Beyin, Nöronlarını Hava Trafik Kontrolörlerinin Uçakları Yönetmesi Gibi Yönetir.

Beyin, Nöronlarını Hava Trafik Kontrolörlerinin Uçakları Yönetmesi Gibi Yönetir.

Beyin, nöronlarını hava trafiğinin yönetilmesi gibi yönetir. Hava trafik kontrolörleri binlerce uçuşu uçağın türüne ve taşınan kargoya göre izler. Geliş ve gidişleri uygun şekilde ayarlamak için uçakların sürekli olarak ayarlanması gerekir. Eğer hava kurallarına bağlı kalınmasaydı kaos kaçınılmaz olurdu.

Nöropsikoloji ve sinirbilim alanındaki çalışmalar gösteriyor ki beyin; zengin ve karmaşık bir biyolojik yapıya sahiptir. Beynimiz milyarlarca nöron arasından geçen sinyali kontrol etmek ve trafiği yöneterek sürekli onların hızlarını koordine etmek zorundadır.

2011 yılında Venedik Uluslararası Havaalanında resmedilen hava trafik kontrolörleri, büyük miktarda bilginin işlenmesinden ve yönetilmesinden sorumludur. (Shutterstock)

Peki Beyin bunu nasıl yapabiliyor?

Beyin hacmimizin çoğunluğu akson dediğimiz tellerle kaplı ve bu aksonların oluşturduğu karmaşık ağı ise beyaz madde olarak adlandırıyoruz. Beyaz madde, dünyadaki şehirleri birbirine bağlayan bir hava yolları labirenti gibidir.  Nöronların bilgiyi işledikleri çeşitli alanlar arasında iletişimi ve düzeni sağlar.

Bu alanlar beynin bazı bölümlerinde birbirine yakınken, bazı bölümlerinde birbirlerinden uzak olabilirler.

Daha hızlı, daha iyi!

Beyindeki trafiğin kontrol çok önemlidir. Bilginin beyinde hızlı hareket ediyor olması hafıza ve  bilişin diğer yönlerinin düzgün bir şekilde işlemesini sağlıyor demektir.

Bu kesintisiz trafiğin sürmesi için oligodendrositler adı verilen özel hücreler aksonu miyelin adı verilen bir maddeyle sararak kontrolör görevi görür. Miyelin soluk renk özelliğine sahip olan bir lipit ( yağ) yalıtkandır. Nöronların yavaşlamadan veya şiddetini kaybetmeden ilerlemesini sağlar. Miyelinin beyaz maddeden geçen bilgilere sağladığı avantajı ise sinyallerin ne çok erken ne de çok geç gelmeden zamanında ulaşmasına izin vermektir.

Beynin coğrafyasının, beynin esnekliği nedeniyle sürekli değiştiğini biliyoruz. Bunun birlikte, son yıllarda yapılan araştırmalar beyaz madde hakkında daha çok bilgi almamıza sebep oldu. Beyaz madde sadece gelişim sırasında değil aynı zamanda öğrenme sırasında da uyarlanabilir olarak değiştiğini göstermişti.

Sinirsel trafiğin kuralları

Beyindeki esnekliğin diğer bir görüldüğü yer ise gri maddenin sinapslarıdır. Beyaz maddenin sürekli uyum sağladığı ve duruma kendini yeniden düzenlediği ortaya çıkmıştır. Uyarlanabilir miyelinizasyon adı verilen bu esnek form aracılığıyla beyaz maddenin yapısı ve özellikleri en uygun hale getirilir.

Sonuç olarak, beynin boyutu, aktivitesi ve bağlantıları değiştiğinde bile nöronlar arasındaki iletişim korunur. Aslında, oligodendrositler, sinyallerin yayılmasını hızlandırmak veya yavaşlatmak ve sabit olarak nöronal trafiği sürdürmek için miyelin miktarını ayarlayabilir.

Ancak beyaz madde ve glial hücreler bu trafiği dengede tutmak ve bu inanılmaz koordinasyonu sağlamak için nasıl adapte olur?

Bu soruyu nöro görüntüleme ile yanıtlamak oldukça zordur. Beyninde ilerleyerek nöron kaybeden hastalık (neurodegenerative) için bu sorunun yanıtlanması birincil önem arz etmektedir. Mesela çoklu doku sertleşmesi (multiple sclerosis)  beyinde ve omurilikte, mesajları taşıyan sinir telleri etrafındaki koruyucu kılıfın (miyelin kılıfı) hastalığıdır. Merkezi sinir sistemi ile organların bilgi iletişimini sağlayan omuriliğin miyelin tabakası üzerindeki fiziksel tahribatın bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır.

Düzenli Nöronal Aktivite

Beyin, Nöronlarını Hava Trafik Kontrolörlerinin Uçakları Yönetmesi Gibi Yönetir.

Yakın zamanda yapılan bir çalışma beyaz maddede bu trafiğin nasıl kontrol edildiğini anlamamıza yardımcı olur. Nöronal aktivite diğer bir deyişle bu trafik rastgele değildir.  Nöronlar gruplar halinde aktive olma ve senkronize etme, beyin ritimleri adı verilen dalgalar veya salınımlar üretme eğilimindedir. Araştırmacılar, birbirleriyle iletişim kurabilmek için beynin farklı bölgelerinin bu ritimleri hizalayıp koordine edebilmesi gerektiğine inanıyor.

İnsan beyni görüntüleme verilerinden elde edilen yeni sonuçlar, beyaz maddenin bu ritimlerin hizalamasını en iyi hale getirmek için kendini yeniden düzenlediğini gösteriyor. Dalgaların beyaz maddede yayılma hızını kontrol etmesi için mevut miyelin miktarını ayarlamak yeterli oluyor.

Oligodendrositler, aksonların iletkenliğini, değişen nörol taleplere yanıt vermeyi ve beynin farklı bölümlerinde bulunan salınımlar dengelemeyi sağlarlar. Hücresel hava trafik kontrolörleri onlardan başkası olamaz!

Hasta beyin bile idare eder!

Bir başka şaşırtıcı sonuç ise beyaz maddenin esnekliği sebebiyle hastalığa veya yaralanmaya hemen uyum sağlayabilmesidir. Beyaz madde bağlantı kuramasa veya hasar alsa bile nöronlar arasındaki iletişimi korumak için kendini yeniden düzenleyebiliyor. Bunun en iyi örneklerinden biri : Kanser.

Hayvanlarda yapılan bazı deneylerde glial hücredeki yaranma olduğunda, bu hücrelerin adapte olmasını önlersek aynı zamanda iyileşmesini de sınırlamış oluyoruz. Bu sınırlar birçok bilişsel ve davranışsal soruna neden olmaktadır.

Beyaz maddenin esnekliği beynin dirençli olmasını sağlama da en büyük etkendir. Bu nedenle felç hastalarında yeni terapötik yaklaşımlar denenebilir. Bu yeni yaklaşımların sonucunda bilişsel süreçlerin işleyişi ve esnekliğinde glial hücrelerin ve beyaz madde esnekliğinin önemini anlaşılabilir.

SENA İNCİ

Bakteri Yiyen Virüsler, Diyabetik Ayak Ülserindeki Enfeksiyonları Temizliyor

Tamamen Yanlış Olan 5 Bilim “Gerçeği”