Araştırmacılar fare modellerinde tek hücre düzeyinde beyin etkinliğini izlemek için deneysel protokoller ile matematiksel ve hesaplamalı analizleri birleştiren bir yöntem geliştirdi. Çalışma üç ülkeden işbirliğiyle ilerledi: University of Michigan matematiksel iş akışlarını oluşturdu, Japonya ve İsviçre ekipleri deneysel araçları geliştirdi. RIKEN’de Hiroki Ueda’nın grubunun light sheet mikroskopisi ile elde ettiği üç boyutlu görüntüler ve genetik etiketleme, etkin nöronların mikroskop altında parlamasını sağlayarak hücrelerin ne zaman ve nerede etkin olduğunu göstermeyi mümkün kıldı.
Ana bulgu, hayvanların günlük döngüleri boyunca beynin genelinde tutarlı bir etkinlik kayması olduğuydu. Fareler uyandıktan sonra etkinliğin genellikle subkortikal katmanlarda başladığı, gün veya gece boyunca etkinlik merkezlerinin kortekse doğru kaydığı görüldü. Araştırmacılar bunu, hangi ağların hangi zamanlarda baskın olduğunun yeniden düzenlenmesi olarak tanımlıyor.
Çalışma yorgunluğu anlamaya yönelikti; Daniel Forger ekibin insanların özellikle yorgun olduğu anları gösteren imzalar geliştirmeyi umduğunu söyledi. Konstantinos Kompotis davranışın beyinde etkileşen çok sayıda unsurdan doğduğunu vurguladı. Guanhua Sun ise matematiğin basit olduğunu ve yöntemin EEG, PET veya MRI gibi daha kaba insan verilerine ve Alzheimer ile Parkinson gibi hastalıkları inceleyen diğer hayvan modellerine uyarlanabileceğini belirtti. Kompotis, tedavilerin beyin aktivitesini nasıl etkilediğini test etmek için endüstri ortaklarıyla çalışmaya başladı. Çalışma, yaşamını yitiren ortak yazarlardan Steven Brown’a adandı ve US National Science Foundation, US Army Research Office ile Human Frontier Science Program tarafından finanse edildi.
Zor kelimeler
- protokol — Bir deneyde izlenen düzenli işlem sırasıprotokoller
- hesaplamalı — Bilgisayarlarla yapılan hesaplama ve modellemeye ilişkin
- subkortikal — Beynin korteksin altındaki derin bölgesi
- korteks — Beynin dış yüzeyindeki sinir hücresi tabakasıkortekse
- etiketleme — Hücrelere veya moleküllere işaret koyma işlemi
- uyarlanmak — Başka veri veya koşullara göre değiştirilmekuyarlanabileceğini
İpucu: Türkçe metni okurken veya ses kaydını dinlerken, vurgulanan kelimelerin üzerine gel, odaklan ya da dokun; anında kısa tanımlar görünür.
Tartışma soruları
- Bu yöntemin insanlardaki yorgunluk çalışmalarına uygulanmasının olası yararları ve zorlukları neler olabilir?
- Beyindeki etkinlik merkezlerinin gün içinde kortekse doğru kaymasının davranışa etkileri ne olabilir? Örnek verin.
- Endüstri ortaklıkları tedavilerin beyin aktivitesini test etmesinde nasıl bir rol oynayabilir? Kısaça açıklayın.
İlgili makaleler
Nöronların ağrı iletme şeklinde yeni enzim yolu
Araştırmacılar, etkin nöronların dışarıya VLK adlı bir enzim saldığını ve bunun yakın hücrelerin ağrı sinyali iletme biçimini değiştirdiğini gösterdi. Fare deneylerinde VLK çıkarılınca ameliyat sonrası ağrı görünmedi, eklendiğinde ağrı arttı.
