Amerikalı nörobilimciler, farelerin beyin dokusu içinde işlevsel insan hücrelerinin entegrasyonunu gerçekleştirerek önemli bir bilimsel başarıya imza attı. Bu gelişme, yalnızca insanlarda ortaya çıkan nörolojik ve psikiyatrik rahatsızlıkların tedavi yöntemlerinin laboratuvar ortamında test edilebilmesi için yeni bir kapı aralıyor.
Beyin yapılarının bir bölümü insana ait olan fareler, Franz Kafka'nın absürt eserlerini akla getirse de uzmanlar, bu hayvanların insani düşünce kapasitesine sahip olmadığını özellikle vurguladı. Söz konusu denekler, beyin dokularının belirli kısımlarının insana dönüşecek şekilde genetik manipülasyonlara tabi tutularak hazırlanmış ve cerrahi müdahalelerle desteklenmiştir. Araştırma ekibi, Nature dergisinde yayımlanan çalışmanın bağımsız etik kurulların denetimi altında yürütüldüğünü açıkladı.
Bilim insanları, yapılan görüntüleme çalışmaları sayesinde yerleştirilen insan beyin hücrelerinin fare beyninin diğer kısımlarıyla kurduğu sinaptik bağlantıları gözlemledi. Bu etik açıdan hassas ve karmaşık sürecin temel amacı, henüz kesin tedavi protokolleri bulunmayan beyin bozukluklarının biyolojik mekanizmalarını derinlemesine çözmektir. Bazı hastalıklar kemirgen türlerde doğal olarak ortaya çıkmadığı için bu canlılar üzerinde incelenemez durumdadır.
Stanford Üniversitesi'nden proje lideri Prof. Sergiu Paşca, basın toplantısında psikiyatri alanında klinik araştırmaların başarı oranlarının son derece düşük olduğunu dile getirdi. Paşca, hayvan modellerinde umut verici sonuçlar üreten ilaçların bile insan denemelerinde hayal kırıklığı yarattığını belirterek, bunun insan biyolojisine ilişkin kritik detayların gözden kaçırıldığına işaret ettiğini ve bu açığın kapatılmasının hayati önem taşıdığını ifade etti. Araştırma ekibi, serebral palsi, otizm spektrum bozuklukları ve epilepsi gibi karmaşık vakalarda bu yöntemin devrim niteliğinde olabileceğini öngörüyor.
Prof. Paşca, insan beyin fonksiyonlarını daha önce ulaşılamayan bir düzeyde modelleyen bu yeni yapının, mevcut bilgi eksikliklerini gidermede kilit rol oynayacağını kaydetti. İnsan beyninin milyarlarca nöron ve milyonlarca devreden oluşan karmaşık yapısı, gelişim süreçlerini ve olası hücresel arızaları anlamayı güçleştirmektedir. Bu çalışma, insan nöronlarının kemirgenlere ilk nakli olmasa da mevcut teknikleri bir üst seviyeye taşıyan niteliktedir.
Araştırma sürecinde, 'gri madde' olarak bilinen serebral korteksin gelişimini büyük ölçüde baskılayan genetik modifikasyonlar uygulanan fareler kullanıldı. Korteks bölgesi, üst düzey bilişsel işlevler, hafıza ve duyusal işlemlerden sorumludur. Ardından, insanlardan alınan deri hücreleri yeniden programlanarak beyin benzeri doku kütlelerine, yani organoitlere dönüştürüldü. Bu organoitler, petri kaplarında yetiştirilen tam boyutlu beyinler değil, ancak birbiriyle canlı bağlantılı hücre topluluklarıdır.
Fare beynine nakledilen organoitlerdeki hücreler çoğalarak hayvanın mevcut nöral ağı içinde yerleşti ve omurilik ile bağlantı kurdu. Ancak oluşan korteks yapısı mükemmel bir düzene sahip değil; normal kortekste görülen katmanlı ve düzenli yapı yerine, nörobilimci Dr. Ilary Allodi'nin ifadeleriyle 'biraz dağınık' bir görünüm sergiliyor. Buna rağmen, operasyondan birkaç ay sonra insan hücreleri, fare beyninin dış katmanlarını taklit ederek işlevsel bir hale geldi.
Cerrahi müdahaleden yaklaşık altı ay sonra, denekler küçük bir masa üstü arena üzerinde izlenerek temel davranışsal testlere tabi tutuldu. Prof. Paşca, farelerin motor ve davranışsal performanslarının normal bireylere kıyasla büyük ölçüde benzerlik gösterdiğini ve beklenen düzeyde sonuçlar aldıklarını belirtti.
