16 Kasım 2019 Cumartesi

Beynin Işıkla Kontrolü - Optogenetik

Beyin Işık ile Kontrol Edilebilir mi?

Beyin, insan vücudunun en karmaşık organı… Belki de doğadaki en karmaşık yapı. Yaklaşık 100 milyar sinir hücresine sahip. Her türlü, fiziksel ya da zihinsel aktiviteyi, onun sayesinde yapıyoruz. Yaptığımız her aktivite, sinir hücrelerinin birbirleri ile kurduğu bağlantı ile gerçekleşiyor.

Sinir hücrelerini, içerisinden akım geçen elektrik kabloları, hücreler arasındaki bağlantıları da elektrik devreleri gibi düşünebiliriz. Her bir sinir hücresinin birden fazla bağlantı kurmasıyla bu elektrik devrelerinin sayısı trilyonlara ulaşır. Bu etkileyici ve karmaşık yapıyı anlamak için bilim insanları uzun yıllardır çalışmaktalar.


2004 yılında Stanford Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, beyindeki nöronları dışardan kontrol edecek yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem aynı zamanda optogenetik denen yeni bir bilim dalını da başlatmış oldu. Işık ve genetiğin kullanılarak hücrelerin manipüle edilmesini esas alan yöntemin temeli 1970’lerde, opsin denilen protein grubunun üstünde yapılan çalışmalara dayanmakta.

Opsin proteini, belirli dalga boyunda üzerine ışık düşürüldüğü zaman, iyonların hücre zarının diğer tarafına geçmesini sağlar. Özel virüslerle beynin hedef bölgesine aktarılarak belirli ışık renginde sinir hücrelerini aktif veya deaktif eder. Elektrik düğmesi gibi dışarıdan kontrol edilebilen bu yöntem sayesinde beynin hedef bölgesi istenilen süre zarfında uyarılabilir.

Fareler üzerinde yapılan bir çalışmada, fare önündeki yemeği yerken kafatasına bağlı kablo ile ışık gönderildiğinde, tok olduğuna karar verip ortamı terk ediyor. Yine yapılan başka bir çalışmada, aslında tok olan fare ışık açıldığında yemeyi durduramıyor.

Son yıllarda Dünya çapında ilginin oldukça arttığı bu yöntemle; parkinson hastalığı, uyuşturucu bağımlılığı, depresyon ve omurilik yaralanması gibi durumlar için tedaviler mümkün olabilecek.

Optogenetik yöntem, nöron aktivitesini başlatmak veya durdurmak için daha önce kullanılan ve Zihin Kontrolü – Delgado Deneyleri adlı videomda da bahsettiğim, elektriksel uyarım tekniğine güçlü bir alternatif. Elektriksel uyarım beyinde daha büyük bir alanı etkilerken, optogenetik uyarım ise hedeflenen çok daha küçük bir alanda ve milisaniyeler mertebesinde etkisini göstermekte.
Ancak optogenetik yöntemlerin uygulanmasında birtakım zorluklar var.

Öncelikle gen taşıyan sıvı veya vektörler beynin belirlenmiş bölgesine enjekte ediliyor. Altı hafta geçtikten sonra aynı bölgeye, ıska geçmeden bir ışık kaynağı sokulmaya çalışılıyor. Başarılı olunursa üçüncü adım olarak elektriksel kayıt sondasını da aynı yere sokmak gerekiyor. Beyin içinde aynı santimetreküp’ lük bir hacmi ıska geçmeden üç kez tutturmak oldukça zorlu bir iş.

Son zamanlarda bazı araştırmacılar ışık kaynağı ile kayıt sondasını “optrot” adı altında birleştirmeyi başardılar. Alman ve İsviçreli araştırmacılar, bir adım daha ileri giderek genetik sıvıyı veren kanalı da birleştirdiler. Böylece beyne tek giriş ile her üç işlemi, bölgeyi şaşırmadan yapmak mümkün hale gelmekte.

Bilimkurgu hikâyelerini anımsatan bu gelişmeler, her geçen gün gizemli olan beyin yapısını biraz daha aydınlatmakta.

Kaynaklar;



Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme

Dünyanın En Gizemli Kitabı - Voynich El Yazması

Bir kitap düşünün… Yazıldığı dili bilen veya duyan yok. Sayfalarında kıvrımlı el yazıları, oldukça tuhaf şekiller ve resimler var.