Birçok hayvan için yaşam, bolluk kadar kıtlığın da olduğu bir döngüdür. Kış uykusuna yatan canlılar kışın yeraltına kıvrılır, metabolizmalarını yavaşlatır ve böylece bahara kadar yiyeceksiz kalabilirler. Bu, insanların uzun zamandır hayalini kurduğu bir şey: Eğer bu gezegenden ayrılacak ve uzaya seyahat edeceksek hibernasyona (kış uykusu) girmemiz gerekebilir. Fareler üzerinde yapılan yeni bir çalışma bunun mümkün olabileceğini gösteriyor. Bilim kurgu gerçek oldu
Bilim kurguda, uzay mürettebatı genellikle uzun mesafeli uzay yolculuğunun sıkıcılığından ve zahmetinden dondurulmuş bir uyku durumuna geçirilerek kurtulur. Bilim insanlarının, ultrasonik dalgalar kullanılarak kemirgenlerde kış uykusunun yapay olarak tetiklenebileceğini göstermesinin ardından bu hedefe bir adım daha yaklaşılmış olabilir.
Bu gelişme, doğal olarak kış uykusuna yatmayan farelerde etkili olması nedeniyle önemli görülüyor. Bu durum, insanların da beyninde yapay olarak yeniden aktif hale getirilebilecek körelmiş bir kış uykusu devresine sahip olabileceği ihtimalini gündeme getiriyor.
Çalışmayı yöneten ve Washington Üniversitesi’nde doçent olan Hong Chen, “Bunun insanlarda uygulanabilir olduğu kanıtlanırsa, hipotalamus bölgesini hedef alarak hipotermi ve hipometabolizma durumunu tetiklemek için tasarlanmış kask benzeri bir cihaz takan astronotları hayal edebiliriz” dedi.
Nature Metabolism dergisinde yayınlanan araştırmada bilim insanları kısa süreli ultrason dalgalarıyla beynin belirli bir bölümünü hedef alarak fareleri hibernasyon benzeri bir duruma sokabildiklerini ortaya koydular. Ultrasonun bu etkiyi neden yaptığı tam olarak bilinmese de bulgular, uyku haliyle ilgili sinir devrelerini incelemenin, metabolizmayı laboratuvar dışında manipüle etmenin yollarını ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.
Fareler derin uykuya daldı
Yüksek frekanslı ses dalgaları üreten ultrason cihazları daha çok görüntüleme yetenekleriyle biliniyor ancak bu cihazlar sinirbilimciler tarafından nöronları uyarmak için de kullanılıyorlar. Washington Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisliği profesörü ve yeni makalenin yazarlarından Hong Chen, ses dalgalarının doğru ayarlandığında beynin derinliklerine kadar gidebildiğini söyledi. Kemirgenlerde vücut ısısını düzenleyen bir beyin bölgesini merak eden Dr. Chen ve meslektaşları, küçük ultrason fare başlıkları inşa etti. Cihazlar, her biri 10 saniyelik ultrasondan oluşan altı dalgayı kemirgen beyninin seçilen bölgesine yönlendirdi. Araştırmacılar farelerin hareket etmeyi bıraktığını fark etti. Vücut sıcaklığı (3 derece kadar), kalp atış hızı (yüzde 47 düştü) ve metabolizma ölçümleri belirgin bir düşüş gösterdi.
İnsanlarda da işe yarayabilir
Farelerin yaklaşık bir saat boyunca bu halde kaldıkları ve sonra normale döndükleri belirtildi. Dahası araştırmacılar, farelerin 24 saat boyunca 33C’de kış uykusu benzeri bir durumda tutulmasını sağladı. Ultrason sistemi kapatıldığında ise fareler tekrar uyandılar. Dr. Chen, sonucun “şaşırtıcı ve büyüleyici” olduğunu ve ekibin tekniği daha büyük hayvanlarda test etmeyi planladığını söyledi. Bu tepkiye neden olan nöronlara daha yakından bakan araştırmacılar, beyin zarlarında ultrasona duyarlı görünen TRPM2 adlı bir protein tespit etti; araştırmacılar farelerde protein seviyelerini düşürdüğünde, fareler ultrasonun etkilerine karşı dirençli hale geldi. Bilim insanları bu tekniğin insanlarda işe yarayıp yaramayacağını kesin olarak bilemiyorlar ancak Stockholm Üniversitesi’nden Prof Martin Jastroch, aynı tekniğin teorik olarak insanlarda da işe yarama ihtimalinin “oldukça yüksek” olduğunu söyledi.