Mükemmel denge: Beyin hassasiyetini nasıl ayarlar?

Science Daily de yer alan bir haberde Beynin hassasiyetini nasıl mükemmel bir şekilde ayarladığını açıklayan bir araştırmaya yer verildi. İşte söz konusu haberde yer alan ayrıntılar...

Sürekli olarak yüksek seslerden fısıltılara kadar çok çeşitli duyusal uyaranlara maruz kalıyoruz. Bu farklı uyaran yoğunluklarını verimli bir şekilde işlemek için beynin duyarlılığında bir denge kurması gerekir. Aşırı duyarlılık, bir uyarana yanıt olarak sinir hücrelerinin aşırı aktivasyonunu tetikleyerek epileptik nöbetlere yol açar. Tersine, yetersiz duyarlılık, uyaranları algılama ve ayırt etme yeteneğinin azalmasına neden olur.

Peki beyin aşırı aktif hale gelmeden yüksek hassasiyete sahip olmayı nasıl başarıyor? Basel Üniversitesi Biozentrum'dan Profesör Peter Scheiffele, "Anahtar, sinirsel uyarım ve inhibisyon arasındaki dengenin korunmasında yatıyor" diye açıklıyor. "Fare modellerinde, istikrarlı bir beyin fonksiyonu sağlamak için bu dengenin nasıl korunduğunu keşfettik." Çalışma özellikle algıdan ve öğrenme gibi bir dizi karmaşık işlevden sorumlu bir beyin bölgesi olan neokortekse odaklandı.

Beynimiz, sinapslar aracılığıyla etkileşime giren ve sesler, dokunma ve görüntüler gibi duyusal uyaranları işleyen birbirine bağlı milyarlarca sinir hücresinden oluşur. Uyarıcı nöronlar giriş sinyalini iletirken, inhibitör nöronlar bilgi akışının zamanlamasını ve yoğunluğunu kontrol eder. Bu iç kontrol sistemi, sinir sisteminin uyaranlara uygun şekilde yanıt vermesini sağlar.

Ağ aşırı aktivasyonu ve epilepsi ile bağlantısı

Nöronlar, yüksek bir nöronal ağ aktivitesini tespit edebilir ve ardından sistemin uyaranlara karşı hassasiyetini azaltabilir. Ancak hücrelere moleküler düzeyde nasıl talimat verildiği tam olarak anlaşılamamıştı. Araştırmanın başyazarı Dr. Zeynep Okur, "Şimdi yüksek düzeyde aktive olmuş uyarıcı nöronların BMP2 adı verilen bir protein salgıladığını ortaya çıkardık" diyor. "BMP2 inhibitör nöronlara sinyal göndererek yeni sinapsların oluşmasına yol açan genetik bir program başlatıyor." Bu ilave sinapslar inhibitör nöronların etkisini artırıyor ve ağ aktivitesini azaltıyor.

Bu geri bildirim mekanizması, nöronal ağların hassasiyetini ayarlamak, aşırı aktivasyonu ve dolayısıyla uyaranlara aşırı tepkileri önlemek için kritik öneme sahiptir. Okur, "İnhibitör nöronlardaki BMP2 kaynaklı genetik programın kapatılması farelerde epileptik nöbetleri tetikliyor, ancak sadece yaşlandıklarında" diye açıklıyor. Dolayısıyla, bu süreç kortikal ağların uzun vadeli adaptasyonlarında rol oynuyor.

Nörogelişimsel bozuklukları tedavi etmek için yeni yaklaşımlar

BMP2 sinyal yolunun erken beyin gelişiminde, özellikle de sinir hücresi farklılaşmasındaki rolü bilinmektedir. Scheiffele, "Bu yolun yetişkin beynindeki nöronal devreleri stabilize etmek için yeniden tasarlandığını gösterebildik" diye vurguluyor. Bu, öğrenme ve hafızanın temeli olan yetişkinlikte beyin plastisitesi için önemli bir rol oynamaktadır.

Scheiffele, "Artık sinir ağlarının uyarma ve inhibisyonu nasıl dengelediğini moleküler düzeyde anlıyoruz" diye özetliyor. "Çalışmalarımızla epilepsi ve diğer nörogelişimsel bozuklukları tedavi etmek için seçenek repertuarını genişletiyoruz." BMP2 sinyal yolundaki hedefe yönelik müdahaleler, beyin hassasiyetinin ince ayarının yapılmasına ve yeniden ayarlanmasına yardımcı olabilir.

Haberin devamı için: 

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240418111814.htm

DeepleTranslete desteği ile çevirilmiştir. DeepL Translate: The world's most accurate translator