Beyni Yenilemek

Yaklaşık 100 milyar sinir hücresinden oluşan bir beyinle doğuyoruz. Bu hücrelerin her biri diğer binlerce sinir hücresiyle bağlantı kuruyor. Görme, duyma, işitme, vücudumuzu hareket ettirme, ilerisi için planlar yapma, yaratıcılık gibi işlevlerimizin kusursuz olarak gerçekleşmesi için bu 100 milyar sinir hücresinin olağanüstü bir kesinlikle hedeflerine ulaşmaları ve sayıları trilyonlara ulaşan bağlantıları kurmaları gerekiyor. Sinir hücrelerinin oluşumundan bu bağlantıların gerçekleşmesine kadar ulaşan sürecin nasıl işlediği, Alzheimer veya Parkinson gibi beyni etkileyen birçok hastalıkta sinirlere ne olduğu gibi sorular nörobilimciler olarak üzerinde en çok durduğumuz sorular.

Geçtiğimiz günlerde Stanford üniversitesinden bir grup bilim insani beyni ve omuriliği etkileyen hastalıkların tedavisine doğru önemli bir adım attılar. Laboratuvar şartlarında embryonik kök hücrelerini besi ortamlarında önce sinir hücrelerine dönüştürdüler ve daha sonra bu sinirleri beynin değişik kısımlarına aktararak bu "yeni sinir hücrelerinin" beyindeki diğer sinirlerle gerektiği şekilde bağlantı kurup kurmadıklarına baktılar. Bu hücrelerden bir grubu görme işlevini idare eden beyin bölgesine (visual cortex) yerleştirdiler. Bir diğer kısmını vücut hareketlerini kontrol eden bölgesine (motor cortex) ve duyu ile ilgili (sensory cortex) bölgeye aktardılar. Yeni sinir hücreleri aktarıldıkları bölgelerde aynı işlevi gören diğer sinir hücreleri ile bağlantılar kurdular. Daha da önemlisi diğer işlevleri yerine getiren sinir hücreleri ile bağlantı kurmadılar. Örneğin görme bölgesine aktarılan yeni hücreler sadece görme ile ilgili beyin hücreleri ile bağlantı kurdular. Motor cortex'e aktarılan hücreler sadece omurilikle bağlantı kurdular.

Şunu hemen belirtmem gerekiyor; bu çalışmada yeni beyin hücreleri yetişkin değil yavru farelerin beyinlerine aktarıldı. Bu devrede beynin hala gelişmekte olduğu ve sinir hücrelerinin birbirleri ile bağlantılar kurmaya devam ettiklerini göz önünde tutmak gerekiyor. Bu yeni hücrelerin yetişkin farelerin beyinlerine aktarıldığında da aynı şekilde yerlerini bulup bulmayacakları şimdilik soru işareti ve bu araştırmacıların yakın gelecek planları arasında. Eğer aynı başarı yetişkin farelerde de elde edilirse yukarıda bahsettiğim ve milyonlarca insanı etkileyen beyin rahatsızlıklarının tedavisine daha da yaklaşmış olacağız.
Yakında TÜBİTAK popüler bilimkitapları arasında çıkacak olan "Yaşamın Sırrı DNA" adlı kitabımda, kök hücrelerine ve kök hücrelerinin değişik doku tipi hücrelere dönüştürülerek hasara uğrayan veya artık normal işlevini yerine getiremeyen dokuların yerine nasıl kullanılabilecekleri konularını detaylı bir şekilde irdeledim.

Dörtbin yıllık bir insanın gen haritası çıkarıldı

Yandaki resim, arananlar listesinden birine aitmiş gibi görünse de aslında genetik bilgisine ulaşabildiğimiz en yaşlı insan ünvanına sahip olan Inuk isimli birine ait. Inuk günümüzden yaklaşık 4000 yıl önce Greenland’ de yaşamıs. Nature dergisinin 11 Şubat tarihli sayısında yayımlanan araştırma makalesi Kopenhag müzesinin bodrumunda yıllarca kalmış olan Inuk’a ait bir tutam saçtan elde edilen DNA’nin diziliminin belirlendiğini bildiriyor. DNA bilgileri Anuk’un atalarının yaklaşık 5500 yıl önce Sibirya’dan yeni dünyaya geçtiklerini, fakat Kızılderililerin ataları olan ve yine Sibirya’dan Amerika kıtasına göç eden Intuit’lerden farklı olduklarını gösteriyor. Inuk’un palaeo-Eskimo olan Saqqaq kültürüne ait olduğu bildiriliyor. İlginç ve biraz da komik olan ise Inuk’un saçından elde edilen DNA’nın onun kellik problemi yaşamış olduğunu göstermesi.
4000 yıllik bir süre insan türünde önemli farklılıklar ortaya çıkaracak DNA değişikliklerinin meydana gelmesi için çok kısa bir süre olduğu için Inuk’un modern insana çok benzemesi sürpriz olmamali. Öte yandan 4000 yıllık bir tutam saçtan DNA kodunun neredeyse tamamının deşifre edilebilmesi kanımca olağanüstü bir başarı. Eğer bu başarı milyonlarca yıllık fosillerden elde edilecek DNA’lar için de tekrarlanabilirse Jurassic Park filminde gördüklerimizin gerçekleşmesi için pencere aralanmış demektir.

Kişisel Tıp

İnsan gen haritasının tamamlanması ile tıpta yepyeni bir çağa girdik; kişisel tıp. “Kişisel farklılıklar ne olursa olsun aynı hastalık için belli bir tedavinin uygulandığı dönem”in kapılarını yavaş yavaş kapatmaya ve “genetik yapımız göz önüne alınarak tedavinin uygulandığı bir dönem”e girmeye başladık. Uzun bir süredir belli bir hastalığa yakalanan hastaların bazılarının aynı tedaviye çok daha iyi cevap verdiklerini biliyorduk. Ancak bunun nedeni hakkında bir bilgimiz yoktu. Bunun sonucunda da tedavide etkili ilaç bulununcaya kadar değişik ilaçların denenmesi söz konusuydu. Aslında fiziksel görünüşümüz açısından birbirimizden ne kadar farklıysak içsel olarak ta en az o kadar birbirimizden farklıyız. Bu açıdan bakılınca aynı hastalığa yakalanmış kişilerin farklı tedavilere farklı cevap vermeleri beklenmesi gereken bir durum. Fakat uzun bir süre elimizde bu farklılıkları belirleyebilecek ve güvenebileceğimiz bir metot olmadığı için klasik yönteme de devam etmek zorunda kaldık. İşte bu durum gen haritasının tamamlanması ile değişmeye başladı.

Bu kadar önemli bir geçiş elbette bir gecede olmayacak. Zamana ihtiyaç olduğu kesin. Değişimin sağlık personelinden başlayarak ve onların önderliğinde hastalara doğru yayılması beklenirdi. Ama görünen o ki sağlık personeli kadar hastalar ve hatta gelecek için şimdiden bir şeyler yapma arzusunda olan sağlıklı kişiler de bu değişimde önemli bir rol oynuyorlar. Gitmeden önce rahatsızlıklarını “google” da araştırıp buldukları bilgi ile –doğru ya da yanlış- donanarak doktora giden hastaların sayısı giderek artıyor.

DNA’ya dayalı testler yapan özel şirketlerin sayılarının artması da kişisel tıbba geçişi hızlandırıyor. Geçtiğimiz günlerde Kaliforniya eyaletinden özel bir şirket 100 den fazla genetik hastalığı aynı anda test edebilecek bir metot geliştirdiklerini açıkladı. Daha da önemlisi testin fiyatının çok düşük olması. 90’li yıllarda tek bir hastalığın, örneğin kistik fibroz hastalığının genetik tanı testi $350’a yapılıyordu. Şirket 100’den fazla hastalığı $349’a yapacağını açıkladı.

Sayıları her geçen gün artan bu şirketlerin kullandıkları metotları henüz mükemmellikten uzaklar. Nitekim aynı hastalığa yakalanma riski açısından farklı şirketlerin test sonuçları arasında önemli farklılıklar olabiliyor. Bunda DNA’ya dayalı testlerde herhangi bir standardizasyonun olmayışının önemli bir payı var. Ancak kişisel gen haritalarının fiyatının da her geçen gün düşmesi genetik testlerdeki yanılgıları ortadan kaldıracak gibi görünüyor. İlk insan gen haritasının çıkarılması için 3 milyar dolar harcanmıştı. Aradan geçen sürede DNA dizilim belirleme tekniklerindeki iyileştirmeler sayesinde bu rakam günümüzde $50.000’in altına düştü ve birkaç yıl içerisinde $5.000’in da altına düşeceği tahmin ediliyor. Bu gidişle yakın bir gelecekte doktora giderken kendi vücudumuzun el kitabı olan gen haritamızı da yanımızda götürüyor olacağız. Onun sayesinde kişisel tıbbı tam anlamıyla yaşamaya başlayacağız. Çünkü gen haritamız, herhangi bir hastalığa yakalandığımızda uygulanacak tedavide rehber olacak.

Beyin ve Kisilik

TUBITAK Bilim ve Teknik dergisinin Subat 2010 sayisinda beynimizle kisiligimiz arasindaki iliskiyi irdeledim. Frontal loblari birinde kaza (Phineas Gage), bir digerinde hastalik (Hasta Elliot) nedeni ile zedelenmis olan Gage ve Elliot vakalari, beynimizde kisiligimizi belirleyen ozel bir takim yapilarin ve sistemlerin varligini ve beyindeki bu yapilarda meydana gelecek degisikliklerin kisilikte de degisimlere neden olacagini gosteriyor.

BEYIN VE KISILIK
Bize kim olduğumuz sorulup kendimizden bahsetmemiz istendiğinde genellikle nereli olduğumuzu, neler yaptığımızı anlatır, sahip olduklarımızdan bahsederiz. Öte yandan “ben” diye tanımladığımız bir kişiliğimiz vardır ki onu tanımlamada biraz zorluk çekeriz. Onu daha çok yetiştirildiğimiz ortam ve çevre koşullarının, yaşam tecrübelerimizin şekillendirdiğini düşünürüz. Tarih boyunca din adamları, filozoflar, şairler ve yazarlar benlik ve kişilik hakkında çok şeyler yazıp söylemişler; ama onların tanımlarına bakıldığında kişilik ve beyin arasındaki ilişkiye dair pek bir delile rastlamıyoruz. Oysa modern bilimin elde ettiği inanılmaz ilerlemeler kişiliğin beyindeki belli yapılar tarafından belirlendiğini ve çevrenin ancak bu yapılar üzerindeki etkileri aracılığıyla kişiliği etkileyebildiğini gösteriyor. Özellikle son yüzyılda beyin konusunda elde edilen bu bilgiler sayesinde insanın kendine bakışı da değişmeye başladı; Eski medeniyetlerde insan vücudunun en önemli organı olarak kabul edilen kalbin yerini günümüzde artık beyin aldı.

Gage kazada yasamini kaybetmedi ama kazadan sonra karakteri tamamen degismisti. Gerceklesmesinden 150 yili askin bir sure sonra Gage'in gecirdigi kaza dijital ortamda yeniden yaratilarak demir cubugun beynin hangi bolgesini parcaladigi detaylariyla belirlenebildi.