Artık sinirbilim araştırmalarına milyarlarca dolar harcanıyor. Yine de son 40 yılda nörolojik hastalıkların tedavilerinde harika diyebileceğimiz çok önemli gelişmeler yaşanmadı. Beyinle ilgili bilgilerimiz, bir kalp, karaciğer veya diğer herhangi bir organdan çok çok daha az. Peki neden? Bunun altında yatan pek çok sebep var.
- Araştırmaların çoğu temelde fareleri model olarak kullanıyor, ancak fare beyni insan psikolojisini veya insan beyin hastalığını yeniden üretecek kadar sofistike değil.
- Beynin nasıl çalıştığını anlamak istiyorsanız, nöronların elektriksel aktivitesini ölçebilmelisiniz. Ama bunu yapmak için, bir çeşit elektriksel kayıt cihazı kullanmanız veya mikroskopla nöronlara gerçekten yaklaşmanız gerekiyor. Bu amaçla, beyninizin hangi bölümlerinin aktive olduğunu gösteren, manyetik rezonans cihazları (MRI) geliştirildi. Ancak bu cihaz, sinirsel aktiviteyi ölçmez; beyindeki kan akışını, daha fazla oksijenin olduğu yeri ölçer. Ancak bize gerekli olan, daha spesifik olarak bu hareketliliği yöneten sinir ileticiler, sinir ağları ve hormonlardır.
- Kullanılan diğer bir teknolojik alet de elektroensefalografidir (EEG). Elektrotları başınızın üzerine koyar ve beyin dalgalarınızı ölçebilirsiniz. Burada da, aslında ölçtüğünüz elektriksel aktivitedir. Nöronların aktivitesi değil.
Yani mesele şu ki, sahip olduğumuz bu teknolojiler doğru ölçüm yapamıyor, çünkü anlamak istediğimiz çoğu hastalık için, örneğin Parkinson için, beynin derinliklerinde hastalıktan sorumlu olan nöronları belirlemektir. Peki potansiyel olarak gelecek yüzyılda beyin ile ilgili hangi gelişmeleri yaşayacağız? Bilim insanlarının, 2025 gibi yakın tarihlerden 2100 gibi uzak tarihlere kadar uzanan gelecekteki “beyin” odaklı tahminleri şöyle:
Birkaç yıl içinde:
Beynin haritalandırılması: Bilim insanları, en yeni beyin haritalama teknolojilerini kullanarak, sinirsel yolların ayrıntılı bir şekilde haritalarını çizmeye çalışıyorlar. Şu anda keşfedilen 100’den fazla nörotransmitter yani sinir hücreleri arasındaki mesajcı kimyasallar var ama bu rakamın belki çok üstünde de keşfedemediklerimiz var. Bu yüzden araştırmacılar, bunların hepsinin keşfedilmesini beklemek yerine, çok farklı hastalıkları olan insanların beyin tarama verilerini topluyor ve belli hastalıklarda aktif olan bölge ve sinir yollarını belirlemeye çalışıyor. Şu anda, Parkinson hastalığı, obsesif-kompulsif bozukluk ve depresyon gibi bozukluklar için bu haritalardan yararlanılmaya başlandı. Birkaç yıl içinde, bu beyin haritalarının hastalık teşhis ve tedavilerinde daha çok kullanılacağı tahmin ediliyor. Şu anda bu haritalar kullanılarak geliştirilmekte olan pek çok ilaç var.
Beyin tümörü aşıları: Şu anda beyin tümörleri için onaylanmış aşılar yok, ancak sadece beyin değil tüm kanser türleri için klinik testleri yapılan immünoterapi çalışmaları var. Beyin tümörü aşıları, bağışıklık sisteminizi beyin tümörü hücrelerini tanımaları ve onlara saldırmaları için tetikler. Araştırmacılar, her hastadan kendi aşısını geliştirmek için biyopsi hücrelerini almayı ve hastalara doğal bağışıklık tepkisini güçlendiren düzenli aşı enjeksiyonları vermeyi planlıyor. Yakın gelecekte, hastaların bireysel DNA’sına dayalı olarak tümör hücrelerine saldırmayı ve yok etmeyi sağlayan aşılar üretime geçebilir.
Alzheimer kan testi: Şu anda, Alzheimer’ın teşhisi için, yalnızca pozitron emisyon tomografi (PET) taramaları ve omurilik sıvısından alınan örneklerle amiloid ve tau proteinleri ölçülerek bir değerlendirme yapılıyor. Ancak, PET görüntüleme oldukça maliyetli ve radyoaktif maddeler içeriyor. Omurilik sıvısı testleri ise girişimsel, karmaşık ve zaman alıcı. Birçok araştırma grubu, Alzheimer demansı olan hastalarda tau ve amiloid beta gibi anormal proteinleri tespit eden kan testi araçları geliştirdi, ancak onay aşamasındalar. Birkaç yıl içinde erken taramalar için büyük kolaylık sağlayacak bu testleri eczaneden alıp evimizde uygulayabiliriz.
Robotik cerrahi: Robotik cerrahi sayesinde, vücutta çok küçük bir kesiyle ve düşük hata payıyla elle ulaşılması çok güç bölgelerde ameliyat yapılabiliyor. Robotik cerrahinin beyin hastalıklarında kullanıldığı yerler var ama hala yaygınlığı yetersiz ve beyin için daha kapsamlı teknolojiler üretilmeye çalışılıyor. Bu sistemlerin çoğunda, robotun bir kamera kolu ve bir de mekanik kolu var. Cerrah, kamera yardımıyla cerrahi bölgenin yüksek çözünürlüklü, büyütülmüş 3 boyutlu görüntüsünü alıyor ve ameliyatı gerçekleştirmek için mekanik kolu kontrol ediyor. Birkaç yıl içinde, beyin ameliyatları için riski çok aza indiren ve karmaşık hassas bölgelere ulaşımı kolaylaştıran robotik cihazların kullanımı yaygınlaşabilir.
Kök hücre kullanımı: Yetişkin insan nöral kök hücresinin keşfi, birçok hastalık için bir tedavi seçeneği haline gelmeye başladı. Şu an, bazı akut ve kronik beyin rahatsızlıklarında kök hücre uygulamaları var ancak bunlar sınırlı sayıda ve çoğu zaman hastaların onayı alınarak öncül tedavilerden cevap alınamadıktan sonra ikincil tedavi olarak uygulanmakta. Gelecek birkaç yılda, nöral kök hücre ile düzenlemeler değişebilir ve 4 grup hastalık için yaygın bir uygulama haline gelebilir:
- Akut hastalıklar: Felç, travmatik beyin veya omurga yaralanmaları, doğumda yenidoğan beynine kan akışı olmaması vb. acil müdahale edilmesi gereken durumlar.
- Kronik nörodejeneratif hastalıklar: ALS (Amyotrofik Lateral Skleroz), Parkinson, Huntington hastalığı ve Alzheimer hastalığı vb. durumlar.
- Kronik inflamasyon ve immünolojik hastalıklar: Multipl Skleroz, Lyme Hastalığı vb.
- Genetik hastalıklar: Nöronal seroid lipofuksinoz, mukopolisakkaridoz ve lökodistrofi vb. durumlar.
Bu dört grup hastalık için bilimsel çalışmalar umut vadediyor. Örneğin birkaç yıl içinde, girişimsel bir nörolog, felç ile acile gelen bir hastaya kök hücre tedavisi uygulayarak, kan yetersizliğinden ölmekte olan alanların yeniden canlanmasını sağlayabilir.
Onlarca yıl içinde:
Beyin çipleri: Milyon dolarlık fonların aktığı birçok araştırma, beyindeki bilgileri bilgisayar ortamına aktarmak ve sinir hücrelerine dışarıdan müdahale edebilmek için çabalıyor. Sinir hücrelerimizle elektriksel bağlantı kuracak bu çipler kullanıma geçerse, beyin ile ilgili şu önemli gelişmeler sağlanabilecek:
- Nöronal seviyedeki elektriksel değişiklikler sürekli izlenebilecek. Beynin elektriksel sinyallenmesindeki en ufak aksaklık bile farkedilip bir hastalığa dönüşmeden düzeltilebilecek. Bu hastalıklar depresyon, anksiyete, şizofreni de olabilir, Alzheimer, Parkinson da olabilir. Ayrıca, elektronik çip sayesinde nabız hızı, sıcaklık, terleme, kas gerginliği ve cilt direncini izleyen sensörler gerçek zamanlı olarak analizlerde bulunacak. Dolayısıyla artık taramalara vakit ayrılmayacak, doktor ziyaretleri azalacak, uzaktan sağlık araçları yaygınlaşacak.
- Sinirsel arayüzler sayesinde, psikiyatrik hastalıklar, demans türleri, Parkinson vb. pek çok hastalığa cevap bulunabilecek. Artık farklı ruhsal hastalıkları olan hastaların beyinlerindeki sinirsel aktiviteyi izleyerek, hastalıkları belirtilerine göre tanımlamak yerine, nöral düzeyde gözlemlediğimiz gerçek soruna dayanarak tanımlayacağız. Örneğin, şu anda pek çok çocuğa Dikkat Eksikliği ve Hiperaktivite Bozukluğu (DEHB) teşhisi konuluyor ve amfetamin ilaç yazılıyor. Halbuki, bu teşhisin gerçek altta yatan sorununu anlamıyoruz, belirtileri dinliyor ve bu şikayetleri hastalık adlarıyla kategorilendiriyoruz. Ancak, hangi nöronun ne şekilde davrandığını anlarsak, şu anki DEHB tanısı koyduğumuz çocukların belki de birbirinden çok farklı sorunları olduğunu ve tedavi şekillerinin de çok farklı olduğunu anlayacağız. Artık rastgele ilaç reçetelemek yerine, hangi ilaçların hangi hastalarda en etkili olacağını kesin olarak bileceğiz.
- Birden fazla beyin ya da bilgisayar-beyin arasında doğrudan bağlantı sağlanabilecek. Böyle bir teknoloji, insan bedenlerini sınırlarının ötesine taşıyarak bir tür genişletilmiş kavrayış yaratacak ve yeni yeteneklere olanak tanıyacak. Beyinlerimiz bilgisayar ortamından verileri anlamlandırıp kabul etmeye başladığında her türlü bilgiyi anında içine yükleyebileceğiz. Ayrıca, farklı beyinlerin birbiriyle bağlantıda olması, artık sadece zihinsel olarak iletişim kurmamızı sağlayacak. Bu pek de imkansız değil, bir çalışma, tetrise benzer bir oyun oynayan üç kişinin yalnızca zihinlerini kullanarak birbirlerine mesajlar gönderip almasını sağladı. Oyuncuların hepsi EEG başlığı taktı ve EEG “gönderenin” beyin sinyallerini ölçüp diğer oyuncuların beynine doğrudan gönderilen talimatlara dönüştürebildi.
Beyin nanorobotları: İleride geliştirilebilecek çok küçük nanoteknolojik robotlar, farklı hastalıkların tedavisi için beyne sızabilir. Bir enjeksiyonla kana karışan bu nanorobotlar, kan-beyin bariyerini aşarak, yanlış ateşlenen sinir hücrelerini tamir edebilir, içeriden bir görü sağlayarak sorunun nerede olduğunu anlamamızı sağlayabilir, ya da daha farklı elektronik titreşimlerle kontrol edilemeyen sinirsel hareketleri baskılayabilir. Şu anda zaten, derin beyin stimülasyonu olarak bilinen bir teknik ile, beyin hücrelerinin davranışını değiştirmek için insanların beyinlerine cerrahi olarak küçük elektrotlar yerleştiriliyor. Bu tür elektrot implantları, Parkinson titremelerini, epileptik nöbetleri, depresyon belirtilerini ve Tourette sendromunun neden olduğu kontrol edilemeyen hareketleri azaltmaya yardımcı oluyor. Vücutta dolaşan ve doktor görevi gören nano ölçekli robotlar üzerinde çalışan birkaç şirket bulunuyor.
