Bilimsel bir atılımla yarı insan yarı fare beyin geliştirildi

ABD'li nörobilimciler, farelerin kendi beyinleri içinde işlevsel insan hücrelerine sahip olmasını başarıyla sağladı.

Araştırmacılar, yalnızca insanlarda görülen psikiyatrik ve nörogelişimsel hastalıklara yönelik potansiyel tedavilerin artık laboratuvar kemirgenleri üzerinde test edilebileceğini umuyor.

Beyinlerinin bir kısmı insan olan fareler Kafka tarzı bir deneyi çağrıştırabilse de bilim insanları bunların "insan gibi düşünen fareler" olmadığını belirtti.

Hayvanlar, beyin dokularının bir kısmının insan olacağı şekilde genetik olarak mühendislikle geliştirildi ve cerrahi olarak değiştirildi.

Bilim insanları Nature dergisinde yayınlanan çalışmalarının bağımsız etik denetimler eşliğinde yürütüldüğünü ifade etti.

Tedavisi olmayan beyin bozuklukları incelenecek

Araştırmacılar, implante edilen farelerin taramalarında insan beyin hücreleri ile fare beyininin geri kalanı arasındaki bağlantıları görebildi.

Etik açıdan karmaşık olan bu atılımın amacı, henüz etkili tedavileri bulunmayan beyin bozukluklarının biyolojisini daha iyi anlamak.

Bazı durumlar kemirgenlerde bu rahatsızlıklar gelişmediği için fareler üzerinde incelenemiyor.

Stanford Üniversitesi'nden baş araştırmacı Prof. Sergiu Paşca'nın bir basın toplantısında açıkladığı üzere, psikiyatri "klinik araştırmalar için en düşük başarı oranlarından birine" sahip.

Paşca basın toplantısında, "Klinik aşamaya kadar gelen ve hayvan modellerinde gerçekten çok iyi çalıştığı görülen ilaçlar bile klinikte dramatik bir şekilde başarısız oluyor." dedi ve ekledi: "Bu bize insan biyolojisi hakkında çok fazla bilgiyi kaçırdığımızı söylüyor ve bunu yakalamak çok önemli olacak."

Stanford araştırmacıları, epilepsi, otizm ve serebral palsi dahil olmak üzere bazı karmaşık durumlar için bunun "dönüştürücü" olma potansiyeline sahip olduğunu belirtti.

Paşca, "Burada, insan beyin fonksiyonlarının bazı yönlerini daha önce mümkün olmayan bir şekilde yakalamamıza olanak tanıyan yeni bir modelimiz var." dedi.

'Gri maddesi' olmayan fareler

İnsan beyni, milyarlarca hücreden ve milyonlarca devre halinde birbirine bağlanmış yapılardan oluşuyor; bu durum, gelişimi ve işler ters gittiğinde hücresel düzeyde tam olarak ne olduğunu anlamayı zorlaştırıyor.

Bu araştırma, insan nöronlarının laboratuvar kemirgenlerine ilk kez implante edildiği çalışma olmasa da bu bilim insanları bu yaklaşımı bir üst seviyeye taşıdı.

İlk olarak bilim insanları, kendi serebral kortekslerinin -yani "gri madde" olarak da adlandırılan beynin dış tabakasının- neredeyse hiçbirini geliştirmeyecek şekilde fareleri genetik olarak tasarladı.

Korteks, üst düzey düşünme, hafıza ve duyuları yönetiyor.

Araştırmacılar daha sonra insanlardan alınan deri hücrelerini "yeniden programlayarak" beyin benzeri doku parçalarına dönüşmelerini sağladı.

Organoit adı verilen bu yapılar, petri kaplarında yetiştirilmiş bütün beyinler değil, daha ziyade birbirine bağlı yaşayan hücre toplulukları.

Bu organoitler fare beynine implante edildiğinde hücreler bölündü ve hayvanın mevcut beyin devresi içinde organize olarak farenin beyninin geri kalanı ve omuriliği ile bağlantı kurdu.

İmplante edilen farelerin korteksi mükemmel değil; normal korteks organize, yapılandırılmış katmanlar oluşturuyor. Nörobilimci Dr. Ilary Allodi'nin belirttiği gibi, bu insan-fare beyinlerinin taramaları "biraz dağınık" görünüyor.

Ancak birkaç ay sonra insan hücreleri, farenin beyninin dış tabakası gibi görünmeye ve işlev görmeye başladı.

Ameliyattan yaklaşık altı ay sonra bilim insanları fareleri küçük bir masa üstü arenada hareket ederken gözlemleyerek bazı temel davranış testlerine tabi tuttu.

Paşca, farelerin "[normal] farelerin yaptığı gibi büyük ölçüde" performans gösterdiğini söyledi.