Sıcak bir şeye dokunduktan sonra elimizin yanması gibi olaylarda beynimiz bu aktiviteyi kaydeder. Nöronlar, canlı denemeler sırasında etkinleştirilir.
Farklı deneyimler, beyin hücrelerinde farklı aktivite özelliklerini uyarır. Beynin dünyayı nasıl algıladığını daha iyi anlamak için araştırmacılar, aktivitenin bu özelliklerini izlemek istediler. Ancak bunu yapmak zordur çünkü bu faaliyetler geçicidir. Beyindeki 100 milyar nörondan sadece birkaç bini ile bu şekilde çalışabildiler.
Petri kaplarında ve laboratuar farelerinde hücreler üzerinde yapılan çalışmalar yoluyla, nöronal aktivite kayıtları, gen ekspresyonu (proteinini kodlayan gen ve bir gen tarafından sentezlenen protein) ve hücrede aktif olan spesifik genler için analiz edildi. Başka bir deyişle, araştırmacılar, nöronların bir uyarana karşı ne kadar süre aktif kaldığını gösteren ifade edici bir özellik buldular.
Harvard Tıp Fakültesi’nde yapılan bu çalışmada araştırmacılar fareleri karanlık bir ortamda bir kafeste uzun süre bıraktılar. Kafes 5 dakika veya daha fazla aralıklarla aydınlatıldı. Araştırmacılar, farenin görsel korteksindeki (beynin görüntüleri işleyen bölgesi) ışıkla uyarılan nöronların aktivitesini kaydetti. Sonuç olarak, kısa süreli fotostimülasyon, hızlı yanıt veren genleri uyarırken, uzun süreli fotostimülasyon, hızlı yanıt veren genleri ve yavaş yanıt veren genleri uyardı. Bu durumda nöronların genetik aktivitesine bakılarak uyaranın süresi tahmin edilebilir mi? Cevap evet gibi görünüyor.
Işığa maruz kaldıktan sonra görsel korteksteki tüm hücre tiplerinde gen ekspresyonunu incelediler ve ilginç bir şekilde, nöronlara ek olarak, astrositler, makrofajlar ve kan damarlarındaki kas hücreleri gibi nöronal olmayan hücrelerde de gen aktivitesinin değiştiğini fark ettiler. beyin (örneğin ). Beyindeki hücre türleri hakkında daha fazla bilgi için bkz. Bir uyarana maruz kalma. Yaşlanma sonrası toplam 114.000’den fazla nöron analiz edildi, bölgedeki nöronların %50-%70’ine ek olarak, nöronal olmayan hücrelerin büyük bir kısmı da değişti.Analiz edilen genlerin bir kısmı, sırasındaki yapısal modelleme olayları ile ilgilidir. beyin için vaskülarizasyon gibi beyin gelişimi.
Sonuçlar, nöronlar ne kadar uzun süre aktif olursa, sonuç olarak o kadar fazla genin aktive edildiğini gösterdi. Bir sinir hücresi bir uyarana maruz kaldığında, genler de hızlı tepki verir. Daha uzun bir promotör, hem yanıt veren genleri hem de daha uzun yanıt veren genleri uyarır. Çok sayıda nörondaki bir genin aktivitesini ölçmek, nöronların aktivitesini ölçmekten daha kolaydır. Bulgular, beynin nasıl çalıştığı ve hafızanın nasıl oluştuğuna yönelik araştırmalar açısından umut verici.
Sinirbilimciler arasında, gen ifadesinin plastisiteyi (uyaranlara göre değişme yeteneği) ve nöron bağlantısını kontrol edip etmediği konusunda tartışmalar var. Bir uyarana yanıt olarak gelişen nöronal bağlantılar genetik olarak kontrol edilmiş olabilir. Bu bulguların bir sonucu olarak, nöronların içindeki uyaranları işleyen hızlı ve yavaş bilgisayarlar arasında bir benzetme yapılabilir. Burada, hızlı PC’ler uyaranlara hemen etkinleşen genleri temsil ederken, yavaş PC’ler geç tepki veren genleri temsil eder.
Beyin, bir şeyler yapabilmek için, hücresel fonksiyonların uygun şekilde düzenlenmesi konusunda farklı hücre türlerine bağlıdır. Bilim adamları, her hücrenin farklı uyaranlara nasıl tepki verdiğini uzun süredir araştırıyorlar. Ancak teknik sınırlamalar nedeniyle, önceki genetik çalışmalar karışık bir hücre grubuna odaklanmıştı.
Sonuç olarak, bu çalışmanın sonuçlarına göre, çevresel uyaranlar ve deneyimler beyindeki genlerin aktivite ve fonksiyonlarını etkileyebilmektedir. Bu mekanizma, hafızanın nasıl çalıştığını ve öğrenmenin beyinde uzun vadeli değişiklikler gerektirdiğini anlamamıza yardımcı olabilir.
Sonuçlar yeni soruları gündeme getiriyor. Örneğin beyindeki genetik program hücrelerin işlevini nasıl etkiler? Ve beyindeki genlerin aktivitesi yaşamın erken ya da geç döneminde nasıldı? Ayrıca bipolar bozukluk, şizofreni ve depresyon gibi hastalıkların altında yatan mekanizma, bu genlerin aktivitesindeki anormalliklerden kaynaklanıyor olabilir. Bu soruların cevapları beynin nasıl çalıştığını daha iyi anlamamızı sağlayacak ve tüm bu soruların cevabını bulmak için daha fazla bilimsel çalışmaya ihtiyaç duyulacaktır.
kaynak:
1) https://medicalxpress.com/news/2018-04-brain-cells-gene.html
2) https://medicalxpress.com/news/2018-02-single-cell-analysis-reveals-diverse-landscape.html
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]