Beyne Ultrason Darbeleri Fareleri Hazırda Bekletme Benzeri Bir Duruma Gönderiyor

Birçok hayvan için yaşam, bolluğun yanı sıra kıtlığın da bir döngüsüdür. Kış uykusundaki yaratıklar kışın yeraltında kıvrılarak metabolizmalarını yavaşlatırlar, böylece yiyeceksiz bahara ulaşabilirler. Laboratuar fareleri bile, yiyecekten yoksun bırakıldıklarında, enerji tasarrufu sağlayan bir tür bekleme modu olan torpor adı verilen bir duruma girebilirler.

Bu, insanların uzun zamandır kendimiz için hayalini kurduğu bir şey: Bu gezegeni terk edip uzayda seyahat edersek, kendi kıtlık zamanımızı deneyimleyeceğiz. Bilimkurgu yazarları, insanları hareketsiz tutan, yeni bir hayata geçmeden önce yüzyıllarca süren sessizlikten sağ çıkabilen gizemli bir teknoloji hayal etme eğilimindedir. Şimdilik, erişilemeyen bir teknoloji.

Ancak bilim adamları uyuşukluk ve kış uykusu gibi durumları anlamaya çalışırken, beynin metabolizmayı nasıl kontrol ettiğine dair cezbedici ayrıntılar ortaya çıktı. Araştırmacılar bildirdi Nature Metabolism dergisi Perşembe günü, kısa ultrason patlamaları ile beynin belirli bir bölümünü hedefleyerek fareleri uyuşukluk benzeri bir duruma gönderebildiklerini açıkladılar. Ultrasonun neden bu etkiye sahip olduğu tam olarak belli değil, ancak bulgular, uyuşuklukta yer alan nöral devreleri incelemenin, laboratuvarın ötesinde metabolizmayı manipüle etmenin yollarını ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.

Yüksek frekanslı ses dalgaları üreten ultrason cihazları en çok görüntüleme güçleri ile bilinir. Ancak sinirbilimciler tarafından nöronları uyarmak için de kullanıldılar. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisliği profesörü ve yeni makalenin yazarı Hong Chen, doğru şekilde ayarlanmış ses dalgalarının beynin derinliklerine gidebileceğini söyledi. 2014 yılında, şu anda Birmingham, Alabama Üniversitesi’nde çalışan William Tyler ve meslektaşları beyindeki duyusal bir bölgeye ultrason uyguladılar ve şunu buldular: bir öznenin dokunma hissini geliştirdi. Büyüyen bir çalışma grubu ultrasonu bir tedavi olarak keşfetmek depresyon ve anksiyete gibi bozukluklar için.

Kemirgenlerde vücut ısısını düzenleyen bir beyin bölgesini merak eden Dr. Chen ve meslektaşları, küçük ultrason fare kapakları yaptılar. Cihazlar, kemirgenin beyninin seçilen bölgesinde her biri 10 saniyelik ultrasondan oluşan altı patlamayı eğitti. (Beyni ultrasonla inceleyen araştırmacılar, dokulara zarar verebilecek ısıyı önlemek için cihazlarını dikkatli bir şekilde ayarlamalıdır).

Araştırmacıların fark ettiği fareler hareket etmeyi bıraktı. Vücut sıcaklıkları, kalp atış hızları ve metabolizma ölçümleri belirgin bir düşüş gösterdi. Fareler, ultrason patlamalarından yaklaşık bir saat sonra bu durumda kaldı ve ardından normale döndü.

Bu yanıtta yer alan nöronlara daha yakından bakıldığında, araştırmacılar beyin zarlarında ultrasona duyarlı görünen bir protein olan TRPM2’yi belirlediler; Araştırmacılar farelerde protein seviyelerini düşürdüğünde, fareler ultrasonun etkilerine karşı dirençli hale geldi.

Beyni ultrason kullanarak inceleyen New York’taki Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu’nda araştırmacı olan Davide Folloni, bunun ultrasonun nöronları nasıl etkilediğini anlamak için önemli bir adım olduğunu söyledi; ayrıntılar büyük ölçüde anlaşılmaz olmuştur.

Ancak, sadece ultrasonun kendisi değil, ultrason tarafından üretilen ısının farelerin beyinlerinde TRPM2’yi etkilemesi de mümkündür; bu, Japonya’daki Tsukuba Üniversitesi’nden Masashi Yanagisawa ve Takeshi Sakurai tarafından ayrı görüşmelerde gündeme getirilen bir nokta. İkisi, bu beyin bölgesindeki nöronları ve bunların uyuşukluk durumlarıyla olan bağlantılarını inceledi. Dr. Chen, her ikisinin de oyunda olabileceğini söyledi.

Araştırmanın en cezbedici kısımlarından birinde, araştırmacılar tipik olarak uyuşukluk yaşamayan hayvanların – farelerin – beyin bölgesi ultrasonla uyarıldığında farklı davranıp davranmadıklarını kontrol ettiler. Gerçekten de yavaşlıyor gibiydiler ve vücut sıcaklıkları düştü.

Chen, “Fare verilerine dikkat etmeliyiz” diye uyarıyor. Şimdiye kadar sadece sıcaklık hakkında bilgi sahibi oldular, metabolik hız ve diğer faktörler hakkında değil.

Ultrason, insanlar gibi uyuşukluk öyküsü olmayan daha büyük hayvanların metabolizmasını değiştirmenin bir yolu olabilir mi? Bu ilginç bir fikir, dedi Dr. Sakurai.

“Bu aşamada,” dedi, “cevapsız bir soru olmaya devam ediyor.”