#GeleceğinTrendleri: Beynin gençleşmesi mi?

Erken çocukluk döneminde beyinde yeni bağlantılar çok kolay oluşur. Artan yaşla birlikte, bu yüksek nöronal plastisite, perinöral ağlar tarafından stabilize edilen uzun süreli bellek uğruna kayboluyor. Araştırmacılar şimdi farelerde nöronal plastisiteyi geri kazanmanın bir yolunu buldular: Bunu yapmak için hayvanlara tekrar tekrar anestezik ketamin ya da beyin dalgalarını etkileyen titrek ışık uyguladılar. Bu yaklaşım muhtemelen travma sonrası stres bozukluğu tedavi stratejileri sağlayabilir.

Yetişkin beyninde, perinöronal ağlar olarak adlandırılan ağlar, sinir hücreleri arasındaki bağlantıları stabilize eder ve böylece anıları pekiştirir. Şeker ve protein kompleksleri sinir hücreleri, dendritler ve sinapslar çevresinde birikir ve sinyal iletimini düzenler: Mevcut bağlantılar güçlendirilirken yenileri daha zor oluşturulur. Hayvan deneyleri, perinöronal ağlarının ortadan kaldırılmasının nöronal esnekliği artırdığını ve beyne çocukluktaki gibi uyarlama ve öğrenme yetisi verdiğini göstermiştir.

Perinöral ağlar söküldü

Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (IST) Alessandro Venturino liderliğindeki bir ekip, farelerde perinöronal ağları ortadan kaldırmanın ve böylece beyinlerinin genç plastisitesini geri kazanmanın iki yolunu keşfetti: anestezik ketamin ile ve 60 Hertz frekansta ışık titremesi ile tekrarlanan tedaviler.

Sıçanlar üzerinde yapılan daha önceki deneyler, ketaminin perinöronal ağları ortadan kaldırmak için uygun olabileceğini göstermişti. Onlara daha uzun bir süre boyunca düşük dozlar verilmişti – ve sık sık yan etki olarak şizofreni semptomları geliştirdiler. Venturino ve meslektaşları ise o kadar yüksek dozda ketamin kullandılar ki, test farelerini onunla anestezi altına aldılar. Sonuç: Venturino’nun meslektaşı Sandra Siegert, “Yalnızca üç uygulamadan sonra, perinöronal ağda, yedi gün kalıcı olan, önemli bir kayıp tespit edebildik; ondan sonra yeniden inşa edilmesi başladı” diyor.

Ketamin ve ışık titremesi sayesinde mikroglia aktivitesi

Beynin bağışıklık hücreleri olarak bilinen mikroglia, görünüşe göre bunda önemli bir rol oynuyor. Alzheimer hastalığının geç bir aşamasında, bu fagositler (Yunanca phagein “yemek” ve -cyte “hücre” kelimelerinden türemiş = yiyen hücre) sinapsları ve sinir hücrelerini hedef alabilir, ancak zararlı plakları da parçalayabilirler. Venturino: “Mikroglianın ketamin anestezisine verdiği güçlü tepki bizi şaşırttı. Ama herhangi bir sinaps veya ölü nöronun kaybolduğunu görmedik. Bunun yerine, mikrogliaların perinöronal ağı yediği ortaya çıktı – görünüşe göre, önceki deneylerde gözlemlenen yan etkiler olmadan”, diye açıklıyor.

Mikroglia’nın optik uyarılarla da uyarılabileceği zaten bilindiğinden, araştırmacılar perinöronal ağa karşı mikroglia aktivitesinin ketamin olmadan da elde edilebileceğini test ettiler. “Saniyede 40 kez, yani 40 Hertz’de titreşen ışığın, Alzheimer hastalığının neden olduğu plakları çıkarmak için mikrogliayı uyarabildiği zaten gösterilmişti. Ancak perinöronal ağa saldırılmamıştı” diye açıklıyor Venturino. Bilim insanları, fareleri ışığın saniyede 60 kez titreştiği bir kutuya koyduklarında, etki ketamin tedavilerine benzerdi.

Travmatik anıları silmek

Araştırmacılar, “Perinöronal ağları ortadan kaldırmak için önceki kullanılan stratejiler kalıcı, istilacı ve nöropsikiyatrik semptomları tetikliyor” diye açıklıyor. Öte yandan yüksek doz ketamin tedavisi ve 60 hertz ışık titremesi yalnızca minimal invaziftir ve bu nedenle insanlar için yeni tedavi yaklaşımları da açabilir. Beyindeki perinöronal ağ bir kez bozulduğunda, nöronlar tekrar yeni girdiye açıktır. Eski sinapslar daha kolay parçalanabilir ve yenileri oluşturulabilir.

Venturino, “Ama öyle sadece ketamin alıp onunla hemen akıllı olmak diye bir şey yoktur” diyerek vurguluyor. Plastisiteyi geri kazandırarak, muhtemelen travmatik deneyimlerin üzerine yenileri yazılabilir ve travma sonrası stres bozukluğu tedavi edilebilir. Siegert, “Ama çok dikkatliyiz, çünkü bu biçimlendirici sürede travmatik bir şey de olabilir” diye uyarıyor. “Kendinizi titreyen ışıkla tedavi etmek de muhtemelen iyi bir fikir değildir.” Daha ileri çalışmaların, hangi uygulama alanlarının ve tedavilerin gerçekten umut verici olduğunu netleştirmesi gerekiyor. Ek olarak, bilim insanları, keşfin ardındaki moleküler mekanizmalara daha yakından bakmak istiyorlar. Venturino, “Hala araştırılacak çok şey var” diyor.

Bu yazı Tweet zinciri olarak da yayınlanmıştır:

Nizamettin Karadaş

#GeleceğinTrendleri
Beynin gençleşmesi mi?

Mikroglia (yeşil) ve perinöral ağ (pembe). (Resim: IST Avusturya) pic.twitter.com/J5CaPYDb7X

— @KpaxN (@kpaxn) July 9, 2021

Kaynaklar:

Alessandro Venturino (Institute of Science and Technology (IST) Austria, Wien) et al., Cell Reports, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109313

wissenschaft.de 06.07.2021