İnsan beyninde yeni bir sinyal keşfedildi

Bilim insanları, insan beyninde yeni bir tür elektriksel işlem keşfetti. Keşfedilen bu yeni sinyal, beynimizin benzersiz hesap yapma yönteminde anahtar rol oynuyor olabilir.

Beynimiz, nöron dediğimiz ve eylem potansiyelleri adı verilen kimyasal ve elektriksel sinyalleri kullanarak bilgi değişimi yapan, birbiriyle bağlantılı beyin hücrelerini kullanan bir bilgisayara benzer. Araştırmacılar, beynimizin en dış tabakası olan beyin zarında bulunan belirli hücrelerin, kemirgenlerde buna tekabül eden hücrelerde görülmeyen bir yoldan sinyal ilettiğini keşfetti.

Bu işlem, özgün beyinlerimizi daha iyi anlamada ve insan beynini model alan programları iyileştirmede önemli olabilir. Humboldt Üniversitesi'nden araştırmacı Matthew Larkum, insan nöronlarının daha önce düşünüldüğünden çok daha güçlü hesaplama cihazları olabileceğini belirtiyor.

İnsan beyni, özellikle yüzeyden ikinci ve üçüncü katmanlarda kalın bir zara sahip. Bu katmanlar, dendrit denilen çok sayıda dala ayrılan beyin hücrelerine sahip. Bunlar, beyin hücrelerini birbirine bağlıyor ve diğer beyin hücreleri arasındaki 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, gözlemlerin yalnızca epileptik hastalardan ibaret olmadığını garanti altına almak için seçildiğini kaydediyor.

Henüz başlangıç aşamasında bir araştırma

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

Deneyler, sodyum ve kalsiyum iyonları yerine yalnızca kalsiyum iyonlarının yardımıyla yolculuk yapan yeni bir tür eylem potansiyeli olduğunu gösterdi. Bu, daha önce memelilerin beyin zarı hücrelerinde görülmemiş türden bir eylem potansiyeli.

Ancak araştırmacılar deneylerini daha da ileri götürdüler. "Kalsiyumun aracılık ettiği dendritsel eylem potansiyelleri" davranışlarını çalıştıktan sonra onları bir bilgisayar simülasyonunda modellediler. Modelde, bu eylem potansiyellerinin hesaplama işlevini yerine getirdiği anlaşıldı. Bilim insanları, bu işlem için daha önce tek bir nöronun değil, bir nöron ağının gerekli olduğunu düşünüyorlardı. Bilim insanlarına göre yapay sinir ağı, hesaplamaları basitleştirmek için, bu yeni tür eylem potansiyellerini içerebilir.

Bu tip araştırmaların sınırları bulunuyor. Araştırmacılar tüm nöronu modelleyemedikleri gibi, çalışma insanlarda değil, yalnızca insan hücrelerinde yapıldı. Başka memelilerin de bu tip eylem potansiyellerini ortaya çıkarması mümkün, ancak bunlar laboratuvardaki doku örneklerinde görünür değildi.

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

Erman Çete - webtekno.com