Bellek Bozuklukları için Daha İyi Tedaviyi Getirebilecek Devrim Niteliğinde Keşif
Columbia Üniversitesi Zuckerman Enstitüsü New York, Balázs Rózsa liderliğindeki BrainVisionCenter ve HUN-REN Deneysel Tıp Enstitüsü’nün ortak araştırması devrim niteliğinde bir sonuç ortaya çıkardı: İnsan saçından 100 kat daha ince yapılar içerisindeki hatıraların doğumu ilk kez gözlemlendi. Keşif, yaşlanma ve nörolojik hastalıkların tedavisinde yeni perspektifler açabilir.
Macaristan’da geliştirilen 3D lazer tarama mikroskobu, insan saçından 100 kat daha ince yapılar içindeki hatıraların canlı hayvanlarda bir saniyenin kesrinden daha hızlı bir şekilde gözlemlenmesini sağlayan ilk teknoloji oldu. Çalışma prestijli bilimsel dergi Nature’da yayımlandı.
Hatıraların geri çağrılması, sinapslar olarak bilinen beyin hücreleri arasındaki bağlantıların gücünde değişikliklere dayanmaktadır. Bu durum yaklaşık 50 yıldır bilinmesine rağmen, bilim insanları şimdiye kadar bunları canlı bir sıçan modelinde doğrudan gözlemleyememişlerdir.
Columbia Üniversitesi Zuckerman Enstitüsü’nde üst düzey araştırmacı olan Attila Losonczy, “Hafıza sabitleme ve oluşum mekanizmalarının tam olarak belirlenebilmesi ve gelecekteki tedavilerin tanımlanabilmesi için daha derin bir anlayışa ihtiyacımız var,” dedi.
Hippokampus, beyin en çok araştırılan bölgelerinden biridir, ancak son on yıllarda yapılan araştırmalar genellikle EEG çalışmalarına ve beyin dilim hazırlıklarına dayanmıştır. Bu metodlar, beyin süreçlerinin gerçek zamanlı ve yüksek çözünürlüklü çalışmalarına izin vermediği için sınırlı imkanlar sunmaktadır.
Nöral ağların gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesi, beyin işlevinin daha derin bir şekilde anlaşılması açısından önemlidir. Bu da hücreleri ve sinapsları hızlı ve doğru bir şekilde tarayabilen teknolojiler gerektirmektedir. Araştırma ekibinin çalışması bu alanda büyük bir atılımdır. Amacı, öğrenme ve hafıza ile ilgili olan nöronların uzun süreli sinaptik plastisitesini ölçmek için bir metodoloji geliştirmektir, yani canlı sıçan modellerinde gerçek zamanlı olarak sinaps gücündeki değişiklikleri gözlemlemektedir.
Bu başarıda önemli bir rol oynayan iki foton lazer tarama mikroskop teknolojisi, Balázs Rózsa liderliğindeki araştırma ekibi tarafından geliştirilmiş ve BrainVisionCenter’da uygulanmıştır.
Daha önce imkansız gibi görünen voltaj sensörleriyle birlikte kullanılan mikroskop sistemi, bir canlı ve davranan hayvanın beyninde tek bir sinapsın seviyesindeki gerilim sinyallerini ölçmeyi başarmıştır.
Araştırma ekibinin en büyük sürprizlerinden biri, gözlenen hippocampal nöronların sinapslarının (beynin temporal lobunda bulunan; öğrenme, hafıza ve uzamsal yönlendirmede önemli rol oynayan yapılar) dendritler adı verilen dal benzeri uzantıları boyunca aynı şekilde davranmadığını görmeleridir.
Attila Losonczy, “Hala neden böyle olduğu, neden bu mekanizmanın önemli olabileceği belirsiz. Hafızaların sinaptiklerden başlayarak, bireysel nöronların ve nöral devrelerin farklı düzeylerinde düzenlendiğini biliyoruz ve şimdi bu düzenlemenin hücre içinde bile gerçekleşebileceğini görüyoruz,” açıklamasında bulundu.
