Jinsi ubongo wa nzi unavyoweza kuelezea tabia ya binadamu

Watafiti walichora miunganisho milioni 124 kati ya seli zote za neva katika ubongo wa nzi dume.

Waliilinganisha na ubongo ya nzi jike na kutambua tofauti katika miunganisho ambayo, wanadai, inaelezea tabia za kiume, uchumba, na utengenezaji wa nyimbo za mapenzi.

Timu hiyo inaweka wazi kwamba utafiti hauelezi tofauti kati ya wanaume na wanawake, kwani tabia ya binadamu ni ngumu zaidi.

Hata hivyo, utafiti huo unaweza kuwasaidia wanasayansi kuelewa vyema tabia na hali za binadamu ambapo tofauti za kijenetiki huathiri muunganisho wa ubongo, kama vile tawahudi na skizofrenia.

Ubongo una ufanisi zaidi kuliko AI

Profesa Gregory Jefferis wa Maabara ya Biolojia ya Molekuli (LMB) ya Baraza la Utafiti wa Kitiba (MRC) mjini Cambridge, ambaye aliongoza utafiti huo, aliambia BBC kuwa mafanikio hayo yanawakilisha "njia mpya muhimu sana katika sayansi ya mfumo wa neva," akiyalinganisha na uvumbuzi wa darubini katika suala la kuboresha uelewa wetu duniani.

"Tuna vitu vya ajabu vichwani mwetu vinavyotuwezesha kufanya mambo ya kustaajabisha, kama vile kupiga muziki wa 'sonata' au kutatua tatizo la kisayansi. Na mafanikio haya yanaweza kutusaidia kuelewa jinsi mifumo hiyo ya ajabu inavyofanya kazi."

Ubongo wa nzi ni wa kuvutia na wa kustaajabisha. Ingawa una ukubwa wa kichwa cha pini, kwa namna nyingi una ufanisi mkubwa kuliko kompyuta yenye nguvu kubwa, na una uwezo wa kuzidi mifumo ya kisasa zaidi ya akili mnemba.

Timu ya Jefferis na washirika wao walichunguza kwa kina kila seli ya neva, njia ya mawasiliano, na muunganisho katika ubongo wa nzi dume wa matunda, na kuviunganisha vipengele hivyo katika picha ya pande tatu (3D).

Miaka miwili iliyopita, timu hiyo hiyo ilitengeneza ramani ya ubongo wa nzi jike ikiwa ni sehemu ya lengo lao kuu la kulinganisha ubongo wa aina hizo mbili hatua kubwa ya mafanikio katika nyanja ya sayansi ya neva.

Utafiti huo ulibaini kuwa takriban asilimia 95 ya seli katika ubongo wa nzi dume na jike zinafanana.

Hata hivyo, asilimia 5 iliyobaki inatosha kusababisha tabia tofauti kabisa, kulingana na Isabella Beckett, mmoja wa waandishi wakuu wa ripoti ya utafiti huo iliyochapishwa wiki hii katika jarida la *Cell*.

"Tulitarajia kupata tofauti, na tukazipata, na tunafurahishwa sana na matokeo hayo," alisema.

Kwa mtazamo wa kwanza, ubongo wa nzi wa kiume na wa kike huonekana sawa kutoka nje, lakini uchambuzi wa kina wa jinsi unavyofanya kazi, ulifunua kwa timu kwamba kuna tofauti ndogo zinazosababisha mabadiliko makubwa ya tabia.

Kwa mfano, wakati wa uchumba, dume hufuata jike kwa kumtazama anaposonga.

Watafiti waligundua mizunguko ya ubongo iliyounganishwa na sifa hii na kugundua tofauti muhimu katika muundo wao wa neuronal.

Wanaume wana vifaa vya ziada vinavyoboresha mfumo wao wa kuona.

Tofauti kubwa zaidi ipo katika mizunguko ya neva inayohusishwa na uchokozi.

Wanaume hupigana mara kwa mara, kwa hivyo wana idadi kubwa ya miunganisho ya neva inayohusiana na tabia hiyo kuliko wanawake.

Na kisha kuna mzunguko wa "wimbo wa upendo".

Wanaume huwachumbia wanawake kwa kutoa sauti. Wana mfumo wa kipekee wa neva wa kuizalisha.

Kulingana na Philipp Schlegel wa LBM mwandishi mwenza wa utafiti sauti hii lazima ifanye kazi bila dosari, vinginevyo, matokeo kwa mwanamume maskini yanaweza kuwa mabaya.

"Uchumba pia unahusisha mwanamume kucheza mbele ya mwanamke na kumwimbia," anabainisha. "Sauti hutolewa kwa kutetemesha mbawa ili kuunda wimbo maalum."

"Ikiwa jike anapenda, kimsingi atamruhusu kumkaribia, ikiwa wataendelea na mahusiano auikiwa hataki wakati huo kimsingi atamfukuza, ikiwezekana kwa teke la uso."

Tofauti hizi tatu katika mfumo wa miunganisho ya neva kati ya nzi dume na jike huamuliwa na jeni mbili muhimu.

Watafiti wamekuwa wakizifahamu jeni hizi kwa miaka mingi na wanaelewa jinsi zinavyohusiana na kila moja ya tabia hizi.

Jambo ambalo hawakuwahi kuliona hapo awali ni hatua ya kati. Sasa, kwa mara ya kwanza, wanaweza kuona mfumo wa miunganisho ya neva unaotokana na jeni hizo.

Lengo kuu la utafiti huo halikuwa kugundua tofauti kati ya nzi dume na jike, na hakika halikuwa kutafuta maelezo ya kineva kuhusu tofauti za tabia zinazodaiwa kuwepo kati ya wanaume na wanawake.

Kulingana na Beckett, kulinganisha bongo mbili zenye tofauti ndogo katika miunganisho yake, tofauti zinazohusishwa na tofauti kubwa na zinazojulikana za kitabia huwawezesha wanasayansi kuona wazi kanuni zinazosababisha mabadiliko katika mfumo wa miunganisho ya ubongo kuhusiana na tabia yoyote.

"Una kigezo kimoja tu kinachojitegemea,jinsia,na kisha unaweza kuona ni nini kinachotofautiana. Hii ni ndoto ya mwanasayansi."

Ushawishi wa jeni

Tofauti hizi ni hatua kubwa kimaendeleo kwa wanasayansi katika kuelewa mojawapo ya maswali muhimu zaidi ya biolojia, jinsi jeni zinavyoathiri tabia.

Wanasayansi wamefahamu kwa miongo kadhaa kuwa jeni zina ushawishi, lakini hawakujua hasa jinsi zinavyofanya hivyo.

Kulingana na Jefferis, jibu linapatikana katika jinsi jeni zinavyounda miunganisho ya neva kwenye ubongo na jinsi miunganisho hiyo inavyoathiri tabia.

"Kulinganisha jambo hili na ubongo wa nzi hutusaidia kulielewa vyema," anaeleza kwa BBC.

"Kuna mifumo ya tabia kwa binadamu inayoonekana kuwa na msingi imara wa kijeni. Kwa mfano, katika suala la skizofrenia, kuna aina nyingi za tofauti za kijeni zinazohusishwa na usonji, na matatizo yanayohusiana na wigo wa usonji, ambazo bado hatujazielewa kikamilifu."

Anaongeza kuwa kuna uwezekano pia wa kuwepo kwa programu zinazoboresha Akili mnemba (AI) na kuimarisha mifumo ya kompyuta.

"Ili kufikia kiwango cha ufanisi wa Akili mnemba unaolingana na ule wa ubongo wetu, huenda tukahitaji msukumo zaidi kutoka kwenye mifumo ya kibiolojia. Na msukumo ambao huenda ukawa muhimu sana ni, kwa hakika, michoro halisi ya miundo ya mtandao wa neva wa viumbe hai," anabainisha.

"Baadhi ya watu wamekuwa wakiingiza mfumo wa ubongo wa nzi kwenye mitandao ya akili mnemba na kujaribu kuona kama unaweza kusaidia, kutoa maarifa, na kudhibiti mifumo hiyo."

Wanasayansi wengine walioshiriki katika utafiti huo wanahusishwa na HHMI Janelia Research Campus, Drosophila Connectomics Group katika Chuo Kikuu cha Cambridge, Google Research, na Champalimaud Foundation.

Makala hii iliandikwa awali kwa Kiingereza, na tulitumia zana ya akili mnemba kuitafsiri. Mwandishi wa habari wa BBC alipitia maandishi hayo kabla ya kuchapishwa. Soma zaidi kuhusu jinsi tunavyotumia akili mnemba AI.