Fare Beyninde Işıkla Halüsinasyon Yaratmak

Çok farklı durumlarda halüsinasyon deneyimlemek mümkün: Şizofrenide, halüsinojenik ilaçlar aldığınızda ve hatta ateşiniz çıktığında bile. Peki ya ışık yoluyla? Bir grup bilim insanı, farelerin “yeni bir lazer teknolojisi” yardımıyla halüsinasyonlar yaratabildiklerini iddia ediyor. Makale Science dergisinde yayınlandı. Optogenetik adı verilen bu tekniği “Optogenetik: Beyni Işıkla Kontrol Etmek” isimli yazımızda ele almıştık.

Fare beyninde halüsinasyon nasıl yaratıldı?

Işık gözümüze geldiğinde retinadaki sinir uçlarını uyarır ve bu uyartı görsel kortekste anlamlandırılır. Bu yeni tekniği denemek için ekip basitçe bu sisteme odaklandı. Farelerin görsel korteksine iki yeni gen eklendi; bu genlerden bir tanesi hücreyi kırmızı lazer ışığına duyarlı hale getiriyor, diğeri ise uyarıldığında hücrenin yeşil ışık üretimini sağlıyordu. Bu sayede araştırmacılar hücrenin uyarıldığını anlayacaktı.

Farelerin tabi tutulacağı test ise şöyleydi: Bir ekrana bir görsel yansıtılacak, görselde dikey veya yatay çizgiler bulunacaktı. Aynı zamanda bu çizgiler bazen parlak bazen sönük olacaktı. Araştırmacılar fareleri, ekranda dikey çizgi gördüklerinde bir pipeti yalayacak şekilde eğitecekler, eğer fareler testi doğru şekilde gerçekleştirirlerse ödül kazanacaklardı. Fareler ödül sistemiyle buna uygun şekilde eğitildi.

Bu arada farelerin görsel korteksinde hangi hücrelerin bu görevde aktif olduğunu görmeleri gerekiyordu. Bu aşamada, uyarıldığında yeşil ışık veren sinir hücreleri kullanıldı ve bu hücrelerden “dikey çizgilere” tepki verenler belirlendi (Beyinde yatay ve dikey çizgilere farklı hücre grupları tepki veriyor). Ardından bu iki gruptan birer düzine hücre seçildi ve ekrandaki görüntüye paralel olarak fareler ışığa maruz bırakıldı. Bu sayede fareler ekrandaki çizgileri daha belirgin şekilde görebiliyorlardı.

Artık sıra araştırmanın en heyecanlı kısmına geldi: Fareler bir süre karanlık odada bekletildi ve o esnada ekrandaki dikey ya da yatay çizgilere tepki veren sinir hücreleri ışık yardımıyla uyarıldı. Fareler karanlık bir odada bekledikleri halde, dikey çizgileri görmelerini sağlayan sinir hücreleri aktive edildiğinde halüsinasyon deneyimleyecekler ve ödül almak için pipetleri yalayacaklardı.

Ve yaladılar da!

Bir halüsinasyon görmek için kaç sinir hücresi gerekli?

Araştırma hakkındaki kayda değer bir nokta Dr. Deisseroth ve ekibinin oldukça az sayıda sinir hücresini hedef alabilmesi. Öyle ki, başlangıçta sadece iki nöronu aktif hale getirip diğer hücrelerin onları takiben aktive olmasını sağladılar. Peki olan biten iki sinir hücresinden ibaretse, neden sürekli halüsinasyon görmüyoruz? Dr. Deisseroth buna, beyin içerisindeki sinir ağlarının engel oluyor olabileceğini söylüyor.

Deneye yönelik eleştiriler

Dr. Anne Churchland
(Kaynak: ibiology.org)

Deneyin gösterdiğine göre, farelerin görsel korteksinde işaretli bazı nöronlar aktive edilerek bu canlıların görsel halüsinasyonlar deneyimlemeleri sağlandı.

Ancak deneye eleştirel yaklaşan bilim insanları da var. Çalışmaya katılmamış olan, Cold Spring Harbour Laboratuvarı‘ndan sinirbilimci Anne Churchland‘a göre“Bu durum farelerin içsel deneyimi hakkında kesin bir yargıya varmamıza yetmez, daha fazla araştırma yapılması gerekli”. Dr. Churchland’a göre farelerin gerçekten dikey çizgi görmesi mi sağlandı yoksa yanlış bir yönlendirme mi oldu, henüz bilemiyoruz.

Yapay halüsinasyonlarla şizofreninin doğasını aydınlatabilir miyiz?

Ancak Dr. Deisseroth kendinden emin. Bu yöntemle çok farklı halüsinasyonların da tetiklenebileceğini düşünüyor. “Belki de psikiyatrik rahatsızlıklar bile tedavi edilebilir” diyor. Ne var ki teknik henüz emekleme aşamasında ve ekibin elde ettiği bulgular muhtemelen buzdağının yalnızca görünen kısmı.

Bununla birlikte, sadece birkaç sinir hücresini uyararak görsel halüsinasyonlar tetiklenebileceği düşüncesi oldukça heyecan verici. Deney sonuçları tekrarlanabilir ve optogenetik yöntemiyle halüsinasyon tetiklenebileceği kesinleşirse, halüsinasyonların doğasını çok hızlı bir şekilde çözebiliriz. Yeni bilgiler şizofreniden madde kullanımına kadar halüsinasyonların görüldüğü pek çok durumu aydınlatabilmemizi sağlayabilir.

Heyecanla bekliyoruz!

Yazan: Meriç Öztürk
Düzenleyen: Onur Arpat

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

Kaynaklar ve ileri okuma:
Science Cortical layer–specific critical dynamics triggering perçeption
Görsel Pixabay