Bilim İnsanları Prematüre Bebeklerinkine Benzeyen “Mini Beyinler” Ürettiler

İlk kez, bir laboratuvarda büyütülen beyin dokusu kendiliğinden insan beyninin aktivitesine şaşırtıcı derecede benzeyen  elektriksel aktivite sergiledi. Bu durum prematüre bebeklerin beyin aktivitesine benzemektedir.

Bu keşif  beyinsel bozuklukların erken gelişimini incelemek için yeni olasılıkları da beraberinde getirecek büyük bir keşif olabilir.

Bu durum aynı zamanda ardında bazı bilimsel soru işaretleri de barındırıyor.

Bu laboratuvarda üretilen beyinler organoid olarak adlandırılırlar ve  araştırma amaçlı bazı olumsuz koşullar altındaki ilaç tepkilerini veya hücre gelişimini test etmek gibi sebeplerden dolayı , laboratuvarda yetiştirilen organların üç boyutlu, minyatür, basitleştirilmiş versiyonlarıdır.

San Diego’ da California Üniversitesi Nöroloji bilim insanı Alysson Muotri kendi laboratuvarında yıllardır organoid beyin üretmekte olmalarına rağmen , Alysson Muotri ve  takım arkadaşları, prematüre bebeklerin beyin aktivitesine benzeyen bu durum ile  ilk kez karşılaştılar.

Bilim insanları bu organoidleri , insan embriyonik gelişiminin erken safhalarında olan tüm bir canlıyı oluşturabilme yeteneğine sahip ve  henüz farklılaşmamış kök hücrelerden veya herhangi bir başka hücreye dönüşebilen diğer kök hücrelerden  ürettiler.

Henüz farklılaşmamış yada başka hücreye dönüşmemiş “boş ve işlenmemiş alanları” serebral korteksi oluşturacak hafıza , kavrama , düşünce ve duyusal süreç gibi gerçekten önemli şeylerden sorumlu beyin  bölgesi hücreleri haline getirmeye teşvik ettiler.

Beyin gelişimi için doğru genleri sağlamaya yönelik testler yapıldıktan sonraki süreçte  bu yüzlerce minik beyinler 10 aylık bir sürede üremektedirler. Ayrıca bu minik beyinler, beyin dalgaları aktivitesinin elektriksel yöntemle izlenmesini ölçen yöntem olan elektroensefalografi (EEG) ile de sürekli olarak izlendi.

Nature adlı yayında altı aya kadar bir sürede henüz beyin haline gelmemiş mini beyin olmaya aday mini beyinlerin, daha önce ekibin hiç deneyimlemediği ve oldukça fazla beyinsel enerji aktivitesi göstermekte oldukları bildirildi.

Analizlerdeki etkinlik bir yetişkinin organize olmuş şekliyle tahmin edilebilir türden bir beyin aktivitesi gibi değildi. Fakat farklı bir beyin aktivitesine de benzerlik gösterdi. Ortaya çıkan model, bebeklerde görülen senkronize beyin aktivitesi kaotik sıçramaları ile ortak şablonlar içermekteydi.

Araştırmacılar makalelerinde “Organoidlerden elde edilen ağ aktivitesini, erişkinlerde görülen tam zamansal karmaşıklığın, hareketlilik ve hareketsizlik modellerinin değişken dönemlerini göstermemekte ve  senkronize olaylar da erken doğmuş bebek EEG’sinde bulunan şablonlara benzemektedir,” diye belirtmekteler.

Fakat yapılan çalışmalarda, prematüre EEG belirtileri konusunda programlanmış bir makine öğrenme modeli, normal gelişimsel zaman çizelgesi ile ortak birçok özelliği tanımlayabilmiştir. 28 haftadan sonra, organoitlerin aynı yaştaki henüz olgunlaşmamış – preterm bir bebeğe benzer bir gelişim sürecinde oldukları gözlemlendi.

Beyin organoidleri gerçek insan beynini gibi bölümlerden meydana gelmemiştir – sadece ölçeklendirilmiş ve basitleştirilmiş değil aynı zamanda da bölümler arası beyinsel işlevleri sağlayacak bağlantılar için de başka beyin bölgeleri yoktur. Yapılan çalışmalarda , Nöronlar da normal fonksiyonu için gerekli olan bir proteinden de eksik olarak tasarlandılar.

Ancak, organoidler beyin gelişiminin daha iyi anlaşılmasına yönelik bir adımın öncüsü olarak ele alınabilirler , çünkü prematüre bebeklerin beyinlerinin gelişmesi tam olarak kolay değildir ve yetişkin beyinleri de oldukça karmaşıktır.

Araştırmacılar raporlarında  “Organoidler ile tam yeni oluşmakta olan beyin zarı arasında fonksiyonel eşdeğerlik gibi beklenti içinde olmadığımız halde, mevcut sonuçlar deney  tüpündeki  modelin insan beyninin karmaşık zaman-mekan salınım dinamiklerini yakalamaya doğru atılan ilk adımı temsil ediyor.” diye açıklama yaptılar.

Araştırmacılar, olgunlaşmaya devam edip etmeyeceğini görmek için beyin olmaya aday olan modeli geliştirmeye devam edecekler.

Fakat diğer  araştırmacılar ise, bir laboratuvarda üreme havuzunda bilinç geliştirme olasılığı ile ciddi olarak ilgilenmekteler. Şimdiye kadar üretilen bu beyinlerin hiç birinde bilinç belirtisi görülmese de deneyler devam ettikçe bu olasılık ortaya çıkabilir.

Organoidlerin işlevsel özelliklerini sınırlayan özenli bir mühendisliğin var olduğu göz önüne alındığında, bu aşamada fazla endişelenmeye gerek yok ancak eğer bir bilinç gelişeceğine dair işaret oluşursa projenin sonlandırılması düşünülecektir.

Bu araştırma bu yıl Kasım ayı başlarında yapılan Nöroloji Derneği yıllık toplantısında sunulmuş olup biorxiv internet sitesinde yayınlanmıştır.

Kaynak : http://www.bizsiziz.com/scientists-have-grown-mini-brains-resembling-those-of-premature-babies-so-we-have-controversy/

https://www.biorxiv.org/content/early/2018/06/29/358622

Çeviri: İbrahim Özkaraca

106 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
9 + 8 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.