Yetişkin Beynindeki Yeni Nöron Oluşumları Çevreye Adaptasyon Sağlıyor

 İnsan beyninin yetişkinlikte de yeni nöronlar üretmeye devam edebilmesi sinirbilimin temel dogmalarını yerle bir etti ama bu nöronların davranış ve bilişsel alandaki görevleri henüz bilinmiyor. Daha önce Ekim ayında Trends in Cognitive Sciences ‘da yayımlanan çalışmada yetişkin hipokampüslerinde (beynin öğrenme ve hafıza ile ilgili en çok aktiviteye sahip bölgesi ) yeni nöron oluşumlarının gözlendiği bildirilmişti.

 Araştırmacılar bu tip yeni nöron oluşumunun, hayvan türlerinde çevreye , çevredeki değişimlere ve adaptasyonüzerine nasıl yardımcı olduğunu tartışmaya devam ediyorlar. Bu fikirleri test etmek için mümkün olduğunca doğal deneyler dizayn edildi, laboratuar kemirgenleri daha doğal ve sosyal ortamlarına benzer kurgular içinde gözlemlendi. Burada amaç sosyal statünün yeni nöron yapımını nasıl etkilediğini gözlemlemekti.

Yeni nöronlar hipokampüsü muhtemel çevresel değişikliklere adapte etmeye yarıyor. Spesifik olarak ödül ve stress mekanizmalarıyla ilgili deneyler bireyin beynini optimize etmesini sağlıyor. Yine de adaptif önemin anlaşılması için daha doğala özdeş deney dizaynları gerekli bir adım olarak görülüyor.

Son yıllarda, her geçen gün daha da kesinleşen bir bilgi var  ki ; memeli beyni değişen çevresel şartlardan son derece etkilenmektedir. Stres yaratıcı günlük tecrübeler, hipokampüs bölgesinde oluşan yeni nöron sayısını son derece azaltıyor. Aksine, ödül mekanizmasını harekete geçiren tecrübeler ile (fiziksel egzersiz, çiftleşme, sosyal paylaşım) yeni hipokampüs nöronlarının oluşumunu dramatik oranda artırıyor.

Yetişkinlikte yeni nöronların oluşması çok önemli davranışsal ve bilişsel sonuçlar ortaya çıkarabilir. Strese bağlı yeni nöron oluşumunun azalması, hipokampüse üzeri bilişsel aktivite (obje hafızası, uzamsal yön bulma ve öğrenme gibi) yapılmamasına bağlanıyor. Stres sebebi olan yaşantıların hipokampüse bağlı anksiyete davranışlarını artırdığı da biliniyor. Buna karşın ödül mekanizmaları anksiyete davranışlarını da düşürüyor ki bu da bilişsel görevlerin başarısına bağlanıyor.

Nöronların adaptif önemi konusunda bir anlaşmazlık olsa da , bilimciler günlük aktivitenin beyni değiştirdiğinekanaat getiriyor. Geleceği kestirmenin en iyi yolu geçmişe bakmak olduğu için stres yaratıcı bir ortamda adaptasyon stres ile modellenmiş bir beyinden anlaşılabiliyor.

Gel gelelim, bu yöndeki stres üzerinden yapılan deneyler ödül deneylerinden çok daha az olduğu için, sistem yanlış adaptasyon sonuçları , şiddeti ve sıklığı ortaya çıkarabiliyor.

Genel olarak tüm çalışmalar kurulmuş laboratuvar ortamlarında yapıldığından gerçek dünyadaki iz düşümler kestirilemiyordu. Açık izlenebilir bir oyuklar sistemi kullanmak ve içine açık alanlar geçitler ve tüpler kurmak, araştırmacılar için baskınlık hiyerarşisini gözlemleyebilecekleri doğal bir ortam yaratılmasını sağladı. Burada sıçanların doğal ortamlarındaki stres, ödül mekanizmaları ve gerçek sosyallik durumları kolaylıkla ve doğal olarak ortaya çıktı.

Daha doğal ve gerçekçi dizaynlar ile dominant yetişkinlerde , ortalama erkek sıçanlara oranla daha fazla yeni nöron üretimi olduğu görüldü. Kompleks sosyal etkileşimleri, bireysel farkları maksimum düzeyde ölçmeyi sağlayacak set uplardan laboratuvar hayvanlarını alıp, insanları bu alana koymak deneyleri ve algımızı bir adım öteye taşıyacaktır.

 

Referans     :

  1. Bilimfili,
  2. Maya Opendak, Elizabeth Gould. Adult neurogenesis: a substrate for experience-dependent change. Trends in Cognitive Sciences, 2015; DOI:10.1016/j.tics.2015.01.001

Acı Hissetmemenin Moleküler Kökeni

Nadir görülen bir genetik mutasyon ile doğan insanlar acı hissedemiyorlar.. Uzun yıllardır bilinen bu durumu, ilaçlar ile yapay olarak elde etme çalışmaları ise çok da gözle görülür başarı gösteremedi. University of College London’dan araştırmacılarının yürüttüğü yeni bir çalışmada ise, aynı mutasyonu bulundurmak üzere genetik olarak modifiye edilmiş fareler ile acısız ağrısız bir hayatın reçetesi ortaya çıkarıldı.

Mesajların (kimyasal veya sinirsel iletinin) sinir hücreleri arasındaki aktarımını veya geçişini sağlayan ve hücre zarı üzerinde konuçlanan ‘kanallar’ sinir sistemi içerisinde elektriksel iletimin sağlanması için ciddi bir önem arz eder. 2006 yılında yayımlanan bir çalışmada bu kanallardan birisi olan Nav1.7 (bir sodyum kanalı) çoğunlukla ağrı/acı iletilen güzergahlarda bulunduğu ve bu kanalı sentezleyen geninde hasar ile doğan insanların acı hissedemedikleri gösterilmişti. Nav1.7 kanalını bloke eden veya çalışmasını durduran ilaçların ise şimdiye kadar ciddi bir etkisi gözlemlenmedi.

Nature Communications’da yayımlanan bu yeni çalışma Nav1.7’den yoksun olan hem insan hem de farelerin normalin üzerinde doğal opioid peptitler ürettiklerini ortaya koyuyor. Bu proteinler morfin veya kodein gibi sinir sistemi üzerinde analjezik etkiler gösteren proteinlerdir.

Acısızlık veya başka bir deyişle ağrı hissinden yoksun olma durumunun opioidlere bağlı olup olmadığını anlamak için araştırmacılar, Nav1.7 bulundurmayan farelere bir opioid inhibitörü (durdurucusu) olan ‘naloxene’ (naloksen) vererek, acı hissini tekrar kazandıklarını gözlemlediler. Bu deneyi takiben, aynı mutasyona sahip 39 yaşındaki bir kadına da naloksen verildi ve kadının hayatı boyunca ilk kez acı hissetmesi sağlandı.

Bugün birçok sodyum kanalı bloklayıcısı biliniyor ve bunlar lokal anestezide kullanılıyor. Ancak uzun süreli ağrı / acı kontrolünde kullanılamıyorlar çünkü bütün bir uyuşukluğa (hissizliğe) ve çeşitli cidid yan etkilere sebep olabiliyorlar. Buna karşılık Nav1.7 eksikliği ile doğan insanlar acı hissedemiyorlar ve bilinen tek yan etkisi ise koku alamamak.

Morfin gibi opioid ağrı kesiciler acı hissini düşürmekte son derece etkililer ancak uzun süreli kullanımları bağımlılık veyahut toleransın ortaya çıkmasına sebep olabilmektedir. Bunun sonucunda da artık vücudun bağışıklığı ve ilacın normal dozlarında işe yaramaması ve hatta çalışmasının tamamen durması gibi sonuçlar da oluşabilmektedir.

Profesör John Wood’un açıklamasına göre, Nav1.7 bloklayıcılarının içinde bu kanalı bloklamak için en düşük dozlarda ve miktarda ihtiyaç duyulan maddenin opioid olduğu görülüyor. Çalışmayan veya hatalı Nav1.7’ye sahip olan insanlar çok düşük seviyelerde opioidler üretiyorlar ve gözle görülür bir yan etki de tecrübe etmiyorlar veya bir tolerans geliştirmiyorlar.

Araştırmacılar ise şimdi 2017’de başlayacak insan deneyleri ile ilaç / kimyasal kombinasyonlarını ve/veya varyasyonlarını deneyerek milyonlarca acı çeken, ağrılı rahatsızlıklar duyan insana yardımcı olacak sonuçlara ulaşmayı bekliyorlar.

Araştırmanın fizyolojik deney kısmındaki bulgularından biri de modifiye farelerin sinir sistemlerinde modifiye olmayanlara nazaran  iki kat daha fazla doğal-opioidler bulundurması idi.

Transjenik (genetik olarak modifiye edilmiş) hayvan modellerinin insan hastalıkları ile ilgili olarak klinik önemlerini tekrar vurgulayan araştırma, bu durumun acısızlık için de geçerli olduğunu ömrü boyunca ağrı veya acı hissetmemiş bir insanın acıyı tecrübe setmesini sağlayacak kadar büyük uygulamalarının olabileceğini de göstermiş oldu.


Kaynak : Bilimfili, Michael S. Minett, Vanessa Pereira, Shafaq Sikandar, Ayako Matsuyama, Stéphane Lolignier, Alexandros H. Kanellopoulos, Flavia Mancini, Gian D. Iannetti, Yury D. Bogdanov, Sonia Santana-Varela, Queensta Millet, Giorgios Baskozos, Raymond MacAllister, James J. Cox, Jing Zhao, John N. Wood. Endogenous opioids contribute to insensitivity to pain in humans and mice lacking sodium channel Nav1.7. Nature Communications, 2015; 6: 8967 DOI: 10.1038/ncomms9967