Yedi yıl önce Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar bir deneye başladılar. Buna göre, bir laboratuvarda kök hücrelerden insan beyninin minyatür, basitleştirilmiş versiyonlarını büyütmeye başladılar ve daha sonra bu dokuyu yeni doğan farelerin beyinlerine enjekte ettiler.
Nature dergisinde dün yayınlanan sonuçlar, beyin benzeri insan dokusunun fare dokusuyla bütünleştiğini ve ardından olgunlaşmaya devam ettiğini gösterdi. Bu beyin hücrelerinin de farelerin davranışlarını etkilediği görüldü.
'İnsan nöronları farelerin sinir sisteminin bir parçası haline geldi'
Araştırmacılar, insan dokusunu farelerin dokunma veya ağrı gibi duyusal bilgileri alan ve işleyen bölgesi olan somatosensoriyel kortekslerine enjekte etti. Yaklaşık iki haftalık eğitimden sonra araştırmacılar insan nöronlarını, mavi ışık lazerleri kullanarak her uyardıklarında, fareler su aramak için bir musluğu yalamaya başladılar. Araştırmacılar ayrıca farelerin bıyıklarını uyarmak için hava kullandılar ve ardından insan nöronlarının nasıl tepki verdiğini gözlemlediler.
Çalışmada, "Bıyıkları uyardıktan sonra insan nöronlarının çok hızlı tepki verdiğini gördük. Aslında, insan nöronlarının yüzde 70'inden fazlası bu uyarımdan sonraki bir saniye içinde bir tür faaliyete giriyor, bu da bize muhtemelen bağlantılı olduklarını gösteriyor" denildi.
Stanford Üniversitesi'nde nörobilimci olan Sergiu P. Pașca, "İnsan nöronları fare sinir sisteminin bir parçası haline geldi" diyerek, nöronların mikroskop altında "elektriksel aktivite ile kıvılcım saçtığını" da sözlerine ekledi.
Yüzde 70'inden fazlası hayatta kaldı
Nakillerden sonra, insan nöronlarının yaklaşık sekiz ay içinde orijinal boyutlarının altı katına kadar büyüdüğünü ve fare beyinlerinin tek bir yarısının kabaca üçte birini oluşturduğunu söyledi.
Fareler, araştırmacıların ortaya çıkabileceğinden endişe ettikleri nöbet veya epilepsi gibi sağlık sorunları belirtileri göstermedi. Nakillerden bir yıl sonra farelerin yüzde 70'inden fazlası hayatta kalmaya devam etti.
Daha öncekilerden farklı
Çalışma, insan hücrelerini hayvanlara nakletme girişiminin en son örneği olma niteliğini taşıyor. Bu bilimsel araştırma çizgisi onlarca yıl önce başladı ve geçmişteki bazı denemeler başarılı oldu: 2006 yılında gelişim biyoloğu Ali Brivanlou ve Rockefeller Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, fare dokusunda insan embriyosu yetiştirebileceklerini gösterdi. Ardından 2013 yılında bir grup Belçikalı araştırmacı, insan nöronlarını yeni doğan farelere naklederek işlevsel beyin devreleri oluşturdu.
2018'de Salk Biyolojik Çalışmalar Enstitüsü'ndeki araştırmacılar farelere insan beyni benzeri yapılar yerleştirerek Stanford çalışmasına benzer sonuçlar elde etti. Ancak Stanford araştırmacıları, insan nöronlarının kemirgenlerin gelişmekte olan beyin devreleriyle nasıl entegre olduğunu görmek için yeni doğmuş fareleri seçerken, Salk Biyolojik Çalışmalar Enstitüsü yetişkin fareleri kullanmıştı.
NBCNews'un haberine göre, Brivanlou, Stanford çalışmasının, araştırmacıların insan korteksini temsil eden karmaşık, 3 boyutlu yapılar yetiştirebilmesi nedeniyle yeni olduğunu söyledi. Brivanlou, bu tür bir doku yapısını büyütmek ve daha sonra nakletmenin "çok sık yapılmadığını; aslında, belki de bu makalenin tanımladığı hassasiyet düzeyinde hiç olmadığını" dile getirdi.
Brivanlou, yeni çalışmanın "beynin nasıl çalıştığına ve aynı zamanda işler iyi gitmediğinde neler olduğuna dair muazzam bir tıbbi ve temel anlayışın kapılarını açabileceğini" söyledi.
Timothy sendromundan yola çıkılarak yapıldı
Stanford araştırmacıları, nakil tekniğini, insanlarda yaşamı tehdit eden anormal kalp atışlarına neden olabilen ve aynı zamanda otizme yol açabilen nadir bir genetik bozukluk olan Timothy sendromunu araştırmak için kullandılar. Timothy sendromlu üç kişiden elde edilen dokuları yavru fare beyinlerine naklettiler.
Bu insan hücrelerinin, farelerin beyni içinde o kadar büyümediğini ve yapısal olarak diğer insan hücreleri kadar karmaşık olmadığını gördüler. Bu da araştırmacıların aklına, insanlardaki Timothy sendromundan sorumlu genetik mutasyonların, farelerin beyin gelişimine ket vurduğunu getirdi.
Ancak araştırmacılar bu mutasyonların farelerin davranışlarını nasıl değiştirdiğini henüz incelemediler.
Pașca, bilim insanlarının hangi genlerin psikiyatrik bozukluklarla bağlantılı olduğu konusunda çok fazla bilgiye sahip olmalarına rağmen, bu genlerin beynin içinde neleri değiştirdiği ya da nörolojik bozukluklara katkıda bulunan genetik olmayan faktörler hakkında çok az bilgiye sahip olduklarını söyledi.