İnsan Beynini Diğer Bütün Hayvanların Beyninden Farklı Kılan Nedir?

 

İnsan beynini, bize en yakın olan primat maymun da dâhil, diğer bütün hayvanların beyninden farklı kılan nedir? Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Yale Üniversitesi’nde araştırmacılar, insan türüne ait olan özellikleri dört primat maymun türünün Prefrontal Korteksleri’ndeki hücre türlerinin analizini yaparak belirlediler. Araştırmanın raporu Science dergisinin 25 Ağustos 2022 tarihli sayısında yayınlandı. Araştırmacılar bizi “İnsan” yapan şeyin, nöropsikiyatrik hastalıklara karşı duyarlı hale getirdiğini de keşfettiler.  

Ekip araştırma için bilhassa primatlara özgü olan ve üst seviye kavramadan sorumlu beyin bölgesi Dorsolateral Prefrontal Korteks’i incelediler. Bilim insanları; Tek-hücreli RNA-dizilim Tekniği’ni kullanarak yetişkin insanlardan, şempanzelerden, makak ve marmoset maymunlarından topladıkları yüzlerce hatta binlerce genin ifadesinin profilini çıkardılar.

Yale Üniversitesi’ndeki Harvey ve Kate Cushing Nörobilim bölümü Genetik ve Psikiyatri Karşılaştırmalı Tıp Profesörü olan Nenad Sestan, şunları söyledi: "Bugün beynin Dorsolateral Prefrontal Korteks bölümünü insan kimliğinin adeta temel bir bileşeni olarak görüyoruz fakat bu bölgenin neden insan beynini eşsiz hâle getirdiğini ve diğer primat türlerinden ayırdığını anlayabilmiş değiliz. Fakat şimdi bununla ilgili daha fazla ipucuna sahibiz.”

Bunu yanıtlamak için araştırmacılar, önce insanlarda veya diğer analiz edilen insan olmayan primat türlerinde benzersiz bir şekilde bulunan herhangi bir hücre tipi olup olmadığını araştırdılar. Benzer gen ifadesi profillerine sahip hücreleri grupladıktan sonra, 109 ortak primat hücre tipini ve ayrıca tüm türler için ortak olmayan beş hücre tipini ortaya çıkardılar. Bunlar, yalnızca insanlarda bulunan bir tür mikrogliya veya beyne özgü bağışıklık hücresi ve yalnızca insanlar ve şempanzeler tarafından paylaşılan ikinci bir türü içeriyordu.

İnsana özgü mikrogliya tipi; gelişim ve yetişkinlik boyunca var oluyor, araştırmacılar, hücrelerin hastalıklarla savaşmaktan ziyade beyin bakımının korunmasında rol oynadığını öne sürüyorlar.

Sestan, sözlerini şöyle tamamladı: "Biz insanoğlu diğer primat türlerine nazaran kendimize özgü bir yaşam stiliyle çok farklı bir çevrede yaşıyoruz. Gliya hücrelerimiz, mikrogliya da dâhil, bu farklılıklara karşı çok duyarlılar. İnsan beyninde bulunan mikrogliya türü, bağışıklık sisteminin çevreye verdiği tepkiyi temsil ediyor olabilir.”

Ayrıca mikrogliya’daki gen ifadesinin bir analizi, insana özgü başka bir sürprizi ortaya çıkardı: FOXP2 Geni’nin varlığını! Bu keşif büyük ilgi uyandırdı çünkü FOXP2’nin varyantları, hastaların dil veya konuşma üretmekte zorlandıkları bir durum olan sözel dispraksi ile bağlantılıydı! Diğer araştırmalar da FOXP2 geninin otizm, şizofreni ve epilepsi gibi nöropsikiyatrik hastalıklarla bağlantılı olduğunu ispatladı.

Sestan ve meslektaşları bu genin primat türüne özgü gen ifadesini uyarıcı nöronların altkümesinde sergilediğini ve insan türüne özgü gen ifadesini de mikrogliya’da sergilediğini keşfettiler.

Çeviren: Esin Tezer

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220825164033.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

İNSAN BEYNİ VE YAPAY ZEKÂ AL’İN BEYNİNİN ÖĞRENMESİ ARASINDAKİ FARK, BEYİN HÜCRESİ FARKLILIKLARINDAN KAYNAKLANIYOR

İngiltere, Imperial College Londra'daki  araştırmacılar; beyin hücreleri arasındaki değişkenliğin öğrenmeyi arttırdığını, beynin performansını ve geleceğin yapay zekâsı Al’i geliştirdiğini keşfettiler.

Yeni yapılan  bir araştırma; beyin ağlarındaki simülasyonların tekil nöronların elektriksel özelliklerini büktüklerinde, ağların benzer hücrelerden daha hızlı öğrendiğini keşfetti.

Araştırmanın yazarları; buldukları sonuçların beyinlerimizin neden başarılı olduğunu açıklamada ve sesleri, yüzleri tanıyan veya otomobil teknolojisinde kendi kendimize otomobil kullanmamızı sağlayan dijital asistanları, yapay zekâ sistemlerini geliştirmede yardımcı olacağını söylüyorlar.

Araştırma tezinin ilk yazarı, İngiltere Imperial College Londra'da Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde doktora öğrencisi olan Nicolas Perez konuyla ilgili şunları söyledi: "Beynin karmaşık görevleri çözmede başarılı olması için enerjisinin yeterli olmaya ihtiyacı var. Bizim araştırmamız, iki beyinde değişik türden nöronlar olduğunu ve yapay zeka Al sistemlerinin  iki gereksinimi de karşıladığını ve öğrenmeyi arttıracağını ispatlıyor."  Araştırmanın sonuçları Nature Communications adlı dergide yayınlandı.

Bir Nöron Neden Kar Tanesi Gibi?

Beyin; etrafımızdaki dünyayı tanımamıza olanak sağlayan geniş nöral ağlarla bağlı "nöron" adlı milyarlarca hücreden oluşuyor. Nöronlar, tıpkı kar taneleri gibiler. Uzaktan aynı gibi gözüküyorlar fakat denetlendiklerinde hiçbirinin birbirine benzemediği görülüyor.

Buna karşılık, yapay zekâ nöral ağında ise durum bunun tam tersi. Al'in teknolojisindeki nöronlar birbirinin aynısı fakat sadece bağlantıları değişkenlik gösteriyor. Al'in nöral bağlantıları gelişmiş hızlı teknolojiye rağmen insan beyni kadar hızlı ve doğru öğrenmiyordu. Araştırmacılarımız da bunun Al'in hücre değişkenliğine sahip olmamasından dolayı olup olmadığını merak ettiler. Araştırmacılar, hücrelerdeki değişkenliğin öğrenmeyi arttırdığını ve enerji tüketimini azalttığını keşfettiler.

Araştırmanın önde gelen yazarı, Imperial College Londra'nın Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünden Dr.Dan Goodman şu açıklamayı yaptı: "Evrim bize daha yeni yeni çözmeye başladığımız beyin fonksiyonlarını verdi. Araştırmamız, kendi insan biyolojimizden can alıcı dersleri öğrenip, yapay zekâ Al'i daha iyi geliştirebileceğimizi ileri sürüyor."

Çeviren: Esin Tezer

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/10/211006112626.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Bizi “İnsan” Yapan Beynimizdeki DNA Bölgeleri

 

İnsan ve şempanzenin protein-kodlama genomları sadece %1 farklılıkla hayret verici bir şekilde birbirine benziyor… Bizi “İnsan” yapan biyolojik özellikleri anlamak şaşırtıcı bir durum ve son zamanlardaki araştırmanın sıkça tartışılan kısmını oluşturuyor.  İsviçre Biyoinformatik Enstitüsü’ndeki (SIB) ve Lozan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yeni bir yaklaşımla ilk kez beyindeki genlerin düzenlenme şekline göre uyarlanabilir insana-özgü değişimlerinin yerini tam olarak tespit ettiler. Bu sonuçlar; insan evriminin üzerinde çalışmada, gelişimsel biyoloji ve nörobilimde yeni perspektifleri sunabilir. Araştırmanın tezi Science Advances adlı dergide yayınlandı.  

Gen İfadesi, Gen Dizilimi Değil!

Araştırmacılar, insanı kuyruksuz maymun akrabalarından neyin farklı kıldığını açıklamak için uzun zamandır anahtar rolün DNA diziliminden değil, genlerin düzenlenmesinden (ne zaman ve nasıl şiddetle gen ifade ediliyor) kaynaklandığını iddia ediyorlardı. “Gen Karartıcı (Gene Dimmer)” olarak hareket eden düzenleyici elementlerin ve pozitif (olumlu) seçilen genlerin tam olarak yerini tespit etmek,  araştırmacıları bozguna uğratan bir meydan okumaydı!    

SIB’nin Grup Lideri ve tezin yardımcı yazarı Marc Robinson-Rechavi şöyle dedi: "Bu gibi baştan çıkaran sorulara yanıt verebilmek için, bir kişinin “Pozitif Seçim” olarak adlandırılan genomdaki kısımları tanımlaması gerekiyor. Yanıt, evrimsel soruları irdelemeye ve bilhassa genlerin nasıl fonksiyon gösterdiğini mekanik bir biçimde anlatan biyomedikal araştırmamıza yardımcı olabilir."

İnsan Beynindeki Düzenleme Elementlerinin Büyük Bir Miktarı Pozitif Seçildi

SIB’deki ve Lozan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, insan evrimi yoluyla seçilen büyük miktardaki gen düzenleyici bölgeleri belirleyen yeni bir metodu geliştirdiler. Doktora sonrası araştırmacısı ve araştırmanın tezinin başyazarı olan Jialin Liu şunları söyledi: "İlk kez insan beyninin mide veya kalbe nazaran daha yüksek seviyede pozitif seçimi deneyimlediğini kanıtladık. Bu heyecan verici, çünkü artık bilişsel yeteneklere katkıda bulunan genomik bölgeleri tanımlayabiliyoruz!"

Robinson-Rechavi ise Liu’nun sözlerini şöyle tamamladı: “Bunu doğrulamak için de iki araştırmacı yapay zekâyla öğrenme modellerini deneysel veriyle birleştirdi, gen düzenlenmesinde farklı dokulardaki düzenlenme dizilimleriyle proteinlerin ne kadar güçlü bir biçimde ilişkili olduğunu deneyle ispatladı. Daha sonra da araştırmacılar bizlere insan, şempanze ve goril arasındaki evrimsel karşılaştırmaları gösterdi. Şimdi insan beynindeki gen ifadesini kontrol eden pozitif seçilmiş bölgeleri biliyoruz. Ve kontrol eden genler hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek, bilişim ve evrim hakkındaki anlayışımız da o kadar fazlalaşır ve kavrama gücümüz artar.”

Çeviren: Esin Tezer

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201216085039.htm’den  alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Bilinç İnsan Beyninin Neresinde?

İnsanlar üzerinde yapılan EEG ve fMRI araştırmaları dahil, yakın zamanda yapılan tüm araştırmalar beyindeki Parietal Korteks ve Talamus gibi bazı bölgelerin bilinçle ilgili olduğunu ileri sürüyor. ABD, Madison'daki Wisconsin Üniversitesi'nde Asistan Profesör olan Kıdemli Yazar Yuri Saalmann konuyla ilgili şunları söyledi: "Bir seferde tek bir beyin bölgesini kaydetmek yerine, birçok beyin bölgesini kaydederek klasik yaklaşımın dışına çıkmaya karar verdik. Böylece tüm beyin ağının nasıl davrandığını görmüş olduk."

Araştırmacılar, araştırmalarında hayvan modeli olarak makak maymunlarını kullandılar. Bilim adamları; hayvanların uyanık ve uyku halleri üzerinde çalışarak, onlara anestezi vererek beynin bilinçle ilişkili olan bölgesini net bir şekilde görebildiler. Diğer çalışmalarda bu bölgeyi bu kadar net belirleyememişlerdi. Araştırmacılar, daha önceki araştırmalarında  bilinçle ilişkili olduğu ileri sürülen bazı beyin bölgelerini de elediler.Sonunda ön beynin içerisinde olduğu keşfedilen Santral Lateral Talamus üzerine odaklandılar. 

Araştırmacılar; bu bölgenin tam yerini saptar saptamaz bölgeyi 50 Hz frekansla stimüle ederek (uyararak), hayvanlar anestezili haldeyken Santral Lateral Talamus aktive edildiğinde ne olacağını test ettiler. Saalmann, "Bu minnacık beyin bölgesi stimüle edildiğinde hayvanları uyandırabildik ve uyanık haldelerken kortekste görebildiğimiz nöral aktiviteyi yeniden sağlayabildik. Sanki uyanıkmış gibi davrandılar. Stimülasyonu kestiğimizde ise yeniden bilinçsiz hallerine döndüler" dedi. Uyanıklık testlerinden bir tanesi de onların tuhaf işitsel stimülasyona verdikleri nöral yanıtlardı. Sıradan seslerle bip sesleri birbirine karıştırılmıştı. Saalmann, sözlerini şöyle tamamladı: '' Elektrotlarımız çok farklı bir dizayna sahip. Stimüle etmek istediğimiz beyin yapısının biçimine daha uygun hale getirilmiş durumdalar. Sağlıklı, normal beyin sisteminde görülen elektriksel aktiviteyi daha yakından taklit edebiliyorlar."     

Madison'daki Wisconsin Üniversitesi Psikoloji Departmanı'nda Master öğrencisi olan, bu tezin yazarı Michelle Redinbaugh, "Bu araştırmanın her şeyden önemli olan amacı bilinç  bozukluğu yaşayan insanların daha iyi bir sağlığa kavuşmasına yardımcı olmaktı.  Buna da,  bilinç için gerekli veya yeterli olan minimum mekanizmayı anlamaya çalışarak başlayabiliriz. Böylelikle beynin doğru kısmı kliniksel olarak hedef gösterilebilir. Bu araştırma için pek çok heyecan verici olası sonuçlar var. Beyni derinlemesine stimüle eden bu tür elektrotları komadaki insanları komadan çıkarmak için de kullanabiliriz. Bulgularımız, kliniksel anestezi uygulanmış hastaların güvenli bir şekilde bilinçsiz halde olduklarını izlemede yeni yolları geliştirmek için de kullanılabilir" şeklinde konuştu.  

Çeviren: Esin Tezer
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200212111440.htm'den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

İnsan beynine zarar veren tahıl

Bağırsak ve beyin sağlığının birbiriyle yakından ilişkili olduğu (bağırsak-beyin aksı)  tıp profesyonelleri ve halk arasında gitgide daha fazla onay gördükçe, gluten içeren tahılların insan beynine zarar verebileceği kavramı daha da ciddiye alınmaya başlandı.   

New York Times'ın en iyi satan yazarlarından Dr. William Davis'in  'Buğday Göbeği' adlı kitabı, glutenin bağımlılık yaratan özelliklerini halkın bilincine yerleştirmede büyük başarı sağladı.   " 'Buğdayın Karanlık Yönü' adlı e-kitabım, genel olarak buğday ve tahılların  bağımlılık yaratan faktör olduklarını açıklıyor. Dr. David Perlmutter'ın yeni kitabı 'Tahıl Beyin' de bu bağlantıya dikkate değer bir vurgu yapıyor."

Eğer buğday, bağırsak hasarının (enteropati'nin) alışılagelmiş nedeniyse; bazen "enterik beyin" bazen de "ikinci beyin" olarak adlandırılan bağırsak hem çölyak hastalığı hem de non-çölyak hassasiyeti'nde glutenden zarar görüyorsa,  bu merkezi sinir sistemine de olumsuz etki verir!   
Doğrusunu söylemek gerekirse, GreenMedInfo'daki araştırma projemiz, Tıp Ulusal Kütüphanesi'nden  gelen kaynakla  200'den fazla olumsuz sağlık etkisinin gluten içeren tahıllarla olan bağlantısını belirledi! Tahılın etkileriyle ilişkili toksikliğin 21 farklı türünün nörotoksikliği en üst sıradaydı. Bu nörotoksik özellikler; nöropati'den ataksi'ye, psikiyatrik durumlar olan  manik depresif'den şizofreni'ye kadar uzanıyordu.

 Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry'de yayınlanan yakın zamandaki "Aşırı telaşlı beyin ve inatçı çölyak hastalığı: Yeni sendrom" başlıklı araştırma, yazarların "Aşırı telaşlı beyin ve inatçı çölyak hastalığı" olarak adlandırdıkları glutene bağlı olan rahatsızlıklar (GRD)" diye adlandırılan yeni sendromu tanımladı.
Araştırmaya göre, "Çölyak hastalığı (Gluten enteropatisi) GRD'nin en çok bilineni iken; serebellar ataksi, nöropati, duyusal ganglionopati ve ensefalopati (başağrıları ve beyaz maddede anormallikler) durumlar,  gastrointestinal sistem dışı yaygın belirtiler nörolojik bozukluklardır."

Glutenle uyarılmış toksikliğin  nörolojik açığa çıkışlarının bağırsak hasarının (enteropatisinin) kanıtı olsa da olmasa da olabileceğine işaret ederler. Buğdayla uyarılmış bağırsak hasarı pek çoklarının tahmin ettiğinden daha yaygın iken, ("Araştırma, buğdayın herkesin bağırsaklarına zarar verebileceğini kanıtlıyor" yazısını okuyun), glutenle olan problem " bağırsak-dışı tutulum" olarak adlandırılan bağırsak duvarının olumsuz sağlık etkilerinden daha ötesine uzanır!  Amiyane tabirle "gluten" olarak andığımız büyük ölçekli protein dizilimindeki pek çok peptik etkiler göz önüne alınacak olursa, (aslında 23,000'den fazla proteinden oluşmasına rağmen, o tek bir yapı gibidir) farmakolojik olarak psiko-aktiftirler.  Yemek yemeden sonra olumsuz nörolojik/duyusal sonuçların takip etmesi bir sürpriz değildir! 

Yeni çalışma, "Glutene bağlı hastalıkların (GRD'nin) nörolojik açığa çıkışlarını 540 hasta grubundan belirlenen 7 hastanın (5 erkek, 2 kadın) örnek olay incelemesini anlatıyor.  Bu hastalar yüzlerinde, dillerinde, bir kollarında veya  bir bacaklarında meydana gelen sonra da vücudun diğer kısımlarına yayılan istem dışı kas çekilmesi olan "miyoklonik nöbetler" belirtisi gösterdi.Nöbetler o kadar şiddetliydi ki, 5 hasta primer motor korteksindeki anormal elektriksel aktivite olan epilepsi türü  "Jacksonian nöbetlerden"  epileptik krizlere girdi ve salya artışı, dudak şaplatma, baş çevirme gibi davranışlara yol açtı. Daha da fazlası, tüm hastalar  kol ataksi'sini ( kol kaslarında kas koordinasyon bozukluğu) ve daha da belirgini yürüyüş ataksi'sini deneyimledi.

Elektrofizyoloji 'beyin testleri', "serebral korteks'in anormal çalışmasından dolayı olan kasların ani titremesi" olarak tanımlanan kortikal miyoklonus (kortikal   kas seğirmesi) olduğunun kanıtını gösterdi. Daha da kliniksel olanı, imajlama veya patolojik değerlendirmenin bazı serebellar ilişki olduğunu gözler önüne serdi, fakat bu ikinci haldi. Bu yeni durum,  gluten ataksi'den ayrıdır. Serebellar ataksi, vücudu en devre dışı bırakan  haldir.

http://www.greenmedinfo.com/blog/grain-damages-human-brain'den çevrilmiştir.
Çeviren: Esin Tezer

Tütün insan beynini nasıl etkiler?

Sigaralar, puro, pipo, enfiye ve çiğneme tütünü gibi diğer türden olan tütünler bağımlılık yaratan uyuşturucu nikotini içerirler. Nikotin; bir tütün ürünü çiğnendiği, teneffüs edildiği veya dumanı tüttürüldüğü zaman kan dolaşımı tarafından emilmeye hazırdır. Tipik bir sigara içicisi, sigarayı yaktıktan 5 dakika içerisinde sigaradan 10 nefes çekecektir. Dolayısıyla, günde 1 paket (yani 25 sigara) içen bir kişi, her gün "250 nikotin vuruşu" alır.  

Nikotin kan dolaşımına girdiğinde, anında adrenalin hormonunu salgılaması için böbreküstü bezlerini uyarır. Adrenalin, merkezi sinir sistemini uyarır ve kan dolaşımını, solunumu ve kalp atışını arttırır. 

Nikotin, diğer bağımlılık yaratan uyuşturucular olan kokain ve eroine benzer bir şekilde ödül ve zevki kontrol altında tutan beyin yollarını etkileyen dopamin nörotransmitter'ının  seviyelerini yükseltir. Pek çok tütün kullanıcısı için, sürekli nikotine maruz kalma tarafından tetiklenen, olumsuz sonuçlarda bile dürtüyle yapılan  uzun-vadeli beyin değişimleri bağımlılıkla sonuçlanır.Çalışmalar, tütün içimindeki asetaldehit gibi ilave bileşimin beyinde nikotin etkilerini arttıracağını ileri sürmektedir. 

Sigara bağımlısı olan bir kişi onu bırakmaya kalktığında sinirlilik, dikkat güçlükleri, uyku bozuklukları, iştah artışı ve şiddetli bir tütün arzusuyla karşılaşır. Tedaviler, sigara içenlerin bu semptomlarla başa çıkabilmelerine ve başarılı bir şekilde sigarayı bırakmalarını geliştirebilmelerine yardımcı olabilir.

http://www.drugabuse.gov/publications/drugfacts/cigarettes-other-tobacco-products'dan çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer