Denizanalarının zihnini okumak
Küçücükler, çapları sadece 1 santimetre; şeffaflar, nöronlarını izleyebilirsiniz; karmaşık otonom hareketlere sahipler, avını yakalamak ve yemek gibi. Adı Latince’de Clytia hemisphaerica olan denizanası türü çalışma için çok iyi bir örnek. Neden mi? Çünkü sinir sistemleri bir mikroskobun altında izlenmek için çok uygun. Genomu da oldukça basit ve saydam vücudu 10 bin nörona ev sahipliği yapıyor. Bunun anlamı çok kolay bir şekilde sinirsel mesajların izlenebilmesidir. Bilim insanları, C. Hemisphaerica denizanasında nöronlar aktif hale geldiğinde parlayacak şekilde genetik düzenlemeler yaptılar ve beklenmedik bir şekilde sinirsel organizasyon keşfettiler.
Denizanalarının sinir sistemleri 500 milyon yıldan uzun bir süre önce gelişti ve o zamandan beri çok az değişti. Bu nedenle zaman zaman "yaşayan fosil" diye nitelenen bu canlıların nöronları, modern hayvanların beyinlerine kıyasla çok daha basit bir düzenlemeye sahip. Denizanasının tüm hareketlerini koordine eden merkezi bir sistem olmadığı için zihinsel süreçlerin nasıl işlediği merak konusuydu.
Canlıların tüm hareketlerini koordine eden merkezi bir sistem yok, o halde herhangi bir şeyi nasıl hallediyor?
Araştırmanın ortaya çıkardığı bulgulara göre nöronlar tıpkı bir şemsiye gibi, iletişim ağına (neredeyse vücudunu ayna gibi yansıtan) sahipler. Bir sonraki aşamadaysa nöronlar gövdede tıpkı bir pastanın dilimleri gibi ayrılmış haldeler.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Brandon Weissbourd liderliğindeki araştırma ekibi bu sorunun yanıtını bulmak için denizanalarını sevdikleri tuzlu su karidesleriyle bir araya getirdi ve nöronlarının aktivitesini izledi. Denizanasının her bir dokunacının da bu dilimlerden birine bağlandığı anlaşıldı. Hayvanın kolları avını tespit edip yakaladığında, bağlantılı dilimdeki nöronlar belirli bir sırayla aktive oluyordu.
Fotoğraf: Clytia hemisphaerica, Yukarıdan bakıldığında dokunaçları dış kenarlarında eşit bir şekilde düzenlenmiş.
İlk olarak pasta diliminin kenarındaki nöronlar, denizanasının ağzının bulunduğu orta kısımdaki nöronlara mesaj gönderir. Bu da dilimin kenarının ağza dönüp ve dokunaçları da beraberinde getirmesini sağlıyordu. Böylelikle hayvanın ağzı da tuzlu su karidesine yöneliyordu.
Yukarıda denizanası tuzlu su karidesini yemek için sağ tarafına katlanıyor.
Araştırmanın ortak yazarı David Anderson, "Denizanası tuzlu su karidesini bir dokunaçla yakaladığında, o dokunaçlara en yakın 'pizza dilimi'ndeki nöronlar önce aktive oluyor" dedi.
Daha da önemlisi, bir denizanasının anatomisine mikroskopla bile baksanız, bu sinirsel organizasyon seviyesini görmeniz mümkün olmaz. Bunu görmek için aktif nöronları görselleştirebilmelisiniz.
Bulgular, yemek yeme davranışını pasta diliminin kenarındaki RFa+ nöronları adı verilen bir sinir hücresi türünün sağladığını gösterdi. Genetik düzenlemeyle bu nöron silindiğinde içe katlanma ve yeme davranışı gerçekleşmiyordu. Denizanası bir süre yemekten mahrum bırakıldığında ise avını aç olmadığı zamandan daha hızlı yakalıyordu. Bu da hayvanın sindirim sistemini doldurması gerektiğini "bilmesini" sağlayan sinirsel aktivitelere işaret ediyordu.