Sandığımızdan daha zekiler!

Sokakta yürürken havada uçuşan bir parfüm kokusu birden gözünüzün önüne sevdiğiniz birini getirebilir. Veya soba üzerine konulan mandalina kabuğunun çıkardığı koku sizi çocukluk yıllarınıza ışınlayabilir. Bunun nedeni koku sistemi ile hafızanın arasındaki kuvvetli bağlantıdır ve bu bağlantı insanlardan böceklere birçok canlıda korunmuştur.

Böcekler dünyasına bakıldığında hafıza çalışmaların en çok yapıldığı iki canlı türü meyve sinekleri ve bal arılarıdır. Meyve sineklerinin bu kadar ünlü olmasının nedeni hem genetik olarak en iyi bilinen böcek türü olması hem de binlerce laboratuvarın model organizma olarak kendilerini seçmeleridir. Bal arılarının sıklıkla kullanılmasının nedeniyse bir böcekten beklenmeyen derece kuvvetli bir öğrenme yeteneğine sahip olmaları.

Gelelim araştırma konumun başkahramanı sivrisineklere! Açıkçası sivrisineklerin hafızası hakkında bilgimiz oldukça kısıtlı. Hayatımızı bize zindan eden, gece uykularımızı kaçıran ve en kötüsü her yıl milyonlarca insanın ölümüne neden olan bu canlıların hafızasını çalışmak onlarla girdiğimiz bu savaşta bize bazı avantajlar sağlayabilir.

Sivrisinekler, minyatür beyinlere (yaklaşık 200 bin sinir hücreli) sahip olmalarına karşın tıpkı bizler gibi hatırlama ve öğrenme becerisine sahiptir. Yapılan araştırmalar sivrisineklerin tat, koku ve görüntü ile şartlanabileceğini ve öğrendikleri bilgileri en az 24 saat hatırlayabildiklerini göstermiştir.

Bu araştırmalar arasında en kapsamlı olanı 2018 yılında Current Biology dergisinde yayımlanan bir makaledir. Bu çalışmada Vinauger ve bilim arkadaşları sivrisineklerin hafızasının dopamin reseptörüne bağlı olduğunu gösterdi. İşin ilginç yanı bu reseptör insan beyninde de var ve bu gene bağlı mutasyonlar hafıza ve öğrenme bozukluklarına gerekçe olmaktadır.

Bu araştırmada sivrisinekler bir kap içerisine konuluyor ve bu kaba belirli aralıklarla titreşim uygulanıyor. Uygulanan bu titreşimin frekansı bizim elimizle sivrisineği savuştururken yarattığımız frekansa eşdeğer nitelikte tutuluyor.

Deneyin kontrol grubuna titreşim ve insan kokusu farklı aralıklarda verilirken deney grubuna koku ve titreşim senkronize bir şekilde veriliyor. Daha sonra bilim insanları bu sivrisineklere bir test uygulayarak hafızalarını ölçüyorlar. Testte sivrisinekler bir deney düzeneğine bırakılıyor ve farklı kokuların salındığı bir yol ayrımına sokuluyor. Yolun bir tarafında eğitimde kullanılan insan kokusu varken diğer tarafta yalnızca hava var.

Deneyin sonuçları oldukça ilginç! Kontrol sivrisinekleri insan kokusuna doğru uçarken eğitim görmüş sinekler insan kokusunu itici buluyor ve diğer yola sapıyorlar. Bu bilgiyi en az 24 saat hatırlayabiliyorlar. Yani siz sivrisinekleri avlamaya çalışırken başarısız olsanız bile onlara hatırlayacakları bir ders veriyorsunuz. Size ikinci defa gelmeden önce diğer seçenekleri bir defa daha gözden geçirmeye karar veriyorlar.

MUTANT SİVRİSİNEKLER

Vinauger ve arkadaşları sivrisineklerin hafızasının arkasındaki mekanizmayı çözmek için CRISPR-Cas9 denilen bir moleküler teknik kullanarak dopamin reseptörünü silerek mutant sivrisinekler oluşturuyorlar. Deneyin amacı bu genin sivrisineklerin hafızasındaki rolünü anlamak. Mutant sivrisinekler benzer bir eğitime alınıyor fakat öğrenemedikleri gözlemleniyor. Yani insan beyninde olduğu gibi dopaminerjik nöronlar sivrisineklerin öğrenmesi için de elzem!

Peki bu anlattıklarım neden önemli? Sivrisineğin ömrü oldukça kısa olduğundan 24 saatlik bir hafıza onlar için değerli. Yaşadıkları olumlu veya olumsuz deneyimlerin hepsi sivrisineklerin beyninde kodlanıyor ve bir sonraki hamlelerini belirliyor. Örneğin sivrisinek spreyi sıkılmış bir yüzeye konduklarında bu kötü deneyimi hatırlıyor ve yaşamları boyunca o spreyden uzak durabiliyorlar. Veya kanını sevdikleri canlılara tekrar tekrar saldırırken kanını beğenmedikleri canlılara tekrar salça olmuyorlar. Bazı sineklerin ise yer yön hafızaları bizden bile gelişmiş. Sulak yerleri, insanların yaşadıkları köyleri ve ormanları akıllarında tutuyor, gerektiğinde yeniden ziyaret edebiliyorlar.

Kaynakça: https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.015