Beyin hücrelerine yeni bir bakış

Beynimizde sinyal işleme ve iletiminden sorumlu milyonlarca hücre bulunuyor. Bu hücreler sayesinde işitiyor, görüyor, düşünüyor ve konuşuyoruz. Çevremizden gelen uyarılar gözümüzde, kulağımızda, ellerimizde bulunan çeşitli alıcı hücreler aracılığı ile elektrik sinyallerine çevriliyor. Bu elektrik sinyalleri de vücudumuzu ağ gibi saran sinir hücreleri aracılığı ile beyine iletiliyor. Bu sinyaller beynimizdeki hücreler tarafından yorumlanıyor ve gereken cevap, tepki yine elektriksel bir sinyalle bu tepkiyi ya da cevabı oluşturulacak el, göz, kulak gibi organlara iletiliyor. İşte bizler en basit haliyle bu şekilde yaşıyoruz. Çevremizde olanların farkına bu şekilde varıp, bu şekilde çevremize müdahale ediyoruz. Tabii ki bu tablo vücudumuzda ve beynimizde olanların çok çok sadeleşmiş bir halini yansıtıyor. Tablo düşündüğümüzden daha karışık ve hala tamamlanmış değil.
Beynimizde değişik hücre çeşitleri bulunuyor. Ancak bu hücrelerin ana gövdesi iki çeşit hücreden oluşuyor. Bunlardan birincisi sinir hücreleri denilen nöronlar, diğeri de onları destekleyen gliyal hücreler de denilen astrositlerdir. Sinir hücreleri arasındaki sinyal iletimi sinir uçlarından çeşitli kimyasalların salgılanarak diğer bir sinir hücresini uyarması aracılığı ile sağlanmaktadır. Bu sürece hücre içinde de çeşitli iyonların miktarlarının değişimi eşlik etmektedir. Son beş on yıla kadar sinyal iletiminden yalnızca nöronların sorumlu olduğu ve astrositlerin yalnızca onları desteklediği ve hiçbir şekilde beyindeki sinyal iletimine karışmadığı düşünülürdü. 1990’larla birlikte beyin çağı başladı. Beyin hastalıkları üzerindeki ve beyin üzerindeki araştırmalar hızlandı. Bununla birlikte algıya, bilince ve toplamında insan beynine dair olan bilgilerimiz de artmaya ve değişmeye başladı. Son on yılda gliyal iletim çalışan araştırma gruplarının bulguları, bu destek hücrelerinin yalnızca sinir hücrelerini desteklemediğini, zaman zaman da sinyal iletiminde bulunduğuna işaret etti. Bu varolan beyin yapısı ve işleyişi algısını kökünden değiştiren bir bakıştı. İnsan beyninde yaklaşık aynı sayıda gliya ve nöron hücresi bulunuyor. Bir sayı vermek gerekirse her birinden yaklaşık 85 milyon tane bulunuyor. Ve her bir astrosit çevresindeki hücre ile otuz bine yakın bağlantı yapabiliyor. Eğer bu destek hücrelerinin sinyal iletiminde görev aldığı doğrulanırsa beyine dair olan tablo köklü bir değişim geçirecek. Beyindeki sinyal işleme ve iletme kapasitesinin daha önce düşünüldüğünden daha büyük ve daha karmaşık olduğu ortaya çıkacaktır. Şimdiye kadar beyin üzerindeki teoriler ve çalışmalar hep nöronlara odaklanmıştı. Gliyal iletim konusunda yapılan çalışmalar şunu gösterdi: Nöronlar içerisinde sinyal iletimi olduğunda, bunlarla yan yana bulunan astrositler bu iletimi dinlemekte ve etkilemektedir. Sinyal iletimi esnasında astrositlerde kalsiyum miktarları artmaktadır. Bu artış astrositlerin de çeşitli sinyal iletim kimyasallarını salgılamasına neden olmaktadır. Bu salgılar zamanla nöronlar arasındaki sinyalin gücünü arttıracak ya da tümüyle kısacak etkilere sahip olabilir ya da bu bağlantıların gücünü ve sağlamlığını belirleyebilir. Bu kimyasallar aracılığı ile astrositler diğer astrositlerle de sinyal iletiminde bulunabilir.
Yapılan bilimsel çalışmalar yukarıdaki karmaşık tabloyu yavaş yavaş tamamlarken birbirine karşıt sonuçlar da çıkmıyor değil. Gliyal hücrelerin işlevini araştıran ve onların da sinyal iletiminde yer aldığını düşünen North Carolina Üniversitesi’nden Dr. McCarthy ve ekibi astrositlerin işlevine ilişkin tartışmayı iyice kızıştırdı. Dr. McCarthy, geçtiğimiz temmuz ayında Avrupa Nörobilim Toplantısı’nda yaptığı sunumuyla dikkatleri üzerine çekti. O ve ekibi iki farklı transjenik yani genleriyle oynanmış fare modelinde çalışma yaptı. Bu farelerden birinin genleri değiştirilerek astrositlerinin sinyallerinin normal olmaması sağlandı. Dr. McCarthy’nin bulguları umduğu gibi olmadı. Bu deneylere göre astrositlerinin sinyalleri normal olmayan farede beyindeki sinyal iletiminin değişmediği gözlendi. Bu da gliyal iletiminin beyindeki sinyal iletiminde yer almadığını (en azından bu fare modellerinde) gösterdi. Bugüne kadar astrosit deneyleri hücre kültüründe yapılmıştı. İlk defa bir hayvan modelinde yapılan bu deneyin sonuçları bilim dünyasında hala tartışılıyor. Birçok bilim insanı bu deneylerin yetersiz olduğu ve beyindeki dinamizmi yansıtmayacağı görüşünde. Bizler de sabırsızlıkla yeni deneyleri ve onların bulgularını bekliyoruz. Beynin yüzyılı geliyor.
Günseli Bayram