MInnesota Üniversitesi’nden bilim insanları, fareler için üç boyutlu basılmış şeffaf kafatası implantı geliştirdiler. See-Shell adlı düzenek, tüm beyin yüzeyinin aktivitesini gerçek zamanlı olarak izleme fırsatı sunuyor. Bu yeni teknoloji, beyin sarsıntısı, Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi insan beyni ile ilgili durumlara yeni bir bakış açısı getirebilecek temel beyin araştırmalarına yardımcı olabilir. Çalısma sonuçları saygın bilim dergilerinden Nature Communications’da “Şeffaf polimer kafatasları aracılığıyla korteks nöral arayüz oluşturma” başlığıyla yayımlandı.
Birden fazla beyin kortikal bölgesinde eşzamanlı olarak meydana gelen sinirsel hesaplamalar, davranışlar için kritik öneme sahiptir. Belirli kortikal bölgelerdeki nöral aktivitenin davranışa nasıl katkıda bulunduğunu anlamak için ilerleme kaydedilmiştir. Bununla birlikte, çoklu kortikal bölgelerden eş zamanlı olarak nöral aktivitenin izlenmesini sağlayan araçlar eksiktir. Araştırmacılar, dijital olarak tasarlanmış, morfolojik açıdan gerçekçi, farede dorsal serebral korteksin 45 minimetrekaresine uzun süreli (> 300 gün) optik erişim sağlayan şeffaf polimer kafatasları geliştirdiler.
Minnesota Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği bölümünde araştırma ekibinde bulunan yardımcı doçent Dr. Suhasa Kodandaramaiah, fare beyin yüzeyinin korteks adı verilen büyük bölümünü uzun süre boyunca gözlemlemek ve etkileşimlerini incelemek istediklerini söyledi. Dr. Kodandaramaiah, bunun insan beyninin nasıl çalıştığı hakkında yeni bilgiler vereceğine dikkat çekti.
Geçmişte, çoğu bilim insanı beynin küçük bölgelerine bakıyordu ve onu ayrıntılı olarak anlamaya çalışıyordu. Ancak, araştırmacılar, şimdi beynin bir kısmında gerçekleşen bir durumun beynin diğer kısımlarını da etkileyebileceğini düşünüyorlar.
ALZHEİMER VEYA PARKİNSONDA KAPI ARALANABİLİR
See-Shell düzeneğini kullanarak yapılan ilk çalışmalarından biri, beynin bir kısmındaki hafif beyin sarsıntısının beynin diğer bölümlerini yapısal ve işlevsel olarak yeniden düzenlerken nasıl etkilediğini inceliyor. Dr. Kodandaramaiah, fare beyinlerinin, insan beyinlerine birçok açıdan benzer olduğunu ve bu düzeneğin Alzheimer veya Parkinson hastalığı gibi insanları etkileyen dejeneratif beyin hastalıklarının modellendiği fareler üzerindeki benzer araştırmalara kapı açtığını belirtti.
Kodandaramaya’ya göre bu teknoloji araştırmacıların, ilk kez görülmemiş bir çözünürlükte beyindeki değişimleri gözlemlemelerini sağlıyor. Düzenek kullanılarak çekilen bir videoda, farenin beyninin parlaklığındaki küresel değişiklikler, nöral aktivitenin artmasına ve azalmasına karşılık geliyor. Hafif yanıp sönmeler tüm beynin aniden aktif hale geldiği dönemlerdir. Araştırmacılar hâlâ bu tür küresel koordineli faaliyetlerin nedenini ve davranış için ne anlama geldiğini anlamaya çalışıyorlar.
GERÇEK ZAMANLI GÖRÜNTÜLEME
Minnesota Üniversitesi Profesörü ve Tıp Fakültesi Nörobilim Anabilim Dalı Başkanı Timothy J. Ebner “Bu çalışma, insanlarda yapılmasa da beynin nasıl çalıştığını anlamada son derece önemli. Bu düzenek, beyin yaralanmaları veya hastalıkları için tedaviler geliştirilmesine katkı sağlayabilir” dedi.
See-Shell’i yapmak için, araştırmacılar fare kafatasının yüzeyini dijital olarak taradılar ve daha sonra orijinal kafatasıyla aynı konturlara sahip olan yapay şeffaf bir kafatası oluşturmak için dijital taramaları kullandılar. Fare kafatasının üst kısmını 3B teknoloji kullanılarak yazdırılan şeffaf kafatası düzeneği ile değiştirdiler. Düzenek, tüm beyni gerçek zamanlı olarak görüntülerken araştırmacıların aynı anda beyin aktivitesini kaydetmelerini sağlıyor. Bu düzeneği kullanmanın bir başka avantajı, farenin vücudunun implantı reddetmemesi. Bu avantaj, araştırmacıların birkaç ay boyunca aynı fare beyni ile çalışabilmesi olanağı sunuyor.
Özgün makale: www.nature.com
