Ağaçkakan Beyni: Kafa Travmaları Üzerine Çalışmak İçin İyi Bir Seçim

Bir ağaçkakan gagasını ağaca her vurduğunda, ortalama bir travmada bir insanın beynine uygulanan kuvvetin on katı kadar darbe alıyorlar. Yine de beyinlerine kötü bir şey oluyormuş gibi görünmüyor. Bu nasıl oluyor ve daha önemlisi, bu durumun sebebini anlarsak kafa travmalarının zararlarını azaltabilir miyiz?

Ağaçkakan beyinleri üzerinde araştırma yapan George Farah, bu hayvanların beyinleriyle çalışmayı kil toprakla uğraşmaya benzetiyor. “Bazıları pasta gibi, dokusu bir arada duruyor ama kolayca ayrışabiliyor” diyor.

Farah, çalışma arkadaşları Peter Cummings ve Donald Siwek ile birlikte ilginç bir sorunun cevabını arıyor : “Ağaçkakanlar ömürleri boyunca defalarca kez ağaçları gagaladıktan sonra beyinlerine ne oluyor?” Bu sorunun cevabı beyin travmaları üzerine çalışan nörobilimciler için önemli olabilir.

Ağaçkakanlar gagalar. Kafalarını bir ağaca vurduklarında 1200 ila 1400 g arasında bir kuvvete maruz kalırlar. Kıyaslamak gerekirse, son derece sert bir şut bile ancak 120 g’lik lik bir kuvvete ulaşabiliyor. Farah’ın matematiğine göre, bir ağaçkakan ömründe 54 milyon kez sert bir yeri gagalayabilir. Yaklaşık 25 milyon yıldır bu işi yaptıklarını göz önüne alırsak, kendilerine zarar verecek bir eylemi yapmaya devam edeceklerini düşünemeyiz. Tüm bunlardan yola çıkarak mühendislerin daha iyi spor başlıkları ve koruyucu kasklar tasarlamak için ağaçkakanlara bakması şaşırtıcı değil.

Bugüne kadar birçok çalışma ağaçkakan kafataslarının koruyucu biyofiziksel adaptasyonları üzerine odaklanmış. Bilim insanlarının bulgularına göre ağaçkakanlar gagalarken üst ve alt kısımları birbirinden bağımsız hareket edebilen sivri ve göz alıcı gagalarını kullanıyorlar. Ağaçkakanların her darbe sırasında beyni emniyete alan ve tampon görevi gören büyük dilleri ve şoku absorbe edebilme yeteneğine sahip özel kafatası kemikleri vardır.

Aslında bunları farketmek çok basit. Ancak çok az sayıda bilim insanı ağaçkakanların beyinlerinde neler olup bittiğini görmek için kafataslarının içine göz atmış. 1976 yılında yapılan bir çalışmada, kafa darbelerinin ağaçkakanların beyinlerine gerçekten zarar verip vermediğini görmek için ağaçkakanların beyinleri incelenmiş. Bu çalışmada araştırmacılar hiçbir hasar izi bulamamışlar ve kafataslarının ağaçkakan beyinlerini yaralanmaya karşı koruduğu sonucuna varmışlar. Bu çalışma o tarihten günümüze kadar pek çok dergide yer almış ama Farah sonuçların süpheli olduğunu düşünüyor.

Farah o dönemki çalışmada kullanılan yöntemlerin günümüz teknolojisinden uzak ve doğrudan doku morfolojisini göstermeyen yöntemler olduğunu söylüyor. Bu çalışmayı takip eden yıllarda ise hiç kimsenin daha gelişmiş olanaklarla çalışmayı tekrarlamamasına anlam veremiyor. Bu yüzden gerekli maddi imkanları da sağlayarak bir çalışma başlatmış.

Çalışma için ilk ihtiyaç elbette ağaçkakan bulmak olmuş. Ancak söylemek yapmaktan daha kolay. Ağaçkakanlar bir petshopa gidip kolayca bulunabilecek hayvanlar değil. Neyse ki bir müzede kavanozlar içinde korunmuş ağaçkakan örnekleri bulmuşlar ve çalışmalarına başlayabilmişler.

Çalışmalarını 10 ağaçkakan ve kontrol grubu olarak da 5 kırmızı kanatlı karatavuk beyninden kesitler alıp bu kesitleri çeşitli yöntemlerle boyayarak gerçekleştiriyorlar. Beyin kesitlerini boyamadaki temel amaç beyindeki tau proteinlerini gösterebilmek.

İnsan beynindeki tau proteinleri, hücre yapısı için iskelet görevi gören nöronal mikrotübüllerin mimarisinin oluşmasına ve stabilizasyonuna yardımcı olur. Alzheimer gibi nörodejeneratif bozukluklarda ve beyin travmasında tau proteinleri aksonlardan ayrılır ve bir araya gelerek plaklar oluştururlar. Bu plaklar hastalık oluşmasına neden oluyor olabilir.

Çeşitli tau proteini alt tipleri vardır. Tau proteinlerinin zararlı etkilerinin tam olarak anlaşılamaması, bu proteinlerin beyin sağlığı üzerindeki etkilerini açıklamaya çalışan araştırmacılara yeni araştırma konuları yaratmaya devam ediyor. Net olan şey ise, tau birikimlerinin kronik travmatik ensefalopatili (CTE) sporcularda gözlendiği. Bu durum bize tau birikimleri ile beyin sağlığı arasında bir bağlantı olduğunu düşündürüyor.

Farah ağaçkakan beyinlerinde tau birikimini gösterebilmek için gümüşleme denilen modern bir boyama tekniği kullanıyor. Örneklem olarak kullanılan 10 kuşun 8’inde pozitif gümüş birikimleri gözlendi. Yani sıklıkla kafa travması yaşayan ağaçkakanların beyinleri bundan zarar görüyor olabilir. Bu birikimlerin çoğu en fazla darbenin alındığı beynin frontal bölgesindeydi. Daha ileri test yöntemleriyle 3 kuşun 2’sinde bu proteinlerin tau proteini olduğunu doğruladılar. Kontrol grubu olan kırmızı kanatlı karatavuklarda ise herhangi bir zararlı protein birikimi görülmedi.

Elbette bu bulgularla kesin sonuçlara varamayız. İlk olarak, çalışmadaki örneklem çok küçük ve gagalama ile nörotravma arasında bir korelasyon oluşturmak için yeterli değil. Ayrıca tau plaklarının ağaçkakan sağlığına zarar veren birikimler olup olmadığı net olarak belli değil. Farah, çalışmada tanımladıkları tau proteinlerinin alt tiplerini tespit etmediklerini söylüyor. Bu nedenle, bu tau proteinlerinin ağaçkakanlara zarar verip vermediğini söylemek güç. Belki de bu birikimler başka bazı bilim insanlarının söylediği gibi nöronları korumak için evrimsel bir adaptasyondur.

Farah ve Cummings, bir sonraki mantıklı adımın ağaçkakan beyinlerinde biriken tau proteinlerinin alt tiplerini araştırmak ve bunların etkilerini değerlendirmek olacağını söylüyor. Eğer anlamlı bir ilişki varsa, ağaçkakanlar üzerinde yapılan bu çalışmaların beyin araştırmaları içindeki önemini artacak.

Belki de ağaçkakan beyinleri zararlı tau proteinlerini temizlemek ve koruyucuları yerinde bırakmak için özel bir enzime sahiptir? Belki Alzheimer’ın tedavisi ağaçkakan beyinlerinde saklıdır.

Titiz araştırmalarla ağaçkakan beyinlerine daha yakından bakmak iyi bir fikir olabilir.

Yazan: Oğuzhan Acet
Düzenleyen: Onur Arpat

NöroBlog’u Patreon üzerinden desteklemek için: http://patreon.com/NoroBlog

Kaynaklar ve ileri okuma:

Discover Magazine What Are Woodpeckers Doing to Their Brains?

Science Daily Woodpeckers show signs of possible brain damage, but that might not be a bad thing

Anasayfamızdan daha fazla sinirbilim yazısına ulaşabilir, podcast ve videolarımıza erişebilirsiniz.