Bilim İnsanları Derin Uyku Devresinin Vücuttaki Kasları Geliştirdiğini, Vücut Yağını Yaktığını ve Beyini Desteklediğini Keşfettiler

 

Araştırmacılar; büyüme hormonunun salgılanmasıyla derin uyku ilişkili beyin devresini belirlediler, bu ikisinin birbirini nasıl düzenlediğini gözler önüne serdiler. Yeni keşfedilen Geri Bildirim Döngüsü; az uykunun büyüme, kas onarımı, yağ metabolizması ve beyin fonksiyonuyla nasıl ilişkili olduğunu açıklamaya yardımcı oldu. Bu sistemi anlamak; uyku bozuklukları, metabolizma ve Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı da dâhil beyini anlamak için yeni terapiler geliştirmede öncülük edebilir.

Bilim insanları uzun zamandır büyüme hormonu seviyelerinin uyku esnasında, bilhassa derin REM dışı seviyesinde yükseldiğini biliyorlardı. Bilinmeyen tek şey ise, beynin bu süreci nasıl kontrol ettiğiydi.

Araştırmacılar şimdi Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’de uyku esnasında büyüme hormonunu düzenlemeden sorumlu beyin devresini ortaya çıkardılar! Onların çalışması Cell (Hücre) dergisinde 5 Temmuz 2026’da yayınlandı. Çalışma, büyüme hormonu seviyelerini dengede tutmaya yardımcı “Geri Bildirim Döngüsü” olarak bilinen sistemi de gözler önüne serdi.

Araştırmanın başyazarı Kaliforniya Üniversitesi Berkeley’in Nörobilim Departmanı ve Helen Wills Nörobilim Enstitüsü’nde Doktora sonrası Araştırma üyesi olan Xinlu Ding, konuyla ilgili şunları söyledi: "İnsanlar büyüme hormonunun salgılanmasının uykuyla derinden ilişkili olduğunu biliyorlar fakat bu sadece kan alma ve uyku esnasındaki büyüme hormonu seviyelerinin kontrol edilmesinde ortaya çıkıyordu. Biz tam olarak ne olduğunu keşfetmek için farelerdeki nöral aktiviteyi direkt olarak kaydediyoruz. Gelecekte farklı tedavileri geliştirmek için temel bir devre üzerinde çalışıyoruz. Çünkü büyüme hormonu glikoz ve yağ metabolizmasının düzenlenmesine de yardımcı oluyor. Sık olan uykusuzluk aşırı şişmanlık (obezite), diyabet ve kardiyovasküler hastalığı riskini de arttırabilir.”

Beyin Büyüme Hormonunu Uyku Esnasında Nasıl Kontrol Eder?

Büyüme hormonunun salgılanmasıyla birlikte çalışan sinir hücreleri memelilerde en eski beyin bölgesi olan Hipotalamus’un derinliklerinde yerleşiktirler. Bu sinir hücreleri, büyüme hormonu salgılayan Hormon nöronlar (GHRH) ve Somatostatin nöronlarının iki farklı çeşidini de kapsamaktadırlar.

Büyüme hormonu salgılandıktan sonra uyanıklık, dikkat, düşünme ve yeni deneyimlere tepki verme gibi aktivitelerle ilişkili olan beyin sapı bölgesi Locus Coeruleus’taki nöronlar aktif hale geçerler. Locus Coeruleus’u etkileyen sorunlar çok sayıda nörolojik ve psikiyatrik hastalıklarla bağlantılıdır.

Uyku ve Uyanıklığı Dengeleyen Geri Bildirim Döngüsü

Araştırmacılar Locus Coeruleus’la ilişkili yakın zamanda  “Geri Bildirim Döngüsü” olarak bilinen bir mekanizmayı da tanımladılar. Bu Geri Bildirim Döngüsü uyku esnasında oluştukça LOCUS Coeruleus’u uyarıp uyanıklığa teşvik ediyor.

https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260626030433.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer

Beyinde Kronik Stresle İlişkili Olan Nöronlar Belirlendi

 

İsveç’teki Karolinska Enstitüsü’nde araştırmacılar, fare beyninde negatif duygusal haller ve kronik stres oluşumuyla ilişkili bir grup sinir hücresini belirledi. Gelişmiş tekniklerle haritalandırılan nöronlar, östrojen reseptörlerine de sahipler. Bu da, kadınların strese karşı erkeklerden neden daha hassas olduklarını açıklıyor. Çalışma, Nature Neuroscience adlı dergide yayımlandı.

Negatif duygulara (huzursuzluk) ve kronik strese beyindeki hangi ağların sebep olduğu şu ana kadar bilim dünyasında bilinmemekteydi.

Karolinska Enstitüsü araştırmacıları Konstantinos Meletis, Marie Carlen ve ekibi; Nöron Parça Sıralaması (Patch-seq), Geniş Ölçek Elektrofizyoloji (Nöropikseller) ve Optogenetik gibi gelişmiş teknikleri kullanarak fare beynindeki huzursuzluğu denetleyen, Hipotalamus’tan Habenula’ya (Epifiz Sapı) yönlendiren belirli nöral yolları haritalandırdılar.

Araştırmacılar, fareler bazı odalara giriş yaparken o beyin yolunu aktif hale getirmek için Optogenetik tekniğini kullandılar ve odada hiçbir şey bulunmamasına rağmen farelerin o odadan uzak durduğunu keşfettiler.

Araştırma, Yeni Depresyon Tedavileri İçin Fırsat Sunuyor

Karolinska Enstitüsü’ndeki Nörobilim Bölümü’nde Profesör olan Konstantinos Meletis, konuyla ilgili şunları söyledi: "Daha önce yaptığımız araştırmada, Hipotalamus ve Habenula (Epifiz Sapı) arasındaki bağlantıyı keşfetmiştik fakat bu sinir yolunun hangi tür nöronlardan oluştuğunu bilmiyorduk. Huzursuzluğu denetleyen sinirsel yoldaki nöron türlerini anlamamız gerçekten heyecan verici! Eğer beyindeki negatif sinyallerin nasıl oluştuğunu anlayabilirsek, depresyon gibi olan etkili hastalıkların ardındaki mekanizmayı da keşfedebiliriz. Bu da bize yeni ilaç tedavileri için fırsat sunuyor.”

Araştırma, aynı bölümden doktora sonrası araştırma yapan 3 bilim adamı tarafından yürütüldü. Profesör Meletis, bilim adamlarının duyguları ve davranışı denetleyen nöral yolları belirlemek için gelişmiş teknikleri nasıl kullandıklarını açıkladı.

Östrojen Seviyelerine Karşı Hassas

Araştırmada yapılan bir diğer ilginç keşif de nöronların huzursuzlukla bağlantılı östrojen reseptörüne sahip olmasıydı, bu reseptör onların östrojen seviyelerine karşı hassas olmalarını sağlıyordu. Erkek ve dişi fareler beklenmedik yumuşak şiddetteki itici türden olaylara maruz kaldıklarında,  dişi olan fareler erkek farelerden daha uzun süren stres tepkisi verdiler.

Nörobilim Bölümü’ndeki Profesör Marie Carlen de konuyla ilgili şöyle konuştu: "Endişe ve depresyonun kadınlarda erkeklerden daha yaygın olduğunu uzun zamandır biliyorduk fakat bunu açıklayan herhangi bir mekanizma yoktu, bu cinsiyet farklılıklarını en azından farelerde açıklayan bir mekanizmayı keşfettik.”

*Araştırmada Kullanılan Teknikler*

Nöron Parça Sıralaması (Patch-seq): Nöron Parça Sıralaması, Gen İfadesi (RNA Sıralaması) ölçümleriyle kişiye özgü hücrelerin elektriksel özelliklerinin ölçümlerini bir araya getirir ve beyindeki nöronların farklı türlerinin haritalandırılmasına olanak sağlar.

Nöropikseller: Nöropikseller sondası; yüzlerce bireysel nöron aktivitesinin aynı andaki ölçümüne olanak sağlayan, geniş-ölçek elektrofiziksel ölçümler için olan yeni tür bir elektrottur.

Optogenetik: Optogenetik, seçilen nöronlar aktif olduğunda nasıl ve ne zaman denetlenecekleri için kullanılır. Metot, (tek hücreli organizmaların zarlarından gelen kanal proteinleri gibi) ışığa hassas proteinleri üzerinde çalışılacak olan nöronlara tanıtmayı içerir. Optogenetik ışık, fare beyninin kendine özgü hücre türlerinin fonksiyonunu belirlemek için denetlemede kullanılabilir.

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230622120922.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer

Beyinde Matematik Nöronları Keşfedildi

 

Beyin, belirli matematiksel işlemleri yaparken ateşlenen nöronlara sahiptir. Yakın zamanda Almanya’daki Tübingen Üniversitesi ve Bonn Üniversitesi’nde yapılan bir araştırmayla bu kanıtlandı. Bulgular; beyindeki bazı nöronların beyin toplama işlemini yaparken, bazılarının da çıkarma işlemini yaparken aktif halde göründüğünü gösterdi. Beyin; hesaplama işleminin yazılı olup olmadığını veya kelime, sembol olup olmadığını pek umursamıyor. Sonuçlar, Current Biology adlı dergide yayınlandı.

İlkokula giden pek çok çocuk üç elma artı iki elmanın beş elma yaptığını bilir. Fakat bunlar hesaplanırken beyinde neler olduğu bilinmemekteydi. Bonn ve Tübingen Üniversiteleri’nde yapılan yeni bir araştırma bu konuya ışık tuttu.

Araştırmacılar, bu araştırmayı yürütürken Bonn Üniversitesi Hastanesi Sara Bilimi Bölümü’nden yararlandılar. Bu bölüm, sara hastalığı (epilepsi) geçiren insanların beyinlerinin cerrahi süreçlerini inceleyen bir bölüm. Bazı hastalarda sara nöbetleri hep beynin aynı bölgesinden başlıyor. Doktorlar bu bölgeyi tam olarak belirleyebilmek için bazı elektrotları hastaların beyinlerinin içine yerleştirdiler. Beyine yerleştirilen bu uyarıcı çubuklar kasılmanın kaynağını belirleyebilirdi. Buna ilaveten, tekil nöronların aktivitesi de telleme aracılığıyla ölçülebilirdi. 

Bazı Nöronlar Sadece Toplama İşlemi Yaparken Ateşleniyorlar

Araştırmaya beş kadın denek ve dört erkek denek katıldı. Deneklerin sinir hücrelerinin aktivitelerini ölçmek için beyinlerinin “Temporal Lob” diye adlandırılan bölgesine elektrotlar yerleştirildi. Bu arada da deneklerden basit aritmetik işlemler yapmaları istendi. Bonn Üniversitesi Hastanesi’nde Sara Bilimi Bölümü’nde profesör olan Florian Mormann, konuyla ilgili şunları söyledi: "Çıkarma işlemlerinden ziyade toplama işlemleri esnasında farklı nöronların ateşlendiklerini keşfettik.”

Prof. Morman’ın araştırma grubunda doktora yapan Esther Kutter ise şöyle konuştu: ”Bu, sadece bazı nöronların  "+" işaretine bazılarının da yalnızca "-" işaretine tepki göstermesiyle de alakalı değildi. Matematiksel sembolleri kelimelerle değiştirdiğimizde bile etki aynıydı. Örneğin, deneklerden 5 ve 3’ü hesaplamaları istendiğinde deneklerin toplama işlemine tepki veren nöronları harekete geçti. 7 rakamı 4’ten çıkarıldığında da çıkarma işlemine tepki veren nöronları harekete geçti.”

Bu da, hücrelerin aslında matematiksel bir işlemi harekete geçirmek için kodlama yaptıklarını gösteriyor. Beyin aktivitesi, test deneklerinin hesaplama yaparlarken ne tür işlem yaptıklarını da kesin bir doğrulukla gözler önüne serdi: Araştırmacılar, hücre aktivitesi modellerini öz-öğrenimli bilgisayar programına yerleştirdiler. Aynı zamanda da yazılıma deneklerin o anda toplama işlemi mi yoksa çıkarma işlemi mi yaptığını bildirdiler. Algoritma, bu eğitim sürecinden sonra yeni aktivite verisiyle karşılaştığında kesin bir doğrulukla ne tür bir hesaplama işleminin kaydedildiğini tanımlayabiliyordu.

Araştırmayı Prof. Mormann’la birlikte Tübingen Üniversitesi’nden Prof. Andreas Nieder gözetip denetledi. Prof. Nieder ise şunları söyledi: "Yaptığımız bazı araştırmalarda maymunların beyinlerinde de bazı hesaplamalara tepki veren nöronlar olduğunu gözlemledik. Fakat insanların beyninde böyle bir şey var olduğuna dair hiçbir veri yoktu. Mormann ve Nieder analizlerini yaparlarken iki araştırma grubu ilginç bir olayla karşılaştı: Üzerinde çalıştıkları beyin bölgelerinden bir tanesi “Parahipokampal Korteks” diye adlandırılandı. Araştırmacılar, burada da toplama veya çıkarma işlemi yaparken ateşlenen sinir hücrelerini keşfettiler. Fakat toplama işlemini yaparken farklı ilave nöronlar tek ve aynı aritmetik işlemde dönüşümlü olarak aktif hale geliyorlardı. Mecazi olarak söylersek, bu sanki hesap makinesinin kontrol tuşunun sürekli yerini değiştirmesi gibiydi. Bu durum çıkarma işleminde de aynıydı.  Araştırmacılar buna “Dinamik Kodlama” da diyorlar.

Prof.Mormann sözlerini şöyle tamamladı: “Bu çalışma, en önemli sembolik yeteneklerimizden bir tanesi olan rakamlarla hesap yapma yeteneğimizi anlamamız için önemli bir adım.” Bonn Üniversitesi ve Tübingen Üniversitesi’nden olan iki ekip de şimdi sinir hücrelerinin bu hesaplama işlemlerinde tam olarak ne görev yaptığını araştırmak istiyor.

Araştırma, Alman Araştırma Kuruluşu (DFG) ve Volkswagen şirketi tarafından finanse edildi.

Çeviren: Esin Tezer

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220214121241.htm’den çevrilmiştir.

Nöronlar Aynı Anda Bir Sinyalden Daha Fazla Sinyali Taşıyabiliyorlar

ABD'nin Kuzey Karolina eyaleti Durham şehrindeki Duke Üniversitesi'nde yapılan yeni bir araştırmaya göre, bir grup nöro-bilim adamı ve istatistikçi tek bir nöronun tek bir sesle bağlantılı olan sinyalinin bir diğer sesle bağlantılı olan sinyaliyle yerini değiştirerek beynin aynı anda iki ayrı sesten  bilgi kodlayabildiğini keşfetti! Deney, maymunların sese nasıl tepki verdiklerini incelemek için yapıldı.

Duke Üniversitesi'nde Psikoloji ve Nöro-bilim, aynı zamanda da Nöro-biyoloji Departmanı'nda Profesör olan Jennifer Groth, "Merak ettiğimiz şey, nöronların aynı anda iki ayrı uyarıcıdan (stimuli'den) gelen bilgiyi nasıl muhafaza edebildikleri?" şeklinde konuştu. Groh, bir nöronun bir uyarıcıya tepki verdiğinde diğer zaman periyotlarında da bir diğerine tepki verebildiğini keşfettiklerini söyledi. Groh, sözlerine şöyle devam etti: "Sanki nöronlar nöbetleşe birbirleriyle  konuşuyorlar!"  
    
Sonuçlar, beynin etrafımızdaki dünyadan gelen bilgileri nasıl işlemden geçirdiğini açıklayabilir ve ayrıca bazı algısal, bilişsel sınırlandırmalarımıza fikir verebilir. Sonuçlar, 13 Temmuz 2018'de Nature Communications dergisinde yayınlanmış olacak. 
   
Groh ve ekibi, bu keşfi gerçekleştirmek için Duke Üniversitesi'nde İstatistik bilimi Departmanı'nda Doçent Doktor olan Surya Tokdar ile işbirliği yaptı. Deneysel verinin analizi için birkaç yeni metot geliştirdiler ve uyguladılar.

Tek bir nöron üzerine yapılan çalışmalar pek çok duyusal nöronun kapsamlı bir şekilde ayarlı olduğunu, yani her birinin farklı frekanslardaki seslere yanıt verebilecek kabiliyette olduğunu ispatladı! Örneğin; arkadaşınızın sesiyle tetiklenen nöronlar, favori şarkınızın nağmelerini dinlerken de tetikleniyorlar!

Araştırmacılar, deneyde maymunları ışık almayan bir odaya oturtturdular ve sesleri duydukları yöne doğru bakmaları gerektiği yönünde maymunları eğittiler. Araştırmacılar, her biri farklı frekansta olan ve farklı yerlerden gelen her bir sesi ya bir defa veya iki defa çaldılar.

Araştırmacılar, iki sesi birlikte çaldıklarında maymunlar önce bir sesin olduğu yöne doğru baktılar ve sonra da diğer sesin olduğu yöne doğru baktılar. Maymunlar, iki farklı sesin olduğunu fark etmişti!  
Ekip, maymunların beyninin iki sesi aynı anda nasıl kodladığını bulmak için beynin işitsel yolunda anahtar bir nokta olan 'İnferior  Kolikulus' bölgesinde elektrotlar kullandı. Nöronların ateşlenmesinden oluşan yerel elektriksel alanın ufak dürtüleri bile ölçüldü. 

Ekip; veriden daha detaylı örnekler seçip çıkarabilmek için Tokdar ve ekibi tarafından geliştirilen, 'Dinamik karışım nokta işlem modeli' diye adlandırılan yeni bir metot da dahil olmak üzere gelişmiş istatistiksel metotlar karışımını uyguladı.   

Araştırmacılar, tek bir nöronun tek bir ateşleme hızıyla tepki verdiğini ve ikinci sese de farklı bir ateşleme hızıyla tepki verdiğini keşfettiler! İki ses de aynı anda çalındığında, nöron iki ateşlenme hızının arasında dalgalanan bir şekilde tepki veriyordu! Bazen bu dalgalanmalar o kadar hızlıydı ki; nöronlar sesin olduğu zamanın ikinci yarısında yer değiştiriyorlardı ve bazı durumlarda da yer değiştirme daha yavaştı!   

Bu bulgular, bizlere beynin belirli nöron topluluklarıyla aynı anda birden fazla şeyi yapmak zorunda olduğu durumlarla ilgili ipuçlarını sağlıyor. Örneğin, işleyen hafızamızla zihnimizde tek anda tutabileceğimiz şeyin sayısı 5 ila 7 öğeyle sınırlıdır. Bu deneyler, işleyen hafızayı direkt yollu olarak test etmese de; araştırmacılar ilerde yapılacak araştırmaların bu sınırlamayı açıklayabileceğini düşünüyorlar.

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180718122439.htm'den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer

Düşüncenin kökeni gliyal hücreler ne yaparlar?

Beynin neredeyse yüzde 90'ı nöronlardan değil; gliyal hücrelerden oluşmuştur. Andrew Koob, bu gözden kaçmış hücrelerin hayal gücünün bir kaynağı olabileceğini iddia ediyor...

Andrew Koob, Nörobilim üzerine olan Doktora ünvanını 2005'te Purdue Üniversitesi'nden aldı ve Dartmouth College, San Diego'daki California Üniversitesi ve Almanya'daki Münih Üniversitesi'nde araştırma görevleri üstlendi. Kendisi, beyindeki en bol hücre türü olan "Gliyal hücrelerin" amacını ve fonksiyonunu keşfeden "Düşüncenin Kökeni" kitabının da yazarıdır. 'Mind Matters' editörü Jonah Lehrer, Koob'la gliyanın neden yüzyıllar boyu göz ardı edildiğini ve gliya hücreleri üzerine olan yeni deneylerin zihnin bazı en gizemli durumlarına nasıl ışık tuttuğunu konuşuyor...

LEHRER: "Düşüncenin Kökeni" adlı yeni kitabınız, beyindeki hücrelerin neredeyse yüzde 90'ını oluşturan gliyal hücrelerin gücüyle alâkâlı. Gliyal hücreler ne yaparlar? Ve, kafamızın içinde neden onlardan bu kadar çok var?

KOOB: Bilim adamları ilk başta  bir şey yaptıklarını düşünmediler. Beyin bilim adamları son 20 yıla kadar nöronların birbirleriyle iletişim kurduklarını, düşüncelerimizi yansıttıklarını ve gliyanın bir evi ayakta tutan bir tür sıva ve harç olduğuna inandılar. Onlar, nöron iletişimi için temel yalıtkanlardı. Birkaç tür gliyal hücre vardır; fakat bilim adamları yakın bir zamanda kortekste bol olan "astrosit" adı verilen belirli türdeki gliyal hücreler üzerine odaklanmaya başladılar. İlginç şekilde, siz evrimsel merdivenden yukarı tırmanmaya başladıkça, insanda en çoğu ve en büyüğü olan korteksteki astrositler de büyüklükte ve sayıda artarlar. Bilim adamları astrositlerin kortekste birbirleriyle iletişim kurduklarını ve nöronlara bilgi gönderebildiklerini de keşfetmişlerdir. Bir de astrositler, beyindeki yetişkin kök hücredirler ve beyin aktivitesinin bölgelerine kan akışını denetlerler. Tüm bu önemli niteliklerden dolayı ve korteksin de daha ileri seviye düşünceden sorumlu olduğuna inanıldığından ötürü, bilim adamları astrositlerin düşünceye katkı sağlamış olması gerektiğini fark etmeye başlamışlardır.  

LEHRER: Gliya neden bu kadar uzun zamandır yoksayıldı?

KOOB: Bunu anlamak için, beyin bilimi tarihine  bir gezinti yapmalısınız. Gliya, 'nöron fikri' üzerine olan mücadelenin 200 yıldır kenar çubuğuydu. Birkaç önemli kısım şuydu: 18.nci yüzyılın sonlarında, bilim adamları kurbağaların omurgasındaki nöronun elektriksel niteliklerini keşfettiler. Nöronlar  hücre gövdesinden, beyinden omurganın içerisine ve dışına eklemli organlara ve bedene uzanan "aksonlar" adı verilen, üzerinde çalışılması kolay, uzun iplere sahiptirler. Benzer şekilde, duyu nöronları beyin nöronlarıyla bağlantılıdırlar. Bu, nöronlar görüşünün düşüncelerimizin kökeni olarak nerede kökleştiğidir. 19.ncı yüzyıl ortalarında  gliya henüz yeni keşfediliyordu ve bilim adamları gliyal hücrelerin sadece nöronları bir arada tuttuğunu anladılar (gliya, yunancada yapışkan demektir). Bir anlamda gülünç bulduğum şey; bilim adamlarının düşüncelerimiz ve kişiliğimizden sorumlu bir organ olan beynimizdeki sayısız hücreyi tesadüfen bulmuş olmalarıdır. Fakat, nöronlar üzerinde o kadar çok yoğunlaşmışlardı ki; yeni hücrenin değersiz olduğunun sonucuna vardılar. 19.ncu yüzyılın sonlarında beyindeki hücrelere daha etkili bakmak için renklendirme metodu geliştirildi. Santiago, İspanya'dan parlak zekalı bir araştırmacı olan Ramon y Cajal, beyin üzerinde çalışmayı nöronların bakış açısıyla üstlendi. "Nöron Doktrini" ne yönlendiren, bilgiyi nasıl işlemden geçirdikleri ve nasıl bağlantılı olduklarına yönelik olan planı titizlikle ayrıntılarıyla planladı ("Nöron Doktrini", nöronların düşüncelerimizden sorumlu olduklarını söyleyen bir düşüncedir). Bununla birlikte, Cajal'a gliyal hücreler zahmet veriyorlarmış gibi gözüktü. Çok sayıdaydılar ve açıkçası, tüm korteksin etrafında asılıydılar. Tam bu sırada, kendisi de bir bilim adamı olan erkek kardeşi Pedro, gliyal hücrelerin nöron elektriksel niteliklerini koruyan 'destek hücreler' oldukları teorisini geliştirdi. Cajal, erkek kardeşinin teorisini desteklemeye karar verdi. Ve, Nobel ödülünü kazandığı 1906 yılından beri de bu, bir dogma haline geldi.

LEHRER: Bilim adamlarını  gliyal hücrelerin rolünü yeniden düşündürmeye yönelten bazı ilk deneyleri anlatabilir misiniz? 

KOOB: Gliyal deneyleri 1960'lara kadar olmadı. Eğer nöronları petri kabına (bakteri üretme tabağına) koyarsanız, orada gliya olması gerektiğini ya da nöronların öleceğini tüm bilim adamları bilir. Daha sonra Harvard'dan Stephen W. Kuffler, bilinmeyen nedenlerle Pedro'nun yalıtım teorisini test etmeye karar verdi. Bu, beyindeki hücre sayımlarının gliyal hücrelerin beynin yaklaşık yüzde 90'ı olduğunu gözler önüne serdiğiyle neredeyse aynı zamandaydı (bu, beynimizin sadece yüzde 10'unu kullandığımız nörona dayalı fikrin nereden geldiğidir). Kuffler unutulmaz bir kişidir; bu çığır açan gliyal deneyleri gerçekleştirirken ne gariptir ki Harvard Nöro-biyoloji bölümünü kurmuştur. Her neyse, Kuffler astrositleri sülükten ve salamanderden aldı ve nöronlar uyarıldıktan sonra nöronlardan sızmasıyla bilinen bir şeyi, potasyumu ilave etti. Bunun Pedro'nun gliyal hücrelerin yalıtkan olduklarına dair olan teorisini teyit edeceğini düşündü. Bunun yerine keşfettiği şey, gliyal hücrelerin elektriksel potansiyelinin potasyuma yanıt vermesiydi. Kuffler ve onun çalışma arkadaşları, astrositlerin nöronlara çok benzer bir şekilde elektriksel potansiyeli ortaya koyduklarını  keşfetti. Onlar ayrıca kurbağa ve sülükte uzun zamandır düşüncenin kimyasal kopyası olduğuna inanılan  nöronal iyon değişimden astrositlerin etkilendiğini keşfettiler. Gliyal hücrelerin yanıt  verdiğinin ve nöro-transmitter'ları (ileticileri) salgıladığının keşfedildiği 80'li yılların sonları ve 90'lı yılların başları da dahil, o zamandan beri pek çok araştırmacı  gliyal hücrelerin nöronlarla olan iletişimci yeteneği üzerindeki deneyleri tamamladı.

LEHRER: Kalsiyum dalgaları neden önemlidir?  

KOOB: Kalsiyum dalgaları kısaca, astrositlerin kendileriyle nasıl iletişim kurduklarıdır. Astrositler gövdelerinden yayılan yüzlerce uzantıya sahiptirler.Mini ahtapota benzerler ve bu uzantıları kan damarlarıyla, diğer astrositlerle ve nöronal sinapslarla bağlarlar.  Astrositler uyarıldıklarında kalsiyum salgılanır, kalsiyum daha sonra uzantılarıyla diğer astrositlere seyahat eder. "Kalsiyum dalgaları" terimi, kalsiyum salgılanmasını; astrositler, astrositler ve nöronlar arasındaki değişimi tarif eder. Ann H. Cornell-Bell ve Steven Finkbeiner başta olmak üzere Yale'deki bilim adamları, kalsiyum dalgalarının bir astrositin uyarı noktasından orijinal astrositin büyüklüğünden yüzlerce katı büyük bir alandaki diğer astrositlere yayılabildiğini göstermiştir. Daha da fazlası, kalsiyum dalgaları nöronların ateşlenmesine de neden olabilir. Ve korteksteki kalsiyum dalgaları, bu tür iletişimin bazı düşünceleri işlemden geçirmeye olanak sağlayabileceği görüşüne varmaya yönlendirmektedir. Eğer bu ikna edici değilse, yakın bir zamanda THC'nin astrosit kalsiyum salgılanmasını ateşleyebilmesi gibi, bir molekülün de aynı reseptörleri uyardığı kanıtlanmıştır.  

LEHRER: Gliya ve onun kalsiyum dalgalarının yaratıcılıkta bir rol oynayabileceğini ileri sürüyorsunuz. Bunu açıklayabilir misiniz?

KOOB: Bu kanı rüyalardan, duyusal depivasyon (yoksunluk) ve hayal kurmadan geliyor. Duyularımıza nöronlar aracılığıyla olan bir girdi olmadan, böyle canlı düşüncelere nasıl sahip oluruz? Derin düşündüğümüzde, görünüşte çevremizdeki her şeyi nasıl durdururuz?  Bu teoride, nöronlar adalesel hareket ve dışsal duyularımıza bağlıdırlar. Astrositlerin bu bilgi için nöronları izlediğini biliyoruz. Benzer şekilde, nöronları ateşlemeyi tetikleyebilirler. Bundan dolayı astrositler, nöron davranışını ayarlarlar. Bu, astrositlerdeki kalsiyum dalgalarının düşünen zihnimizde olduğu manasına gelebilir. Astrositsiz işlemden geçirme nöronal aktivitesi, basit bir reflekstir; bundan daha karmaşık olanı astrosit işlemden geçirmeyi gerektirebilir. İnsanların bütün hayvanlardan daha çok ve en büyük astrositlere sahip olduğu faktörü, yaratıcılık ve hayal kurmayı yapabilmemiz de bu spekülasyona güven sağlamaktadır.Ayrıca, kalsiyum  rastgele salgılanır ve astrositlerden gelen uyarı olmadan, ufak patlaklardaki  iç bellekler 'şişlik' olarak adlandırılırlar. Bu rastgele olan şişlikler dalgalara yönlendirebilirler. Rüyalar görülürkenki olan ve duyusal deprivasyon deneyimi  esnasında görünüşteki rastgele  düşüncelerin astrositlerimizde dalgalar haline gelen kalsiyum şişliklerinin olabileceği muhtemeldir. Astrositlerin kortekste beyni işlemden geçirmeyle âlakâlı oldukları açıktır, fakat ana sorular düşüncelerimizin ve hayal gücümüzün nöronlarla birlikte çalışan astrositlerden mi, yoksa; düşüncelerimizin ve hayal gücümüzün sadece astrositlerin alanından mı çıktığıdır. Belki de, nöronların rolü astrositlere destek olmaktır!

Çeviren: Esin Tezer

http://www.scientificamerican.com/article/the-root-of-thought-what/