DEMET İLCE / MUHABİR
Bilim insanları bizi uyanık tutmaktan sorumlu beyin hücrelerinin kapsamlı bir haritasını çıkardılar. Bunu yaparken, insan bilincini mümkün kılan mekanizmaları daha iyi anlamayı, komadaki ve bitkisel hayattaki insanlara yönelik tedavileri iyileştirmeyi amaçlıyorlar.
Weill Cornell Medicine'de nöroloji ve sinir bilimi profesörü olan ve yeni araştırmada yer almayan Dr. Nicholas Schiff, "Bu çok güzel bir çalışma. Bu her şeyin haritası." dedi.
Geçmişte çalışmanın yazarlarından bazılarıyla işbirliği yapan Schiff, yeni haritanın bilim adamlarının geriye dönüp bilinç durumları değişmiş hastalara bakmaları için bir şablon görevi görebileceğini umuyor. Böyle bir çalışma, bu uyanıklık ağının tam olarak nasıl bozulabileceğini ve onu tekrar çevrimiçi hale getirmek için neyin gerekli olduğunu açıklığa kavuşturmaya yardımcı olabilir. Schiff, bu aracın, bilim adamlarının, birini uyanık ve uyanık tutmak için hangi beyin aktivitesinin "gerekli ve yeterli" olduğunu belirlemesine yardımcı olabilecek bir araç olduğunu söyledi.
Yeni çalışma 1 Mayıs Çarşamba günü Science Translational Medicine dergisinde yayınlandı.
Bilinci haritalamak
İnsan bilinci, beynin serebral korteks olarak bilinen buruşuk yüzeyi ile onun altındaki daha derin "kortikal altı" yapılar arasındaki hassas danstan doğar. Korteksteki devreler dikkatimizi yönlendirir ve etrafımızdaki dünyadan gelen bilgileri işlerken, korteks altı ağlar bu devrelere aşağıdan bağlanarak onları esasen aktif tutar.
Mass General Neuroscience'ın eş direktörü ve Koma ve Bilincin NöroGörüntüleme Laboratuvarı'nın direktörü olan baş yazar Dr. Brian Edlow, "Beynin geri kalan kısmının tamamını aktive eden ve uyaran sinyalleri gönderiyor" dedi.
Schiff, bu nedenle bilincin "bu kortikal altı ağlarla bu kortikal ağların kesintisiz etkileşimi" olduğunu söyledi. "Bu şeyleri ayırmaya çalışmanın bir hile olduğunu düşünüyorum." dedi.
Ancak bilim adamlarının insanların kortikal altı ağlarına dair anlayışı henüz tam değil. Bilim adamlarının beyne izlenebilir kimyasallar enjekte edebildiği ve daha sonra bunların nereye gittiklerini iyice görmek için organı çıkarabildiği hayvan deneylerine büyük ölçüde dayanıyor. Yaşayan insanlarda, bu derin ağlar ana arterlerin ve hava dolu sinüslerin yakınında bulunur ve ayrıca her nefeste biraz hareket ederek standart beyin taramalarını daha az net ve deşifre edilmesi zor hale getirir. Buna karşılık, insan korteksindeki ağların görüntülenmesi daha kolaydır ve çok daha iyi incelenmiştir.
Bu bilgi açığını kapatmaya yardımcı olmak için, yeni çalışmanın arkasındaki bilim adamları üç orta yaşlı organ bağışçısının beyinlerini incelediler. Edlow, ölüm sonrası beyinleri kullanmak, ekibin "beyin ağlarını ultra yüksek çözünürlükte haritalandırmasına ve yaşayan bir insanı tararken görülemeyen bağlantıları görmesine" olanak sağladı.
Bu organ bağışçılarının öldüklerinde herhangi bir nörolojik problemi yoktu ve beyinleri formaldehit içerisinde özenle muhafaza ediliyordu. Araştırmacılar, farklı beyin hücresi türlerini işaretlemek için beyinleri renkli kimyasallarla boyadılar ve ardından beyinleri 48 saate kadar bir manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tarayıcısına koydular.
Bu, önceki araştırmalarda uyanıklıkla ilişkilendirilen alt kortikal yapıların inanılmaz derecede yüksek çözünürlüklü haritalarının ortaya çıkmasına neden oldu. Ekip, suyun kablolardan aşağı akacağı yönü hesaba katarak bu yapılardaki beyin hücreleri arasındaki bağlantıları manuel olarak izledi. MRI tarafından yakalanan bu ölçüm, bir ağdaki farklı düğümlerin ne kadar güçlü bir şekilde bağlantılı olduğunu ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir.
Bu çalışma, beyin sapı, hipotalamus ve talamus gibi çeşitli subkortikal yapılardaki uyanıklık ağının ana düğümlerinin yanı sıra bazal ön beyin olarak adlandırılan korteksin bir kısmını ortaya çıkardı. Bu ağın farkındalıkla ilgili bir devreye bağlı olduğu doğrulandı. Varsayılan mod ağı olarak bilinen bu ağ, hayale daldığımızda ve belirli bir göreve odaklanmadığımızda çok aktiftir.
Ekip, ölüm sonrası beyinlerdeki çalışmalarını desteklemek için, insan beynindeki tüm ağların haritasını çıkarmaya yönelik hükümet öncülüğündeki bir çalışma olan Human Connectome Projesi'ne katılan 80'den fazla kişiden gelen fonksiyonel MRI verilerine de baktı. Oksijenli kan akışını inceleyen bu ek beyin taramaları, bu farkındalık ve uyanıklık ağlarının buluştuğu bir merkeze işaret ediyordu: ventral tegmental alan.
Birlikte ele alındığında, ölüm sonrası beyin taramaları beyindeki otoyolların haritalarını sağlarken, canlı taramalar bu yollar üzerindeki trafik düzenlerini gösterdi. Edlow, "Bulgularımızı daha önce elde edilen mekansal çözünürlüğün ötesinde bir başlangıç haritası olarak görüyoruz" dedi. Geleceğe baktığımızda araştırmacılar haritanın çözünürlüğünü daha da geliştirmeyi umuyorlar.
Schiff, bu noktada yeni haritanın komadaki, bitkisel hayattaki veya minimal bilinçli durumdaki hastaların tedavisini nasıl şekillendirebileceğinin tam olarak belirsiz olduğunu belirtti. Ancak bu koşulları daha iyi anlamak ve tedavi etmek için yararlı bir araç olması gerektiğini de sözlerine ekledi.
Edlow, "Bu bağlantı haritalarının, bilinci yeniden kazanmak için gerekli ve yeterli olan bağlantıların birleşimini tek tek bireyler halinde bir araya getirmemize olanak sağlayacağını öngörüyoruz" dedi.
