Memeli Beyni Nasıl Unutur?

Farelerle yapılan bir çalışma bağışıklık hücrelerinin hafızayla ilgili nöronlar arasındaki bağlantıları tükettiğini gösterdi.

Anılarımız mükemmel değil. Muhtemelen geçen hafta sonu akşam yemeğinde kiminle konuştuğunuzu hatırlayabilirsiniz, ancak konuşmanın ayrıntılarını unutmuş olma ihtimaliniz yüksektir. Çok fazla şey hatırlamanın dezavantajları olabilir örneğin travma sonrası stres bozukluğu gibi durumlarda üzücü bir olay, bireyin zihninde iz bırakabilir ve bu da sürekli acı çekmeye yol açabilir. Diğer yandan, aşırı hafıza kaybı da bir sorundur. Örneğin Alzheimer hastalığı bir şeyleri hatırlamakta güçlük ile tanımlanır. Bilim insanları, fareleri kullanarak beynin yerleşik bağışıklık hücrelerinin mikroglianın unutmaya yardımcı olmada kritik bir rol oynadığını gösterdiler.

Fotoğraf: Fare hipokampusundaki mikroglialar kırmızı renk ile gösterilmiştir. Kaynak: Scientific American

Mikroglialar bir zamanlar, sadece, ölmekte olan ve ölü nöronları ve patojenleri temizlemek için aktive edilen, beynin bekçi köpekleri olarak görülüyordu. Son yıllarda, bilim insanları, bu hücrelerin geniş kapsamlı görevlere sahip olduğuna dair kanıt gösterdiğinden beri bu görüş değişti. Mikrogliaların gelişim sırasında, nöronlar arasındaki fazladan sinapsları keserek beyni şekillendirmeye yardımcı oldukları görünüyor. Ve mikroglia, otizm ve Alzheimer da dâhil olmak üzere birçok nörogelişimsel ve nörodejeneratif hastalıkta önemli rol oynuyor gibi görünmektedir. Çin’deki Zhejiang Üniversitesi Tıp Fakültesinde bir nörobilimci olan Yan Gu, kendisinin ve meslektaşlarının, erken gelişim sırasında mikroglial budama çalışması ile önceki araştırmalar arasındaki sinapsların anıların depolanması ve kodlanması için önemli olduğunu gösteren potansiyel bağlantıdan etkilendiğini söylüyor. “Mikroglia’nın yetişkin beynindeki sinapsları ortadan kaldırıp kaldıramayacağını merak ettik” diyor. “Peki, mikroglia ile sinaps kaybı ve unutma arasındaki ilişki nedir?”

Bu soruyu irdelemek için Gu’nun grubu, nörobilimci Lang Wang da dâhil olmak üzere Zhejiang Üniversitesi’ndeki bir çalışmada yer alan diğer araştırmacılarla bir araya geldi. Gıda yoluyla uygulanan veya doğrudan beyne enjekte edilen ilaçlarla farelerin beyinlerindeki mikrogliaları azalttılar. Bellekteki tutulmayı değerlendirmek için, kemirgenleri bir kafese koyarak onlara hafif elektrik şokları vermeyi içeren bir teknik olan bağlamsal korku koşullandırma kullandılar. (Hayvanlar kafese tekrar girdiğinde, bir şok olmasa bile, deneyimin anısı onları hareketsizleştirir.) Araştırmacılar, bu dondurucu tepkinin sağlıklı hayvanlarda birkaç hafta sonra azalmasına rağmen, mikrogliası tükenmiş emsallerinde büyük ölçüde bozulmadan kaldığını buldular.

Ekip daha sonra mikroglianın unutmaya nasıl aracılık ettiğini tam olarak belirlemek için bir dizi deney gerçekleştirdi. Hafıza ve öğrenmeye ilgili bir beyin bölgesi olan hipokampusa odaklandılar ve hayvanlar bağlamsal korku koşullandırma görevi esnasında anıları oluştururken aktif olan nöronları etiketlediler. (Bu bellekle ilişkili nöronların, bir anı geri çağrıldığında birlikte ateşlendikleri düşünülmektedir.) Araştırmacılar, bu hücrelerin yeniden aktivasyonunun mikrogliası tükenmiş hayvanlarda sağlıklı olanlardan daha sık meydana geldiğini gösterdi.

Sonraki testler unutmanın mikroglianın sinapsları azaltma yeteneğine ve nöronların aktivitesine bağlı olduğunu ortaya koydu. Bellek ile ilişkili nöronların aktivasyonunu baskılamak, farelerde daha fazla unutmaya yol açtı, bu da mikroglia aracılı eliminasyonun daha az faydalı anıların kaybolduğu bir mekanizma olduğunu düşündürdü.

Geçmişte çalışmanın bazı yazarlarıyla işbirliği yapan ancak şu an çalışmaya dâhil olmayan Hospital for Sick Children’dan nörobilimci Paul Frankland, çalışmanın çok heyecan verici olduğunu ve bunun, keşfedilen yepyeni bir unutma mekanizması söylüyor. Frakland, yaklaşık son on yıl içinde yeni nöron oluşumunun diğer bir ifadeyle nörojenezin unutmayı mümkün kıldığına dair kendi çalışma grubunda yapılan çalışmaları da içeren birtakım anı silme mekanizması öne sürüldüğünü de ekliyor. Basitçe ifade etmek gerekirse, yeni nöronların eklenmesi yeni bağlantılar oluşturur ve eskilerini koparır, engram gruplarındaki mevcut sinaps düzenini- anıların depolandığı nöron toplulukları- değiştirmek, anılara erişmeyi zorlaştırır.

Frankland, en azından beynin nörojenezin mevcut olduğu kısımlarında hem nörojenezle ilgili hem de mikroglia aracılı unutmanın uyum içinde gerçekleşebileceğini ekliyor. Ancak, Gu ve meslektaşları, hipokampusta nörojenezin gerçekleştiği ve gerçekleşmediği alanlara bakarak, mikroglia aracılı unutmanın beyin boyunca daha yaygın olabileceğini gösterdiler. Gu, yaptıkları çalışmanın, mikroglia aracılığıyla gerçekleşen unutma eyleminin korteks gibi nörojenez olmayan beyin bölgelerinde bile genel bir unutma biçimi olabileceğini gösterdiğini söylüyor.

University College London’dan bu çalışmada yer almamış nörobilimci Soyon Hong bu çalışmanın gerçekten harika olduğunu söylüyor. Hong, başka bir grubun daha önce öğrenme sırasında mikroglianın sinaps oluşumunda rol oynadığını gösterdiğini ancak bu grubun yeni makalede, mikroglianın sağlıklı bir yetişkin beyninde sinaps eliminasyonunda da rol oynadığını öne sürdüğünü belirtiyor. Bununla birlikte, bu sürecin altında yatan mekanizma hakkında hala birçok gizem var. Önceki araştırmalar, tamamlayıcı sistem olarak adlandırılan bağışıklık sisteminin bir bileşeninin, mikroglianın budanması için sinapsların etiketlenmesinde rol oynadığını göstermiştir. Wu ve meslektaşları, bu sistemin mikroglia aracılı unutmada da rol oynadığını gösterdiler. Ancak Hong, hangi tamamlayıcı proteinlerin mikroglial çıkarma için nöral bağlantıları etiketlediğini ne gibi faktörlerin kontrol ettiği gibi daha özgün soruların cevap beklediğini söylüyor.

Gu ve meslektaşları şu anda, mikroglianın sinapsları hedeflemesini sağlayan mekanizmayı ve bu tür süreçlerin aşırı aktif mikroglianın rol oynayabileceği Alzheimer gibi nörodejeneratif bir hastalıkta ters gidip gitmediğini daha ayrıntılı olarak incelemek için çalışıyorlar. Laboratuvarı benzer çalışmalara odaklanan Hong, bu soruların cevabının gelecekte önemli etkileri olabileceğini belirtiyor. “Uzun vadede, Alzheimer ve hafıza kaybını içeren diğer hastalıklar için, hafızada yer alan bu nöroimmün sinyal yolunun gerçekten özgün ve yeni bir terapötik hedef olabileceğini düşünebilirsiniz” diyor.

Kaynak: Scientific American

Çeviri: Ayşe Nur Balli

Bir cevap yazın