Beynin büyük miktardaki atığının nereye gittiği konusunda bilim insanları çemberi daraltıyor
(npr.org)- Beynin yaklaşık 170 milyar hücresinin ürettiği atıklar, sağlığın korunması ve nörodejeneratif hastalıkların anlaşılması için kilit ipuçları sunuyor; Nature’da yayımlanan 3 çalışma, uyku sırasında atıkların dışarı çıktığı yolları daha somut biçimde ortaya koyuyor
- Derin uykudaki yavaş elektrik dalgalarının, hücrelerin çevresindeki sıvıyı beynin derinlerinden yüzeye doğru ittiği; bu sıvının kan dolaşımı üzerinden karaciğer ve böbreklere taşındığı akış gözlemlendi
- Temizlenen maddeler arasında Alzheimer hastalığı plaklarıyla ilişkili amiloid de bulunuyor; Alzheimer hastalığında bu temizlik sisteminin zarar gördüğüne dair kanıtlar artıyor
- Fare deneylerinde saniyede 40 kez verilen ses ve ışık uyarıları, aynı frekansta beyin dalgaları oluşturdu; beyin omurilik sıvısı girişini, kirli sıvı çıkışını ve amiloid taşınmasını artırdı
- İnsanlarda aynı şekilde işleyip işlemediğinin hâlâ doğrulanması gerekiyor; ancak yaşlanma, hasar ve beyin damar tıkanıklıkları bu sistemi sekteye uğratabileceğinden konu Alzheimer, Parkinson, baş ağrısı ve depresyon araştırmalarıyla kesişiyor
Beyin atıklarının temizlenme yolunun yeniden gündeme gelme nedeni
- Beyinde yaklaşık 170 milyar hücre bulunur ve yalnızca normal faaliyetler bile çok miktarda atık üretir
- Sağlıklı bir beynin bu kalıntıları yıkayıp uzaklaştırması gerekir; ancak atıkların nereye çıktığı uzun süre net değildi
- İki araştırma ekibinin Nature’da yayımladığı 3 makale, beynin atık temizleme sistemini daha ayrıntılı açıklıyor
- Bu bulgular, çeşitli beyin hastalıklarını anlamaya ve tedavi ya da önleme araştırmalarına ipucu sağlayabilir
Uyku sırasında elektrik dalgaları sıvıyı iter
- Derin uyku sırasında yavaş elektrik dalgalarının, beynin derinlerindeki hücrelerin çevresindeki sıvıyı beyin yüzeyine doğru ittiği düşünülüyor
- Beyin yüzeyindeki hassas arayüz, bu sıvının içindeki atıkları kan dolaşımına emer; kan dolaşımı da bunları vücuttan atılmak üzere karaciğer ve böbreklere gönderir
- Bu süreçte birlikte taşınan başlıca atıklardan biri amiloiddir
- Amiloid, Alzheimer hastalarının beyninde yapışkan plaklar oluşturan maddedir
- Alzheimer hastalığında beynin atık temizleme sisteminin zarar gördüğüne dair kanıtlar artıyor
Glimfatik sistem ve “beyin tesisatı” benzetmesi
- Jeffrey Iliff ve Dr. Maiken Nedergaard, 10 yılı aşkın süre önce beynin içindeki ve çevresindeki berrak sıvının atıkları yıkayıp uzaklaştıran bir sistemin parçası olduğu fikrini ortaya attı
- Bu sistem glymphatic system olarak adlandırılıyor
- Adı; enfeksiyonlara karşı savunmaya, vücut sıvılarının korunmasına, atıkların ve anormal hücrelerin süzülmesine yardımcı olan lenf sisteminden geliyor
- Jonathan Kipnis bu sistemi bir evin tesisatına benzetiyor
- Temiz suyun içeri girdiği, eller yıkandıktan sonra kirli suyun dışarı çıktığı yapıya benziyor
- Lenf sistemi, ince damar ağlarıyla atıkları kan dolaşımına kadar taşır; ancak beyinde bu tür damarlar yoktur
- Temel soru, beynin ortasındaki atık moleküllerinin beyin sınırına nasıl taşındığı ve sonunda vücuttan nasıl çıktığıydı
Fare çalışmalarının gösterdiği iki aşama
- 2012 ve 2013’te Iliff ve Nedergaard, uyuyan hayvanlarda beyin omurilik sıvısının beyinden hızla geçerek atıkları yıkayıp uzaklaştırdığını gösteren bulgular sundu
- Sonrasında, sıvıyı neyin ittiği ve atıkların beyin dokusuyla kan dolaşımını ayıran bariyeri nasıl aştığı soruları kaldı
- Kipnis’in araştırma ekibi, hayvanlar derin uykuya geçtiğinde ortaya çıkan yavaş elektrik dalgalarının şiddetini ölçtü
- Ekip, bu dalgaların ölçümünün hücreler arasındaki boşlukta bulunan sıvı, yani interstisyel sıvı akışının ölçümüyle bağlantılı olduğunu düşündü
- Dalgalar nöron aktivitesini senkronize eder ve nöronların küçük pompalar gibi çalışıp sıvıyı beyin yüzeyine itmesini sağlayan bir sinyal görevi görür
- Bu sonuçlar Şubat ayında Nature’da yayımlanan bir makaleyle duyuruldu: Nature makalesi
- MIT bilim insanlarının liderlik ettiği başka bir araştırma ekibi de yavaş elektrik dalgalarının atık temizliğine yardımcı olduğuna dair ek kanıtlar sundu
- Alzheimer hastalığına benzer belirtiler gösteren farelere saniyede 40 kez oluşan ses ve ışık uyarıları verildi
- Uyarı, aynı yavaş frekansta beyin dalgalarını tetikledi
- Testlerde, temiz beyin omurilik sıvısının beyne girişi ve kirli sıvının dışarı atılması arttı
- Dışarı atılan sıvıda, Alzheimer hastalarının beyninde biriken amiloid de bulunuyordu
- Bu çalışma da Nature’da yayımlandı: Nature makalesi
Beyin bariyerinden çıkan kapı
- Kipnis ayrı bir makalede, amiloid dahil atıkların beyni koruyan zarı nasıl geçtiğini ele aldı: Nature makalesi
- Araştırma ekibi, bu zardan geçen toplardamarlara odaklandı
- Toplardamarların çevresinde tamamen kapatılmamış, manşon benzeri boşluklar bulunur
- Beyin omurilik sıvısı bu boşluklardan dışarı çıkar ve atıklar vücudun lenf sistemine aktarılır
İnsanlara uygulanması için kalan sorular
- Yeni araştırmalar, beyin atıklarının temizlenmesi için iki aşamanın gerekli olduğunu düşünüyor
- Atıkları beyni çevreleyen beyin omurilik sıvısına itme aşaması
- Bunları lenf sistemine aktarma ve nihayetinde vücudun dışına çıkarma aşaması
- Iliff’e göre iki aşama ayrı ayrı açıklanabilir; ancak biyolojik olarak neredeyse kesin biçimde birbirine bağlıdır
- Farelerden elde edilen birçok sonucun insanlarda hâlâ doğrulanması gerekiyor
- Kemirgenlerle insanlar arasındaki anatomik farklar oldukça büyüktür
- Bulgular, Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıkların risk faktörleri üzerine yapılan araştırmalarla da örtüşüyor
- Yaşlanma, hasar ve beyin damarlarını tıkayan hastalıklar beynin atık temizleme sistemini sekteye uğratabilir
- Bu faktörlerin tümü Alzheimer hastalığı için risk faktörüdür
- Atık temizliğindeki bozukluk Parkinson hastalığı, baş ağrısı ve depresyonda da rol oynayabilir
- Yavaş elektrik dalgalarını tetikleyen yöntemler gibi beynin kendini temizlemesine yardımcı olan yaklaşımlar, çeşitli hastalıkların önlenmesine yönelik araştırmalara kapı açabilir
- Düzeltme: Deneyde kullanılan ses ve ışık uyarıları dakikada 40 kez değil, saniyede 40 kez idi
1 yorum
Hacker News yorumları
Derin uyku eksikliğinin Alzheimer ve demans riskini artırdığı teorisiyle de iyi örtüşüyor
https://www.medicalnewstoday.com/articles/not-getting-enough...
https://www.sciencealert.com/study-finds-sleep-may-not-flush...
Alzheimer benzeri belirtiler gösteren farelere saniyede 40 kez gerçekleşen ses ve ışık uyarıları verilmiş; bu uyarılar da aynı yavaş frekansta beyin dalgaları oluşturmuş
Deneyde temiz beyin omurilik sıvısının beyne girişinin ve kirli sıvının dışarı çıkışının arttığı, ayrıca bu sıvının Alzheimer hastalarının beyninde biriken amiloidi taşıdığı da doğrulanmış
O zaman bu, uyku yerine TMS gibi bir şey kullanılabileceği anlamına mı geliyor? Ayrıca bu sistemin başarısızlığı ya da işlev azalması, elektromanyetik dalgalara “alerjisi” olduğunu söyleyen insanları açıklayabilir mi, merak ediyorum
Bunu yapay olarak tetikleyebilsek bile, bedensel iyileşme gibi uykuda güçlenen başka işlevler nedeniyle hâlâ uykuya ihtiyaç duymamız muhtemel
Yine de uyku ihtiyacını azaltma veya uykusuzluğun zararlı etkilerinin bir kısmını hafifletme potansiyeli olabilir
40Hz daha çok güçlü örüntü tanıma veya odaklanmış dikkat gibi görünüyor
Yeni günde 20 saat çalışma düzeni sayesinde trilyonerler muazzam kazanç sağlayacak gibi
“Beynin kendini temizlemesine yardımcı olmanın, örneğin yavaş elektrik dalgaları oluşturmanın bir yolunu bulursak çeşitli bozuklukları önleyebiliriz” kısmını okur okumaz aklıma binaural beat’ler geldi
Üniversitedeyken çok yorgun olup yapacak çok işim olduğunda kullandığım bir beat vardı; 20 dakika kadar kısa uyuyup toparlanmama yardımcı olurdu
Bazen şekerlemenin kendisine bile gerek kalmazdı; o süre boyunca zihnimi beat’e bırakmak yeterli olurdu
Etkinin bir kısmı “derin temizlik” tetiklemekse, bunun bu tür bozuklukları azaltmanın bir yolu olabileceğini düşünüyorum
Efsanevi şekilde 1000 dolar olduğu söylenen en pahalı parçayı torrent’ten indirmiştim ama hiçbir değişiklik olmadı; belki de parasını ödemediğim içindir :)
Beyni temizlemek için doğrudan beyin dokusunun kendisine etki etmesi gerekir gibi geliyor; bu da pek mümkün görünmüyor
Farelere ışık ve müzik gösterisi izletip beyin atıklarının atılmasını tetiklemeleri oldukça şaşırtıcı
Gece takıp yatınca uyku sırasında bu süreci hızlandırarak gerçek uyku süresini birkaç kat artırmış gibi yapan bir şapka icat edilse keşke
Doktorlar, kamyon şoförleri, pilotlar gibi zorlu çalışma programları olan kişiler için etkili olabilir
Takmak istemeyenler, takanlarla rekabette geride kalıp işlerini kaybeder çünkü
40Hz de değil, ışık da değil; insanlar üzerinde 10 yılı aşkın araştırması olan faz hedefli işitsel uyarımı ele alıyor
Şapka değil ama bir çift kulaklık ve bir uygulama ya da ses parçası yeterli
Uyku sürem azaldı ama daha dinç uyandığımı hissettim
“Uyku sırasında yavaş elektrik dalgaları, hücrelerin etrafındaki sıvıyı beynin derinlerinden yüzeye doğru itiyorsa”, bu rüya mı oluyor?
Elektrik dalgaları ve sıvı beyin hücrelerine vuruyor mu?
Uyuduğumuzda görsel işleme alanındaki nöronlar giriş sinyali almaz; o zaman bu nöronlar çevredeki alanlar tarafından kullanılabilir
Bu ele geçirmeyi önlemek için sahte sinyaller üretip onları meşgul tuttuğu teorisiydi; oldukça havalıydı
Kitabın adını buldum: David Eagleman’ın Livewired’ı
Deneyde kullanılan sesi yeniden oluşturabildim
sox -b 32 -Dr 96k -n 40hz_1ms_pulse_1hour.flac synth 0.001 sin 10k fade t 0.0005 0 0.0005 pad 0.024 repeat 140000Amaç, saniyede 40 kez giriş nöronlarını uyarıp bu frekansın mümkün olduğunca beynin derinlerine ve geniş alanlarına yayılmasını sağlamak gibi görünüyor
Farelerde bunu ses, ışık ve titreşim yoluyla dokunmayı birleştirerek başarmışlar
Bu tür nöron sürüşünün beynin atıkları temizlemesine yardımcı olduğu varsayılıyor; doğruysa güzel olur
Söz konusu olan sıvıysa, uyku sırasında baş açısının etkisi ne olur?
Biraz batıl inanç gibi gelebilir ama bu kesinlikle hissediliyor
Zorlu zihinsel işlerden, özellikle de ağır okumadan bir süre sonra konsantrasyonumun düştüğünü ve gözlerimin ağırlaştığını hissediyorum
Kısa ve derin bir şekerlemeyi başarabilirsem, bazen 15 dakikadan kısa olsa bile, hepsi yıkanıp gidiyor ve tekrar odaklanabiliyorum
Garip bir benzetme ama rahatlama hissi, dolu bir mesaneyi boşaltmaya benziyor
Böyle bir durumda şekerleme yapmamak çok sağlıksız ve zarar verici gibi geliyor
Neyse ki geceleri uykuya dalmakta zorlanmıyorum ama güneş doğduktan sonra beynim kapanmayı reddediyor gibi
1-2 haftada bir, sabah geç saatlerde zar zor şekerleme yapabiliyorum
Yeniden enerji geliyor ve hemen harekete geçmeye hazır oluyorum
Evden çalışmanın büyük avantajlarından biri
Yoğun zihinsel odaklanma gerektiren birçok meslek veya beceride, çalışanların mola sürelerine ihtiyaç duyduğu ya da performans sınırları olduğu söylenir
Aklıma gelen başlıca örnek BM simultane tercümanları
Gerçek zamanlı konuşmayı yaklaşık 45 dakika çevirebiliyorlar; sonrasında zihinsel yorgunluk nedeniyle hata oranı üstel biçimde artıyor ve yeni bir tercümanla değişmeleri gerekiyor
Bunu hep zihnimin üzerinden geçen bir özgürleşme dalgası gibi tarif etmişimdir
Gerçekten iyi hissettiriyor; zihnimden bir ağırlık kalkmış gibi bir berraklıkla uyanıyorum
Biraz kafam karıştı; glimfatik sistem zaten epey uzun zamandır bilinen bir şey değil miydi?
Yazı kelimenin tam anlamıyla glimfatik sistemin bilindiğini, ama gerçek çalışma mekanizmasının bilinmediğini; bu araştırmanın da tam olarak o mekanizmayı ortaya koyduğunu söylüyor
Yeni olan kısım 40Hz ışık ve ses; şimdiye kadar da sadece farelerde yapılmış