Özgün adı: “Remote control of the brain is coming: how will we use it?”
Catriona Houston doktorasını inhibitör sinaptik aktarımın düzenlenmesi (modulation of inhibitory synaptic transmission) konusunda yapmış bir yazardır. Doktora sonrası araştırmacı olarak Londra’daki Imperial College’da nörobilim üzerine çalışmıştır.
Başkalarının zihnini uzaktan kontrol etme fikri uzun süredir favori bir bilim kurgu teması olmuştur, ama genetik ve nörobilim alanlarındaki son gelişmeler, yakın bir zamanda gerçekten bu güce sahip olabileceğimizi ileri sürüyor. Stanford Üniversitesinden biyomühendis Karl Deisseroth ve meslektaşları, beynin optik kontrolü üzerine bir çalışma yayınlayalı on yılı geçeli çok olmadı. Bu çalışmada nöronların ateşleme örüntülerini kontrol etmek için ışık kullanılmıştı ve bu araştırma alanı artık optogenetik olarak biliniyor. Karl Deisseroth ve arkadaşları deney sistemini oluşturabilmek için fare beynindeki nöronları, alglerde bulunan channelrhodopsin adı verilen bir molekülle geliştirmiştir. Channelrhodopsin, ışıktan gelen enerjiyle bir reaksiyon dizisi başlatır ve böylece yüklü iyonlar hücrelerin içine girebilirler.[1] Yüklü iyonlar nöronların elektriksel aktivitesini değiştirebilir, bu da aynı zamanda hayvanın davranışını etkiler.
Sonrasında araştırmacılar, bu farelerin beynindeki belli nöronlarda bulunan channelrhodopsin moleküllerine implantlarla ışık vererek istediklerinde davranış oluşturdular. Kaliforniya Üniversitesinde, Anatol Kreitzer ve ekibi, Parkinson hastalığını taklit edecek şekilde hareketleri bozmak ve hatta Parkinson hastası olan bir farenin hareketlerini de normale döndürmek için Deisseroth ile çalıştı. Deisseroth ve meslektaşı Luis de Lecea daha sonra farelerin beyninde uyanmayı ve uyumayı kontrol eden birtakım nöronları aktive ederek fareleri uyandırmanın mümkün olduğunu gösterdi.
Ancak optogenetik zorlu bir alandır. Işık, yoğun ve yağlı olan beyin dokusuna kolayca nüfuz edemediğinden, araştırmacılar ışığı beynin içine gönderebilmek için fiber optik bir kablo yerleştirmek zorundadır. Bu şart, daha az müdahale içeren (intrusive) DREADD (designer receptors exclusively activated by designer drugs — sadece tasarım ilaçlarıyla aktifleştirilen tasarım alıcılar) adlı bir başka tekniğe öncülük etti.[2] Bu teknikte, normalde asetilkolin adlı nörotransmitter tarafından etkinleştirilen bir reseptör, normal koşullarda vücutta bulunmayan tasarım bir ilaca yanıt verecek şekilde değiştirilir. Tasarım ilaç yerine ulaştırılınca, birkaç saat geçtikten sonra nöronlar manipüle edilebilir ve davranış değiştirilebilir. Çoğu görev (task) sırasında, beyin aktivitesinde gerçekleşen hızlı değişikliklerle karşılaştırıldığında ilaç uygulamasının yavaş seyirli kalması, buradaki en büyük dezavantajdır.
Son birkaç yıldır araştırmacılar, her ikisi de vücuda zarar vermeden nüfuz edebilen düşük frekanstaki radyo dalgaları ya da bir manyetik alan kullanarak daha yeni bir teknik öne çıkarmıştır. Dalgalar, vücuttaki ilgili alana enjekte edilmiş ya da genetik olarak hedeflenmiş demir oksit nanopartiküllerini ısıtır. Optogenetiktekine benzer olan bir işlemde, ısıtılmış nanopartiküller kalsiyum iyonlarının hücreye geçişine izin vererek TRPV (transient receptor potential vanilloid — geçici reseptör potansiyel vanilloidi)[3] adı verilen bir kanal açar. Nano parçacıkların konumuna bağlı olarak iyonlar, herhangi bir sayıdaki görevde (task) -insülin üretiminden, açlık hissiyatındaki gastrik hormonları baskılamaya kadar- başarılı olabilir.
Beyinde ortaya çıkan nörolojik ve zihinsel sağlık problemlerini benzer teknolojiler kullanarak tedavi etmek an meselesi gibi görünüyor. Bazı araştırmacılar bu amaçla, özel bir ışığa maruz kaldığında, bir nöronun genlerinin değiştirilmesine gerek duyulmadan ateşlemesini sağlayacak ısıyı üretebilen altın nanopartiküller ile çalışmakta.
Daha fazla araştırma gerekiyorsa da bu sistemler, derin beyin stimülasyonu (deep brain stimulation) gibi beyin aktivitesini değiştiren mevcut tekniklerden daha büyük bir kesinlik, ayrıca daha az dış etki gerektirme (invasive) potansiyeli taşıyor. Birçok cephedeki bunca ilerleme sayesinde insan zihninin bir tür kontrolü, sunduğu tedaviler ve faydalarla birlikte, çok geçmeden ortaya çıkabilir. Sadece yıldızı parlamaya başlayan diğer teknolojiler gibi — bu konuda akıllara yapay zekâ ve robotik gelmektedir — insanlığın iyiliği için kullanıldığından emin olmalıyız.
[1] Sinirsel uyarımlar, akson boyunca hücre zarının elektrik yükündeki değişimlerle iletilir. Bu yük değişimini hücrenin içindeki ve dışındaki iyonların geçişleri sağlamaktadır. (E.N.)
[2] DREADDler, organizmalardaki G proteininin uzamsal ve zamansal kontrolüne olanak sağlamak için kemogenetik işlemle tasarlanmış bir protein sınıfıdır. Bu sınıf, doğal ligandlarına yanıt vermeyen, sadece sentetik ligandlara yanıt veren G proteini ile kenetlenmiş reseptörleri kullanır. Bahsi geçen tasarım ilaçlar ise G proteini ile kenetlenmiş reseptörlerde yanıt oluşturmak için tasarlanmış ve hücredeki reseptörlere bağlanıp yanıt oluşturan moleküllerdir. (Ç.N.)
[3] TRPV reseptör ailesi, hayvanlarda bulunan ve yüksek oranda kalsiyum seçici davranan reseptörlerdir. Bazı tatların ve kokuların algılanmasını sağlarlar. TRPV1 ayrıca ısı ve yangı hislerinin algılanmasına katılır; kapsaisin ve piperinden doğan acı hissini de bu reseptör sağlamaktadır. (E.N.)
