Yenilikler

Beyincik hareket bozukluklarının şifresi çözülüyor

Beyincik, hareketlerimizi geliştirmemize ve yeni motor becerileri öğrenmemize yardımcı olan bir beyin bölgesidir. Hastalar ve fare modelleri, beyincikleri hasar gördüğünde birçok türde anormal hareket yaşarlar. Ataksi adı verilen koordinasyonsuz ve dengesiz hareketler yaşayabilirler. Kasları birbirine karşı çalıştığı için vücut parçalarının atipik konumlanması veya kontrolsüz hareketleri olabilir, distoni adı verilir. Veya titreme adı verilen rahatsız edici titrek hareketler yaşayabilirler. Tek bir beyin bölgesindeki değişikliklerin nasıl bu kadar çeşitli motor kusurlarına yol açabileceğini anlamak, alanda uzun zamandır devam eden bir sorudur.

Baylor Tıp Fakültesi’nde profesör ve Chao Ailesi Bağışlı Kürsüsü’nde ve Teksas Çocuk Hastanesi’ndeki Jan ve Dan Duncan Nörolojik Araştırma Enstitüsü’nde (Duncan NRI) baş araştırmacı olan Dr. Roy V. Sillitoe’nin laboratuvarından yakın zamanda yapılan bir çalışma, serebellar nöronların diğer beyin bölgeleriyle iletişim kurma biçiminin çeşitli hareket bozukluklarında farklı olduğunu buldu. Ekip, farklı anormal hareketlerden sorumlu benzersiz serebellar aktivite kalıpları buldu. Bu çalışma, hareket bozukluklarına yönelik yeni tedavi yaklaşımları için temel bir çerçeve sunuyor. Çalışma şu şekilde yayınlandı: eYaşam.

Çalışmanın eş-ilk ve eş-yazışma yazarı Dr. Meike van der Heijden, “Beyin hücreleri birbirleriyle sinir sinyalleri aracılığıyla iletişim kurar,” dedi. “Bu sinyaller, belirli davranışlar için bir kodu temsil eden belirli desenlerde meydana gelir. Serebellumda üretilen kodu incelemek bize hayvanın hareketleri hakkında bilgi verir. Sağlıklı farelerle ataksi, distoni ve titreme olan farelerdeki serebellar sinirsel aktivite desenlerini karşılaştırarak farklı hareket bozuklukları için kodu çözüp çözemeyeceğimizi merak ettik. Bu soruyu ele almak için bir hesaplama modeli oluşturduk ve serebellar nöronların sağlıklı farelerde hastalığa özgü davranışlar gösteren hayvanlara kıyasla farklı şekilde ateşlendiğini ortaya koyduk. Dahası, hastalıklı fare modellerinin her birindeki serebellar nöronlar belirgin ve benzersiz bir sinirsel kod gösterdi.”

“Farklı genetik veya ilaç kaynaklı anormal hareketlerin hastalık kodunu etkileyip etkilemediğini test etmek için diğer hastalık modelleriyle daha fazla çalışma yaptık. Önemlisi, hastalığın kökeninden bağımsız olarak, benzer hareket bozuklukları olan farelerdeki sinir sinyallerinin anormal özelliklerinin aynı olduğunu bulduk. Ancak, bu aktivite kalıpları farklı koşullara sahip farelerde farklıydı,” diyor makalenin ortak birinci yazarı ve Sillitoe laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Amanda Brown. “Bu bize, bu benzersiz sinir kodlarının yalnızca farklı anormal hareketlerle ilişkili olmayabileceği, aynı zamanda bunlara neden olabileceği konusunda ilk ipucunu verdi.”

Araştırmacılar daha sonra bu sinir kodlarının etkilerini, hedef hücrelerdeki biyolojik işlevlerin hassas bir şekilde düzenlenmesi için optik ve genetik mühendislik tekniklerini birleştiren zarif bir yaklaşım olan optogenetik kullanarak sağlıklı farelerde taklit ettiler. Bu teknik, araştırmacıların hücrelerin aktivite desenini değiştirmek için yanıp sönen desenlerde hücrelere ışık tutmalarına olanak sağladı. Işık desenini değiştirdiklerinde, serebellar nöronların sinir sinyali desenlerini sağlıklı bir koddan istenen hastalık koduna güvenilir bir şekilde değiştirebileceklerini buldular.

Ekip daha sonra bu farklı ışık desenlerini sağlıklı farelerin serebellar sinir kodunu değiştirmek için kullandı ve fareler bir kutunun içinde serbestçe hareket ederken talep üzerine hastalık davranışları yaratıp yaratamayacaklarını test etti. “Ataksi ile ilişkili aktivite desenlerini indüklediğimizde, sağlıklı farelerimiz hemen ataksik hareketler sergiledi. Aynı fareler distoni ile ilişkili desenle distonik hareketler sergiledi ve titreme ile ilişkili desen verildiğinde titreme geliştirdiler.” Dr. Brown ekledi. “Bu, hastalıkla ilişkili her sinir deseninin tek başına sağlıklı beyinlerde bile belirgin işlevsiz davranışlara neden olmak için yeterli olduğu anlamına gelir.”

“Bulgularımız bir arada, serebellar nöronların benzersiz aktivite kalıplarının farklı hareket bozuklukları oluşturmadaki önemli rolüne dair güçlü kanıtlar sağlıyor.” dedi Dr. Sillitoe. “Sağlıklı hayvanların serebellumundaki hareketler muhtemelen bir dizi aktivite kalıbı tarafından düzenleniyor ve hareket bozuklukları, nöronlar aralık içinde işlevsiz hareketlerden birini destekleyen bir nöral koda kaydığında ortaya çıkıyor. Çalışmamız, serebellar nöral sinyallerin sağlık ve hastalıkta incelenmesinin önemini vurguluyor. Serebellar nöronların aktivitesini hassas bir şekilde düzenleyerek hareket bozukluklarını tedavi etmek için olası yeni bir stratejiye işaret ediyor.”

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240703183736.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu