Nihayet: İnsan Kopyalama (Klonlama)

Araştırmacılar klonlanmış insan embriyosundan kök hücre elde etmeyi başardıklarını duyurdular, Science editörleri bunun uzun zamandır beklenen bilimsel bir devrim olduğunu ve yılın buluşu olacağını söylediler.
Onlarca başarısız girişimden sonra nihayet gerçekleşti. Araştırmacılar bu yıl klonlanmış insan embriyosundan elde edilen ve uzun süre canlı kalabilen embriyonik kök hücre elde edebildiklerini duyurdular. Klonlanan hücre ile mükemmel genetik uyum sağlayan herhangi bir dokuda geliştirilebilen embriyonik kök hücreler, araştırma ve tıp alanında güçlü bir enstrüman olduklarını kanıtlıyorlar. Ancak embriyoların yok olması ve kök hücre üretimi için insan klonlamanın daha ucuz ve kolay bir teknik olarak rakip olabilmesi ve standart haline dönüşebilmesi endişe verici.
Klonlama tekniği 17 yıl önce kopya koyun Dolly’de kullanılan ve “somatik hücre çekirdeği transferi” (SCNT) olarak isimlendirilen yöntemle aynı. Bilim adamları bir yumurta hücresinin çekirdeğini çıkarıyorlar ve geriye kalan hücre içeriği ile klonlanacak katılımcıdan alınan hücreyi kaynaştırıyorlar. Sonra kaynaşmış yumurta hücresine bölünmeyi başlatacak bir sinyal veriyorlar ve eğer herşey yolunda giderse bir embriyo gelişiyor. Bilimadamları SCNT tekniği ile fare, domuz,köpek ve diğer hayvanları klonladılar ancak insan hücreleri üzerinde çalışılmak için biraz daha nazik olduklarını gösterdi. Uzun yıllar süren çeşitli denemeler düşük kaliteli embriyolardan başka bir şey getirmemiş ve embriyolojik kök hücre üretilememişti.
Ancak Beaverton’ daki Oregon Ulusal Primat Araştırma Merkezi’de araştırmacılar 2007 yılında nihayet bir maymun emriyosu klonlamışlar ve embriyolojik kök hücre üretmişlerdi. SCNT tekniğinde yaptıkları birkaç küçük değişikliğin, yöntemi primat hücrelerinde ve hatta insan hücrelerinde daha etkili hale getirdiğini keşfettiler. Son yöntem sürpriz biçimde iyi çalışmış, 10 denemenin birinde emriyolojik kök hücre elde etmişlerdi. Narin insan yumurta hücrelerinde çok önemli molekülleri stabilize eden anahtar madde kafein gibi görünüyordu.
Tekniğin uzun dönemde ne kadar önemli olacağı hala cevaplanmamış bir soru. İlk insan klonlama çalışmalarından bu yana geçen yıllarda, araştırmacılar indüklenmiş pluripotent kök hücrelerdeki (İPS hücreler)yetişkin hücreleri yeniden programlayarak, hastaya has kök hücre üretebileceklerini buldular. Bu metot 2007’de insan hücrelerine adapte edilmesiyle,  SCNT tekniğinin pahalı ve tartışmalı olması yüzünden insan yumurtasına ve insan embriyosu geliştirilmesine ihtiyacı ortadan kaldırdı.  Fakat bazı tecrübeler gösterdi ki, en azından farelerdekiler, klonlanmış embriyolardan elde edilen kök hücreler İPS hücrelerden elde edilenlerden daha kaliteli. Şimdi araştırmacılar 2 tip insan kök hücresini yan yana tam bir karşılaştırma yapmak istiyorlar.
Bu ilerlemeler elbette klonlanmış bebekler konusunda endişeleri artırıyor. Fakat şu anda pek muhtemel görünmüyor. Ne yazık ki Oregon’daki araştırmacılar yüzlerce denemede elde edilen klonlanmış maymun embriyolarının hiçbirinin taşıyıcı dişilerde gebelik oluşturmadığını söylüyorlar.
Kaynak:
  • Science
  • Human Cloning at Last Science 20 Dec 2013: Vol. 342, Issue 6165, pp. 1436-1437 DOI: 10.1126/science.342.6165.1436-a

Beyin Uykuda Problem Çözüyor

Hiç gece boyunca uğraştığınız bir Candy Crush oyununu ya da Sudoku bulmacasını sabah saatlerinde kolaylıkla yapabildiğiniz oldu mu? Bunun nedeni, uyuyarak zaman geçirmeyi seven kişileri oldukça memnun edecek.

Şimdiye kadar, uykunun insanların kaslarını ve düşüncelerini etkili biçimde çalışmalarını sağlayan bir durma süresi, yani vücudun toparlanma dönemi olduğunu düşündük. Ancak, Padraic Monaghan ve meslektaşlarının çalışması, uykunun aktif bir işlevinin de söz konusu olduğunu iddia ediyor. Aristo’ya kadar geri gidecek olursak, insanların uykuda zihin etkileşimini arttırdığı eskiden beri söz konusu olan bir iddiaydı. Mem Cognit’te yayımlanan çalışmayla ortaya çıkan şey ise, uykunun bir dinlenme sürecinden çok aktif bir dönem olduğu.

Uykunun insanların günlük hayatında derin etkileri olduğunu bilinen bir gerçektir. Uyku hafızayı güçlendirir, hali hazırda bildiklerimizi de yeni bilgilerle pekiştirmeye yardımcı olur. Aynı zamanda, var olan bilgilerin kalitesini de değiştirir böylece uykudan önceki deneyimler daha net bir şekilde beyne yerleşir. Ve biz, karar ve yargıda bulunurken, arka plandaki yanıltıcı bilgileri daha kolay eleriz.

Ancak uykunun problem çözme üzerinde de olumlu bir etkisi olduğu ortaya çıktı. İnsanların gece saatlerinde ilham kazanması oldukça yaygın görülen bir durum. Hatta gecenin bir saatinde kalkıp hayat memat meselesi olan ya da oldukça önemsiz bir problemi çözebilirsiniz bile. Bu çalışma, bu sezgilerin kesinlikle doğru çıktığını iddia ediyor.

Bu konuyu derinlemesine araştırmak için yapılan çalışmada, gönüllülere 3 kelimeden oluşan bir dizi problem verildi. Görev, bu 3 kelimeyle bağlantılı olan bir başka kelimeyi bulmaktı. Örnek olarak; İsviçre, bağ evi ve pasta (cevap makalenin sonundadır.) Soruların yarısı kolay, diğer yarısı ise zor olarak hazırlandı.

Uyumuş olan gönüllü grubu (“sleep”) soruları öncelikle gece gördü ve ertesi sabah soruları tekrar çözmeyi denedi. Uyanık olan grup (“wake”) ise soruları öncelikle sabah görüp aynı günün akşamı soruları bir kez daha çözmeyi denedi. Ayrıca gündüz ya da akşam saatlerinde problemleri çözen, ekstra bazı gruplar da çalışmada yer almıştır. Bunun nedeni günün saatinin çalışmadan etkilenmemesini sağlanmasıdır. Kolay problemlerde, uyanık grubun biraz daha etkili olduğu gözlenmiş, zor sorularda ise, uyumuş grubun cevaplarını önemli ölçüde düzelttiği görüldü.

Parlak fikirler

Böyle kelime sorularının çözümü oldukça kolay görünüyor. Bu yüzden, deneyin ardından şu sorular önem kazandı: Uyku daha karmaşık soruların da çözülebilmesini sağlar mı? Ve bu durum uyku hafızayı güçlendirdiği için mi gerçekleşir? Soruların cevabı eski ve yeni bilgilerin adaptasyonundan geçiyor. İyi karar verme ve problem çözmedeki anahtar beceri, bir problemin çözümünü başka bir probleme adapte edebilme yeteneğidir.

Bunun basit bir örneği olarak 8 + 4 = ? sorusu veriliyor. 5 + 3 = ? ve 2 + 7 = ? de benzer çözüm stratejileri gerektirir. İnsanlar bir kere aradaki bağlantıyı fark ettiler mi, genellikle cevap bariz hale gelmekte. Öğrendiğiniz şeyleri benzer sorunlarda uygulayamadığınızı bir düşünün, hayat ne kadar da zor olurdu. Ancak yine de insanların benzer çözümler uygulama alanında kötü bir ünü var.

Daha yeni bir çalışmada, insanlara birbiriyle alakalı iki dizi soru soruldu. Gece uyumuş olanlar iki soru dizisinin çözümünde, soruları gün boyunca çözmeye çalışanlardan daha başarılı oldular. Enteresan bir şekilde, bu durum katılımcıların kendilerini daha iyi hissetmelerinden, soruları hatırlamalarından ya da problemlerin birbiriyle ilişkisini kurabilmelerinden kaynaklanmıyordu. Bunlar yerine, gelişmenin, uyku esnasında problemin bilgisinin yeniden yapılanması aşaması sayesinde gerçekleştiği gözlendi.

Binlerce yıl sonra geliştirilmiş olsalar da, beyindeki uyku sürecinin nörofizyolojik etkileri üzerine olan modern teorilerin, Aristoteles’ın görüşüyle şaşırtıcı derecede tutarlı olduğu ortaya çıkarıldı. Öne çıkan yeni bir çalışma, uykunun hipokampus –beynin günlük deneyimleri kodladığı bölge– ve neokorteks – uzun dönem deneyimlerinin depolandığı bölge – arasındaki bilgi aktarımını sağladığını göstermektedir. Eğer çözümleri etkili bir şekilde düşüncelerimizdeki geçmiş sorunların kapsamına alabilirsek, yeni sorunları çözmek için de daha donanımlı hale gelmiş oluruz.

Bu araştırma bize sorunları çözmek için günden güne gelişim yaklaşımıyla rehberlik etmektedir. Eğer zor bir probleminiz varsa, gece onu bir kenara koyun ve sabah tekrar üzerine düşünün. Hali hazırda karmaşık bir karar aldıysanız bile, onu yeniden değerlendirin. Ertesi gün ulaşabileceğiniz en iyi sonuçlara varırsınız. Artık bu bilimsel bir şekilde destekleniyor.

Hala merak edenler için sorunun cevabı “peynir.”

 


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • Padraic Monaghan “How We Showed ‘Sleeping On It’ Really Is The Best Way To Solve A Problem,”
    http://www.iflscience.com/brain/how-we-showed-sleeping-it-really-best-way-solve-problem
  • Sio UN, Monaghan P, Ormerod T. Sleep on it, but only if it is difficult: effects of sleep on problem solving. Mem Cognit. 2013 Feb;41(2):159-66. doi: 10.3758/s13421-012-0256-7.
  • Monaghan P, Sio UN, Lau SW, Woo HK, Linkenauger SA, Ormerod TC. Sleep promotes analogical transfer in problem solving. Cognition. 2015 Oct;143:25-30. doi: 10.1016/j.cognition.2015.06.005. Epub 2015 Jun 23.
  • Susanne Diekelmann & Jan Born The memory function of sleep Nature Reviews Neuroscience 11, 114-126 (February 2010) | doi:10.1038/nrn2762

Bilim İnsanları, Kimyasal Reaksiyonun Gerçekleşme Anını Gözlemlemeyi Başardılar

Kimyanın, genellikle içerisinde bilinmezlikleri en çok barındıran bilimlerden biri olduğu düşünülür. Birkaç kimyasalı birbiriyle karıştırırsınız ve bir anda tamamen farklı bir madde elde edersiniz. Bu gizemli havadan olacak ki, reaksiyona giren maddelerin tam olarak hangi anda ürünlere dönüştüğünün gözlemlenmesinin imkansız olduğu görüşü de oldukça yaygındır.

TransitionstateFakat, bilim insanları, reaksiyon gerçekleşirken ilk defa bu anlık formları, yani reaksiyona giren maddelerin tam olarak ürünlere dönüştüğü anı gözlemlemeyi başardılar. Massachusetts Institute of Technology’den (MIT) bilim insanları, kimyasal reaksiyonların karmaşıklığından dolayı daha önceleri reaksiyon sırasında ölçülmesinin imkansız olduğu düşünülen geçiş evresinin (transition state) enerjisini ölçtüler.

Geçiş evresi, tepkiyenler ve ürünlerin arasındaki kimyasal reaksiyonun ilk evresidir. Josh Baraban’ın belirttiğine göre; tepkiyenler ve ürünler bir dağın iki tarafındaki ovalarda bulunurlar. Reaksiyonu gerçekleştirmek için bu aradaki dağı aşmaları gerekir. Reaksiyonlar üzerine yapılan hesaplarda, genellikle bir dağ olarak tanımladığımız geçiş evresi doğrudan çalışabilecek bir şey olarak görülmez.

Araştırma takımı yaptıkları çalışmada, izomerizasyon olarak adlandırılan kimyasal süreci çalıştılar. Bu süreçte bir molekül, aynı atomlara sahip fakat farklı dizilişteki başka bir moleküle dönüşür. Araştırmacıların spesifik olarak üzerinde çalıştıkları molekül de, birbirine 3’lü bağ ile bağlanmış 2 karbon atomu ve bu karbon atomlarına da bağlı birer hidrojeni olan, asetilen.

Bulguları Science dergisinde yayımlanan çalışmada araştırmacılar, asetilenin U şeklindeki molekül düzeninden ( hidrojenler karbon atomlarının üst kısmında bulunuyor) zigzag molekül şekline (hidrojenlerden birisi yukarı diğeri aşağıya bakacak şekilde karbon atomlarına bağlılar) dönüşme reaksiyonunu gözlemlediler. Moleküllerin içerisindeki atomlar titreşim halinde olduklarından dolayı eğer moleküle daha fazla enerji verilirse, titreşimlerin hızı artıyor. Araştırmacılar, asetilen molekülünün titreşim durumunu ölçtüler ve daha yüksek enerji sağladıklarında düzenli bir görüntü olduğunu farkettiler. Tahmin edilen bu düzen, daha sonra molekül belirli bir enerji seviyesine geldiğinde aniden bozuldu. Bu enerji seviyesi aşıldıktan sonra da, molekülde oldukça düşük frekanslarda titreşimsel enerji gözlemlendi. İzomerleşme meydana gelmişti.

Baraban’ın belirttiğine göre, araştırmacılar, bozulan düzenin spesifik olarak iki biçim arasındaki geçiş evresinde meydana gelmiş olması gereken belirli yapısal değişikliklerle ilişkili titreşimleri içerdiğini gördüler.

Araştırmacılar basit bir şekilde bu durumu yalnızca gözlemlemekle de yetinmediler. Ayrıca, geçiş evresinin enerjisinin hesaplanabilmesini sağlayan ve kimyacıların reaksiyon hızını çalışmasına yardımcı olacak bir de formül geliştirdiler. Fakat, bu formül şu anda yalnızca izomerleşme üzerinde denenmiş durumda olmasına rağmen, araştırmacılar diğer kimyasal reaksiyonlara da uygulanabilir olduğunu düşünüyorlar.


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • Spectroscopic characterization of isomerization transition states Science 11 December 2015: Vol. 350 no. 6266 pp. 1338-1342  DOI: 10.1126/science.aac9668

Gözdeki Nöronlar Hareketi Algılamak İçin Matematikten Yararlanıyor

Gözlerimiz beynimize sürekli olarak çevremizde olup bitenler hakkında bilgi gönderir. Gelen bilgi beyinde tanıyabileceğimiz nesneler biçiminde düzenlenir. Bu süreçte gözde bulunan bir dizi nöron, bilgi taşınımı içinelektriksel ve kimyasal sinyaller kullanır. Ulusal Sağlık Enstitüleri’nde (İng. National Institutes of Health – NIH) fareler üzerinde yapılan bir çalışmada bir nöron türünün bu sayede nasıl hareket eden nesneleri ayırt edebildiği ortaya kondu. Buna göre, normalde öğrenme ve bellek ile ilişkilendirilen bir protein olan NMDA reseptörü, gözdeki ve beyindeki nöronlara bu bilgiyi taşımada yardımcı olabiliyor.

Araştırmadan elde edilen bulgular Neuron dergisinde yayımlanan ve baş yazarlığını Jeffrey S. Diamond’ın yaptığı bir makale ile açıklandı. “Göz hem dış dünyaya, hem de beynin içsel işleyişine açılan bir penceredir. Yaptığımız çalışma, gözdeki ve beyindeki nöronların karmaşık bir görsel dünyada hareketi algılamalarına yardımcı olması için NMDA almaçlarını nasıl kullanabileceklerini gösterdi,” diyor Dr. Diamond.

Işık göze girip, göz küresinin arkasındaki retinaya ulaştığında görme başlar. Retinada bulunan nöronlar, ışığı sinirsel sinyallere dönüştürerek beyne iletir. Dr.Diamond’un laboratuvar ekibinden Dr. Alon Poleg-Polsky, fare retinası üzerinde yaptığı çalışmalar sırasında yönelimsel seçici retina ganglion hücrelerini (İng. directionally selective retinal ganglion cells – DSGC) incelemiş. DSGC hücrelerinin göze göre belli yönlerde hareket eden nesneler olduğunda ateşlenerek, beyne sinyal gönderdiği biliniyor.

Elektriksel olarak kaydedilen verilere göre bu hücrelerin bir bölümü retinaya ışık hüzmesi soldan sağa doğrudüştüğünde ateşlenirken, hücrelerin diğer bir bölümü ise ışık hüzmesi retinaya ters yönde düştüğünde ateşleniyor. Daha önce yapılan çalışmalarda, bu benzersiz tepkilerin komşu hücrelerin kimyasal iletişim noktaları olan sinapslardan gönderilen sinyallerin alımı ile kontrol edildiği öne sürülmüştü. Bu çalışmada Dr. Poleg-Polsky bir sinaps kümesindeki NMDA reseptörlerinin aktivitesinin, DSGC hücrelerinin beyne yöne duyarlı bilgi gönderip göndermeyeceğini düzenleyebileceğini keşfetti.

NMDA almaçları, glutamat ve glisin nörokimyasallarına tepki olarak elektriksel sinyaller üreten proteinlerdir. Etkinleştiklerinde, elektriksel yük taşıyan iyonların tıpkı kapağı açılmış bir kanala akan su gibi hücrelerden içeri ve dışarı akışına izin verirler.

1980’lerin başlarında Fransa’da ve NIH Enstitüleri’nde yapılan çalışmalarda, nöron kuvvetle aktifleştirilmediği ve elektriksel durumu belli bir gerilimin üstüne çıkmadığı sürece magnezyumun akışı engellediği görülmüştür. Bu düzenlemenin belli öğrenme ve bellek türleri için ve ayrıca nöronlardaki sinyallerin yükseltilmesi (İng. amplify) için kritik olduğu düşünülmüştür.

Dr.Poleg-Polsky tarafından yapılan başka deneylerde de magnezyumun NMDA almaçları üzerindeki kontrolünün DSGC hücrelerinin ateşlenmesini nasıl düzenleyebildiği incelendi. Gerçek koşulları taklit etmek için Dr.Poleg-Polsky farklı arka plan ışıklarına maruz bıraktığı retinaların üzerinden ışık hüzmeleri geçirdi. Araştırma sonuçları, arka plandaki ışıkların ürettiği sinyal akışının karışmasına rağmen, geçen ışık hüzmelerine yanıt olarak hücrelerin beyne sürekli bilgi iletiminin değişken magnezyum engeli ile güvencelendiğini ortaya koydu.

NMDA almaçları hücrelerin hüzmelere verdiği tepkileri çarpımsal ölçekleme (İng. multiplicative scaling) adı verilen bir işlemle yükselterek bunu gerçekleştiriyor. “Gözdeki hücreler çarpma işlemi yapabiliyor. Bu da hücrelerin bir kaplanın aheste bir biçimde geziniyor mu yoksa hızlı hareketlerle yemek peşinde mi olduğunu belirlemesine yardımcı oluyor,” diyor Dr.Poleg-Polsky. Bu çalışmanın sonuçları, NMDA almaçlarının nöronların bilgi iletiminde nasıl kritik bir rol oynadığını öneren ve giderek artan kanıtlar yığınını destekliyor. “Elde ettiğimiz sonuçlara bakılırsa, NMDA almaçları nöronların kendilerini ilgilendiren bilgiyi gereksiz arka plan gürültüsünden ayırmalarına yardımcı oluyor,” diyor Dr.Diamond.

 


Kaynak:

  • Bilimfili
  • MedicalXpress, “Eye cells may use math to detect motion”
    < http://medicalxpress.com/news/2016-03-eye-cells-math-motion.html >

İlgili Makale: Alon Poleg-Polsky et al. “NMDA Receptors Multiplicatively Scale Visual Signals and Enhance Directional Motion Discrimination in Retinal Ganglion Cells”, Neuron (2016). DOI: 10.1016/j.neuron.2016.02.013  

İnsan Zekası Hep İleri Mi Gider? Beyin Büyüklüğünün Gerilediği Bir Dönem Var Mıdır?

Beyin büyüklüğünün özellikle türümüz Homo sapiens içerisindeki son 300.000 yıldır değişimi birçoklarımızın merak ettiği bir konudur. Gelecek nesillerin bizden daha büyük beyinlere sahip olup olmayacağı, oldukça kışkırtıcı ve merak uyandırıcı bir sorudur. Birçok okurumuz da bize evrimsel süreçte son birkaç bin yıldır beynin ne yönde evrimleştiği, “evrimsel tutum/trend” olarak da isimlendirebileceğimiz “evrimin tüm parametreler sabit kalacak olursa gideceği yön” konusunda beyin açısından ne gibi bir değişim yaşandığı ve beynimizin büyüdüğü mü, yoksa küçüldüğü mü konusunda sorular yöneltti ve yöneltmeye devam ediyor. İşte bu makalemizde sizlere bu konuda bazı kısa bilgiler vereceğiz ve beynimizin evriminin ne yönde ilerlediğine ışık tutmaya çalışacağız.

İlk olarak şu soruyu yanıtlayalım: “Beynimizin büyümesi veya küçülmesi mümkün müdür?” Teknik olarak evet, evrimsel süreçte beynimiz ve dolayısıyla ortalama zekamız elbette gerileyebilir, hatta göreceli olarak da olsa gerilediği dönemler olmuştur, bunu biliyoruz (az sonra izah edeceğiz). Ancak genel çerçevede baktığımızda, zekanın sağladığı avantajlar hemen her soy hattında zekanın pozitif yönde, yani hep gelişecek biçimde desteklendiğini gösteriyor. Bu durumda, evrimsel süreçte beynin eğer ki uygun çevre koşulları sağlanabilirse her zaman büyüyecek yönde evrimleşebileceğini söyleyebiliriz.

Size iki durumdan bahsedebiliriz, biri farazi, diğeri somut bir bilgi:

İnsanın evrimine ait 30 civarında farklı tür ve basamak bilmekteyiz. Bunlarda genel olarak hep beyin hacminin büyümesi yönünde bir eğilim gözlenmiştir, bir tanesi hariç: Homo sapiens, yani biz. Her ne kadar veriler çok temiz olmasa da, Oxford Üniversitesi Antropoloji Bölümü’nden Prof. Dr. Stephen Oppenheimer’ın anlattıklarına göre, son birkaç bin yıldır türümüzün beyin hacminde küçülme tespit edildi. Ayrıca Missouri Üniversitesi’nden Drew Bailey tarafından yapılan bir araştırma, 15.000 ila 10.000 yıl öncesinden başlayarak beyin hacmimizin %3-4 arasında küçüldüğünü gösterdiler. Üstelik bu araştırma için Avrupa’dan Çin’e, Afrika’dan Malezya’ya kadar çok geniş bir popülasyonu kullandılar. Bilim insanları hala bunun sebebini araştırıyorlar ve buna yönelik birçok hipotez geliştirildi, tartışmalar da halen devam ediyor.

Bazı bilim insanları bu beyin hacmi küçülmesinin gerçeği yansıtmadığını ileri sürüyor. Verilerin gerçeği yansıttığını düşünenlerin arasındaysa anlaşmazlıklar söz konusu. Örneğin tipik bir açıklama “aptallaşıyoruz” gibi lanse edilen ve pek de bilimsel olmayan açıklama. Birçok bilim insanı, teknoloji kullanımının beynimizi geriye evrimleştirmeyeceğinde hemfikir gözüküyor. Çünkü insanın seçilime bağlı evrimi büyük oranda yavaşlamış vaziyette. Beyin boyutlarındaki farklılıklar (varyasyonlar) hayatta kalıp kalmayacağımıza artık karar vermiyor. Kimse vahşi doğada zekasına göre seçilmiyor. Bu durumda, istediğimiz kadar teknoloji kullanalım, beynimizin buna bağlı olarak körelmesi imkansıza yakın.
Öte yandan verilerin gerçeği yansıtmadığını söyleyen araştırmacıların iddiası da oldukça ilgi çekici: beyin gibi çok geniş varyasyon gösteren bir yapının evriminde dalgalanmalar görmek son derece doğaldır. Ancak genel ve uzun vadeli trende bakıldığında beynin her halükarda büyüdüğü görülecektir. Son birkaç bin yıllık beynin küçülüyor gibi olması, bu dönemdeki dalgalanmanın beyin büyüklüğünün azalması yönünde olmasıdır. Bu dalgalanmanın doğrudan seçilimsel bir anlamı olmayabilir ve birkaç bin yıl sonra yeniden yükselişe geçebilir.
Bu araştırmacıların anlatmak istediği, beyin evriminin oldukça gürültülü bir dalga grafiği gösteriyor olmasıdır. Yani iniş çıkışları vardır; ancak genel eğilim büyüme veya sabit kalma yönündedir. Bunu aşağıdaki grafiğe benzetebiliriz:
Bu grafiğin aslında beyin evrimiyle bir alakası yoktur; sadece yukarıdaki argümanın neyi anlatmaya çalıştığını kavrayabilmeniz için kullanmak istedik. Beyin evrimi son derece dalgalı ve iniş çıkışları olan bir süreçtir. Genel trendine bakıldığında, beyin hacminin arttığı görülür; ancak spesifik bir noktaya odaklanıldığında, geçici bir süreyle azalmalar ve küçülmeler görülebilir. Bu küçülmelerin doğrudan evrimsel bir anlamı yoktur, sadece şans eseri o dönemde bir küçülme görülüyor olabilir. Bu tür dalgalı evrimsel süreçler, yukarıdaki grafiğe benzer bir dağılım gösterirler.
Gerçekten de beyin evrimine baktığımızda, uzun vadede hızlı bir büyüme görürüz. Bu genellikle aşağıdaki gibi bir grafikle ifade edilir:
10 milyon yıl öncesinden günümüze doğru geldiğimizde, özellikle hominidlerde, yani türümüze gelecek soy hattında beyin hacminin büyümeye başladığını görürüz. Australopithecus cinsiyle birlikte bu büyüme hız kazansa da, asıl gerçek artışı karmaşık düzeyde aletler kullanabilmeye başlayan Homo habilis’ten itibaren görürüz.
Günümüzde ise bu büyümenin düzleşmeye başladığını, artışın sabitlendiğini ve hatta yukarıda izah ettiğimiz gibi, gerilediğini görürüz. Örneğin Paleonöroloji ve Zihin Evrimi konusunda araştırmalar yapan Harry J. Jerrison tarafından Scientific American’da 1976 yılında yayımlanan bir makalenin içerisinde şöyle bir görsel yer almaktadır:
Günümüze yaklaştıkça en tepedeki insan beyin evrimi grafiğini düzleşmeye başladığı (platolaştığı) görülür. Bunun sebebi, türümüzün seçilim baskısını kırmış olmasıdır. Az önce izah ettiğimiz gibi, artık beyin büyüklüğümüze bağlı bir seçilim stresi altında değiliz. Evrimin elbette popülasyon yapısını değiştirmek için tek mekanizması seçilim değildir; ancak en hızlı mekanizması seçilimdir. Dolayısıyla şu anda oldukça yavaş bir evrimsel süreç içerisinde ilerlemekteyiz. Dolayısıyla beyin büyüklüğündeki dalgalanmayı da yorumlamak çok zor. Evrimin tersine döndüğünü iddia etmek için daha birkaç bin yıl beklemek ve veri toplamak gerekiyor gibi gözüküyor. Evet, birkaç bin yıl!
Üstelik beynimiz küçülüyor olsa da, bu illa zekamızın gerilediği anlamına gelmiyor. Bu da oldukça ilginç bir durum. Çünkü beynin küçülmesinin tek anlamı zekanın gerilemesi değil. Beynin “paketlenme” biçiminin verimliliği artıyor olabilir. Yani daha küçük bir alana eşit miktarda sinir hücresi sığdırabilecek biçimde evrimleşiyor olabiliriz. Bu da, gelecekte kafalarımız küçülmezse eğer daha fazla nörona sahip beyinlerin evrimleşebilmesi için bir kapı aralıyor. Yani şu anda beynimizin küçülüyor olması, bir ön adaptasyon (ekzaptasyon) olabilir! Bunun arkasından, yine zeki olmak seçilecek olursa, daha da iri beyinli, daha fazla nörona ve sinir bağlantısına sahip soy hatları evrimleşebilir. Şu anda bunu öngörmek ne yazık ki mümkün değil.
Son bir nokta: neden sadece insanda böyle bir büyüme trendi görüyoruz? Madem zeki olmak bu kadar avantajlı, neden her hayvanda beyin giderek büyümüyor ve bu canlılar zekileşmiyor? Bunun kısa cevabı enerji dengesi. Aslında beyni büyütmek çok masraflı bir iş, çünkü beyin hem çok hassas, hem çok kritik, hem de oldukça masraflı bir organ. Dolayısıyla evrimsel süreçte büyük beyinlerin desteklenmesi için sadece “daha zeki daha avantajlıdır” gerçeğinden fazlası gerekiyor. Birçok ön koşulun çevre bakımından sağlanması gerekiyor. Türümüz bu koşulların sağlandığı bir evrimsel süreçten geçtiği için bu kadar zeki hale geldi. Diğer hayvanlardan biri bu yoldan geçecek olsaydı, şu anda o hayvanların bireyleri bu makaleyi yazıyor/okuyor, bizler vahşi yaşamda hayatta kalma mücadelesi veriyor olacaktık. Yani insanı özel kılan bir durum değil bu; bizler şanslıydık ve doğru zamanda doğru yerdeydik (eğer ki büyük beyinler “doğru” evrim olarak kabul edilirse…). Eğer daha uzun bir cevap isterseniz, “İnsan Zekasının Evrimi: Neden Sadece İnsanın Beyni Bu Kadar Evrimleşmiştir?” başlıklı makalemizi okuyabilirsiniz.

Umarız açıklayıcı olmuştur.

Saygılarımızla.

Yazan: ÇMB (Evrim Ağacı)

Kaynaklar ve İleri Okuma:
  1. Discover Magazine
  2. NPR
  3. Scientific American
  4. Jerison HJ Paleoneurology and the evolution of mind.  Scientific American [1976, 234(1):90-1,94-101] (PMID:1251178)

Dilimlenmiş Et İnsan Evrimini Nasıl Yönlendirdi?

Bir şempanzenin hayatının en sıkıcı kısmı herhalde çiğnemektir. Primat kuzenlerimiz, günde 6 saatlerini yedikleri meyveleri gıcırdatarak çiğnemeye ayırıyor ve tabii ki bunu da daha eski atalarımızın da benzeri olan büyük dişleri ve koca çene yapıları ile yapıyorlar. Madem durum bu, o halde neden bizim dişlerimiz ve çenelerimiz çok daha küçük? Yeni bir çalışma basit taş aletlerin et kesmek ve dilimlemek, veya sert sebze köklerini ezmek üzere geliştirilmesine dikkatleri çekerek, bu yolla son dönem atalarımızın sonunda konuşma yeteneği kazanmaya varacak şekilde çene ve ağız yapılarının evrimleştiğini öne sürüyor.

Harvard  Üniversitesi’nden evrimsel antropolog Daniel Lieberman’a göre, modern insanların çiğneme işine çok az zaman ayırmasının sebebi atalarımıza göre çok daha kaliteli diyetlere sahip olmamızdır. Şempanzeler çoğunlukla meyve tüketerek hayatta kalırken, insanlar daha fazla besin değeri ve enerjiyi içinde barındıran eti daha yoğunlukla tüketmektedir. (Şempanzeler de et tüketebilmektedir ancak temel beslenme listelerinde insanlarınkine benzer biçimde et bulunmamaktadır.) Bugüne geldiğimizde ise, pişirme işlemleri sayesinde eti hem yemek hem de sindirmek çok daha kolaylaşmıştır ancak Lieberman’a göre atalarımız pişirmeyi öğrenmelerinden çok daha önce et tüketimine başlamışlardı. Örneğin atalarımızın ─dik duran apeler, homininler─ et yediğine dair kanıtlar2.5 milyon yıl öncesine dayanıyor ne var ki pişirme işlemlerinin yaygınlaşmasına dair kalıntılar 500.000 yıldan daha öteye geçemiyor.

Pişirmeyi Öğrenmeden Önce İnsanlar Ne Yapıyorlardı?

Bu sorunun cevabı başka bir evrimsel inovasyonun geliştirilmesine dayanıyor olabilir: Taş aletler. Çünkü basit taş aletlerin geliştirilmeye başlanması ile, homininlerin et tüketimine adapte olması yaklaşık olarak aynı zamana denk geliyor. Lieberman, yine Harvard’dan başka bir evrimsel antropolog olan Katherine Zink ile işbirliği yaparak, bahsi geçen taş aletlerin homininlerin yiyebildikleri yemek çeşitlerini nasıl etkilemiş olabileceğini incelemeye koyuldu.

Zink’e göre, düşünebildiğimiz en basit formuyla besinleri işlemeye başladık. Patates ve pancar gibi kökleri, püre haline gelecek biçimde ezdik; etleri ise dilimledik ya da daha basitçe keserek parçalara ayırdık. Araştırmacılar buna dayanarak, gönüllü olan insanların yüzlerine elektrotlar bağlayarak; farklı biçimlerde hazırlanmış et ve sebzeleri çiğnemeye harcadıkları zaman ve enerjiyi ölçtü : çiğ ve işlem geçirmemiş, çiğ ve bahsi geçen yöntemlerle işlenmiş ve son olarak pişmiş et ve sebzeler.

Araştırma ile ilk sırada keşfedilen şey; çiğ eti yemenin insan ve hatta şempanze benzeri dişler ile neredeyse imkansız olduğuydu. Modern büyükbaş hayvanlar üretilirken, etlerinin daha yumuşak olması tercih edildiğinden buna göre üretiliyorlar. Bu sebepten dolayı araştırmacılar, ilk homininlerin yediği sertlikteki eti taklit edebilmek için çiğ et olarak keçi eti kullandılar. Metodu kendi üzerinde de deneyen Lieberman keçi etini çiğ yemenin hiç de hoş olmayan bir deneyim olduğunu belirtiyor ve ekliyor : “Çiğniyorsunuz, çiğniyorsunuz, çiğniyorsunuz ve çiğniyorsunuz ancak hiçbir şey olmuyor.” Esprili de olsa bu açıklama insan dişlerinin çiğ eti yutabileceğimiz küçüklükte parçalara ayırmak için yeterli olmadığını gözler önüne seriyor. Şempanze dişleri de et çiğnemek için benzer şekilde yetersiz. Doğal olarak, şempanze benzeri diş ve ağız yapıları olan erken dönem atalarımız için de et yemek bu denli zaman ve enerji kaybına sebep olan bir süreçti.

Dilimleme, ister bir bıçak ile ister keskin bir taşla gerçekleştirilsin, tüm bu olumsuz durumu tersine çevirebiliyor. Bu aletler ile, homininler bir anda esnek iskelet kaslarını küçük parçalara ayırarak ağızlarına atmaya ve onları daha kolay çiğneyerek yutmaya ve hatta daha kolay sindirmeye başladılar diyebiliriz. Ezmek de, yüksek lifli kök sebzeler için benzer bir etki yaratıyor. Zink’in yaptığı açıklamaya göre; en basit haliyle etleri dilimlemek ve sebzeleri ezmek, bir hominin için gerçekleştirdiği çiğneme sayısını %17 oranında azaltmaya yetiyordu. Evrimsel anlamda önemine bakılacak olursa, bu denli bir kazancın, bir sene içinde neredeyse 2.5 milyon daha az çiğneme hareketine ihtiyaç duyulması anlamına geldiği görülecektir.

Araştırmalarının detaylarını ve bulgularını Nature dergisinde yayımlayan Zink ve Lieberman, yukarıda bahsi geçen azalmanın, cinsimiz olan Homonun ilk üyelerinin daha küçük çene ve dişler geliştirmeye başlamaları için yeterli olduğunu açıklıyor. Bir kere bu süreç başladığında ve çiğnemeye bu kadar çok zaman-enerji harcamaya gerek kalmadığında, uzun çeneler ve büyük dişler bir avantaj olmaktan çıkmaya başladı. Bununla birlikte işlemekte olan doğal seçilim başka özellikleri öne çıkarmaya ve üretmeye başladı.

Mevcut araştırma; diş ve çene yapılarındaki değişimi yönlendiren şeyin pişirme olduğunu öne süren hipoteze de bir anlamda meydan okuyor. Zink ve Lieberman, makalelerinde; bilinen ilk pişirme işlemlerine dair arkeolojik kanıtların bir milyon yıllık olduğunu ve ancak 500.000 yıl öncelere gelindiğinde yaygınlaştığını gösteren araştırmalara atıfta bulunuyor. Ancak aynı üniversitede biyolojik antropolog olarak görev yapan Richard Wranghman; arkeologların pişirme izleri veya ateş yakma düzenekleri keşfedememiş olmalarının bilinenden daha önce de ilk homininlerin ateşi pişirme için kullanmadıklarını göstermediğini belirtiyor. Yine bununla birlikte Wranghman, 1.9 milyon yıl öncesinde görülmeye başlanan bir özellik olan daha küçük çiğneme araçlarının (diş ve çene) ve özellikle daha küçük sindirim sisteminin evrimleşmesinin açıklanmasında tek başına dilimleme ve ezmenin yeterli olmayacağını düşünüyor.

Lieberman ve Zink genel anlamda pişirmenin önemini göz ardı etmediklerini, onun yerine daha çok süreci iki aşamalı olarak gördüklerini açıklıyor: Ezmek ve dilimlemek evrimsel olarak daha küçük çene, diş ve sindirim sistemi gelişimini uyardı ve pişirme işlemi de bu süreci devam ettirip, geliştirdi. Her şeye rağmen kesin olan bir şey var, modern insanlar olarak bizler çiğ keçi eti ile hayatta kalamayız, eninde sonunda onu dilimlememiz gerekecek.

 


Kaynak :

  • Bilimfili,
  • Katherine D. Zink & Daniel E. Lieberman Impact of meat and Lower Palaeolithic food processing techniques on chewing in humans Nature (2016) doi:10.1038/nature16990 Received 07 August 2015 Accepted 11 January 2016 Published online 09 March 2016

En Çok Bağımlılık Yapan 5 Uyuşturucu Madde

En çok bağımlılık yapan uyuşturucu maddeler nelerdir?

Soru oldukça basit görünebilir fakat cevap kime sorduğunuza göre değişiyor. Yapılan farklı araştırmaların ve sokaktaki insanların farklı bakış açılarıyla değerlendirdiğimizde; bir maddenin bağımlılık yapıcılık sırasında üst sıralara taşınması için verdiği zararların, beyindeki dopamin sistemi üzerinde olan etkilerinin, insanlara verdiği keyfin, yarattığı etkinin ne kadar sürede geçtiğinin ve maddenin ne kadar kolay bağımlılık yaptığının önemi var. Tabii ki başka etkenler de bağımlılık değerlendirmesi yaparken dikkate alınmalıdır.

Bazı bilim insanlarına göre de: ‘’bağımlılık yapmayacak uyuşturucu madde yoktur’’

Bu yazıda da, David Nutt ve çalışma arkadaşlarının konuda uzman bilim insanlarının görüşlerinden derlediği en çok bağımlılık yapan 5 maddeyi okuyabilirsiniz.

    1. Eroin

Bütün uzmanlar aynı fikirde olmasalar da, sıralamada ilk sırayı 3 üzerinden 2.5 puanla eroin alıyor. Bu uyuşturucu maddenin beyindeki dopamin seviyesini hayvanlar üzerinde yapılan çalışmalar sonucunda %200’e kadar yükselttiğinin bulgularına ulaşıldı. Buna ek olarak da, hem bireye hem topluma en çok zarara sebep olan uyuşturucu maddelerden birinin eroin olduğunu söylemek mümkün. Çünkü eroin, uyuşmaya sebep olabilecek dozun yalnızca 5 katıyla ölüme sebebiyet verebiliyor.  Ayrıca 2009 yılı değerlendirmelerine göre eroinin dünya çapında 69 milyar dolarlık yasadışı pazarı mevcut.

    2. Alkol

En çok bağımlılık yapan ikinci uyuşturucu madde konu üzerine çalışma yapan araştırmacılara göre 3 üzerinden 2.2 oyla alkol. Yapılan laboratuar deneylerinin sonuçlarına göre, alkol kullanımı beyindeki dopamin seviyesini %40 ila %360 artırıyor. Ayrıca alkolün beyin üzerinde de birçok etkisi bulunuyor.

Alkol almış insanların %22’sinde, hayatlarının bir bölümünde alkol bağımlılığı görülüyor. Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre 2002 yılında yaklaşık 2 milyar insan alkol kullanırken 2012 yılında 3 milyondan fazla insanın alkol sebebiyle hayatını kaybettiği biliniyor. Bazı uzmanlar tarafından da alkol, en çok zarar veren uyuşturucu madde olarak gösteriliyor.

    3. Kokain

Kokain doğrudan bir nörondan diğerine mesaj iletmek için beynin dopamin kullanımını etkiler. Esas itibarıyla kokain, beynin dopamin sinyallerini kapatmasını engelleyerek beynin ödül mekanizmasında anormal aktivasyon oluşturur. Hayvanlar üzerinde yapılan deneylere göre, kokain kullanımı ile beyindeki dopamin seviyesi üç katına çıkabilir. Tahminlere göre dünya çapında 14 ila 20 milyon insan kokain kullanıyor.

Taş kokain uzmanlar tarafından en çok zarar veren 3. uyuşturucu madde ve toz kokain de 5. en çok zarar veren uyuşturucu madde olarak değerlendiriliyor. Kokaini deneyen insanların %21’i hayatlarının bir döneminde kokain bağımlısı oluyorlar.

    4. Barbitürat

Anksiyete ve uyku sorunlarını tedavide kullanılan bu madde, çeşitli beyin bölgelerinin aktivasyonlarını durduruyor. Küçük dozları zindelik hissi ve mutluluk verirken aşırı dozları solunumu durdurduğu için ölümcül olabiliyor. Bu maddeye bağımlılık da oldukça yaygın, çünkü kolaylıkla elde edilebiliyor. Fakat son yıllarda tedavide kullanımı azaldığı için, ilaca olan bağımlılık da azalmaya başladı. Bu durum da, bağımlılığın iç yüzüne daha çok ışık tutuyor olabilir. Bir maddeye ulaşım ne kadar zorsa, yarattığı bağımlılık ve zarar da o kadar az oluyor.

    5. Nikotin

Bu listeyi okurken, eminiz ki, birçok insanın gözü nikotini daha üst sıralarda aramıştır. Fakat nikotin listeye 5. sıradan dahil oluyor.

Nikotin tütün içerisindeki bağımlılık yapıcı ana maddedir. Tütün kullanımı sırasında nikotin akciğerlerden çok hızlı şekilde absorbe edilerek beyne iletilir. Nikotin her ne kadar listemizde 5. Sırada olsa da, çok güçlü bağımlılık yapıcı madde olduğu artık herkes tarafından biliniyor. Yapılan araştırmalarda, tütün ürünlerini denemiş Amerikalıların 3’te 2’sinin hayatları boyunca nikotin bağımlısı olduğunun bulgularına ulaşılmış. Ayrıca 2030 yılı itibarıyla da, yıllık 8 milyon kişinin tütün kullanımından dolayı hayatını kaybedeceği öngörülüyor. Nikotin, beyindeki dopamin seviyesini %25 ila %40 arttırıyor.

 


Kaynak:

  1. Bilimfili,
  2. The Conversation, ”The five most addictive substances on Earth – and what they do to your brain”Retrieved from https://theconversation.com/the-five-most-addictive-substances-on-earth-and-what-they-do-to-your-brain-54862
  3. David Nutt, FMedSci, Leslie A King, PhD, William Saulsbury, MA, Prof Colin Blakemore, FRS Development of a rational scale to assess the harm of drugs of potential misuse Volume 369, No. 9566, p1047–1053, 24 March 2007 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(07)60464-4
  4. Roy A. Wise, Paola Leone, Robert Rivest and Kira Leeb Elevations of nucleus accumbens dopamine and DOPAC levels during intravenous heroin self-administration Synapse Article first published online: 12 OCT 2004 DOI: 10.1002/syn.890210207
  5. Hugh O. Pettit, Joseph B. Justice Jr Effect of dose on cocaine self-administration behavior and dopamine levels in the nucleus accumbens Brain Research Volume 539, Issue 1, 18 January 1991, Pages 94-102 doi:10.1016/0006-8993(91)90690-W
  6. Catalina Lopez-Quinteroa, José Pérez de los Cobosb, Deborah S. Hasina, c, Mayumi Okudaa, Shuai Wanga, Bridget F. Grantd, Probability and predictors of transition from first use to dependence on nicotine, alcohol, cannabis, and cocaine: Results of the National Epidemiologic Survey on Alcohol and Related Conditions (NESARC) Drug and Alcohol Dependence Volume 115, Issues 1–2, 1 May 2011, Pages 120–130 doi:10.1016/j.drugalcdep.2010.11.004
  7. Colin D Mathers , Dejan Loncar Projections of Global Mortality and Burden of Disease from 2002 to 2030 Plos  Published: November 28, 2006DOI: 10.1371/journal.pmed.0030442
  8. Daniele Lecca, Fabio Cacciapaglia, Valentina Valentini, Janne Gronli, Saturnino Spiga, Gaetano Di Chiara Preferential increase of extracellular dopamine in the rat nucleus accumbens shell as compared to that in the core during acquisition and maintenance of intravenous nicotine self-administration Psychopharmacology February 2006, Volume 184, Issue 3, pp 435-446 First online: 06 January 2006 DOI: 10.1007/s00213-005-0280-4
  9. F Weiss, M T Lorang, F E Bloom and G F Koob Oral alcohol self-administration stimulates dopamine release in the rat nucleus accumbens: genetic and motivational determinants. Pharmacology JPET October 1993 vol. 267 no. 1 250-258