Bilim İnsanları İnsan Beyninde Yeni Bir Sinyal Keşfetti

Bilim insanları, insan beyninde yeni bir çeşit elektriksel süreç keşfetti. Keşfedilen bu yeni sinyal, beynimizin eşsiz hesap yapma prosedüründe anahtar rol oynuyor olabilir.

Beynimiz, nöron dediğimiz ve hareket potansiyelleri ismi verilen kimyasal ve elektriksel sinyalleri kullanarak bilgi değişimi yapan, birbiriyle kontaklı beyin hücrelerini kullanan bir bilgisayara misal. Araştırmacılar, beynimizin en dış katmanı olan beyin zarında bulunan muhakkak hücrelerin, kemirgenlerde buna tekabül eden hücrelerde görülmeyen bir yoldan sinyal ilettiğini keşfetti.

Bu süreç, özgün beyinlerimizi daha düzgün anlamada ve insan beynini model alan programları güzelleştirmede değerli olabilir. Humboldt Üniversitesi'nden araştırmacı Matthew Larkum, insan nöronlarının daha evvel düşünüldüğünden çok daha güçlü hesaplama aygıtları olabileceğini belirtiyor.

İnsan beyni, bilhassa yüzeyden ikinci ve üçüncü katmanlarda kalın bir zara sahip. Bu katmanlar, dendrit denilen çok sayıda kola ayrılan beyin hücrelerine sahip. Bunlar, beyin hücrelerini birbirine bağlıyor ve başka beyin hücreleri ortasındaki bilgi değiş tokuşunu sağlıyor. 

Araştırmacılar, epilepsi ve tümör sahibi hastaların ikinci ve üçüncü beyin zarı katmanlarını inceledi ve özel olarak dendritlere odaklandı. Larkum, tümörü olan hastaların, müşahedelerin sırf epileptik hastalardan ibaret olmadığını garanti altına almak için seçildiğini kaydediyor.

Şimdi başlangıç kademesinde bir araştırma

Bilim insanları, incelenen dokuları patch kenetleme ismi verilen bir sisteme bağladı. Patch kenetleme, hücrelerden elektrik akımı üreten ve birebir vakitte ölçüm aleti de olan bir sistem. Floresan ışıklı mikroskopla ikinci ve üçüncü katmanlardaki hücreleri gözlemleyen araştırmacılar, giriş yapılmış elektrik akımlarının, kemirgen hücrelerine göre daha fazla uyarılmış hareket potansiyeli yarattığını ve dendritlerin faaliyetini engellemesi gereken bir kimyasalın bunu tam manasıyla yapmadığını keşfetti. 

Deneyler, sodyum ve kalsiyum iyonları yerine sırf kalsiyum iyonlarının yardımıyla seyahat yapan yeni bir çeşit hareket potansiyeli olduğunu gösterdi. Bu, daha evvel memelilerin beyin zarı hücrelerinde görülmemiş tipten bir aksiyon potansiyeli.

Lakin araştırmacılar deneylerini daha da ileri götürdüler. “Kalsiyumun aracılık ettiği dendritsel hareket potansiyelleri” davranışlarını çalıştıktan sonra onları bir bilgisayar simülasyonunda modellediler. Modelde, bu hareket potansiyellerinin hesaplama fonksiyonunu yerine getirdiği anlaşıldı. Bilim insanları, bu süreç için daha evvel tek bir nöronun değil, bir nöron ağının gerekli olduğunu düşünüyorlardı. Bilim beşerlerine göre yapay hudut ağı, hesaplamaları kolaylaştırmak için, bu yeni tıp hareket potansiyellerini içerebilir.

Bu tip araştırmaların sonları bulunuyor. Araştırmacılar tüm nöronu modelleyemedikleri üzere, çalışma insanlarda değil, sadece insan hücrelerinde yapıldı. Diğer memelilerin de bu tip hareket potansiyellerini ortaya çıkarması mümkün, lakin bunlar laboratuvardaki doku örneklerinde görünür değildi.

Bilim insanları, beyin zarını ve neden çalıştığı biçimde çalıştığını anlamak için hareket potansiyellerini ve dendrit davranışlarını çalışmaya devam etmeyi umuyor.