Bilim Dünyasında Bir İlk: Meyve Sineği Beyni Bilgisayarda Canlandırıldı

Bilim dünyasında dikkat çeken bir araştırmada, bir canlıya ait beynin dijital ortamda çalıştırılması konusunda önemli bir adım atıldı. Araştırmacılar, meyve sineği olarak bilinen Drosophila melanogaster türünün beynini ayrıntılı biçimde tarayarak dijital ortama aktardı ve bu sistemi sanal bir bedenle entegre etti. Çalışmada nöronlar ve sinaptik bağlantılar tek tek modellenerek oluşturulan dijital beyin, fizik kurallarının simüle edildiği bir ortamda çalışan sanal bir sinek bedenini kontrol etti.

Ortaya çıkan sistemin yürüyüş, temizlenme ve beslenme gibi davranışlar sergilediği gözlemlendi. Araştırmacılar bu davranışların sisteme sonradan öğretilmediğini, sinirsel bağlantıların yapısında bulunan doğal davranış kalıplarının simülasyon ortamında ortaya çıktığını ifade etti. Çalışma, biyolojik beyinlerin dijital ortama aktarılması ve sinir ağlarının davranış üretme biçiminin anlaşılması açısından önemli bir gelişme olarak değerlendiriliyor.

Dijital Beyin Sanal Bir Bedenle Entegre Edildi

Projede kullanılan beyin modeli, yetişkin bir meyve sineğinin beynini temsil eden yaklaşık 125 bin nöron ve 50 milyon sinaptik bağlantıdan oluşuyor. Bu model, FlyWire adlı konektom veri seti ile nörotransmitter türlerini tahmin eden makine öğrenmesi yöntemlerinin bir araya getirilmesiyle oluşturuldu. Araştırmanın bilimsel temeli ise 2024 yılında Nature dergisinde yayımlanan kapsamlı bir beyin modeline dayanıyor.

Yeni çalışmada araştırmacılar bu modeli NeuroMechFly v2 simülasyon çerçevesi ve MuJoCo fizik motoru ile birleştirdi. Böylece dijital beyin, fizik kurallarıyla çalışan sanal bir sinek bedenine bağlandı. Sistem içinde simülasyon ortamından gelen duyusal veriler dijital beyne aktarılıyor, bu veriler sinir ağı boyunca işleniyor ve ardından motor komutları üretiliyor. Üretilen komutlar sayesinde sanal sinek hareket ediyor ve çeşitli davranışlar sergiliyor.

Araştırmacılar Fare Beynini Modellemeyi Planlıyor

Bilim insanları bu çalışmayı daha büyük ve karmaşık beyinlerin dijital ortamda modellenmesi için bir başlangıç olarak değerlendiriyor. Araştırmayı yürüten Eon Systems ekibi, ilerleyen süreçte daha gelişmiş sinir sistemlerine sahip canlıların beyinlerini de benzer yöntemlerle dijital ortama aktarmayı hedefliyor.

Bu kapsamda araştırmacılar yaklaşık 70 milyon nörona sahip bir fare beyninin tam konektom haritasını oluşturmayı planlıyor. Bu sayı meyve sineğinin beynindeki nöron sayısının yüzlerce katına karşılık geliyor. Bilim insanlarına göre meyve sineği beyninin sanal ortamda algı ve hareket döngüsünü tamamlayabilmesi, daha büyük beyinlerin modellenmesi konusunda önemli bir veri sunuyor.