fbpx
Connect with us

Bilim

Beyin, Eşyaların Dokusuna Nasıl Tepki Veriyor?

Published

on

Ellerimiz ve parmak uçlarımız maddelerin dokusunu algılama konusunda çok hassastır. Mesela pürüzlü bir zımpara kağıdını pürüzsüz bir camdan çok kolayca ayırt edebiliriz. Bununla beraber ipeğin kayganlığı, pamuğun yumuşaklığı gibi eşyanın dokusuyla ilgili de birçok farklı ayrıntıyı algılayabiliriz. Eşyanın dokusuyla ilgili bu bilgiler derimizdeki sensörlerle algılanır. Ve sinirler vasıtasıyla beynin dokunma duyusunu algılayan somatosensör kortekse gelir. Chicago Üniversitesi Nörobilimcilerinin son araştırması gösteriyor ki beynin bu alanındaki nöronlar deriden gelen bilgiyi işlerken farklı yüzeylere farklı tepkiler oluşturuyor. Ve beyinde dokunun çok boyutlu bir gösterimini oluşturuyor. Çalışmanın kıdemli yazarlarından Chicago Üniversitesi doçenti SlimanBensmaia “Objeleri kaba, yumuşak, katı gibi basit terimlerle ifade edebiliriz. Ayrıca kadifemsi, pamuksu, tüylü gibi de nitelendirebiliriz.” diyor ve ekliyor “Maddenin dokusunu tarif etmek için kullanabileceğimiz sıfatların çeşitliliği, zengin bir duyu alanın varlığını gösteriyor. Elbette bunu yorumlamak için gereken nöral alan da zengin olmalıdır.” Çalışma geçtiğimiz hafta Ulusal Bilimler Akademisi Bildirisi(PNAS)nde yayınlandı. Dr.Bensmaia, dokunma duyusunun beyin ve sinir sistemi tarafından nasıl yorumlandığı konusunda önde gelen uzmanlardan. Bundan önce yine PNAS’da 2013 tarihli çalışmada Dr.Bensmaia’nın laboratuvarı farklı tür sinir liflerinin değişik dokulara nasıl tepki verdiğini gösterdi: Bazı sinirler pürüzlü dokuların uzaysal durumlarına yanıt verir(Braill alfabesine dokunduğumuzda hissettiğimiz çıkıntılar gibi). Diğerleriyse derinin pürüssüz dokuya sürttüğünde oluşan titreşimlere yanıt verir(Günlük hayatımızda genellikle bu tip nesnelerle karşılaşırız).

Çalışmada Bensmaia ve meslektaşlarızımpara, kumaş ve plastik gibi farklı yüzeylere sahip bir döner silindir kullandılar. Sonrasında silindiri somatosensör sistemleri insanlarınkine çok benzeyen “RhesusMacacus” maymunlarının parmak uçlarında döndürmeye başladılar. Ve araştırmacılar maymunların sinirlerindeki cevapları kaydettiler. Akademisyen JustienLieber liderliğinde yapılan bu yeni çalışma için araştırmacılar aynı dokulara karşılık gelen yanıtları, maymunların somatosensör alanlarına implante edilen elektrotlarla doğrudan beyinden ölçtüler. Elde edilen yeni veriler nöronların her tür dokuya kendine özgü yanıtlar verdiğini gösterdi. Örneğin bazı nöronlar dokuların kaba kısımlarına tepki verir.Diğerleriyse yüzeyin girintili çıkıntılı olması gibihassas özelliklere veya bu iki özelliğin farklı kombinasyonlarına tepki verir. Bensmaia ve Lieber şimdiye kadar en az 20 değişik tip tepki modeli tanımladılar. Bensamia “Bu modellerin bazıları pürüzlülük ve uzaysal şekli gibi anlayabileceğimiz özellikleri gösteriyor. Fakat daha sonra cilt deformasyonu ciltteki titreşimlerle birleştiğinde modeller soyutlaşıyor ve tanımlaması zorlaşıyor.” diyor.

Dokunun bu daha soyut özellikleri, farklı iplik sıklığına sahip çarşafları ayırt etmeye yarıyor. Araştırmacılar 55 farklı dokuya ait tepkileri kaydettiler ve Bensmaia,hangisinin sadece beyinde oluşturulan aktivite modeline bakılarak kullanıldığını söyleyebildiğini iddia ediyor. “Kadife belli bir nöron alt popülasyonunu diğerlerinden daha çok uyarırken zımpara kağıdı gelen farklı bir grubu uyarır. Bu yanıtların çeşitliliği, duyumların zenginliğine olanak sağlar.” diyor. Beynin uzuvlardaki hareketi nasıl yönlendirdiğini inceleyen organizmal biyoloji ve anatomi profesörü olan Bensmaia ve NichoHatsopoulos ayrıca beyin kontrollü robot protezler oluşturmak için araştırmalara öncülük etmişlerdir. Bu protezlerin çalışma prensibi, beynin hareketleri kontrol eden alanı ve somatosensör kortekse implante edilen elektrotlara dayanıyor. Protezli hasta kendi kolunu hareket ettirmeyi düşündüğünde elektrotlar bu nöronların aktivitesini alıyor ve robotik kolu buna göre hareket ettiriyor. Ayrıca protez el, parmakların dokunma hissini alması gibi, dokunma duyusunu algılayan sensörler ile donatılmıştır. Bunlar beynin uygun alanlarını uyaran elektrik sinyalleri üretiyor.

Teorik olarak, aynı teknikle dokuları da tekrar algılayabilmek mümkün. Ama Bensamia, yapılan son çalışmanın gösterdiği üzere bunun ne kadar zor bir iş olduğuna dikkatleri çekiyor. Parmak ucundaki herbir nokta somatosensör kortekste çok açık tanımlı bir alanda temsil ediliyor. Bu yüzden her dokunuş için doğru noktayı uyarmak daha kolay oluyor. Fakat somatosensör kortekste doku girdilerine tepki veren nöronlar birbirine karışır. Örneğin bir zımpara kağıdına ya da laptopunuzun plastik klavyesine tepki oluşturan sınırları belirli bir nöron bölgesi yoktur. Elektriksel uyarımla dokusal duyum oluşturmak oldukça zor olacak. Çünkü bu iş için birlikte çalışan belli bir nöron ünitesi yok. Bu üniteler nöroprotezi uygulamayı zorlaştıracak şekilde karışık. Ama bu çalışma aynı zamanda doku algısındaki zengin duyu karmaşasını anlamlandırmada bir ilk adım niteliği taşıyor. “Primatların somatomotor kortekslerindeki dokunun çok boyutlu temsili” adlı bu çalışma Ulusal Nörolojik Hastalıklar ve İnme Enstitüsü tarafından desteklendi.
Çeviri: Mehmet Akif Şakiroğlu
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190208124705.htm

Bilim

Parkinson Hastalığı Hakkında Önemli Keşif Yapıldı

Published

on

Beynin alt kısımlarındaki gri cevher çekirdeklerinin bozukluğuna bağlı bir sinir sistemi hastalığı olan Parkinson, genelde orta yaş insanlarda görülür. Dünya’da birçok insanı olumsuz etkileyen bu hastalığa dair önemli bir keşif yapıldı. Bilim insanları, 2017’de gerçekleştirilen “truncal vagotomy” isimli prosedürü geçirmiş düşük seviyede hastalığı bulunan hastalarla, Parkinson’un beyne sıçramadan önce bağırsakta başladığını buldu. Yaklaşık beş yıl boyunca devam eden çalışmalarda bilim insanları, ‘vagus’ siniri adı verilen ve beyin ile sindirim sistemini bağlayan bölgeyi incelemeye aldı. Bu bölgesi alınan hastalar, alınmayan hastalara göre yüzde 40 daha az Parkinson hastalığı üretti. Ekibin sonuçlarına göre; bu farklar oldukça belirgin ve beyindeki hastalıkların karın bölgesiyle bağlantılı olduğunu söyleyen önceki araştırmaları da destekliyor.

Karolinska Enstitüsü’nden Bojing Liu, “Sonuçlar, Parkinson hastalığının bağırsaktan başladığını net bir biçimde ortaya koyuyor. Bu hipotezi destekleyen diğer kanıt ise Parkinson hastalığı olanların sıklıkla mide-bağırsak sorunlarının olması, bu da Parkinson’dan onlarca yıl önce başlayabiliyor” demecini verdi. Liu, ”Bağırsaktaki proteinler yanlış bir yola sapıyor ve bu genetik hata bir şekilde beyne kadar ulaşıyor ve bu hata hücreden hücreye yayılıyor” dedi. İsveçli ekip buldukları bu bulgularda yalnız değiller; 2016’da fareler üzerinde yapılan bir araştırma ve 2017’de ABD’de yapılan bir araştırma da benzer bulgular elde edilmişti.

Editör / Yazar: Kuzey KILIÇ

Kaynak: https://www.sciencealert.com/there-s-mounting-evidence-that-parkinson-s-starts-in-the-gut-not-the-brain

Continue Reading

Bilim

Unutmak, hatırlamaktan daha fazla beyin gücü kullanıyor

Published

on

Journal of Neuroscience’da yayınlanan bu bulgular,istenmeyen bir deneyimi unutmak için daha fazla dikkatin verilmesi gerektiğini ileri sürüyor. Bu şaşırtıcı sonuç, dikkati istenmeyen deneyimlerden uzaklaştırarak veya hafızanın geri alınmasını bastırarak, istenmeyen bilgilere olan ilgiyi azaltmaya odaklanan kasıtlı unutmaya ilişkin önceki araştırmayı genişletiyor. Çalışmanın yazarı ve UT Austin’de psikoloji yardımcı doçenti,JarrodLewis-Peacock, “Travmatik hatıralar gibi uyumsuz tepkileri tetikleyen hatıraları atmak isteyebiliriz, böylece yeni deneyimlere daha uyumlu şekillerde yanıt verebiliriz” dedi. Onlarca yıl süren araştırma, bir şeyi gönüllü olarak unutabilmemizin mümkün olduğunu, ancak beyinlerimizin bunu nasıl yaptığını hala sorguladığımızı göstermiştir. Anıların nasıl zayıfladığını ve bunu kontrol etmenin yollarını bulduğumuzda, insanların kendilerini istenmeyen anılardan kurtarmasına yardımcı olmak için tedaviler tasarlanabilir.

Anılar statik değildir. Bunlar beynin düzenli olarak güncellenen, değiştirilen ve deneyimle yeniden düzenlenmiş dinamik yapılarıdır. Beyin bilgiyi sürekli hatırlıyor ve unutuyor – ve bunun çoğu uyku sırasında otomatik olarak oluyor. Kasıtlı unutmaya gelince, önceki çalışmalar, prefrontalkorteks, uzun süreli hafıza yapıları ve hipokampusgibi, beynin kontrol yapılarındaki aktivitenin”önemli noktalarını” konumlandırmaya odaklanmıştı. Son çalışma, bunun yerine, beynin duyusal ve algısal bölgelerine, özellikle ventraltemporal kortekse ve oradaki karmaşık görsel uyaranların hafıza temsillerine karşılık gelen aktivite modellerine odaklanmaktadır. Peacock,’’Beyindeki dikkatin kaynağına değil onun görüşüne bakıyoruz’’dedi. Beyin aktivite örneklerini izlemek için sinir sistemi görüntülemeyi kullanan araştırmacılar, her bir görüntüyü unutmaları ya da hatırlamaları için talimat verdikleri bir grup sağlıklı yetişkin insana manzara ve yüz resimleri gösterdiler.

Onların bulguları, insanların unuttuğu şeyleri kontrol etme kabiliyetine sahip olduğunu doğrulamakla birlikte,aynı zamanda kasıtlı unutmanın bu duyusal ve algısal alanlarda’’orta düzeyde beyin aktivitesi gerektirdiğini’’-hatırlamak için gerekenden daha fazla aktivite gerektirdiğini doğruladı. Çalışmanın yazarı TracyWang; ‘’Unutma mekanizması için orta düzeyde bir beyin aktivitesi kritiktir.Bu aktivite çok güçlü olursa hafızayı güçlendirir;çok güçsüz olursa da onu değiştiremezsiniz’’ dedi.

Araştirmacılar ayrıca,katılımcıların çok daha duygusal bilgi taşıyabilen yüzlerden daha çok, manzaraları unutmalarının daha muhtemel olduğunu bulduklarını söylediler. Belirli tipteki anılara ne kadar dikkat edildiğini izlemek için neurofeedback (duyusal veya sinirsel geri bildirim) kullanarak yeni bir çalışmaya başlayan Lewis-Peacock;‘’Beynimizdeki bu mekanizmaların farklı türdeki bilgilere nasıl tepki verdiğini öğreniyoruz.Unutma yeteneğimizi nasıl kullanabileceğimizi anlamadan önce bu çalışmanın daha fazla araştırılması ve artırılması gerekiyor’’dedi.’’Bu sağlığımız ve mutluluğumuz üzerinde ciddi bir etkiye sahipolan,gerçektengüçlü,yapışkan duygusal hatıraları nasıl işlediğimiz ve onlardan nasıl kurtulabileceğimiz konusunda bir yol gösterecektir.

Editör / Yazar: Esra KAŞ

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190311152729.htm

Continue Reading

Bilim

Enerji depolayabilen yumurta kabukları

Published

on

Protein deposu, sağlıklı yağ kaynağı ve kahvaltıların vazgeçilmezi olan yumurta, gıda, ilaç ve imalat endüstrisinde dünya çapında yüksek miktarda kullanılmaktadır. Aile büyüklerimizin dediği gibi, ”Kabuğu ile ye evladım, bütün vitamini kabuğunda” öğüdü yumurta adına da gerçek oldu; yumurta kabuğu, kalsiyum karbonat bileşiğinden (CaCO3) ve protein bakımından zengin bir zarı bünyesinde barındırıyor. Ve bu durum, enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT) tarafından kurulan Helmholtz Enstitüsü, alanında uzman profesörler tarafından araştırmayı gerçekleştirdi. Bilim insanları, kalsiyum karbonat bileşeninin yüksek oranı sayesinde lityum depolayabilen yumurta kabuğunun ümit verici elektrokimyasal özelliklerini keşfetti.

Daha önceden biyoseramik, kozmetik ve boya endüstrisi dâhil olmak üzere birçok alanda yararlanılan yumurta kabukları, elektrot olarak kullanılabildi. Bilim insanlarının çalışmadaki yeni hedefi; daha detaylı bir araştırmayla yumurta kabuğunun elektrokimyasal ve fiziksel davranışını anlamak ve performansını da aynı ölçüde arttırmak. Bu sayede yumurta kabukları, gelecekte enerji depolamada yaygın bir kullanıma sahip olabilir.

Helmholtz Enstitüsü’nden Profesör Maximilian Fichtner, ”Yumurta kabuklarından bu şekilde yararlanmayı hiçbirimiz beklemiyorduk. Dünya nüfusunun artması gelecekte enerji alanında bazı problemlere neden olabilir; ancak yeni bulduğumuz bu enerji deposu çözüm olabilir. Elektrot üretmedeki performansı inanılmaz, gerçekten de enerji üretiyor…” demecini verdi.

Editör / Yazar: Kuzey KILIÇ

Kaynak: https://phys.org/news/2019-03-energy-eggshells.html

Continue Reading

Öne Çıkanlar