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