fbpx
Connect with us

Bilim

Beyin Yeterince Uyuyamadığında Kelimenin Tam Anlamıyla Kendini Yemeye Başlıyor

Published

on

Uykuya olan ihtiyacımız her 12 saatte bir enerji seviyemizi yenilemekten çok daha öteye gider. Beyinlerimiz gün boyunca nöral aktiviteden artakalan, toksik yan ürünleri temizlemek için uyuduğumuzda şartları değiştirir. Garip bir şekilde, aynı işlem, kronik olarak uykudan mahrum bırakılmış beyinlerde de oluşmaya başlıyor. Araştırmacılar sürekli az uykunun beynin önemli miktarda nöron ve sinaptik bağlantıları temizlemesine sebep olduğunu ve uykuyu düzeltmenin hasarı tersine çeviremeyebileceğini keşfetti. İtalya’daki Marche Politeknik Üniversitesi’ nden Sinirbilimci Michele Bellesi’nin liderliğindeki bir ekip, memeli beyninin zayıf uyku alışkanlıklarına verdiği yanıtı inceledi ve iyi uyumuş ve uykusuz farelerle arasında tuhaf bir benzerlik buldu. Vücudunuzdaki başka yerlerdeki hücreler gibi, beyninizdeki nöronlar da iki farklı sinir sisteminin tutkalı olarak adlandırılan hücreler olan glial hücre tipi tarafından sürekli olarak yenilenir.

Mikroglial hücreler, eski ve yıpranmış hücrelerin, fagositoz da denilen – Yunanca’da “yutmak” anlamına gelen bir işlemle temizlenmesinden sorumludur. Astrositlerin işi, kablolarını yenilemek ve yeniden şekillendirmek için beyindeki gereksiz sinapsları (bağlantıları) temizlemektir. Bu sürecin, günün nörolojik aşınmasını ve yıpranmasını gidermek için uyuduğumuzda meydana geldiğini biliyoruz, ama şimdi aynı şey uyumamaya başladığımızda da meydana geliyor.Fakat iyi bir şey olmak yerine, beyin kendine zarar vermeye başlıyor.

Bunu siz uyurken çöpün dışarı atan, birkaç uykusuz geceden sonra evinize giren ve farketmeden televizyonunuzu, buzdolabınızı ve köpeğinizi dışarı fırlatan biri gibi düşünün. Bellesi, New Scientist’ten Andy Coghlan’a, “İlk defa sinaps bölümlerinin astrositler tarafından uykusuzluk nedeniyle tam anlamıyla yenildiğini gösterdik” dedi. Bunu anlamak için, araştırmacılar dört fare grubunun beyinlerini görüntülemişlerdir:

  • bir grup 6-8 saat uyumaya bırakıldı (iyi dinlenmiş)
  • bir başkası periyodik olarak uykudan uyandı (kendiliğinden uyanık)
  • üçüncü bir grup 8 saat daha uyanık kaldı (uykudan mahrum edildi)
  • ve son bir grup beş gün boyunca uyanık tutuldu (kronik olarak uykudan mahrum edildi)

Araştırmacılar dört gruptaki astrositlerin aktivitelerini karşılaştırdıklarında iyi dinlenmiş fare beynindeki astrositlerin, sinapsların yüzde 5.7’sinde ve kendiliğinden uyanık fare beyinlerinin 7.3’ünde aktif olduğunu gösterdiler. Uykusuz ve kronik uykusuz farelerde, farklı bir şey fark ettiler: astrositler, mikrogliyal hücreler gibi sinapsların bazı kısımlarını yeme -astrositik fagositoz- aktivitelerini arttırdılar. Uykusuz fare beyninde astrositlerin, sinapsların yüzde 8.4’ünde aktif olduğu ve kronik olarak uykudan yoksun farelerde sinapslarının yüzde 13.5’inde aktif faaliyet gösterdiği bulundu.

Bellesi’nin New Scientist’e iki uykudan mahrum farede yenilen sinapsların çoğu, en eskileri ve en çok kullanılanları – “eski mobilya parçaları gibi” – muhtemelen iyi bir şey olduğunu söyledi. Ekip dört gruptaki mikrogliyal hücrelerin aktivitesini kontrol ettiğinde, aktivitenin kronik olarak uykudan mahrum bırakılmış grupta da arttığını buldular. Bu gerçekten endişe verici, çünkü dizginlenmemiş mikroglial aktivite, Alzheimer ve diğer nörodejenerasyon türleri gibi beyin hastalıklarıyla bağlantılı.

Araştırmacılar “Büyük sinapslardaki esasen presinaptik elementlerden oluşan astrositik fagositozun, kendiliğimizden uyandıktan sonra değil fakat hem akut hem de kronik uyku kaybından sonra ortaya çıktığını, çok kullanılan sinapsların aşınan kısımlarının temizlik ve geri dönüşümünü teşvik edebileceğini öngörüyoruz.” diyor. “Buna karşılık yalnızca kronik uyku kaybı, mikroglia hücrelerini aktive ediyor ve fagositik aktivitelerini arttırıyor. Uzun süreli uyku bozulması, mikroglialara öncülük edebilir ve belki de beyni diğer saldırı biçimlerine yatkınlaştırabilir.” “Bu işlem insan beyninde tekrarlanırsa ve uyurken yakalanabilirse hasarı tersine çevirir mi? “gibi birçok soru var. Ancak Alzheimer’dan olan ölümlerin 1999’dan bu yana yüzde 50 oranında artmış olması, birçoğumuzun iyi bir gece uykusu alma mücadelesiyle birlikte, bunun temelden ve hızla başlamamız gereken bir şey olduğu anlamına geliyor.

Editör / Yazar: Zahide Solak

Kaynak: https://www.sciencealert.com/the-brain-starts-eating-itself-when-it-doesn-t-get-enough-sleep

Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bilim

Rüya gören beyin hafızayı koruyor

Published

on

Bilim insanlarının yaptığı bir araştırma, rüya gören beynin hafızayı koruduğunu ortaya koydu. Science bilim dergisinde yayımlanan makaleye göre uykunun rüya görülen kısmı olan, gözlerin hızlıca oynatıldığı REM aşamasında ritm bozulursa hafıza kayıpları yaşanabiliyor. Fareler üstünde yapılan deneylerde beyin fonksiyonları REM sırasında durdurulan fareler, hemen ardından yapılan hafıza testlerinde başarısız oldular. REM uykusu sırasında insanlar rüya görüyor ancak rüyaların, yeni anıların yerleşmesi konusunda önemli olup olmadığı bugüne kadar yanıtlanmamıştı.

Son araştırmalar REM dışı derin uykuya odaklanmıştı. Derin uyku sırasında beyin hücreleri hafızayı güçlendiriyor ve o günkü tecrübeleri yeniden yaşatan çeşitli kalıpları ateşliyor. REM uykusu sırasında gözlerimiz hareket ediyor ve kaslarımız gevşiyor ama beynin tam olarak ne yaptığı gizemini koruyor. Bu uyku türü tüm hayvanlar dünyasında, memelilerde, kuşlarda hatta sürüngenlerde bile görülebiliyor. Özellikle de hayvanlarda REM aşamaları çok kısa süreli olduğu için ve diğer komplikasyonlar nedeniyle bu uykunun etkilerini ölçmek zor. REM uykusuna dalmış insanları ve hayvanları uyandırmak strese ve hafıza testlerini de bozan sorunlara neden oluyor.

REM uykusu hafızayı güçlendiriyor

Kanada’da McGill Üniversitesi’nde çalışan Dr. Sylvain Williams doğrudan uyuyan beyne müdahale etmeye karar verdiklerini söylüyor. BBC’ye konuşan Williams “Farelerde REM uykusunu bozmak için bir yöntem kullandık” dedi. “Optogenetics” adında bir sistemi kullanan Williams ve ekibi, farelerde belli sayıda bir hücreye, beyinlerine yerleştirilen minik bir optik fiber sayesinde ışık tutmuşlar. Araştırmacılar ışığı yaktıklarında “teta titreşimleri” adı verilen belirli bir beyin ritmi büyük ölçüde azalmış. Eğer bu müdahale farenin REM uykusuna denk gelmişse bunun sonuçları olmuş.

Dr. Williams “REM uykusundaki faaliyeti durdurmak, özellikle hafızanın oluşması ve güçlenmesini engelliyor” diyor. Örneğin yeni bir nesneyle bir gün önce gördüğü nesne aynı anda fareye gösterildiğinde, fare tanımadığı nesneye odaklanacağına her ikisini de inceliyor. REM uykusunun yeni anıları yerleştirmesi için kritik olduğu görülüyor. Williams, bunun yanıtladığından daha çok soru yarattığını söylüyor. Eğer derin uyku hafızayı güçlendiriyorsa REM uykusunun asıl görevi ne?

Williams, “Şu anda iki aşama arasındaki farkı bilmiyoruz. Ama REM uykusunun ana bir rolü olduğunu öğrenmek şaşırtıcı bir haber” diyor. Araştırma bunama ve diğer hafıza sorunları yaşayan hastalarda incelenmeye değer olabilir. Williams, “Özellikle Alzheimer hastalarında bu normal faaliyetin nasıl etkilendiğini ve hafıza bozulmalarına nasıl katkısı olduğunu görmek ilginç olabilir” diyor.

Editör / Yazar: Ezgi SEMİRLİ

Kaynak: https://www.bbc.com/news/science-environment-36275143

Continue Reading

Bilim

Bilim insanları, ışık ve havayı geçiren, fakat sesin geçmesini engelleyen bir materyal geliştirdiler

Published

on

Boston Üniversitesinden araştırmacılar,matematiği 3D baskı ile birleştirdiler ve mantığa meydan okuyarak, ışık ve havanın içinden sorunsuzca geçtiği fakat sesin geçemediği yeni bir malzeme geliştirdiler. Araştırmacı Xin Zhang bir basın açıklamasında ‘Biz şu anda matematiksel olarak, herhangi bir şeyin sesini engelleyebilecek bir nesneyi tasarlayabiliyoruz. “dedi –Bu da geleceğin bugünden çok daha sessiz olabileceği anlamına geliyor. Physical Review B dergisinde yayınlanan bir makalede, araştırmacılar geliştirdikleri bu işi “akustik meta malzeme” olarak tanımlıyorlar.
Bir malzemenin,hava ya da ışığı engellemeden, gelen ses dalgalarını kaynaklarına tekrar yansıtırken ihtiyaç duyabileceği özellikleri ve boyutları hesaplayarak başladılar.. Daha sonra 3D malzemeyi bir donat şeklinde bastırarak, PVC borunun bir ucuna, diğer ucu da bir hoparlöre tutturdular.

Hoparlörden yüksek perdeli bir not aldıklarında, bu donat şeklindeki materyalin borudan gelen sesin yüzde 94’ünü engellediğini gördüler. Araştırmacı Jacob Nikolajczyk basın açıklamasında:’’Bu tür sonuçları aylardır bilgisayar modellememizde görmüştük – ama bilgisayarda modellenen ses basıncı seviyelerini görmek başka bir şey, etkisini kendinizin duyması bir şey.’’ dedi. Araştırmacılar, araştırmalarının gösterdiği donatşekliyle sınırlı olmadığını iddia ettikleri akustik meta materyalleri için birçok uygulama öngörüyorlar. Zhang ve arkadaşıRezaGhaffarivardavagh; materyalin yapısının çok hafif,açık ve güzel olduğunu söylediler ve ayrıca her parçanın, ses engelleyici, geçirgen bir duvarın ölçeklendirilmesi ve inşa edilmesi için kiremit veya tuğla olarak kullanılabileceğini belirttiler. Ayrıca dronların, HVAC sistemlerinin ve hatta MRI makinelerinin sesinin azaltılması için malzemenin kullanılma potansiyelini olduğunu da belirttiler – görünüşe göre gürültü yapan herhangi bir şey bu yeni malzemenin eklenmesiyle daha az gürültü yapabilir.

Editör / Yazar: Esra KAŞ

Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-create-new-material-that-can-block-sound-while-still-allowing-air-and-light

Continue Reading

Bilim

Uçan Parçacıklar Gezegenlerin Oluşum Sırrını Ortaya Çıkarabilir

Published

on

Bilim insanları, robotik alanında büyük buluşlara yol açabilecek, hatta gezegenlerin ve ayın nasıl şekillendiğine dair bilgi sağlayabilecek bir deney sırasında, ilk kez tanecikleri ses kullanarak havaya kaldırdırlar. Akustik kaldırma, yoğun ses dalgalarının basıncını kullanarak nesnelerin havada askıda kalmasını sağlayan bir tekniktir. Şimdiye kadar bu teknik, su damlacıklarını, 5.08 santimetrelik polistiren topları ve yaşayan böcekleri kaldırmak için kullanılmaktaydı. Son teknoloji tanıtımında, Chicago Üniversitesi ve Bath Üniversitesi’nden bilim insanları, düz bir yüzeyde sınırlı kalmadıkları takdirde maddelerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği ve kümelendiğini incelemek üzere aynı anda birkaç plastik taneciği havada tuttular. Araştırmacılar, torba ve şampuan şişesi yapımında kullanılan bir plastik olan polietilenden yapılmış yaklaşık 1 mm çaplı bir taneciği havaya kaldırmak için, insan kulağındaki işitme aralığının üstünde bir frekansa sahip olan ‘’ultrasonik’’ sesleri kullandılar. Yüksek hızda kameralar kullanarak bir konfigürasyonda sadece 5 ya da daha az taneciğin kümeleştiğini gördüler.

Karışıma bir tanecik daha eklendiğinde işler daha da ilginçleşti, 6 tanecik kümeleşerek 3 farklı şekil oluşturdu: bir chevron, bir paralelkenar ve bir üçgen. Tanecik sayısını yediye arttırmak konfigürasyonları daha da karışık bir hale getirdi, parçacıklar, bir çiçeğe, bir kaplumbağaya, bir ağaca veya bir tekneye benzeyen dört şekilden biri halinde kümelendiler. Bath Üniversite’sinde fizikçi olan araştırmanın yardımcı yazarı Dr. Anton Souslov, şu sözleri dile getirdi, ’’Ultra seslerin frekansını değiştirerek taneciklerin etrafta hareket etmesini ve yeniden düzenlenmesini sağlayabileceğimizi bulduk. Farklı şekiler arasında geçiş yapmak için en az 6 tane taneciğe ihtiyaç var.’’ Araştırmacılar, ses dalgalarının frekansı değiştikçe taneciklerden bir tanesinin bir nevi ‘’menteşe’’ gibi davrandığını ve etrafta sallanarak diğer taneciklerle kümeyi yeniden şekillendirdiğini buldular. Souslov bu durumla ilgili, ‘’ Bu karmaşık yapılar oluşturmak için nesneleri manipüle etme olanağı yaratıyor.

Belki de gözlemlediğimiz bu menteşeler; giyilebilir teknoloji veya bilim insanları ve mühendislerin, sert malzemelerden daha esnek ve uyarlanabilir robotlar oluşturmak için yumuşak, manipüle edilebilir malzemeler kullandığı yumuşak robotik alanında yeni ürünler ve aletler geliştirmek için kullanılabilir.’’ Bununla birlikte, bu teknolojinin en heyecan verici uygulaması muhtemelen astrofizik dünyasında olacaktır. Gezegenler, ay ve asteroitler gibi gök cisimleri, büyük miktarda gaz ve toz disklerinden oluşur.Bu’’ata gezegenler’’ dönmeye devam ettikçe, maddeler birbirine yapışarak topak oluşturmaya başlarlar ve bu topaklar yavaş yavaş büyüyerek etrafını saran materyale daha güçlü bir yerçekimsel kuvvet uygularlar. Bu yeni deney, astrofizikçilerin kozmik tozların nasıl yuvarlanıp topanlanarak gezegenleri ve ayı oluşturduğunu anlamak için laboratuvarda toz parçacıklarını kaldırarak, bu süreci gerçek zamanlı olarak daha küçük bir ölçekte incelemelerini sağlayabilir.

Editör / Yazar: Zeynep BİROL

Kaynak: https://www.sciencefocus.com/news/levitating-particles-could-reveal-how-planets-form/

Continue Reading

Öne Çıkanlar