Dünyanın İlk Şeffaf Plastik Kafatası İmplantı İnsan Beynine Bir Pencere Açıyor
Bilim insanları dünyada bir ilki gerçekleştirerek insan beynine tam anlamıyla bir pencere açtılar. Bir hastanın kafatasına şeffaf bir panel yerleştirdiler ve hasta uyanıkken ve görevlerini yerine getirirken bu panel aracılığıyla yüksek çözünürlüklü görüntüleme verileri toplayabildiler.
Bu öncü çalışma için gönüllü olan hasta, 2019 yılında bir kaykay kazası sırasında travmatik beyin hasarı (TBH) geçiren 39 yaşındaki Jared Hager’dı. Bu tür vakalarda oldukça yaygın olduğu üzere, beyin dokusunun iyileşirken şişmesi için yer açmak üzere Hager’in kafatasının bir kısmının cerrahi olarak çıkarılması gerekti.
Pandemi dönemindeki gecikmeler nedeniyle Hager’ın kafatasını onarmak için protez takılması iki yılı aşkın bir süre mümkün olmadı, ancak “hayat sana limon sunduysa, sende limonata yap” düşünce tarzındaysanız, bazı deneysel beyin görüntülemelerini denemek için açıkça iyi bir fırsat.
Ameliyatı beklerken Hager, Keck Tıp Fakültesi profesörü ve USC Neurorestoration Center direktörü Charles Liu’nun meslektaşı Jonathan Russin ve Caltech’teki bir ekiple birlikte yürüttüğü bir araştırma projesi için gönüllü oldu.
Hager’in protez ameliyatı zamanı geldiğinde, bu kez fonksiyonel ultrason görüntüleme (fUSI) adı verilen yeni bir tekniği araştıran bilim insanlarıyla tekrar bir araya geldi.
MRI taraması gibi bir şeyle karşılaştırıldığında, ultrason daha ucuz, daha taşınabilir ve hasta için daha rahattır. Ayrıca MRI makinesinde hareketsiz bir şekilde yatmanız gerekirken, ultrason ile insanlar normal aktivitelerine devam ederken veri toplayabilirsiniz.
TBI’lı hastalarda genellikle bunama dahil nörolojik sorunlar gelişir, bu nedenle fUSI’nin bunu izlemenin bir yolu olabileceği umulmaktadır. Liu yaptığı açıklamada, “Bir hastanın kafatası implantı aracılığıyla işlevsel bilgileri elde edebilirsek, bu bize tedaviyi daha güvenli ve proaktif bir şekilde sunma imkanı verebilir” dedi.
Sorun şu ki, fUSI geleneksel bir kafatası protezi aracılığıyla çalışmıyor. İşte bu noktada şeffaf bir pencere fikri ortaya çıktı. Pleksiglas gibi polimetil metakrilattan yapılan bu pencere, Hager’in kafatasını onarırken aynı zamanda beyin görüntüleme verilerinin toplanmasına da olanak tanıyor.
Plastik parçanın tamamı 4 milimetre kalınlığındaydı ve ultrason dönüştürücünün beynin parietal ve motor kortekslerine erişimini sağlamak için 2 milimetre kalınlığında bir bölümü vardı.
Caltech’teki ekibin bir parçası olan Profesör Richard Andersen yaptığı bir başka açıklamada, “Niyet oluşturma ve motor eylemleri gerçekleştirme açısından önemli olan beynin bu bölgesi, laboratuvarımızda başka yöntemlerle zaten kapsamlı bir şekilde incelenmişti” dedi.
Ekip, farklı implant türlerini denemek ve en iyi sonuçları elde etmek amacıyla fUSI parametrelerini geliştirmek için fareler üzerinde deneylerin yanı sıra bazı modellemeler de yapmıştı. Primat verileri tekniğin faydalı bilgiler sağlayabileceğini kanıtlamıştı. Şimdi sıra bunu bir insan üzerinde denemeye gelmişti.
Ameliyattan önce ve sonra Hager’dan bilgisayarda bir “noktaları birleştir” bulmacası çözmesi ve ultrason yapılırken gitarıyla bazı melodiler çalması istendi. Temel soru, fUSI’nin şeffaf plastik bir pencereden yapıldığında hala doğru ve hassas olup olmayacağıydı.
“Doğruluk elbette azaldı ama daha da önemlisi, araştırmamız bunun hala faydalı olacak kadar yüksek olduğunu gösterdi. Beyne elektrotlar yerleştirilmesini gerektiren diğer beyin-bilgisayar arayüzü platformlarının aksine, bunun benimsenmesinin önünde çok daha az engel var.” diyor Liu.
Russin’in de açıkladığı gibi, beyninize bir pencere yerleştirilmesi sadece bunun gibi şık deneylere olanak sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda uzun vadede hastalar için daha iyi olabilir: “Bu ameliyatları yaparken karşılaştığımız en büyük sorunlardan biri implantın altında bir kan pıhtısı oluşmasıdır, ancak şeffaf bir pencereye sahip olmak bize bunu izlemenin kolay bir yolunu sunuyor.”
Daha fazla insana bu alternatif protezin sunulması, bilim insanlarının TBI sonuçları hakkında daha geniş ölçekte yararlı veriler toplamasına olanak sağlayabilir.
Teknolojinin daha yaygın bir şekilde kullanılabilmesi için klinik deneylere ihtiyaç duyulacaktır ve Hager’den elde edilen veriler üzerine daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.
Liu, “Jared harika bir adam,” diyerek heyecanını dile getirdi. “Katkıları, nihayetinde başka birçok hastaya yardımcı olabileceğini umduğumuz yeni sınırları keşfetmemize gerçekten yardımcı oldu.” Bu çalışma çoktan başladı ve dikkatler lazer spektroskopisi gibi diğer deneysel teknolojilere çevrildi.
Liu, “Bulgularımızın gösterdiği şey, bu yöntemle yararlı işlevsel bilgiler elde edebileceğimizdir” dedi. “Bir sonraki adım şu: Hangi özel işlevsel bilgiyi istiyoruz ve bunu ne için kullanabiliriz?”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Dünyanın İlk Şeffaf Plastik Kafatası İmplantı İnsan Beynine Bir Pencere Açıyor