Bilim insanları beyin ağlarının şekil almasıyla ilgili yeni bir mekanizma keşfetti

beyin

Bilim insanları, inhibitör(önleyici) beyin hücre veya nöron ağlarının, eksitatör(uyarıcı) ağlar tarafından takip edilenin aksine bir mekanizma içinde geliştiğini fark ettiler. Eksitatör nöronlar, gelişim ve deneyim yoluyla dış dünya haritalarına şekil verip düzenlerler. İnhibitör nöronlar ise olgunlaşma ile genişleyen haritaları şekillendirirler. Bu keşif, beynin bilgiyi düzenleme ve işlemesiyle ilgili bulmacaya yeni bir parça daha ekliyor. Normal bir beynin nsaıl çalıştığını bilmek, nörolojik koşulların yapısını anlamak üzere büyük bir adımdır ve gelecekte tedaviler bulma olasılığını artırmaktadır.

Baylor Kolej’inde laboratuvar fareleri üstünde koku alma sistemindeki nöral haritaları inceleyen Doç. Dr Benjamin Arenkiel şöyle dedi: “Beyin dış dünyayı, özel bir nöron ağları aktivite haritası olarak sunar. Bu haritaların çoğu, beynin eksitatör devrelerinde incelenmektedir çünkü korteksteki eksitatör nöronların sayısı inhibitör nöronlardan fazladır.

Eksitatör haritalar üzerinde yapılan çalışmalar,  yayılarak ve hücre ağlarının örtüşmesi olarak başladıklarını göstermiştir. Arenkiel: Zamanla, deneyimler bu yayılma desenini şekillendirerek daha iyi tanımlanan alanlara dönüştürürler. Öyle ki, mesela tek tek fare bıyıkları, beyin korteksinin farklı bölümlerinde temsil edilmektedir. Buradaki gibi, yayılma durumundan daha düzenli bir şekle doğru gelişim beynin pek çok bölümünde gerçekleşmektedir.

Eksitatör ağlara ek olarak, beyindeki inhibitör ağlar da dış uyaranlara tepki vermektedir ve nöral ağlar aktivitesini düzenlemektedir. Ama inhibitör ağların nasıl geliştiği hala gizemini korumaktadır. Arenkiel ve arkadaşları bu çalışmada, farelerin koku alma sistemlerindeki haritaların gelişimlerini incelediler.

Farelerin koku duyularının inhibitör beyin ağları araştırması

Arenkiel: “Görme, işitme ve diğer duyulardan farklı olarak, farelerdeki koklama duyusu çok çeşitli moleküllerden farklı kokuları algılar.”

Kısmen, kompleks inhibitör nöron ağları sayesinde fareler çok sayıda kokuyu algılayabilirler. Fare beyninde, kokuyu işlemekle görevli alandaki en bol hücre çeşidi inhibitör nöronlardır. Bu ağı destekleyebilmek için, yeni doğan inhibitör nöronlar sürekli olarak devreye eklenir ve entegre edilirler.

Arenkiel ve arkadaşları bu yeni eklenen nöronların izini takip ettiler ve inhibitör devrelerin nasıl geliştiğini gördüler. Öncelikle, hücreleri genetik olarak etiketlediler, böylelikle nöronlar aktif olduklarında parıldayacaklardı. Daha sonra, farelere ayrı ayrı kokular sundular ve canlı ama anestezi altındaki hayvanın kokladığı her bir kokuyla parlayan beyin alanlarını / ağlarını mikroskop aracılığıyla gözlemleyip kaydettiler. Bilim insanları, farenin her bir kokuyu tanımlamayı öğrendikçe beyin ağlarının nasıl değiştiğini görmek için deneyi defalarca tekrarladılar.

Şaşırtıcı Sonuç

Bilim insanları inhibitör ağların da eksitatör ağlarınkine benzer bir biçimde olgunlaşmasını bekliyorlardı. Yani hayvan ne kadar çok koku deneyimlerse, beynindeki tanımlı aktivite ağlarının o kadar iyi olacaklarını düşünüyorlardı. Ama gördüler ki, farenin koku alma duyularına ait inhibitör beyin devreleri, eksitatör devrelerin aksine gelişim gösteriyor. Sınırlı tanımlanan bölgeler olmaktansa, inhibitör devreler daha da genişlediler. Bu yeni bulgu sayesinde bilim insanları beynin bilgiyi nasıl düzenlediğini ve işlediğini daha iyi anlıyorlar.

Arenkiel ve arkadaşları, inhibitör ağlar ile eksitatör ağların birlikte çalıştığını düşünüyorlar. Aralarındaki bu etkileşimin, kontrolün trafik ışıkları ağıyla (inhibitör ağlar)sağlandığı yol ağlarına(eksitatör ağlar) benzetilebileceğini söylüyorlar. Bilim insanları faydalı nöral haritaların oluşumunun eksitatör ağların geliştirilmesini sağlayan inhibitör ağlara bağlı olduğunu söylüyorlar. Bu yeni bilgi, beyin dokusunun geliştirilmesi yolunda yeni yaklaşımların geliştirilmesinde çok önemli olacaktır.

Çeviren : Sıdıka ÖZEMRE
http://medicalxpress.com/news/2016-12-scientists-mechanism-brain-networks.html

Check Also

Bebek Beyni Zihnin Nasıl Oluştuğunu Gösteriyor!

Beyin, temiz, beyaz boş bir sayfa mı yoksa dünyayı anlamak için doğumdan itibaren bağlantılar kuran ...