El Nakillerine Sinir Sisteminin Uyum Yeteneği Nasıldır?

sağlık
sağlık

Julio Luna 28 yaşında bir denizciydi ve sağ elini bir el bombası patlamasında kaybetmişti. ABD’deki bir kadavradan alınan böbreğin başarılı bir şekilde nakledilmesinden ilham alan cerrah Gilbert Elizalde, Luna’ya bir donör bulmayı amaçladı. Gilbert Elizalde ve ekibi mide ülserinden ölen bir işçinin ön koluyla kemiklerini, tendonlarını, kan damarlarını, kaslarını ve derisini ustaca birleştirmeden önce dokuz saat boyunca Luna’nın yaralı kolunu hazırladı.

Ekip, son zamanlarda geliştirilen mikrocerrahi tekniklerini kullanarak, Luna’nın yaralı ön kolundaki duyusal ve motor sinirleri takip ederken yeni eli yeniden canlandırmak için hassas, boru benzeri fasikülleri, sinir çevreleyen kılıfları birbirine dikti. Ameliyat kelepçelerini açarken bitik düşen ekip endişeyle izledi ve 1964’te Luna’nın soluk yeni eli hayata geçirildi ve el, böbrek ve korneadan sonra nakledilen ilk insan uzuvlarından biri oldu.

Tıp camiası Gilbert Elizalde’nin bu riskli ameliyatını hem övdü hem de kınadı. Eleştirmenler prosedürü etik dışı, tehlikeli ve gereksiz olarak nitelendirdi çünkü Luna için hayati değildi .El naklindeki bu bakışın değişime uğraması yaklaşık 30 yıl aldı. Bu sürede cerrahi teknikler gelişti ve daha etkili immünosupresanların geliştirilmesi, bazı organların (böbrekler, karaciğerler, kalpler ) naklinin neredeyse rutin hale gelmesine zemin hazırladı. Yine de el nakli hala deneysel ve tartışmalar sürüyor.

İç organlar kendilerini zorlayabilen ve belirli kanser, enfeksiyon ve diğer hastalıkların risklerini artırabilen ömür boyu bağışıklık baskılayıcı ilaçlarla karşı karşıyadırlar. Naklini aldıktan on iki yıl sonra David Savage, bağışıklık baskılanmasıyla ilişkili olabilecek bir kanser nedeniyle hayatını kaybetti. Peki, neden sadece protez kullanmıyoruz? Nakil alıcısı Erik Hondusky’ye bu soru sorulduğunda cevabı basitti: “Bu iki elli bir dünya.” Hondusky’nin edindiği cevaplar bütün hissetme arzusuna sahip nakil alıcılarındandı.

Protezin de kendi zorlukları vardır. Protezler hassas değildir ve bu yüzden bazı küçük değişiklikleri hissedemezsiniz. Christina Kaufman, el nakli için cerrahi sonuçların  ve bunların reddedilmesini önlenmenin etkileyici olduğunu ve alıcıların yaklaşık yüzde 80’inin elini en az beş yıl kullandığını belirtiyor.

Peki uzuv kesimi  ve beyin arasında nasıl bir ilişki var ?

Beynimiz, el hareketlerini planlamaya ve kontrol etmeye büyük miktarda enerji ayırır. 20 yıldan fazla bir süredir bu bölge araştırılıyor. El hareketlerinin nöral mekanizmalarını, nöral aktivitedeki yerel değişikliklerle bağlantılı olan kan akışındaki ve oksijenasyon seviyelerindeki yerel dalgalanmaları izleyerek değerlendirilmesi fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ile araştırılıyor. FMRI‘ın çalışma sistemi şöyle bir örnekle açıklanabilir; Parmaklarınızı sağ tarafınızda hareket ettirirken, sol motor korteksinizin el bölgesinde a özel bir nöron popülasyonu, aksiyon potansiyeli adı verilen alçalan uyarılar üretir. Bu sinyaller, sağ ön kolunuzun ve elinizin uygun kaslarının kasılmasına neden olan periferik motor sinirleri tetiklemeden önce beynin subkortikal yapılarından geçer ve omuriliğe iner.

Cildinizdeki, tendonlarınızdaki ve eklemlerinizdeki özel reseptörler parmak hareketlerinizle uyarılır ve periferik duyu sinirleri aracılığıyla omuriliğe geri bildirim sinyalleri gönderir. Orada, yükselen dürtüler, subkortikal yapılar yoluyla, gelen duyusal sinyalleri işleyen sol somatosensör korteksinizin el bölgesindeki belirli bir nöron havuzuna iletilir.

Tüm bu aktiviteler enerji tüketir. İkinci küçük kılcal damarlar, beyninizin daha aktif alanlarını  oksijen bakımından zengin kanla (hemoglobin) genişletir ve doyurur. Nöral aktiviteye eşlik eden lokal kan oksijen konsantrasyonlarındaki değişiklikler fMRI‘nin manyetik alanını etkiler. Oksijen taşımayan hemoglobin, paramanyetik durum denen bir manyetik alana güçlü bir şekilde çekilirken oksijenli hemoglobin zayıf bir şekilde itilir. Bu etkiler, kan-oksijen seviyesine bağlı bir sinyal olarak yakalanabilir.

FMRI, eli olmayan insanlarda da bu sinyalleri yakalayabilir

Hayalet uzuv gibi yanıltıcı hisler beyinde yaratılır. Eli olmayan bir kişiden o eli hareket ettirmesi istenilirse beyinde aynı aktiviteler de görülür yani beyin hala eski elin bilgilerini kopya halinde korur. Hayvanlarda on yıllardır yapılan temel sinirbilim araştırmaları, bir uzvun periferik sinirleri hasar görmesi sonucunda, serebral korteks organizasyonunun derinden değiştiğini göstermektedir. Ampüteler kalan elleriyle bir görevi yerine getirdiklerinde, eksik olan ele ayrılmış duyusal ve motor kortikal alanlarda ekstra aktivite sergilerler.

Bu katılımı, sağlıklı ele ayrılmış alanlardaki tipik aktiviteye ek olarak gerçekleşir. Benzer şekilde, bazı beyin görüntüleme çalışmaları, dudak hareketlerinin de ampute kişilerin eski el bölgelerinde aktiviteyi artırabileceğini göstermiştir. Olgun insan beyni, nakledilen elin kontrolünü devralmak için  kesilmiş ele ayrılmış alanlarda, ampütasyondan yıllar sonra hatta on yıllar sonra yeterli esnekliği koruyor mu? Sinirbilim dilerim dikkatini çeken de bu sorudur. Bu sorunun cevabı, vücutta, omurilikte ve hatta beynin kendisinde meydana gelen yaralanmalardan sonra fonksiyonun iyileşme potansiyelini anlamaya olan geniş bakış açıları ile bulunabilir.

Sinirlerin ve beynin iyileşmesi

Beyin veya omuriliğin aksine, periferik sinirler yaralandıklarında yeniden büyüyebilirler. Yetenekli bir cerrah, çeşitli sinirleri çevreleyen fasikülleri dikkatlice ayırarak ve ardından bunları donör eldeki eşleşen fasiküllere hassas bir şekilde dikerek yenilenmeye  hastayı hazırlayacaktır. Periferik sinirlerin yeniden büyüdüğü ve duyusal ağa yeniden katıldığı bu  sürece yeniden canlandırma denir.

Periferik sinir aksonlarının yeni donorde sınırlarını belirlemek yetenekli bir cerrah için bile kısıtlıdır yani yeniden canlandırma hataları elin işlevinin korunmasında zorluk yaratır.35 yıl önce bir mağaza kazasında elini kaybeden David ‘in  ön kolundaki yenilenen duyu sinirlerinde bazı aksonlar sapmış ve yeni avucunun üzerindeki deri parçalarını incitmiş, minik duyusal reseptörlerin çoğu hasar görmüştü. Buna rağmen David  hafif dokunuşları hissedebildi çünkü beyni bu hataları telafi edebildi.

Eski eldeki bas parmak sinirlerinden biri yeni nakledilen ekledi sinirlerin verisini taşıyabilirdi ve nasılsa beyni bu verileri doğru yorumlamıştı. Beynin bu bulmacayı tam olarak nasıl çözdüğü belirsizliğini koruyor. İşe yarayan hipotez ise görsel ve dokusal geri bildirimin tekrar tekrar eşleştirilmesi yoluyla beynin yeniden canlandırma hatasını düzeltmeyi öğrendiğidir.

Bir fMRI taraması sırasında, nakledilen avuca dokunulduğunda David’in duyusal korteksindeki ilgili alanda tepkiler verildi. Diğer ampütelerde olduğu gibi, David’in sağlam sol elinin avucuna dokunmak da aynı alanda, sağ duyu korteksinde tepkilere yol açtı. Nakledilen elinin tüm noktalarında dokunuşun yerini tespit etti. Parmak uçlarını uyarılması sırasında ise  korteksinin el alanındaki her bir basamağının farklı haritaları ortaya çıkartıldı. Ameliyattan 8 yıl sonra bile sağ elini uyarmak, eski el bölgesindeki aktiviteyi de arttırdı. O halde el işlevi nasıl bu kadar iyi olabilirdi? Cevabın bir kısmı, doğrudan algılama ve motor fonksiyonlarla ilgili olmayan, el bölgelerinin üst kısmında bulunan diğer beyin bölgelerin desteği olabilir.

Ampute yaşamış hasta üzerinde görsel kavrayışı incelemek için fMRI teknikleri kullanılan bir çalışma yürütüldü

Uzmanlar özellikle duyusal el alanının hemen arkasında bulunan ve elin nesnelerin şekillerinin, yönelimlerinin ve boyutlarının algılanmasıyla ilgilenen bölgeyi (alPC) incelediler. Hasta nakilden 26 ay sonra da  41 ay sonra da, motor ve duyusal el bölgelerinde kalıcı yeniden yapılanmanın kanıtlarını gösterdi. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bazı temel el işlevlerinde de engeller yaşadı.

Hasta nakilden sonraki 26 ayda nesneleri kavradığında, aIPC’si ve premotor korteksi, sağlam uzuvları olan insanlara göre kavramayla ilgili zayıf seviyelerde aktivite gösterdi. 41 ayda , aIPC ve premotor korteks içinde  kavrama ile ilgili aktiviteler artmıştı. Nakledilen el ile gelişmiş kavrama yeteneğinin, yenilenmiş motor ve duyusal alanlarının  performansını düzenleyen bölgelerle bağlantılı olabileceği düşünülüyor.

Periferik sinirlerin süper gücü yaralandıklarında yenilenme yetenekleriyse, beynin süper gücü de değişikliklere yanıt olarak kendini yeniden yapılandırma kapasitesidir. FMRI çalışmalarının temel amacı, beyindeki günlük deneyime bağlı değişiklikler ile kablosuz giyilebilir sensör teknolojisi kullanılarak  ellerin kullanımı arasındaki ilişkiyi kurmaktır. Bu cihazlar, katılımcılar hayatlarına devam ederken, yüksek çözünürlükle el ve protez faaliyetlerini ve bu süper güçleri gözlemlememize olanak tanır. Çalışmalar henüz emekleme döneminde olsa da, el nakli alıcılarıyla yapılan çalışmalar, insan beyninin, yıllarca süren yoksunluktan sonra bile uyarının eski haline döndürülmesine yanıt verebileceğini ve kaybolan kavrayış ve dokunuşu yeniden canlandırmanın gerçekten mümkün olabileceğini bize gösteriyor.

Ayşe Nur Esen

Bunlar da ilginizi çekebilir

Hasarlı sinir onarımını hızlandıran kablosuz implant geliştirildi

Bir kadına nakledilen erkek elleri zamanla daha kadınsı hale geldi