Bilimde Çığır Açan Gelişme: Yarı İnsan, Yarı Fare Beyni Yapıldı
Bir laboratuvar faresinin beyninin büyük bölümünün insan hücrelerinden oluştuğunu düşünün!
Stanford Üniversitesi'nden bir ekip tam olarak bunu yaptı ve sonuçları Nature dergisinde yayımladı. Fareler genetik müdahaleyle beynin düşünme, hafıza ve duyulardan sorumlu dış katmanı neredeyse hiç gelişmeden doğuyor; boşalan yere ise insan deri hücrelerinden üretilmiş beyin dokusu yerleştiriliyor. Üç ay sonra bu farelerin korteksinin yüzde 90'ından fazlası insan hücrelerinden oluşuyor ve bu hücreler farenin kendi beyin devrelerine, hatta omuriliğine kadar bağlantı kuruyor.
Araştırmacıların ilk vurgusu ise şu: bunlar 'insan gibi düşünen fareler' değil. Peki bu ne anlama geliyor?
Farelerin Beynine İnsan Deri Hücrelerinden Üretilen Doku Yerleştirildi
ABD'deki sinirbilimciler, farelerin beyinlerinde işlevsel insan hücreleri bulunmasını sağlayacak şekilde fareleri başarılı bir şekilde adapte ettiler.
Çalışmanın ilk adımı fareleri değiştirmek oldu. Ekip, farelerin genetiğiyle oynayarak beynin dış katmanının — yani 'gri madde' diye bilinen serebral korteksin — ve hipokampüsün neredeyse hiç oluşmamasını sağladı.
Ortaya çıkan hayvanlarda normal kortikal dokunun yalnızca yüzde 2 kadarı bulunuyor; kafatasının içinde ise sıvı dolu geniş bir boşluk kalıyor. Korteks, üst düzey düşünme, hafıza ve duyuların işlendiği katman olduğu için bu müdahale beynin en kritik bölgesini boşaltıyor.
İkinci adım insan tarafı. Araştırmacılar insanlardan alınan deri hücrelerini laboratuvarda 'yeniden programlayarak' kök hücre hâline getirdi ve bu hücrelerden beyin benzeri doku parçaları büyüttü. Bunlara organoid deniyor. Organoidler kaptaki bütün bir beyin değil; birbirine bağlı, canlı hücrelerden oluşan topluluklar. Her bir organoid yaklaşık 100 bin hücre içeriyor.
Üçüncü adım ameliyat. Bu organoidler, doğumdan sadece iki gün sonra farelerin beynindeki sıvı dolu boşluğa yerleştiriliyor. Ekip yöntemin adını 'ksenokortikasyon' koydu. Yerleştirmenin ardından insan hücreleri bölünmeye başlıyor ve haftalar içinde boşluğu doldurarak kendi kendini düzenliyor. Tabii ortaya çıkan yapı kusursuz değil: normal korteks düzenli katmanlar hâlinde oluşurken, bu beyinlerin taramaları — çalışmada yer almayan St Andrews Üniversitesi'nden sinirbilimci Dr. Ilary Allodi'nin ifadesiyle — 'biraz dağınık' görünüyor.
Üç Ay Sonra Korteksin Yüzde 90'ından Fazlası İnsan Dokusuydu: Hücreler Omuriliğe Kadar Bağlantı Kurdu
Nakilden birkaç ay sonra insan hücreleri hem görünüş hem işleyiş olarak farenin beyninin dış katmanına benzemeye başlıyor. Üçüncü ayın sonunda kortikal dokunun yüzde 90'ından fazlası insan hücrelerinden oluşuyor.
Taramalarda görülen en çarpıcı ayrıntı ise bağlantılar: insan hücreleri farenin mevcut beyin devrelerine katılıyor ve uzantıları omuriliğe kadar uzanıyor. Yani doku yalnızca hayatta kalmıyor, sisteme dahil oluyor.
Daha da ilginci, farelerde hiç bulunmayan hücre tiplerinin kendiliğinden ortaya çıkması. Bunların arasında von Economo nöronları da var; büyük beyinli memelilerde görülen, kemirgenlerde ise hiç bulunmayan ve insan korteksinde yaklaşık 90 bin nörondan yalnızca birine denk gelen dev hücreler.
Allodi bu durumu şöyle anlatıyor: 'İnsan programını farenin ortamı içinde tutuyorsunuz — fare bir kuvöz gibi.'
Ameliyattan yaklaşık altı ay sonra farelere temel davranış testleri uygulandı; küçük bir masa üstü alanda nasıl hareket ettikleri izlendi. Araştırmayı yürüten Prof. Sergiu Pașca sonucu net biçimde özetliyor: fareler 'büyük ölçüde normal farelerin yaptığı gibi' davranıyor. 'Hiçbir gelişme göstermiyorlar' diye de ekliyor.
Ekip ayrıca beş saat düşük oksijene maruz bırakılan farelerde ciddi hasar oluştuğunu, bu hayvanların dengelerini ve yürüyüşlerini korumakta zorlandığını bildirdi; araştırmacılara göre tablo serebral palsli çocuklarda görülene benziyor. Normal fareler ve korteksi olmayan kontrol grubu ise aynı koşulda etkilenmedi.
"İnsan Gibi Düşünen Fareler Değil": Etik Tartışma Tam Da Burada Başlıyor
Peki neden yapıldı?
Pașca'nın cevabı psikiyatrinin en büyük açmazına dayanıyor: bu alan 'klinik denemelerde en düşük başarı oranlarından birine' sahip. 'Klinik denemeye kadar gelen, hayvan modellerinde gerçekten çok iyi çalışıyor görünen ilaçlar bile klinikte dramatik biçimde başarısız oluyor' diyor. 'Bu bize insan biyolojisi hakkında çok şeyi kaçırdığımızı söylüyor.' Bazı hastalıklar farelerde hiç oluşmadığı için de çalışılamıyor.
Ekip modelin epilepsi, otizm ve serebral palsi gibi karmaşık durumlar için 'dönüştürücü' olabileceğini söylüyor. Pașca'ya göre yenilik şu: 'Burada, insan beyin işlevinin bazı yönlerini daha önce mümkün olmayan bir şekilde yakalamamıza imkân veren yeni bir model var.'
Fakat bu deney hakkındaki etik tartışmaları hala devam ediyor!
Keşfet ile ziyaret ettiğin tüm kategorileri tek akışta gör!
Test
Gündem
Magazin
Video
Bu içerikler de ilginizi çekebilir:
Emekli Beyin Cerrahı Açıkladı: Zamanın Hızlı Geçmesinin Sebebi
Yorum Yazın