Uyanık Kalmayı Kontrol Eden Nöronlar Tespit Edildi!

Uyanık Kalmayı Kontrol Eden Nöronlar Tespit Edildi!

Zor bir sınav öncesi geçirdiğiniz geceyi, son teslim tarihine birkaç gün kalan bir teziniz olduğunu ya da yayımlamak için günlerce hatta aylarca uyanık kaldığınız, makalenizi yazdığınız günleri düşünün. Bu zorlu geçen günlerde yorgunluğunuzu ve uykunuzu nasıl bir kenara bırakabiliyorsunuz? Gecenin çöken karanlığı, uykumuzun gelmesinde görevli olan melatonin hormonu ve vücudumuzun uyku döngüsünün kontrolünü de sağlayan biyolojik ritmimizden gelen artık uyku vakti sinyallerine nasıl meydan okuyup uyanık kalmayı başarabiliyorsunuz?

Uyanık Kalmamıza Yardımcı Olabilecek Bir Grup Nöron Tanımlanıyor

Caltech araştırmacıları, beyinde uyanık kalmayı kontrol eden nöronal bir devre belirledi. Bulgular, depresyon gibi diğer nöropsikiyatrik bozukluklara eşlik eden aşırı uyku hali, uykusuzluk ve uyku bozukluklarının tedavisinde de etkili olabilecek kapıları aralıyor. Ekip, gerekli olduğunda nasıl uykusuz kalabildiğimiz sorusuyla yola çıktı. Bu soruyu cevaplamak için beyindeki dorsal rafe çekirdeği adı verilen bir bölgeyi incelemeye karar verdiler. Yapılan bu araştırmaya devam etmeden önce rafe çekirdeklerinin işlevlerine değinelim.

Rafe Çekirdeklerini Tanıyalım

Rafe çekirdekleri işlevsel olarak, serotonin üretiminin birincil alanıdır. Serotonin; beyin bölgelerinde bulunan; yeme, uyku ile duygusal davranışları düzenleyen ve hayati bir rol oynayan merkezi sinir sisteminin önemli bir nörotransmitteridir. Rafe çekirdeğinin bağlantı kurduğu birçok bölge vardır;  ön beyin, orta beyin, hipotalamus, talamus, amigdala, striatum gibi bölgelerin belirli alanlarında ve korteksin büyük bir bölümünde dopamin içeren çekirdeklere dağılmıştır. Rafe çekirdeklerinin biyolojik ritmin düzenlenmesinde de önemli etkileri bilinmektedir. Uyku uyanıklık döngümüzde biyolojik ritmin baş kahramanı olan suprakiazmatik çekirdek ile etkileşim içindedir.

Dorsal Rafe Çekirdekleri ve Dopaminerjik Nöronlar

Bu bölgede, dorsal rafe çekirdek nöronları ya da DRNDA nöronları olarak adlandırılan az incelenmiş bir grup dopaminerjik nöronlar bulunuyor. Beyninin bu bölümü hasar gören insanlarda gündüz aşırı uykulu olma eğilimi görülüyordu. Ancak bu nöronların uyku/uyanıklık döngüsündeki rolü ve uyarılmayı etkilemek için iç veya dış uyaranlara nasıl tepki verdikleri konusunda yeterince bilgi yoktu.

Ekip, insan beynini incelemek için model bir organizma olan farelerde DRNDA nöronlar üzerinde çalışmalarına başladı. DRNDA nöronlarının faaliyetlerini ölçtükleri sırada farelere; potansiyel bir çiftleşme partnerinin gelişi, ani tatsız bir duygu yaratacak etken ve yiyecek gibi belirli uyaranlar verildi. Fareler bu uyaranlarla karşı karşıya kaldıkları süreçlerde DRNDA nöronları oldukça etkindi. Bu da araştırmacıların, DRNDA nöronlarının uyku veya uyanıklık durumunu modüle edebilecek uyarılma sinyalleri gönderdikleri düşüncesine yoğunlaşmalarını sağladı.

Araştırmacılar: ”Uyku/uyanıklık döngüsü boyunca DRNDA faaliyetini ölçüyorduk ve nöronların en az aktif oldukları zaman farelerin uykuda olduğu zamandı. Uyanık olduklarında ise bu nöronların etkinliğinin arttığını keşfettik.” açıklamasını yapıyorlar. Bu sonuçlar doğrultusunda, nöronların aktivitesinin aslında uyku-uyanıklık durumlarında değişikliklere neden olup olmadığını keşfetmeyi amaçladılar.

DRNDA Nöronlarını Uyarabilmek İçin Optogenetik Tekniği Kullanıldı

DRNDA hücrelerini ışıkla uyarabilmek için, harika bir teknik olan optogenetik yöntemini kullandılar. Farelerin normal bir şekilde uyuyacağı sırada bu nöronları ışıkla uyardıktan sonra farenin uykudan uyandığını ve uyanık kaldığı keşfedildi. DRNDA’nın faaliyeti kimyasal olarak susturulduğunda ise hayvanların, motivasyonel olarak önemli uyarıların karşısında bile uykuya daldığı görüldü. İşte beklenen sonuç! DRNDA nöronlarının gerçekten de uyku/uyanıklık davranışlarını yönettiğini görüldü.

Son olarak araştırmacılar, harici uyaranlara bağlı olarak fareler uyanıkken bu nöronların rolünü inceledi. Nöronların aktivitesi optogenetik tekniği ile susturuldu ve hayvanlar uykuya daldıklarında gürültülü sesler çalındı. Sonuç; kontrol fareleri gürültü varlığında uyanıyor, DRNDA nöronlar bloke edilmiş fareler ise sesleri görmezden geliyor ve uyumaya devam ediyorlardı.

Bu deneylerden elde edilen veriler, DRNDA hücrelerinin farelerde önemli uyaranlara karşı tam bir uyanıklık için gerekli olduğunu gösteriyor. DRNDA nöronlar insanlarda benzer bir şekilde bulunur. Bu nöronların dejenerasyonu; çoklu sistem atrofisi ve Lewy cisimcikli demans gibi nörodejeneratif bozuklukları olan hastalarda aşırı gündüz uykusu ile ilişkilendirilmiştir.

İnsanlarda depresyon, bipolar bozukluk ve şizofreni gibi diğer psikiyatrik bozukluklara eşlik eden aşırı uyku hali, uykusuzluk ve uyku bozukluklarında tedavi edici bir hedef olarak DRNDA’nın potansiyelini test etmek için daha fazla çalışma yapılması gerekiyor. Bilim insanları bu rahatsızlıklara çözüm bulabilmek için istikrarla çalışmalarına devam ediyor.

İyi ki bir yerlerde bilimi severek yapan bilim insanları var.

Hazırlayan: Damla Uludağ

Kaynaklar

1- http://neurosciencenews.com/sleep-urge-6872/

2- http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531513107004542

3- https://www.drugs.com/dict/raphe-nuclei.html

Bilim ile kalınız.

Yazıyı beğendiyseniz 5 yıldız verebilir misiniz?

Damla Uludağ

Damla Uludağ, 1995 yılında İstanbul’da doğmuştur. Eğitim hayatını İstanbul Medipol Üniversitesi’nde sürdürmektedir. Devam eden üniversite hayatında fizyoloji tutkunu olan Damla, bu alanı sinirbilim ile bir bütün haline getirmek istemektedir. Sinirbilime olan ilgisi “Geleceğin Bilimi” platformunda hala aktif olduğu sinirbilim atölyesi sayesinde daha çok artmıştır. Sinirbilim adına düzenlenen “404 NeuroScienceFound” isimli panelde beyin plastisitesi üzerine sözlü sunum yapmıştır. Gelecek dergisinde yayınlanmak üzere sinirbilim alanı ile ilgili “Sirkadiyen Ritim” konulu yazısını yazmıştır ve bu derginin yaşam bilimleri editörlerindendir. Aynı zamanda çizim ve müzik ile amatör olarak ilgilenmektedir. Hücresel sinirbilim alanındaki tüm konularda merakı ve araştırma isteği vardır. “Hücresel işleyiş mekanizmaları ile ruhaniyetimizin üzerine giydirilmiş mükemmel örtünün tanımının detaylandırılması” için tüm azmini ortaya koymak istemektedir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.