Bilim insanları, beyindeki hasarlı temaslar yerine yeni yollar oluşturmayı başardı

Beyin hastalıklarının kıymetli bir kısmı, beynin farklı bölgeleri ortasındaki irtibatı sağlayan hudut devrelerinde meydana gelen bozulmalardan kaynaklanıyor. Parkinson, epilepsi, şizofreni üzere nörolojik ya da psikiyatrik rahatsızlıklarda birden fazla vakit temel sorun, nöronlar ortasındaki bağlantının sağlıklı biçimde kurulamaması oluyor.

Bugüne kadar bu problemleri tedavi etmek için ekseriyetle ilaçlar, elektriksel yollar ya da muhakkak hudut aktivitelerini denetim etmeyi amaçlayan deneysel teknikler kullanıldı. Lakin tüm bu metotların ortak bir sorunu var: Beyindeki çok geniş hücre kümelerini etkiledikleri için hedeflenen devre üzerinde tam hassasiyetle çalışamıyorlar. Bu sıkıntıya tahlil arayan Duke Üniversitesi araştırmacıları, hasarlı hudut ilişkilerinin etrafından dolaşarak (bypass ederek) beyin içinde yeni bağlantı yolları oluşturabilen dikkat cazip bir teknoloji geliştirdi. “LinCx” ismi verilen bu sistemin, nörolojik hastalıkların tedavisinde yeni bir periyodun kapısını aralayabileceği düşünülüyor.

Beynin Mevcut Yapısını Bozmadan Alternatif Yollar Oluşturuluyor

LinCx sistemi, seçilmiş nöronlar ortasında yapay elektriksel temaslar kurulmasına imkan tanıyor. Nature mecmuasında yayımlanan çalışmaya nazaran bu teknoloji, hasar görmüş sinapsları direkt onarmaya çalışmak yerine, problemli temasın etrafından geçen yeni bir “biyolojik bypass hattı” oluşturuyor. Böylelikle beynin mevcut yapısına büyük ölçüde dokunmadan, belli hücreler ortasında alternatif bağlantı yolları kurulabiliyor.

Araştırmanın başında yer alan psikiyatri ve nörobilim profesörü Kafui Dzirasa’ya nazaran bu yaklaşım, beyin devrelerini hücresel hassasiyetle düzenleme konusunda kıymetli bir sıçrama manasına geliyor. Zira mevcut yolların büyük kısmı, belli nöronlar yerine geniş hudut ağlarını etkiliyor. Bu da tedavi sürecinde istenmeyen yan tesirlerin ortaya çıkmasına sebep olabiliyor.

Araştırmacılar bu sistemi geliştirmek için balıklarda doğal olarak bulunan ve elektriksel sinaps oluşturan özel proteinlerden yararlandı. Takım, bu proteinleri genetik olarak yine tasarlayarak sadece kendileriyle eşleşen değiştirilmiş proteinlerle temas kurabilecek hâle getirdi. Böylelikle sistemin beyindeki doğal proteinlerle rastgele etkileşime girerek denetimsiz ilişkiler oluşturmasının önüne geçildi. Araştırma kapsamında geliştirilen yeni floresan tabanlı test sistemi sayesinde hangi protein çiftlerinin emniyetli formda elektrik sinyali aktarabildiği de tespit edildi. Bu süreç sonunda belirlenen protein çiftleri kullanılarak laboratuvar ortamında son derece hassas hudut ilişkileri oluşturuldu.

Araştırmacılar daha sonra sistemi hem solucanlar hem de fareler üzerinde test etti. Yapılan deneylerde, eklenen yapay temasların hudut devrelerinin çalışma formunu besbelli biçimde değiştirdiği görüldü. Solucanlarda oluşturulan yeni kontaklar, canlıların sıcaklık tercihlerini değiştirirken; farelerde ise gerilim yansıları ve toplumsal davranışlarla alakalı beyin aktivitelerinde kayda bedel farklılıklar gözlemlendi. Bilhassa fare deneyleri, LinCx’in sadece iki nöron ortasında temas kurmakla kalmadığını, tıpkı zamanda beynin daha geniş bölgelerindeki aktivite nizamını de etkileyebildiğini gösteriyor. Bu da sistemin gelecekte sırf muhakkak hudut hasarlarını değil, daha karmaşık nörolojik bozuklukları da maksat alabileceğine işaret ediyor.

Araştırmacılar bir sonraki kademede bu teknolojinin, genetik bozukluklar nedeniyle hayat uzunluğu oluşan sinaptik problemleri da telafi edip edemeyeceğini test etmeyi planlıyor. Şayet bu deneyler başarılı olursa, LinCx gelecekte sırf semptomları baskılayan değil, direkt hasarlı hudut devrelerinin etrafından yeni yollar oluşturarak çalışan çok daha gelişmiş tedavi tekniklerinin temelini oluşturabilir. Bilhassa depresyon, otizm spektrum bozuklukları, şizofreni ve Parkinson üzere hastalıklarda beynin belli devrelerinde yaşanan bağlantı sorunlarının kritik rol oynadığı düşünüldüğünde, bu şekil bir teknolojinin tıp dünyasında önemli yankı uyandırması beklenen görünüyor.

Kaynak : Donanimhaber