DEMET İLCE / MUHABİR
Tekniğe zamansal girişim (TI) adı veriliyor ve ilk olarak Londra Imperial College'da Dr. Nir Grossman liderliğindeki bir ekip tarafından tanımlandı. 2017 yılında bunu fareler üzerinde başarıyla test ettiler ve insanlarda kullanım olasılığının önünü açtılar. Bununla birlikte, bir hayvanda kavram kanıtlanması ile tekniğin gönüllü insanlar üzerinde denenmesi arasında çok uzun bir yol var.
Dr. Violante, şunları söyledi:
"Bir takım zorluklar var. Anatomi ile başlayalım. Beynin boyutunu düşünürsek, çok farklı değil mi? Bir farenin beyninin büyüklüğü parmağımın ucu kadardır ama insanlarda durum böyle değil!”
Yalnızca çok farklı görünen beyinlere sahip iki hayvanla karşı karşıya değilsiniz, aynı zamanda hayvan ve insan araştırmalarındaki etik ve pratik hususlar da oldukça farklı. Deney süresinin sonunda, araştırmacıların beyin dokularını çıkarıp inceleyebilmeleri için model hayvanlar kurban edilebilir; bunun insan denekler için bir seçenek olmadığı açıktır. İnsanlar üzerinde yapılan deneylere ilişkin güvenlik kaygıları da son derece önemlidir, dolayısıyla dikkatli bir planlama gerektirir.
Neyse ki TI insanlarda kullanılan tek noninvazif beyin uyarımı yöntemi değil. Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS), transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS) ve transkraniyal alternatif akım stimülasyonu (tACS) dahil olmak üzere diğer yöntemler hakkında uzun yıllara dayanan güvenlik verilerine sahibiz. Bu yöntemlerden bazılarının halihazırda tıbbi kullanımları var ve bilim insanları, insanların bunlara nasıl tepki verdiği konusunda iyi bir anlayışa sahip. Bunu bir kıyaslama olarak kullanmak, 20 sağlıklı katılımcıda bir TI denemesi tasarlamayı çok daha kolay hale getirdi.
Ancak tüm bu dikkatli planlamaya rağmen doğa yine de işin içine bir İngiliz anahtarı sokabilir.
Dr. Violante, "Ne yazık ki, fare çalışması ile insan denemesi arasında biz de KOVID yaşadık. Dolayısıyla taramayı neredeyse bir yıl boyunca durdurmak zorunda kaldık." dedi.
Sonunda ekip deneylerini 20 gönüllünün tamamında gerçekleştirmeyi başardı. Peki, bir TI seansı aslında nasıl bir duygu ve beyne ne yapıyor?
TI'nin amacı, şimdiye kadar yalnızca ameliyat yoluyla elde edilen hedeflenen beyin stimülasyonunu kopyalamaktır. Elektrotların beynin belirli bölgelerine yerleştirildiği derin beyin stimülasyonu (DBS) bazı riskleri beraberinde getiriyor ancak önemli kullanımları da var.
Parkinson hastalığında, ilaçların artık semptomları kontrol altına almada işe yaramadığı durumlarda önerilen temel cerrahi tedavi budur. Elektrotlar, genellikle köprücük kemiğinin altına yerleştirilen (biraz kalp pili gibi) pille çalışan bir jeneratör tarafından desteklenen, beyindeki hareketin kontrol edilmesine yardımcı olan bölgelere yüksek frekanslı uyarım sağlar.
Her ne kadar Parkinson tedavisi en iyi bilinen uygulaması olsa da, DBS aynı zamanda obsesif kompulsif bozuklukta, bazı epilepsi türlerinde ve diğer hareket bozukluklarında da kullanım için onaylanmıştır. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, bunun travmatik beyin hasarı sonrasında acı çeken insanlar için dönüştürücü olabileceğini bile öne sürdü.
Ancak beyin ameliyatının hastaya önemli riskler getirdiğini inkar etmek mümkün değil.
Dr. Violante, "Herkes DBS için iyi bir aday değil. Beyin ameliyatı olmak ilk başvuracağınız yer değil ve birçok durumda henüz DBS için iyi hedeflerimiz yok." dedi.
Bunun tersine, TI, kafatasının yüzeyine dikkatlice haritalanabilecek ve kişiye göre kişiselleştirilebilecek konumlara elektrotların uygulanmasını içerir. Denekler her zaman uyanık kalıyor ve elektrotlar hedef bölge üzerinde örtüşen elektrik alanları iletirken bir şeyin kötü veya rahatsız edici olup olmadığını araştırmacıya söyleyebiliyorlar.
Dr. Violante, "Bu fikir oldukça dahice. Fikir şu ki, en az iki akım kaynağınız var ve bu iki akım kaynağının frekansı arasında beynin tepki vereceği aralıkta bir fark var. İki akım kaynağı kullandığımız için bir noktada buluşacaklar ve bir girişim deseni oluşturacaklar." dedi. Hayvanlar üzerinde yapılan araştırma, beynin derinliklerindeki nöronal aktiviteyi etkileme yeteneğine sahip olduğunu ortaya koyan şey, farklı frekansların bu örtüşmesidir.
TACS gibi diğer beyin stimülasyon türlerinde, insanların karıncalanma hissi veya yanıp sönen ışıkların algılanması (fosfen adı verilen) veya kullanılan frekanslara bağlı olarak ağızda metalik bir tat gibi daha alışılmadık yan etkiler yaşaması yaygındır. Dr. Violante, TI ile katılımcıların çoğunun neredeyse hiçbir şey hissetmediğini açıkladı.
"TI ile kullandığımız yüksek frekansların bir avantajı, aslında uyarım algısının yalnızca daha yüksek yoğunluklarda gerçekleşmesidir. TACS ve TI'yi, halihazırda taCS ile hissettiğiniz karıncalanma hissini hissettiğiniz bir yoğunlukta doğrudan karşılaştırırsanız, bunları TI ile hissetmezsiniz ve bu, makalede de gösterdiğimiz bir şeydir.” dedi.
Bireylerin beyin uyarımını deneyimleme şekli büyük farklılıklar gösteriyor ancak TI'da en yaygın his hafif bir basınç veya ısıydı. Dr. Violante "Bunun kendilerini güldürdüğünü bildiren bir katılımcımız vardı!" dedi. Kontrol edilemeyen bir kıkırdama, karmaşık beyin ameliyatına kesinlikle tercih edilir gibi geliyor. Ancak milyon dolarlık soru şu: işe yarıyor mu?
Son çalışma, TI'nin beynin hafıza merkezi olan hipokampüsü etkileme potansiyeline sahip olup olmadığını görmeyi amaçladı ve ekip bu olasılığı ilk olarak ölüm sonrası beyin dokularını kullanarak değerlendirdi.
Daha sonra sağlıklı gönüllülere geçtiler ve kendilerinden yüz çiftlerini ve isimleri ezberlemeleri istenirken TI uyarısını uyguladılar. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), stimülasyonun, denekler hafıza egzersizi yaparken artan hipokampal aktiviteyi seçici olarak hedeflediğini gösterebildi.
Daha sonraki bir deney, daha zorlu bir hafıza testi ve daha uzun uyarım seanslarını içeriyordu. Katılımcılardan 30 dakika sonra ezberledikleri isimleri ve yüzleri hatırlamaları istendiğinde, uyarımın tam da ekibin umduğu gibi hafıza doğruluğunun arttığı ortaya çıktı.
Dr. Grossman ve Imperial College ekibinin liderliğindeki bir sonraki adım, Alzheimer hastalarında yapılacak klinik bir deney. Dr. Violante, amacın iki yönlü olduğunu açıkladı; ekibin halihazırda zayıf hafızası olan kişilerde hipokampüsü hedef almanın mümkün ve faydalı olup olmadığını anlaması gerekiyor, ancak aynı zamanda tedavinin kimin için en iyi sonuç verebileceği hakkında daha fazla bilgi edinmesi gerekiyor.
TI'nin klinikte bir tedavi olarak sunulduğunu görmeden önce yapılması gereken daha çok iş var. Ancak bu ilk adımlar umut vericiydi ve İsviçre'deki bir ekibin insan striatumunu hedeflemek için TI kullanımını doğrulayan ayrı bir çalışmasıyla birlikte geldi.
Hipotezden doğrulanmış tedaviye giden yol uzun ve dolambaçlı olabilir, ancak aynı zamanda pek çok küçük kazanımla da doludur.
Dr. Violante, “Her şeyi tarayıcıda bir araya getiriyorsunuz ve hiçbir şey patlamıyor. Hiçbir ekipmanı kırmıyorsunuz, bu harika. Beyin aktivitenizde bazı değişiklikler olduğunu görmeye başladığınızda bu gerçekten harika. Ve sonra A'dan B'ye ve C'ye kadar olan bu çizgiyi takip ederek davranıştaki değişiklikleri gerçekten görebildiğimizi gördüğümüzde, bu oldukça heyecan vericiydi." dedi.