) hekzagonal bir dizisi oluşturulur. 1 mm3’lük varsayımsal bir hacmi görüntülemek için yalnızca 6 ay sürecek bir edinimin yeterli olduğu tahmin edilmektedir. 2/4

Bu, geleneksel bir TEM kullanımından 50 kat daha hızlıdır. Çok ışınlı TEM’ler hem dizisel kesit, hem de numune kesme yüzeyi metodlarıyla uyumlu bir şekilde tasarlanmıştır. 3/4

Referans: onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.11… 4/4

29. Çok ışınlı tarama elektron mikroskobu

Çok ışınlı tarama elektron mikroskobu (SEM) tasarımının modüleritesi nedeniyle, 91 kirişli ve buna karşılık gelen daha fazla sayıda dedektörlü çok ışınlı bir SEM yapılmıştır. 1/4

Bu çok ışınlı SEM'de, görüntüleme için daha iyi sinyal gürültü oranları veren ışın başına daha büyük bir akım elde edildi. Daha fazla sayıda ışın, 61 ışınlı cihazınkine göre görüntüleme verimini daha da artırmaktadır. 2/4

Çok ışınlı SEM'in bu versiyonu da ışın sayısında daha fazla artışa ve bunun sonucunda daha hızlı görüntülemeye olanak sağlamaktadır. 3/4

Referans: doi.org/10.1117/12.218… 4/4

30. Şırınga ile elektronik cihaz enjeksiyonu

Nöral ağ, nöral arayüz için mikrometrenin altında kalınlığa sahip bir telden yapılmış, şırınga ile enjekte edilebilir, esnek, elektronik bir ağdır. Enjekte edildiğinde, dokunun bölgelerinin santimetre ölçekli kaydı için ağ genişler1/3

Nöral ağ, cerrahi implantasyon ihtiyacını ortadan kaldırır, daha az invaziv beyin-bilgisayar arayüzlerine olanak verir. Bu teknolojinin klinik uygulamaya yönelik daha da geliştirilmesi devam etmektedir. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 3/3

31. C. Elegans motor komut sekansında global beyin dinamikleri

Kalsiyum göstergesi GCaMP ile, tüm baş gangliyon nöronları ve bazı canlı C. Elegans motor sistemi nöronlarından nöral aktivite kaydedilmiştir. 1/4

C. Elegans konnektomu tanımlandığından beri, bu nöronların çoğunun kimliği saptanabilmiştir. 100'den fazla nöron kaydedildiği için, ana bileşen analizi ve faz uzay grafikleri verilerin temel düzenini görselleştirmek için kullanılmıştır. 2/4

Faz uzay grafikleri kullanılarak, belirli motor eylemlerin nöral olayların belirli sekanslarına karşılık geldiği bulunmuştur. 3/4

Referans: Kato, S., Kaplan, H. S., Schrödel, T., Skora, S., Lindsay, T. H., Yemini, E., … Zimmer, M. (2015). Global Brain Dynamics Embed the Motor Command Sequence of Caenorhabditis elegans. Cell, 163(3), 656–669. doi.org/10.1016/j.cell… 4/4

32. DARPA ve IBM’den TrueNorth Çipi

TrueNorth, DARPA ve IBM tarafından üretilen bir nöromorfik bilgi işlem çipidir. Nöronları simüle etmek amacıyla, bir sinyalin geçmesine izin vermek için girişlerin eşiği aşması gereken devre modülleri kullanır. 1/3

Çip, geleneksel hesaplama cihazlarından çok daha az güç tüketirken, gerçek zamanlı olarak 250 milyondan fazla sinaps ile bir milyon nörona kadar herhangi bir konfigürasyonu simüle edebilir. Daha büyük simülasyonlar sağlamak için çoklu çipler birbirine bağlanabilir. 2/3

Referans: ieeexplore.ieee.org/document/72292… 3/3

33. Elektrot dizisi bazı dokunsal hisleri onarır.

Somatosensoriyel korteksin belirli bölümlerinin elektrot dizisi stimülasyonu, altı aylık bir süre boyunca yaralı bir hastanın elindeki dokunsal hisleri kısmen onardı. 1/4

Ayrıca, duyu uyaranlarının yoğunluğu, elektrot dizisi girişlerinin amplitütlerinin modüle edilmesiyle ayarlanabildi, bu da duyusal bilgilerin karmaşık formlarının (yani basınç farklılıkları) bu strateji kullanılarak onarılabileceğini düşündürmektedir. 2/4

Bu çalışmanın sonuçları, dokunsal geri bildirim veren nöroprotezlerin mühendisliğinde kullanılabilir. 3/4

Referans: stm.sciencemag.org/content/8/361/… 4/4

34. Ekspansiyon FISH

Floresan In Situ Hibridizasyon (FISH) ekspansiyon mikroskobisi ile birlikte kulanıldığında RNAların sinir dokusundaki üç boyutlu konumlarının görüntülenmesini kolaylaştırmaktadır. 1/3

Hücre içi RNAların şişebilir polimer ağına bağlanmasını sağlayan kimyasal bağlayıcılar kullanılarak RNAların üç boyutlu konumlarının devamı sağlanmış ve ekspansiyondan sonra FISH boyaması kullanılmıştır. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27376770 3/3

35. ReadCoor’un Kuruluşu

Harvard Wyss Enstitüsü’nde, sağlam doku örnekleri içinde RNA'ların uzamsal olarak çözülmüş dizilimine izin veren bir yöntem olan Floresan in situ dizilemesi (FISSEQ) bulundu. 1/4

Bu teknoloji ReadCoor denilen ve FISSEQ araçlarını biyomedikal ve konektomik uygulamalar için kullanmayı araştıran bir girişime yol açtı. 2/4

ReadCoor, biyomimetik yapay zekanın tasarımını bilgilendirmenin bir yolu olarak FISSEQ'i konektomiklere uygulamak için IARPA MICrONS projesi adı verilen bir devlet araştırma programıyla çalışıyor. 3/4

Referans: wyss.harvard.edu/news/wyss-inst… 4/4

36. Nöral Toz

Sinir/kas arayüzleri kablo gerektirir, zordur; kablosuz yöntemler de küçük çaplı sinirler için ölçeklendirilemez. Geleneksel elektrot temelli teknolojilerde yüksek uzaysal çözünürlük/ bir sinir kümesinde birkaç bölgeden kayıt yapılamaz. 1/4

Nöral toz denilen kablosuz ve ölçeklendirilmesi mümkün ultrasonik bir geri saçılım modeli, yerleştirilmiş biyoelektronikleri çalıştırabiliyor, iletişim kurabiliyor. 2/4

Ultrasonun, doku içindeki mm-ölçekli cihazlara güç sağlamada etkili olduğu, toz ile pasif, pilsiz iletişimin anestezi altındaki sıçanlarda etkili EMG ve ENG sinyali sağladığı bulunmuş. 3/4

Referans: sciencedirect.com/science/articl… 4/4

37. Çin Beyin Projesi

2016’dan 2030 yılına kadar sürdürülecek olan Çin Beyin Projesi; beynin daha iyi anlaşılması, mezoskopik beyin haritalarının tamamlanması, sinirbilim alanı için yeni araçların geliştirilmesi ve beyin hastalıklarının tanı ve 1/3

tedavi süreçlerinin ilerlemesine yardımcı olmak amacıyla başlatılmıştır. Bu projede makak maymunu ana hayvan modeli olarak kullanılmaktadır. Makakların tercih edilmesinin temel sebebi ise doğal makak popülasyonun Çin için altyapı açısından avantaj sağlamasıdır. 2/3

Referans: cell.com/neuron/pdf/S08… 3/3

38. Sıçan CA1 bölgesinin simülasyonu

Çeşitli internöron tipleri ve piramidal hücreler içeren 338.740 nöronun, çoklu kompartmanlara sahip Hodgkin- Huxley modelleri; 1/4

sıçan beyinlerinin biyolojik CA1 bölgesindeki bilgilere dayanarak oluşturulan yaklaşık bağlantı örüntüleriyle donatıldı (5 milyar+ sinaps). Farklı hücre tiplerine, somadan belirli mesafelerde farklı sayılarda sinapslar ulaşmıştır. 2/4

Süper bilgisayarlarla yapılan simülasyonun bir saniyesi 4 saatte tamamlandı. Biyolojik CA1 bölgesindeki gibi gerçekleşen belirli titreşim tiplerinin parvalbumin ve nörogliaform hücreleri sebebiyle olduğu görüldü. 3/4

Referans: elifesciences.org/articles/18566 4/4

39. in Vivo Nöral kayıt için otomatik patch-clamp robotu

Farelerin üzerinde in vivo koşullarda otomatik bir robotik sistem ile klempleme ve yamama denemelerinin kayıtları yapıldı. 1/3

Robot sürekli olarak üzerinde çalıştığı fareyi ikili foton mikroskopu kayıtlarını kullanan görüntü düzeltici algoritma ile kontrol ederek klempleme-yamama işlemini doku üzerine gerçekleştiriyor. Robot eğitim ve tecrübe sahibi bir insan ile benzer başarı istatistiklerine sahip2/3

Referans: sciencedirect.com/science/articl… 3/3

40. Çin’de Beyin Görüntüleme Fabrikası

HUST-Suzhou beyin enstitüsü endüstriyel ölçekli, fare beyinlerini otomatik olarak bölen, boyayan ve görüntüleyen 50 alete sahip bir nörobilim kurumu. Bu, tüm beynin ışık mikroskopisi çözünürlüğünde hızla rekonstrükte edilmesini sağlıyor.1/4

Bu çözünürlük, her nöronun yoğun ölçüde rekonstrükte edilmesi için yeterli olmasa da, hücrelerin seyrek boyanması uzun ölçek uzanım modelinin kopyalanabilmesine olanak veriyor. 2/4

Kurum, daha önceden bilinmeyen ve tüm fare beynini tamamen sarmalıyor gibi görünen bir nöronun morfolojisini haritaladı. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28816258 4/4

41. 100 milyon dolara beyinleri bilgisayara bağlayacak girişimci

Girişimci Bryan Johnson, tek seferde birçok nöronu uyarmayı ve aktivitelerini kayıt altına almayı sağlayan implantlar geliştirmeyi hedef alan Kernel adlı nöroteknoloji şirketini kurmak için 100 milyon dolar 1/3

yatırım yaptı. Kernel’in kısa vadeli hedefi beyin hastalıklarına tedavi yöntemleri geliştirmek, uzun vadeli hedefi ise insan zekasını geliştirmek. 2/3

Referans: technologyreview.com/s/603771/the-e… 3/3

42. DARPA, üstün beyin-bilgisayar arayüzleri geliştirmeyi amaçlayan çalışmaları finanse ediyor

Altı araştırma grubuna gelişmiş beyin-bilgisayar arayüzleri (BCI) geliştirmeleri için DARPA tarafından toplamda 65 milyon dolar ödül verildi. 1/3

Araştırma grupları beş akademik laboratuvar ve Paradromics Inc adlı küçük bir şirketten oluşuyor. DARPA bu yatırımla bir milyon kadar nöronla etkileşime girebilen bozuk para büyüklüğünde çift yönlü bir beyin-bilgisayar arayüzüne ulaşmayı umuyor. 2/3

Referans: techcrunch.com/2017/07/10/dar… 3/3

43. MİMO algoritması

Kayıt ve uyarım elektrotları implante edilmiş iki epilepsi hastası insan üzerinde kullanıldı. Hipokampüsün bazı bölgelerinden alınan kayıtlar, elektrostimülan verileri işlemiş ve hipokampüsün diğer bölgelerini uyarmıştır. 1/3

Hastalar yapay sistem desteği varken hatırlamada sistemin kapalı olması durumundan daha başarılı olmuştur. Bu da protezin anıları kodlayabildiğini ve geri çağırabildiğini kanıtlamaktadır. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29589592 3/3

44. Elon Musk’ın “NeuraLink” Kuruluşu

Elon Musk, üstün beyin-bilgisayar arayüzleri (BBA) üzerinde çalışan bir girişim olan “NeuraLink” adlı bir nöroteknoloji şirketi kurdu. 1/3

NeuraLink ilk olarak BBA’ları klinik uygulamalar için geliştirmeyi planlamaktadır, fakat nihai amacı Yapay Zeka’ya ayak uydurabilmesi için insan bilişini arttırmaktır. 2/3

Referans: techcrunch.com/2019/07/16/elo… 3/3

45. Facebook beyin-bilgisayar arayüzleri oluşturma çabasını duyurdu

Facebook bir konferansında nihayetinde kullanıcıların yalnızca düşünceyi kullanarak dakikada 100 kelime yazmalarına izin verebilecek, invaziv olmayan BCI'lara yönelik araştırmalar ortaya koydu. 1/3

Facebook’un ekibi, titreşimli aktüatörleri içeren “cilt işitme” için giyilebilir bir cihaz üzerinde de çalışıyor. Test denekleri şu ana kadar cihazları kullanarak dokuz kelimeyi tanıyabildi ve Facebook bu yetenekleri büyük ölçüde artırmaya çalışacak. 2/3

Referans: techcrunch.com/2017/04/19/fac… 3/3

46. Genome Editing in the Mammalian Brain

Çoğu nöronun mitoz sonrası halde olmasından ve bunun homolojiye yönelik tamirini DNA birleşmesini kolaylaştırarak yapmasından dolayı beyinde genom düzenlemesi bugüne dek zor olmuştur. 1/4

Ancak adeno ilişkili virüsleri(AAV) kullanarak CRISPR-Cas9 sistemlerini ileten yeni bir teknik bu problemi çözebilir. 2/4

AAV'ler, Cas9'u eksprese eden transgenik konakçı hayvanlara bir kılavuz RNA'yı kodlayan bir ssDNA sekansı sağladı ve hedeflenen genom düzenlemesine izin verdi. İstenmeyen etkiler de minimumda kaldı (% 1.9). 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29056297 4/4

47. Hızlandırılmış ve biyolojik olarak gerçekçi simülasyonlar için donanım

Biyolojideki yeni bulgular nöronun üç boyutlu yapısı da dahil olmak üzere yeni modeller çıkmasına yol açmıştır. 1/4

Artık dendritik uzantıların karmaşık, lineer olmayan bir yapıya sahip olduğu, tek bir nöron içerisinde bile çok-katmanlı bilgi işleyebildiği bilinmektedir. Bu, var olan nöron modelleme yöntemleri için zorluk derecesini daha da artırmaktadır. 2/4

Araştırmacılar, biyolojik zamanda, biyolojik olarak gerçekçi nöronlardan BrainScaleS simülasyonuna yardımcı olacak nöromorfik donanımlar elde ettiler. Ayrıca, kullandıkları çip nörolojik plastisiteyi taklit eden donanım sistemleri de içeriyor. 3/4

Referans: ieeexplore.ieee.org/abstract/docum… 4/4

48. İnsan Beyin Projesi, dokuları algoritmik topoloji kullanarak analiz ediyor.

İnsan Beyin Projesinde çalışan araştırmacılar, önceden oluşturdukları 31.000’e yakın nöral kortikal mikrodevreyi algoritmik topoloji kullanarak analiz etti. 1/4

İlk olarak, mikrodevre bir digrafiye dönüştürüldü. Kontrollere kıyasla, bu digrafide büyük sayıda nöron içeren birçok yönlendirilmiş klik bulundu. Bilimciler, topolojik metriklerle bu yönlendirilmiş klikleri (tam yönlendirilmiş altgrafları) inceleyerek ağdaki bilgi akışına 2/4

dair yeni bilgilere ulaştı. Deneysel yama-kenet verileri bu bulguları destekledi ve C. elegans konnektomunda benzer örüntülerin varlığı, sonuçların farklı türlere de uyarlanabileceğini düşündürdü. 3/4

Referans: frontiersin.org/articles/10.33… 4/4

49. Tekrarlayan büyütme mikroskop tekniği (iExM)

Araştırmacılar, 4x ötesinde izotropik doku genişlemesine olanak sağlamak için bir teknik geliştirdi. iExM tekniği standart doku büyütme, büyütülmüş dokuya ikinci jel ile reinfüzyon, 1/4

ikinci jele dokunun bağlanması, ilk jelin çözülmesi ve su bazlı tekrar büyütme süreçlerini içerir. iExM kullanarak 20x büyütme faktörüne erişilebilir, bu da kırınım limitli ışık mikroskobunda 25 nmnin efektif çözünürlüğüne izin verir. 2/4

Bu çözünürlükte hücre iskeleti unsurlarını ve subselular protein dağılımını detaylı incelemek mümkündür. Dahası, iExM ışık mikroskobu kullanarak nano ölçüde konnektom alanlarının keşfine olanak sağlar. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28417997 4/4

50. Neuropixels

“Neuropixels” adlı yüksek mekan-zamansal çözünürlük ile yüzlerce nörondan eş zamanlı kayıt yapılmasını sağlayan bir prob geliştirildi. Kayıt kolu bir santimetre uzunluğundadır ve 384 kayıt kanalına sahiptir. 1/3

Beraberindeki aparat küçüktür (6x9 mm taban plakası ve bir veri iletim kablosu), bu da serbestçe hareket eden hayvanlarda kayıt yapılmasına olanak sağlar. 2/3

Referans: nature.com/articles/natur… 3/3

51. 100 Milyar Dolarlık Softbank Vision Fund

Softbank CEO’su Masoyoshi Son, birçok büyük şirketle ortaklık kurmayı ve yapay zekaya 100 milyar dolarlık yatırım yapmayı planladıklarını açıkladı. Vizyon Fonu 2017 yılının sonunda hedefine başarıyla ulaştı. 1/3

CEO Son, teknolojik tekilliğinin insanlığın en büyük zorluklarıyla başa çıkabilmesi için bir araç olarak kullanılmasında rol almayı umuyor. 2/3

Referans: techcrunch.com/2017/10/20/whe… 3/3

52. UltraTracer nöronal izleme yazılımını iyileştirir.

UltraTracer, mevcut nöronal izleme yazılımın verimini daha büyük veri kümelerini işleyebilmesi için verimliliğini arttırabilen bir algoritmadır (Ör. yüz milyarlarca voksel veya daha fazlası). 1/3

Bazı programlar hızlarını 10 ila 30 kat arttırırken, bu algoritma genel anlamda performansı 3-6 kat arttırır. UltraTracer , açık kaynaklı ve Vaa3D yazılım platformu için eklenti olarak mevcuttur. 2/3

Referans: nature.com/articles/nmeth… 3/3

53. Zebra balığı larvasında tüm beyin elektron mikroskopisi

Zebra balığı larvasının beyin ve omuriliğinden birer milimetre uzunluğundaki bölgeler seri-kesit elektron mikroskopu (ssEM) ile taranmıştır. 1/4

CATMAID nöronal izleme yazılımının değiştirilmiş bir versiyonu kullanılarak veritabanında bulunan 2,589 myelinli akson, ilişkili oldukları bazı soma ve dendritlerle birlikte rekonstrükte edilmiştir. 2/4

Ne yazık ki, myelinli aksonların yalnızca 834 tanesi hücre gövdesine kadar izlenebilmiştir. Bu ssEM verileri, nöronal yapı ve fonksiyon arasındaki ilişkiyi daha iyi anlayabilmek adına aynı örneklerin iki-foton fonksiyonel görüntülenme verileriyle kıyaslanmıştır. 3/4

Referans: nature.com/articles/natur… 4/4

54. Nöronların Fare Beynindeki Yoğunluk ve Pozisyonlarının Veri Tabanlı Modeli

Mavi Beyin Projesi kapsamında, fare beynindeki hücre konumlarının sanal 3D modeli oluşturuldu. 1/4

Bu, fare beyninin hücresel yapısına dair, sadece ham verilerden yola çıkarak ortaya konamayacak yeni görüşler doğurabilir. Kullanılan yaklaşım, farklı verilerin de kolayca yapısına katılmasına izin vermektedir. 2/4

3D atlas model ücretsiz, çevrimiçi olarak erişilebilir, kullanıcı dostu bir arayüzü var. Model biyofiziksel olarak detaylandırılmış tüm beyin simülasyonlarına uzaysal bir temel olarak kullanılabilir. 3/4

Referans: frontiersin.org/articles/10.33… 4/4

55. Görsel korteksin 4. Katmanının detaylı simülasyonu

Fare birincil görsel korteksinin 4. katmanının simülasyonu inşa edildi. Simülasyon, yön tercihi, ızgaralara yanıtların büyüklükleri, ateşleme oranlarındaki dağılımlar gibi biyolojik nöral aktivitenin özelliğini üretti. 1/3

Ayrıca, sistemin çeşitli özelliklerini değiştirmek, beyin simülasyonları için ne tür ayrıntıların önemli olduğuna dair anlayışlara yol açtı. 2/3

Referans: Arkhipov, A., Gouwens, N. W., Billeh, Y. N., Gratiy, S., Iyer, R., Wei, Z., … Koch, C. (2018). Visual physiology of the layer 4 cortical circuit in silico. PLOS Computational Biology, 14(11), e1006535. Retrieved from doi.org/10.1371/journa… 3/3

56. Yüz görüntüsünün EEG temelli yeniden yapılandırılması

Yüz görüntüleri sergilenen katılımcılar ile ilişkili EEG verileri toplanarak, yüz işlemenin nöral korelasyonları belirlenmiştir. 1/4

Matematiksel bir algoritma kullanılarak bu veriler, yüzlerin görüntülerini yeniden yapılandırmak ve orijinal uyaran görüntülerle karşılaştırmak için kullanıldı. En doğru EEG tabanlı rekonstrüksiyonlar birden çok kişiden gelen verilere dayanıyordu, 2/4

ancak tek kişi verileri hala istatistiksel olarak anlamlı doğruluk sağladı. Nöroteknolojik uygulamalarının ötesinde, bu süreç yüz algısındaki bilişsel adımlar hakkında bilgi verdi. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

57. Hipokampal protezlerin insanlardaki ileri klinik incelemesi

Hipokampal protezlerin klinik incelemelerinde, 21 epilepsi hastası deneylerde yer almıştır. 1/4

On yedi hastaya MİMO modelinin optimizasyonunu kolaylaştırmak için hipokampal kayıt yapıldı ve sekiz hasta hafıza yeteneklerini geliştirmek için hipokampal stimülasyon aldı. 2/4

Bunu başarmak için elektrotlar kayıt amacıyla hipokampusun CA3 bölgesine ve stimülasyon amacıyla hipokampusun CA1 bölgesine implante edildi. Hipokampal protez sistemi davranışsal bellek görevlerinde ortalama % 35 iyileşme sağladı. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

58. BrainNet ile İnsan Telepatisi

Tetris benzeri bir oyun oynarken iki kişinin EEG kayıtlarından türetilen sinyalleri transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) yoluyla alıcı bir kişinin oksipital korteksine ileterek bir insan telepatik iletişim formu gerçekleştirilmiş oldu. 1/3

Bu çalışmada, üçüncü bir kişi ekranı görmeden oyunda kararlar alabilmesi denendi. Yalnızca bu telepatik sistemi kullanarak, alıcı % 81 oranında doğru oyun kararları verdi. Bu çalışmaya üç kişilik beş grup katıldı. 2/3

Referans: biorxiv.org/content/10.110… 3/3

59. STARmap Kullanarak Yapılan Gelişmiş Uzamsal RNA Dizilimi

Beyin dokusundaki RNA’ları dizilemek amacıyla geliştirilen STARmap ile RNA konumlarına göre 3-boyutlu uzamsal bilgi elde edildi. 1/3

Bu yöntem FISSEQ ile ilişkili fakat daha yüksek bir veri ortaya koymakta ve daha kalın doku hacimlerinde uygulanabilmektedir. STARmap, fare korteksinin bir hacmindeki 30.000 hücredeki yaklaşık 1.020 kadar genin uzamsal ekspresyonunun miktarını belirlemek için kullanılmıştır. 2/3

Referans: science.sciencemag.org/content/361/64… 3/3

60. Fare beynindeki tüm nöronal hücre gövdelerinin haritası

Fare beyninde bir hücre gövdesi atlası oluşturulmasına yardımcı olmak için, çeşitli reaktiflerin yoğun şekilde taranması yoluyla CUBIC-X adı verilen yeni bir kimyasal doku tedavi yöntemi geliştirilmiştir. 1/4

CUBIC-X, fare beyinlerini optik olarak temizler ve 2x'lik bir faktörle fiziksel olarak büyütür. CUBIC-X ve light-sheet floresan mikroskopisi kullanılarak, tüm fare beyinleri hücre altı çözünürlükte görüntülendi. 2/4

Tek tek hücresel çekirdeklerini tanımlamak için yeni bir yazılım yazılmıştır. Bu araçlarla, birkaç yetişkin ve gelişmekte olan fare beynindeki tüm hücre gövdelerinin uzamsal konumlarının çevrimiçi erişilebilir bir atlası oluşturulmuştur. 3/4

Referans: nature.com/articles/s4159… 4/4

61. Yapay sinaps olarak Nanowire cihazı

Gelecekteki nöromorfik hesaplama sistemlerine katkı için nanotele dayalı bir aygıt üretildi. 1/3

Sinaptik potansiyelizasyonu taklit eden cihaz, beyinden hareketle meydana getirilen sistemler için gerekli sistem minyatürleştirmesi için güzel bir çözüm sunuyor. 2/3

Referans:
nature.com/articles/s4146… 3/3

62. Çok sayıda nöronun eş zamanlı hassas optogenetik manipulasyonu

3DSHOT adında holografik bir optik sistem inşa edip üstün optogenetik kanallar tasarlayarak canlı farelerde ve in vitro neuronal düzeneklerle karmaşık nöral aktivite kalıpları üzerinde hassas uzay-zamansal 1/3

kontrol konusunda başarı elde edildi. Canlı farelerde, 250 x 250 x 200 μm3’lik bir beyin hacminin içinde pial yüzeyin 113-323 μm derininde 21 rastgele seçilmiş nöron ışık noktalarıyla hedeflendi. Çalışmada öncekilere nazaran daha iyi optogenetik hassasiyet sağlandı. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 3/3

63. Büyük ölçekli beyin simülasyonlarını daha verimli hale getirmek için bir yazılım

Spiking sinir ağlarının büyük ölçekli simülasyonları, çok sayıdaki sinaptik bağlantılarla çalışmanın zorluğu nedeniyle, muazzam hesaplama kaynağı gerektirir. 1/4

Bunun için büyük nöron ağlarında (109+ nöronlu) bilgiyi daha verimli yönlendiren bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım büyük ölçekli beyin simülasyonlarının exascale bilgisayarlarda yürütülmesine ve küçük bilgisayarlarda da verimliliği etkilemeden çalışabilir. 2/4

Ancak çok kompartmanlı simülasyonlar veya nöronal plastisite modelleri için optimize edilmediği için ileri çalışmalar gerekecektir. 3/4

Referans: frontiersin.org/articles/10.33… 4/4

64. SpiNNaker nöromorfik süper bilgisayar

İnsan Beyin Projesi fonlarıyla spiking sinir ağlarının gerçek zamanlı simülasyonu için SpiNNaker adında bir nöromorfik süper bilgisayar geliştirildi. 1/4

Nöromorfik mimarisi ile SpiNNaker bu tür işlemleri gerçekleştirmek için eşsiz bir şekilde optimize edilmiştir. SpiNNaker bir milyara kadar tek kompartmanlı nöron modelinin (örn. integrate-and-fire nöronlar, Izhikevich nöronları gibi) simülasyonunu yapabilir. 2/4

Ayrıca multikompartmantlı nöronların da simülasyonunu yapabilir, ancak bu durumda her bir nöron daha fazla SpiNNaker kaynağına ihtiyaç duyar. 3/4

Referans: frontiersin.org/articles/10.33… 4/4

65. Fare neokorteksinde transkriptomik hücre tipi sınıflandırması

Tek hücre RNA dizileme yöntemi kullanılarak, görme ve motor korteks hücreleri tarafından kodlanan 23.822 gene karakterize edildi. 1/4

Boyutsal küçültme ve kümeleme yöntemleri, bu hücrelerin 133 transkriptomik hücre tipinde sınıflandırılmasını sağladı. 2/4

Dizilenmiş hücreler alt gruplara ayrıldı, nöronal uzantıları floresan proteinler için gen taşıyan adeno ilişkili virüsler enjekte edilerek izlemeye tabi tutuldu. Bu izlem, nöronal uzantılar ve transkriptomik kimlikler arasında bir uyum olduğunu ortaya koydu. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

66. Tüm beyinin elektron mikroskobu ile elde edilen Drosophila görüntü verileri

Bütün bir Drosophila beyin hacmi, sinek beyninin tam bir haritasını yeniden oluşturmak için gerekli verileri sağlamak amacıyla 1/4

4 × 4 × 40 nm'lik bir voksel boyutunda seri kesitli transmisyon elektron mikroskopisi kullanılarak görüntülendi. Bu veriler 106 TB depolama alanı kapladı. 2/4

Bu veri kümesinden bir Drosophila bağlantısının yeniden yapılandırılması süreci henüz tamamlanmamış olsa da, önemli ilerleme kaydedilmiştir. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30033368 4/4

67. X10 Genişleme Mikroskopisi

X10 mikroskopisi, iteratif genişleme mikroskopisinin zorlu sürecini gerektirmeden 4 katın ötesinde dokunun izotropik genişlemesini sağlamak için geliştirilmiştir. 1/4

Geleneksel genişleme mikroskopisine kıyasla alternatif kimyasal reaktiflerle 10x genişleme faktörü elde edilir. Birçok geleneksel ışık mikroskobu türüyle yaklaşık 25 nm’lik çözünürlükler mümkündür, 2/4

moleküler düzeneklerin yanı sıra sinapslar gibi ince nöronal yapıların görüntülenmesine izin verir. X10 halihazırda var olan en ucuz ve kolay yüksek kalite görüntüleme yöntemidir. Herhangi bir laboratuvarda teknik bilgi olmaksızın kullanılabilir. 3/4

Referans: embopress.org/doi/full/10.15… 4/4

68. Nöronlar aynı anda birden fazla sinyal taşıyabiliyor

Beynin aynı anda birden fazla bilgiyi nasıl sakladığı tam bilinmemektedir. Çalışmada tek tek nöronların zamanda değişmeli olarak birden fazla uyarıcıyı temsil edebildiği bulundu. 1/3

Aktivite örüntüleri arasındaki değişiklikler, beynin genel işleme kapasitesini artıran genel bir strateji olabilir, bir iş yaparken aklımızda başka bir şeyi de aynı anda nasıl tuttuğumuzu daha iyi anlamamızı sağlamaya yardımcı olabilir. 2/3

Referans: nature.com/articles/s4146… 3/3

69. Non-invaziv optogenetik stimülasyon için yukarı dönüştürücü (upconversion) nanopartikülleri

İnvaziv olmayan derin beyin stimülasyonu sinirbilim ve nöromühendislik için önemli bir hedeftir. Optogenetik, normalde beyne mavi lazer girişi gerektiren bir yöntemdir. 1/3

Bu çalışmada ise uzaktan yakın kızılötesi ışık ile hızlı dopamin salgılanması sağlanmıştır. Bu yöntem aynı zamanda farelerde korku anılarını canlandırmak için de kullanılmıştır. 2/3

Referans: science.sciencemag.org/content/359/63… 3/3

70. Beynin duygulanım merkezi amigdala -karar merkezi prefrontal korteks arası sinir bağları

Hipokampüsün anlaşılması, öğrenme, hafıza, duygular ve Alzheimer’s gibi hastalıkların anlaşılması için önemli. 1/4

Fare beyninin bu zamana kadarki en detaylı hipokampal konnektomu oluşturuldu. Sonuçta, hipokampüsün çok ölçekli ağ organizasyonu ve her alt-ağın kendine özgü beyin boyunca örülü bağlantısallık örüntüleri gösterildi. ağları ve gerçek beyin dokusu işlevi görüntülendi. 2/4

Amigdala-prefrontal korteks arası sinirlerin bağları ve gerçek beyin dokusu işlevi görüntülendi. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P… 4/4

71. Fare neokortikal konektomunun yaklaşık modeli

Mavi Beyin Projesi kapsamında, çeşitli veri kümelerinden türetilen bağlantı kuralları kullanılarak, fare neokortikal bağlantısının hesaplamalı olarak oluşturulmuş yaklaşık bir modeli oluşturuldu. 1/3

Ortaya çıkan fare neokortikal konektomu modeli daha sonra fare korteksinin büyük ölçekli biyofiziksel simülasyonlarını desteklemek için kullanılacaktır. 2/3

Referans: nature.com/articles/s4146… 3/3

72. 1mm³ Hacimdeki Fare Korteksinin Otomatikleştirilmiş Elektron Mikroskopisi

5 transmisyon elektron mikroskobunu eş zamanlı işleyebilen, seri kesitler elde eden otomatikleştirilmiş transmisyon elektron mikroskobu(ssTEM) geliştirilerek 1mm³ fare korteksi, 1/4

6 aydan daha kısa sürede yüksek çözünürlükle görüntülendi. Otomatikleştirilmiş bant kaydı yapan ultramikrotom(ATUM), dokudan 40 nm’lik dilimler oluşturmak için kullanıldı ve bu dilimleri ileri görüntüleme için GridTape kullanıldı. 2/4

Özelleştirilmiş birçok donanım ve yazılım bileşeniyle, gün boyu devamlı olarak otomatikleştirilmiş işleme ve nitelikli veri elde edilmesine olanak sağlandı. 3/4

Referans: biorxiv.org/content/10.110… 4/4

73. Beyin aktivitesinden cümle kodlama

Beyin aktivitesini doğru cümlelere çevirmek için elektrokortikografi ve makine öğrenimi kullanıldı. Sinir ağlarını, konuşma sırasında ses verilerini yüz hareketleriyle karşılaştırmak ve 1/4

daha sonra konuşma sırasında yüz hareketlerini beyin aktivitesi ile karşılaştırmak için eğiterek, beyin aktivitesine dayalı sesi sentezlemek için bir makine öğrenme aracı geliştirildi. 2/4

Bu araçla hastalar sessizce cümleleri taklit edebildi ve sistemin kendileri için konuşmasını sağladı. 3/4

Referans: nature.com/articles/s4158… 4/4

74. Piramidal hücrelerin morfolojik sınıflandırması için cebirsel topoloji

Piramidal hücrelerin morfolojilerine göre objektif olarak sınıflandırılması için bir topolojik bilgi analiz metodu kullanıldı. 1/4

Hücre sınıflandırması genellikle uzmanlar tarafından subjektif olarak morfolojiye dayanarak yapılır, dolayısıyla topolojik veri analizi genel olarak daha tutarlı ve titiz bir tekniktir. 2/4

Topolojik morfoloji denen algoritma farklı kortikal seviyelerdeki piramidal hücrelerin 3 boyutlu oluşturulmasını sagladi. Sürecin sonunda, sıçan somatosensoriyel korteksinde 17 farklı piramidal hücre tipi otomatik tespit edildi. 3/4

Referans: academic.oup.com/cercor/article… 4/4

75. Daha büyük hacimli fare korteksinin ayrıntılı rekonstrüksiyonu

Yayın tarihi itibariyle, konektomun tamamen yeniden yapılandırılmış en büyük doku bölgesidir. 1/4

Otomatik segmentasyon, sinaps tespiti ve diğer analizler ilk olarak bir dizi elektron mikroskopi görüntü işleme yazılımı ile gerçekleştirildi. Hacmin konektomu, toplam 153.171 sinaps ile 6.979 presinaptiknöriti ve 3.719 postsinaptiknöriti içermektedir. 2/4

Hacmi tamamen bölümlere ayırdıktan ve konektomunu yeniden yapılandırdıktan sonra, veri kümesinin nöronal yapılarının organizasyonu hakkında nicel içgörüleri ortaya çıkarmak için çok sayıda başka analiz yapılmıştır. 3/4

Referans: biorxiv.org/content/biorxi… 4/4

76. Genleşme kafes ışık levha mikroskopisi

Kafes ışık levha mikroskopisi ile genleşme mikroskopisi birleştirilerek, Drosophilia beyninin tamamının yanı sıra fare korteksinin alt hacimlerinin görüntülemesi 60x60x90 nm çözünürlükte yapıldı. 1/3

Kafes ışık levha mikroskopisinin görüş alanı 160 μm olduğu için yüzlerce hatta binlerce kare, özel yazılım kullanılarak birleştirildi. 2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3065541… 3/3

77. Meyve Sineği Beyin Gözlemevi

Fruit Fly Beyin Gözlemevi (FFBO), Drosophila ile ilgili veritabanlarını ve hesaplamalı modellemeyi entegre etmek için açık kaynaklı bir yazılım platformudur. 1/3

FFBO, NeuroArch, Neurokernel, NeuroNLP ve NeuroGFX gibi her biri farklı sistemler olan bileşenleri barındırır. Bu bileşenler birlikte, gözlemevi, Drosophila beyninin bütünleştirici hesaplama çalışmalarını kolaylaştıran bir yazılım ekosistemi içerir. 2/3

Referans: biorxiv.org/content/10.110… 3/3

78. Gaz Küme İyon Işın Tarama Elektron Mikroskobu

10 nm3 voksel boyutundaki beyin dokusunun milimetre ölçekli hacimlerini görüntülemeyi mümkün hale getirmek için, gaz küme iyon ışın tarama elektron mikroskobu(GCIB-SEM) denilen yeni bir tarama elektron mikroskobu geliştirildi.1/3

GCIB-SEM çok yüksek verim potansiyeline sahiptir, aynı zamanda multibeam SEM ile uyumlu olduğu gösterilmiştir. 2/3

Referans: nature.com/articles/s4159… 3/3

79. Otomatik transmisyon elektron mikroskobu için GridTape

GridTape, transmisyon elektron mikroskopisi (TEM) sırasında doku kesitlerini taşımak için bir substrattır. TEM ile ultramikrotom otomatik bir bant toplama sağlar. 1/4

ATUM daha önce sadece tarama elektron mikroskobu ile uyumlu idi. Böylece doku bölümlerinin elektron ışınının altına hızlı bir şekilde konumlandırılması ve ilgili bölgelerin montajlarını yakalamak için bölümlerin kaydırılması sağlandı. 2/4

Böylece beyin dokusu gibi biyolojik unsurlarla ilgili daha geniş veri setleri elde edilebiliyor. 3/4

Referans: lee.hms.harvard.edu/graham-et-al-2… 4/4

80. Farelere kızılötesi görüş sağlayan enjekte edilebilir nanopartiküller

Memeliler dalga boyu 700nm’den fazla olan ışığı göremez. Bunun nedeni, foton gören opsinlerin fiziksel termodinamik özellikleridir. 1/4

Ancak doğada görünmez olan yakın kızılötesi ışığın görülebilmesi arzu edilen bir şeydir. Bunun için araştırmacılar fare üzerinde yaptıkları çalışmada 2/4

enjekte edilebilen ışık alıcılara bağlanan Üst değişim gösteren nanopartiküller (upconversion nanopartıcles (pbUCNPs)) kullandı. Fareler tedaviden 10 hafta sonraya kadar kompleks yakın kızılötesi ışığı ayırt edebiliyordu. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30827682 4/4

81. Fare görsel korteksinde morfo-elektrik hücre tipi sınıflandırması

1.938 nörondan ve morfolojik rekonstrüktive edilen 461 nörondan elde edilen verilerden denetimsiz kümeleme yöntemlerinin uygulanması ile nöronlar farklı hücre gruplarına ayrılmışlardır. 1/4

Bu verilerden yola çıkarak; 17 elektrofizyolojik hücre tipi, 38 morfolojik hücre tipi, ve 46 morfoelektrik hücre tipi mevcuttur. 2/4

Morfo-elektrik hücre tipi sınıflandırması, morfolojik verilerden elektrofizyolojik özelliklerin tahminini kolaylaştırmasından dolayı beyin stimulasyon çalışmalarına yardımcı olabilir. 3/4

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31209381 4/4

82. NeuraLink beyin-makine arayüz prototipi çıkardı

Elon Musk’ın NeuraLink şirketi kaydedici elektrotlar taşıyan esnek ipler, kaydedilen veriyi bu iplerden toplayıp işlemden geçiren küçük bir elektronik cihaz ve bu ipleri beyin dokusuna yerleştiren 1/3

bir cerrahi robottan oluşan bir prototip beyin-makine arayüz sistemi geliştirdi. Robot otomatik olarak ameliyat yapabilse de cerrah kontrolü elinde tutuyor ve gerekirse düzeltmeler yapabiliyor. Cerrahi robot ve beyin-makine arayüz sistemi sıçanlarda test edildi. 2/3

Referans: jmir.org/2019/10/e16194/ 3/3

83. Gerçek nöronlara benzeyen nöralproblar

Biyolojik nöronlara benzer şekilde şekillendirilmiş nöral kayıt cihazları yapıldı. Problar canlı fare beyinlerinde test edildiğinde, NeuE probları, çevreleyen nöronları tüketmedi ve mikroglial tepkileri indüklemedi. 1/3

Bu durum yüksek biyo uyumluluğunu göstermektedir. 16 elektrotlu NeuE probları implante edildi ve 90 günlük periyotlar boyunca stabil kayıtlar gösterdi.
2/3

Referans: ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30804509 3/3

84. Ötücü kuşlarda vokal öğrenmeye icin anıların optogenetik aşılanması

Hayvanlar ve insanlar için taklit ve sosyal öğrenme önemlidir, ancak beyinde bu sürecin nasıl gerçekleştiği halen pek bilinmemektedir. 1/4

Çalışmada duyma ve görmeyi birbirine bağlayan sinaptık bir yolağın optogenetik manipülasyonu ile genç otucu kuşlarda şarkı öğrenmesini sağlayabildi. Bu devrenin aktive edilmesi, canlı öğretmenlerden gelen öğrenmeyi engelledi. 2/4

Bu deney, şarkıların öğretmenden sosyal olarak öğrenilmesi için gerekli devreleri tanımladı ve böyle anıların lokalize olabileceğini gösterdi. 3/4

Referans: science.sciencemag.org/content/366/64… 4/4

85. Drosophila tüm beyin kısmi segmentasyonunun elektron mikroskopi veri kümesi

Drosophila beyninin tamamı elektron mikroskopisi kullanılarak görüntülenmesine rağmen elde edilen veriler hala her nöronun ayrı bir nesne olarak tanımlanabilmesi ve konnektom yapısının inşasına 1/4

yardımcı olabilmesi için segmentasyona ihtiyaç duymakta, bu henüz tamamlanmamıştır. Bununla birlikte, veri kümesinin taslak segmentasyonunu gerçekleştirmek için taşkın doldurma ağlarını (FFN) içeren otomatize edilmiş bir algoritma kullanılmıştır. 2/4

İleride üstün performansa sahip yeni algoritmaların geliştirilmesi beklenmektedir. 3/4

Referans: doi.org/10.1101/605634 4/4

86. Perovskit nikelleri, moleküllerin saptanmasını kolaylaştırır.

Elektronik cihazlar ve biyolojik madde arasında fonksiyonel arayüzler sağlık bilimleri ve biyomühendislik gibi çok alan için önemli olacaktır. 1/4

Bu çalışmada biyolojik glukoz reaksiyonlarından SmNiO3 yani bir perovskit kuantum maddesine spontan hidrojen transferi gözlemledik. Bir farenin beyin kesitinde sinapslardan dopamin salınımı yüksek selektivite ve sensitivite ile ölçülmüştür. 2/4

Cihaz, mannoz veya galaktoza değil, sadece glikoza cevap verecek kadar seçicidir. 3/4

Referans: nature.com/articles/s4146… 4/4

87. Marmoset beyninin haritalanması için veri hattı

Japonya’nın Brain/ MINDS projesinin bir parçası olarak, marmoset beyninin haritalanması için deneysel bir veri hattı geliştirildi. Önce MR ile nöral izleyici enjeksiyonu yapıldı. 1/4

Daha sonra her marmoset beyni 20μm kalınlığında ~1700 kesite ayrıldı, kimyasal boyalar uygulandı. Kesitleri görüntülenerek marmoset beyinlerinin 3D rekonstrüksiyonları yapıldı. 2/4

MRI verileri rekonstrüksiyonlardaki bozulmaların düzeltilmesine yardımcı oldu ve standart 3D marmoset beyin atlasına kayıt yapılmasını sağladı. Tüm marmoset beyni bağlantısallık matrisi 2024’e kadar elde edilebilir. 3/4

Referans: doi.org/10.7554/eLife.… 4/4

88. Fare beyninde 1.000 uzun menzilli projeksiyon nöronunun rekonstrüksiyonu

Farelere floresan etiketleme icin gen taşıyan viral vektörler enjekte edildi, beyinler toplandı, immünohistokimyasal yöntemlerle işlendi. 3D görüntüyle doku dilimlendi. 1/4

Her bir fare beyninde ~100 nöron yeniden yapılandırıldı. Nöronal morfolojilerin yarı otomatik segmentasyonu, önce otomatik segmentasyon yapılarak ve daha sonra insan incelemeleri ile yazılımın hataları düzeltilerek gerçekleştirildi. 2/4

Elde edilen veri seti ile uzun menzilli nöronal projeksiyon modellerine dair bilgi toplandı. Yeniden yapılandırılan nöronlar, çevrimiçi olarak ile herkese açık. 3/4

Referans: doi.org/10.1016/j.cell… 4/4

89. Her İki C.elegans Cinsiyeti İçin Gelişmiş Konnektomlar

Hem erkek hem hermafrodit C.elegans cinsiyetleri için bütün konnektomlar birçok solucandan gelen elektron mikroskopi görüntülerinin birleştirilmesiyle tekrar yapılandırıldı. 1/4

1986’da tamamlanan C.elegans konnektomu sadece hermafroditler içindi; teknolojik yetersizliklik ve nöronlar arasındaki sinaptik ve açıklık bağlantı ağırlıkları yeterince tamamlanmaması sebebiyle hata içeriyordu. 2/4

C.elegans kas sisteminin nöralinervasyonunu ve sindirim, reprodüktif ve deri sistemlerinin diğer çıkış dokularını da ortaya çıktı. 3/4

Referans: doi.org/10.1038/s41586… 4/4

90. Nöronal dokunun röntgen holografik nano-tomografisi

Nöronal ağların yapısının aydınlatılması, sinir sisteminin bilgiyi nasıl işleyip de davranış yaratabileceğini anlamamız için bir temel oluşturacaktır. 1/4

Işık ve elektron mikroskop açısından teknolojik ilerlemeler kaydedilmesine rağmen milimetre-ölçekli doku hacimleri üzerinden yoğun nanometre-ölçekli nöronal yapılar görüntülemek halen oldukça zordur. 2/4

Araştırmada X-ray holografik nano-tomografi ile meyve sineği ve memeli merkezi ve periferik sinir sistemlerindeki yoğun nöronal devreleri çözebilecek çözünürlüğü elde edildi. Bu yöntem yaşam bilimleri ve sinirbilimde çok fayda sağlayacaktır. 3/4

Referans: doi.org/10.1101/653188 4/4

91. Sinir dokusunun tümör gelişiminde oynadığı önemli rol

Sinir dokusu, tümör gelişiminde damar ağı kadar önemli etkileşim ve rol oynuyor. 1/4

Sinir hücreleri etkisiz şekilde olduğu yerde durmak yerine adeta kanser hücrelerine kendiliğinden yaklaşıyor, gelişmesine en az damarlanma kadar yardımcı oluyor. Bu durum prostat ve akciğer kanserlerinde gösterilmiş. 2/4

(Not:Nature’da daha önceden bu etkileşimin beyin tümörlerindeki rolü yayınlanmıştı) Bu, kronik stres-kanser arasındaki ilişkiyi de aydınlatmaya doğru gidebilir. 3/4

Referans: sciencemag.org/news/2019/09/h…

ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31092925 4/4

92. Zebra Balıklarında Röntgen Mikrotomografisi

Senkrotron bazlı x ray mikrotomografi, sırasıyla 0.743 m ve 1.43 m voksel boyutlarıyla tüm larva ve genç zebra balıkları üzerinde yapıldı. Her bir zebra balığı beynindeki 1/4

nöronal hücre çekirdeklerinin sayıları ve dağılımları bir otomatik denetimli öğrenme algoritması kullanılarak saptandı ve sayıldı. Bu, farklı zebra balığı beyin bölgelerindeki nöronların nispi yoğunluklarını göstermek için bir ısı haritası ile görselleşmesi gerçekleştirildi. 2/4

Patolojiye neden olan mutasyonlara sahip zebra balıklarındakiler (bazı anatomik özellikler) de dahil olmak üzere diğer bazı anatomik özellikler tomografik görüntüleme verileri kullanılarak nicelleştirildi. 3/4

Referans: doi.org/10.7554/eLife.… 4/4

93. ADHDli yetişkinler ile onların ADHD olmayan 1. derece akrabaları arasında ortak dinlenim hali bağlantısallık değişiklikleri

ADHD’nin genetik kaynaklı olabileceğini gösteren artan kanıtlara rağmen gizli sinir-bilişsel özelliklerinin aile içinde eksprese oluşu henüz pek 1/3

araştırılmış bir alan değildir. Bu çalışmanın bulgularına göre beyin ağ organizasyonu, ADHD alanındaki genetik çalışmaların istatistiki gücünü artıran sinir-bilişsel bir özellik olarak kullanılabilir, yeni ilaç geliştirilmesinde ise sürece katkısı olacak bir bilgi olabilir. 2/3

Referans: doi.org/10.1017/S00332…
3/3

94. BrainNet: Çoklu kullanıcı beyin-beyin arayüzü ile beyinler arası doğrudan ortak çalışma

2014 yılında 20 Questions oyununu beyinden beyne gönderilen sinyallerle oynatılmıştı, 1/3

bu sefer de tetris benzeri bir oyunda yapılacak bir sonraki hamle için, bir insanin internet üzerinden gelen beyin sinyali kullanıldı. 2/3

Referans: nature.com/articles/s4159… 3/3

95. Kablosuz beyin-beyin arayüzü ile insan zihni Sıçan Cyborg’un davranışını yönlendirdi

Beynine mikroelektrot implante edilen sıçanın (=Sıçan Cyborg) bir labirentteki hareketleri insan zihni ile kontrol edildi. 1/3

İki beyin arası çok-boyutlu bilginin bilgisayar destekli olarak iletilebilmesi konusunda böylece önemli bir aşama kaydedilmiş oldu. 2/3

Referans: nature.com/articles/s4159… 3/3

96. İnsan duyma korteksinden anlaşılabilir konuşma elde etmeye doğru

Duysal uyarıcı rekontrüksiyonu, sinirsel aktivite popülasyonundan yola çıkarak mümkün olan en yakın akustik uyarıcıyı bulma tekniğidir. İnsan duyma korteksinden konuşmanın geri oluşturulabilmesi, 1/4

beyinle doğrudan iletişime geçecek bir konuşma nöroprotezini mümkün kılabilir. Ancak bugüne kadar yeniden oluşturulan konuşmaların kalitesinin iyi olmaması bu yöntemin beyin-bilgisayar arayüzlerinde kullanılması açısından anlamlı olmamıştır. 2/4

Araştırmacılar derin öğrenme ile konuşma sentezleme teknolojilerini bir arada kullanarak bu konuda önemli aşama kaydetmiştir. 3/4

Referans: nature.com/articles/s4159… 4/4

97. Örümcekler Ağları ile düşünüyor

Örümcekler ağlarını, beyinlerinin bir uzantısı olarak kullanıyorlar. Yani bilişsel yetenekleri ağlarını sadece şekillendirmiyor, onunla şekilleniyor. 1/3

Ortaklaşa ördükleri ağları bir süre sonra o ağ içinde doğan yeni örümceklerin “kararlarını” belirliyor. 2/3

Referans: newscientist.com/article/mg2453… 3/3

98. Yeni mikroskopi tekniği ile Hücrelerin ultrayapılarının 3 boyutlu detayları

Hoffman ve ark. geliştirdikleri yeni teknik ile elektron mikroskobunda hücrelerin ve iç yapılarının 3 boyutlu fotoğraflarını çekmiş. 1/3

Artık değil endoplazmik retikulumu, proteinlerini bile görebiliyoruz. Elektron mikroskobu ile ışık mikroskobunu bir arada kullanan araştırmacılar hücrelerin içinin son derece detaylı görüntülerini elde etti. 2/3

Referans: hhmi.org/news/new-micro… 3/3

99. Beyinde enerji ihtiyacı artınca daha fazla kan akımı için kılcal damarlarda genişleme oluyor

Beyin hücreleri daha fazla çalışabilmek için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar, bölgeye kan akımını artırmak için kılcal damarlar genişler. 1/3

Harvardlı sinirbilimciler bu çalışmada beyin ve arterlerin nöral faaliyet için nasıl iletişim kurduğunu ortaya çıkardı. Fare beyninde fonksiyon gerektirdiğinde beynin neresine daha fazla kan gitmesi gerekiyorsa bunu sağlayan kontrol mekanizması bulundu.
2/3

Referans: nature.com/articles/s4158… 3/3

100. İnsan serebral korteksinin genetik mimarisi

Serebral korteksimizin yapısının genetik çeşitliliğini görmek amacıyla araştırmacılar 50bin kişinin beyin MRlarını genetik data ile birleştirdi. 1/4

Yüzey alanı ve kalınlığı analizi ile kortikal yapıyı sinyalleme ve gen ekspresyonunu etkileyen bazı genetik varyantlar buldular. Kortikal yapı, beyin gelişimi ve nöropsikiyatrik hastalık ile genetik lokuslar arasında örtüşme olduğunu buldular. 2/4

Bu fenotipler arasındaki korelasyon üzerinde ileride daha fazla çalışma yapılacaktır. 3/4

Referans: science.sciencemag.org/content/367/64… 4/4