Yale ’li bilim insanları 18 Nisan tarihinde Nature ’da yayımlanan bir calışmalarında, olumunden 4 saat kadar sonra bir domuzun beyninde dolaşım ve hucresel aktiviteleri yeniden başlatabilmeyi başardıklarını acıkladılar. Bu calışma sayesinde ortaya cıkan bulgular, olumden geri donuş suresi ile ilgili bildiğimiz varsayımlara meydan okuyacak gibi gorunuyor.
Et paketleme tesisinden alınan bir olu domuz beyni, ozel olarak tasarlanmış bir kimyasal cozelti icinde korunarak izole edildi. Oldukten ve dolayısıyla kan ve oksijen akışının durmasından kısa sure (en fazla birkac dakika sonra) durduğu duşunulen bir cok temel fonksiyonun gercekleşmeye devam ettiği gozlemlenerek rapor edildi.
“Buyuk bir memeliye ait sağlam bir beyin, dolaşımın durmasından birkac saat sonra bile, bazı molekuler ve hucresel faaliyetlerin tekrar duzenlenmesi icin onceden bilmediğimiz bir kapasiteye sahip” diyor; Noroloji, Karşılaştırmalı Tıp, Genetik ve Psikiyatri Profesoru olan kıdemli yazar Nenad Sestan.
Bununla birlikte araştırmayı yuruten bilim insanları, en cok; tedavi edilen beynin normal beyin fonksiyonlarıyla ilişkili olan evrensel elektrik sinyallerinden yoksun olması konusunda sorun yaşamaktalar. Bu durumu norobilim konusunda uzman olarak araştırmacılardan Zvonimir; “Hicbir zaman algı, farkındalık ya da bilincle ilgili bir elektriksel faliyet gozlemlemedik” dedi. “Klinik olarak tanımlamak gerekirse bu yaşayan bir beyin değil, ancak hucresel olarak aktif bir beyin”.
Canlı Ancak Aktif Olmayan Bir Beyin Beynin hipokampal CA3 bolgesindeki noronlar (NeuN; yeşil), astrositler (GFAP; kırmızı) ve hucre cekirdeği (DAPI, mavi) icin immunofloresan lekeleri. Olumden sonra 10 saat sonra (solda) normal ve (sağda) BrainEx teknolojisi ile perfuzyona maruz bırakılmış dokular. Beyin icindeki hucresel olum, genellikle hızlı ve geri donuşu olmayan bir surec olarak kabul edilmektedir. Oksijen ve kan desteğini cektiğinizde bir beyindeki elektriksel aktiviteler ve farkındalık işaretleri saniyeler icinde kaybolurken, enerji depoları ise birkac dakika icinde tukenirler. Şu an ki bildiklerimize gore olum ve yaralanma durumlarında molekuller geri donuşu olmayacak şekilde bir bozulma surecine girmekteler.
Bununla birlikte, araştırmaları beyin gelişimi ve evrimi uzerine yoğunlaşan Sestan ’ın laboratuvarındaki araştırmacılar; calıştıkları kucuk doku orneklerinin olumden birkac saat sonra alındığında bile hucresel canlılık belirtileri gosterdiğini gozlemledi. Bu olu beyindeki canlılık gostergelerinin ne kadar yaygın olabileceğini merak ettikleri icin, domuz beyinlerini gıda uretimi yapan bir firmadan temin ettiler. Domuzun olumunden dort saat sonra, “BrainEx” olarak adlandırdıkları bir sistemi kullanarak, beyin dokusunu korumak icin geliştirdikleri benzersiz formule edilmiş cozumu beynin damar sisteminde dolaştırmaya başladılar.
Deneyler sonucunda noral hucre butunluğunun korunduğunu ve bazı noronal, glial ve vaskuler hucre fonksiyonelliğinin geri kazanıldığını tespit ettiler.
Şu an icin mevcut yontemlerle; sağlam ve buyuk bir memeli beyninin yapısını ve fonksiyonları incelemek, ayrıca bir takım beyin kaynaklı rahatsızlıklarının kokenlerinin ve noronal bağlantıların titizlikle araştırılması gibi calışmalar, belirli tekniklerin uygulanamaması yuzunden engellenmiş durumdayken, bu yeni yontemle birlikte sinir bozucu problemler icin bir cozum yaratmış da olabiliriz.
Calışmanın ortak yazarlarından doktora oğrencisi ve tıp doktoru olan Stefano G. Daniele; “Daha oncelerde buyuk memelilere ait beyin hucrelerini; ancak kucuk dokular halinde, doğal ortamları dışında, durağan ve buyuk olcude iki boyutlu koşullar altında inceleyebiliyorduk” dedi. “İlk defa buyuk beyinlere ait ornekleri uc boyutlu olarak araştırabiliyoruz. Bu da bize karmaşık hucresel etkileşimleri ve bağlanabilirliği inceleme yeteneğimizi artırıyor.”
Araştırmanın yazarlarına gore calışma şu an icin herhangi bir klinik uygulama adına hızlı ve doğrudan bir cozum onermiyor. Ancak yeni bir araştırma platformu yaratması nedeniyle, doktorlara; inme hastalarında beyin fonksiyonlarını kurtarmak icin yardımcı yollar bulmalarına veya yaralanmalar sonrası beyin hasarlarının hucresel olarak iyileştirilmesini hedef alan yeni tedavileri test etmeleri konusunda yardımcı olabilecek.
Bu araştırma ekseriyetle National Institutes of Health ’s (NIH) BRAIN girişimi tarafından finanse edildi.
Araştırmanın bir diğer ortak finansoru olan National Institutes of Health ’s (NIH) Ulusal Zihinsel Sağlık Enstitusu ’nden Fonksiyonel Norojenom direktoru Andrea Beckel-Mitchener, “Bu araştırma hattı, beyin bozukluklarının anlaşılmasını ve tedavilerini geliştirmek icin umut veriyor ve boylece olu insan beynini incelemenin tamamen yeni bir yolunu ortaya koymuş durumuda” dedi.
Yine de araştırmacılar, bu yaklaşımın yakın zamanda olmuş olan bir insan beynine uygulanıp uygulanamayacağı konusunun henuz net olmadığını belirttiler. Bunu; deney sırasında kullanılan kimyasal cozelti nedeniyle; immun sisteme ait ve diğer kan hucreleri gibi bir insanın beyninde normal koşullarında bulunan komponentlerin yoksunluğunun doğal yaşam koşullarından farklı olmasına bağladılar.
Etik Tartışmalar
Araştırmacılar, insan dokusu iceren ileriye donuk bir calışmanın veya yakın zamanda olmuş hayvan dokularında muhtemel elektriksel aktivite canlanmaları konusunda yapılacak calışmaların, katı etik bir gozetim altında yurutulmesi gerektiğini vurguladılar.
Yale Universitesi Biyoetik Disiplinlerarası Merkezi direktoru Stephen Latham, “Bilincin restorasyonu hicbir zaman bu calışmanın bir amacı olmadı” dedi. “Araştırmacılar, eğer ortaya cıkacak olsaydı, anestetik ve duşuk sıcaklık yontemlerini kullanarak, organize bir elektriksel aktiviteyi durdurmak icin mudahale etmeye hazırlardı. Ve herkes, yeniden canlanan bir elektriksel aktiviteyi iceren deneylerin, acık etik standartlar ve kurumsal gozetim mekanizmaları olmadan devam edemeyeceği konusunda hemfikirdi.”
National Institutes of Health ’s (NIH) Biyoetik Bolumu ’nden direktor Christine Grady ’nin aktardığına gore; Beyin yaralanmaları ve hastalıkların gizemlerini araştırma konusunda, BRAIN girişimi tarafından geliştirilen aygıtların kullanımı icin bir etik zorunluluk bulunmakta.
Direktor Grady, pozisyonu ve yaptıkları işle ilgili konuşmasını şu şekilde sonlandırdı:
“Beyin biliminde yeni sınırlar actıklarında karşılaşabilecekleri olası etik meseleleri duşunmek ve bu konuda proaktif bir yonlendirici olmak icin, araştırmacılarla birlikte calışmak bizim gorevimiz.”