Bilim insanları, beyindeki hasarlı irtibatlar yerine yeni yollar oluşturmayı başardı

Beyin hastalıklarının önemli bir bölümü, beynin farklı bölgeleri arasındaki iletişimi sağlayan sinir devrelerinde meydana gelen bozulmalardan kaynaklanıyor. Parkinson, epilepsi, şizofreni gibi nörolojik ya da psikiyatrik rahatsızlıklarda çoğu zaman temel sorun, nöronlar arasındaki iletişimin sağlıklı şekilde kurulamaması oluyor.

Bugüne kadar bu sorunları tedavi etmek için genellikle ilaçlar, elektriksel yöntemler ya da belirli sinir aktivitelerini kontrol etmeyi amaçlayan deneysel teknikler kullanıldı. Ancak tüm bu yöntemlerin ortak bir sorunu var: Beyindeki çok geniş hücre gruplarını etkiledikleri için hedeflenen devre üzerinde tam hassasiyetle çalışamıyorlar. Bu soruna çözüm arayan Duke Üniversitesi araştırmacıları, hasarlı sinir bağlantılarının etrafından dolaşarak (bypass ederek) beyin içinde yeni iletişim yolları oluşturabilen dikkat çekici bir teknoloji geliştirdi. “LinCx” adı verilen bu sistemin, nörolojik hastalıkların tedavisinde yeni bir dönemin kapısını aralayabileceği düşünülüyor.

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Beynin Mevcut Yapısını Bozmadan Alternatif Yollar Oluşturuluyor

LinCx sistemi, seçilmiş nöronlar arasında yapay elektriksel bağlantılar kurulmasına olanak tanıyor. Nature dergisinde yayımlanan çalışmaya göre bu teknoloji, hasar görmüş sinapsları doğrudan onarmaya çalışmak yerine, sorunlu bağlantının etrafından geçen yeni bir “biyolojik bypass hattı” oluşturuyor. Böylece beynin mevcut yapısına büyük ölçüde dokunmadan, belirli hücreler arasında alternatif iletişim yolları kurulabiliyor.

Araştırmanın başında yer alan psikiyatri ve nörobilim profesörü Kafui Dzirasa’ya göre bu yaklaşım, beyin devrelerini hücresel hassasiyetle düzenleme konusunda önemli bir sıçrama anlamına geliyor. Çünkü mevcut yöntemlerin büyük kısmı, belirli nöronlar yerine geniş sinir ağlarını etkiliyor. Bu da tedavi sürecinde istenmeyen yan etkilerin ortaya çıkmasına sebep olabiliyor.

Araştırmacılar bu sistemi geliştirmek için balıklarda doğal olarak bulunan ve elektriksel sinaps oluşturan özel proteinlerden yararlandı. Ekip, bu proteinleri genetik olarak yeniden tasarlayarak yalnızca kendileriyle eşleşen değiştirilmiş proteinlerle bağlantı kurabilecek hâle getirdi. Böylece sistemin beyindeki doğal proteinlerle rastgele etkileşime girerek kontrolsüz bağlantılar oluşturmasının önüne geçildi. Araştırma kapsamında geliştirilen yeni floresan tabanlı test sistemi sayesinde hangi protein çiftlerinin güvenilir şekilde elektrik sinyali aktarabildiği de tespit edildi. Bu süreç sonunda belirlenen protein çiftleri kullanılarak laboratuvar ortamında son derece hassas sinir bağlantıları oluşturuldu.

Araştırmacılar daha sonra sistemi hem solucanlar hem de fareler üzerinde test etti. Yapılan deneylerde, eklenen yapay bağlantıların sinir devrelerinin çalışma şeklini belirgin biçimde değiştirdiği görüldü. Solucanlarda oluşturulan yeni bağlantılar, canlıların sıcaklık tercihlerini değiştirirken; farelerde ise stres tepkileri ve sosyal davranışlarla ilişkili beyin aktivitelerinde kayda değer farklılıklar gözlemlendi. Özellikle fare deneyleri, LinCx’in yalnızca iki nöron arasında bağlantı kurmakla kalmadığını, aynı zamanda beynin daha geniş bölgelerindeki aktivite düzenini de etkileyebildiğini gösteriyor. Bu da sistemin gelecekte yalnızca belirli sinir hasarlarını değil, daha karmaşık nörolojik bozuklukları da hedef alabileceğine işaret ediyor.

Araştırmacılar bir sonraki aşamada bu teknolojinin, genetik bozukluklar nedeniyle yaşam boyu oluşan sinaptik sorunları da telafi edip edemeyeceğini test etmeyi planlıyor. Eğer bu deneyler başarılı olursa, LinCx gelecekte yalnızca semptomları baskılayan değil, doğrudan hasarlı sinir devrelerinin çevresinden yeni yollar oluşturarak çalışan çok daha gelişmiş tedavi yöntemlerinin temelini oluşturabilir. Özellikle depresyon, otizm spektrum bozuklukları, şizofreni ve Parkinson gibi hastalıklarda beynin belirli devrelerinde yaşanan iletişim problemlerinin kritik rol oynadığı düşünüldüğünde, bu tarz bir teknolojinin tıp dünyasında ciddi yankı uyandırması muhtemel görünüyor.