Beynin Geceleri Kendini Nasıl Yenilediğini Nihayet Biliyor Olabiliriz

Kopenhag Üniversitesi'nden araştırmacılar, fareler günlerini geçirirken nörotransmitterlerin, kan hacminin ve omurilik sıvısının ince yükselişini ve düşüşünü haritalamak için bir dizi teknoloji uyguladı.

Bulgular sadece beynin geceleri kendini nasıl yenilediğini daha iyi anlamamıza yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda Ambien gibi yaygın uyku ilaçlarının sürpriz bir dezavantajını da ortaya koyuyor.

Renkli bir şekilde beynin 'kanalizasyon ağı' olarak tanımlanan ve teknik olarak glymphatic sistem olarak adlandırılan biyolojik tesisat, sadece on yıldan biraz daha uzun bir süre önce farelerde tanımlanmış olması nedeniyle birçok açıdan anatomik bir yeniliktir.

O zamandan beri devam eden araştırmalar insan beynindeki ağın haritasını çıkarmış ve glenfatik sistemin yüksek konsantrasyonlarda hasara yol açma riski taşıyan maddeleri uzaklaştırmak için omurilik sıvısını beynin derinliklerine çektiğini ortaya koymuştur. Bu atık ürünlerden bazıları Alzheimer hastalığı ile bağlantılıdır.

Bu 'kanalizasyonun uzaklaştırılması' aynı zamanda beyindeki su seviyelerinin dengelenmesine yardımcı olur, potansiyel olarak tehlikeli hastalık etkenlerinin bağışıklık sistemine sunulmasını kolaylaştırır ve hatta yakıt kaynaklarının en çok ihtiyaç duyulan yerlere ulaştırılmasına yardımcı olur.

Beynin, uzaklaştırılmak üzere ritmik olarak yıkanmak üzere atık giderme sistemine nasıl madde attığı üzerine yapılan çalışmalar, nöronlar tarafından kolektif olarak düzenlenen beyin dalgası modellerinin süreci koordine ettiğini göstermektedir. Ancak bu çalışmalar genellikle anestezi uygulanmış hayvan modellerine dayanıyor ve doğal olarak gerçekleşen uyku-uyanıklık döngüsünün glymphatic sistemi nasıl yönettiği konusunda soru işaretleri bırakıyor.

Dahası, bazıları bu sürecin gerçekten uykuya bağlı bir egzersiz olup olmadığı gibi bazı temel varsayımlara meydan okumaya başladı.

Rochester Üniversitesi Translasyonel Nörotıp Merkezi'nin kıdemli yazarı ve eş direktörü Maiken Nedergaard, “Bu araştırmanın motivasyonu, uyku sırasında glenfatik akışı neyin yönlendirdiğini daha iyi anlamaktı ve bu çalışmadan elde edilen bilgiler, onarıcı uykunun bileşenlerini anlamak için geniş etkilere sahip” diyor.

Beyin yıkama sürecini fizyolojik köklerine kadar takip etmek için araştırmacılar, hayvanlar kafeslerinde nispeten serbestçe koşarken farelerin beyinlerindeki sıvıların dinamiklerini kaydetmelerine olanak tanıyan yeni bir fiber optik implant yöntemi geliştirdiler.

Ekip, nörotransmitter norepinefrini etiketleyerek ve hayvanın beyin dokularına yerleştirilen ışığa duyarlı genleri aktive etmek için fiber optik implantı kullanarak, fareler uykudayken ve uyanıkken atık giderimindeki dalgalanmaları izleyebildi ve deneyebildi.

Araştırmacıların çalışması, norepinefrinin kan damarlarının yaklaşık 50 saniye süren darbeler boyunca ritmik olarak kasılmasına ve ardından beyindeki kan hacminde ince bir salınıma neden olduğunu gösteren daha önceki çalışmaları destekledi.

Nörotransmitter dalgalanmaları ve değişen kan hacimleri arasındaki bu ilişki, fareler rüya görmeyen uyku durumundayken, uyanık veya rüya evresinde olduğundan çok daha belirgindi.

Dahası, bu titreşimlerin aslında glimfatik sistemi beynin içine daha fazla nüfuz etmeye yönlendirdiğini deneysel olarak göstererek, derin uykunun bir günlük yoğun düşüncenin bıraktığı çöpü temizlemede oynadığı rolü doğruladılar.

Çalışmanın ilk yazarı nörobilimci Natalie Hauglund, “Bu bulgular, glimfatik sistem hakkında bildiklerimizle birleştiğinde, beynin içindeki dinamiklerin bütün resmini çiziyor ve bu yavaş dalgalar, mikro uyarılmalar ve norepinefrin kayıp halkaydı” diyor.

Herhangi bir eski uyku da işe yaramayacaktır. Ambien olarak satılan Zolpidem gibi uykuya yardımcı ilaçların uyku evrelerini değiştirebildiği iddialarından esinlenen araştırma ekibi, ilacın temizleme süreci üzerinde varsa ne gibi bir etkisi olduğunu test etti ve salınımları azalttığını ve beyin omurilik sıvısının beynin derinliklerine doğru ilerlemesini engellediğini buldu.

Çalışmanın insanlara uyarlanması daha ileri deneylere bağlı olsa da, beyinlerimizin nispeten benzer şekillerde davrandığına dair güvenli bir bahis var.

Bu, uyku ilaçlarının yeri olmadığı anlamına gelmiyor, ancak her günün nörolojik artıklarını dışarı atma yeteneğimize potansiyel bir maliyeti olduğunu bilmek, beynimizi sağlıklı tutmanın en iyi yollarına ilişkin gelecekteki kararlara ağırlık verebilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.