Akıllı Sinir Hücreleri: Sinir Hücresine Ait Tekil Dendritler İşlem Yapabiliyor!

Bir saatin kollarına ya da bir haritadaki yollara baktığınızda, beyniniz çok da çaba harcamadan hesaplamalar yaparak size baktığınız nesnelerin konumları hakkında bilgi sunar. UCL'deki (University College London) bilim insanları bu hesaplamaların sinir hücrelerinin mikroskobik dallara sahip kısmı olarak bilinen “dendritler” tarafından yapıldığını gösterdiler. Dendritler sinir hücrelerinin “alıcı” öğeleridirler. 

Nature’da yayınlanan ve UCL’deki Wolfson Enstitüsü Biyomedikal Araştırma laboratuarı ile Cambridge’teki MRC Moleküler Biyoloji laboratuarı ve Chapel Hill’deki North Carolina Üniversitesi araştırmacıları tarafından yürütülen çalışmada, farelerin beyinlerinde gözlerden gelen görsel bilgiyi işlemekten sorumlu merkezdeki sinir hücreleri üzerine çalışıldı. Bilim insanları önemli bir buluş gerçekleştirerek, beyin görsel bilgiyi işlerken sinir hücrelerindeki dendritlerden gelen optik ve elektriksel sinyalleri direk kayıt altına almayı başardılar. 

Bu kayıtlar, görsel uyarıların dendritlerde belirli elektrik sinyallerine dönüştüğünü ortaya koydu. Bu dendritler, görsek uyarının özelliklerine göre ayarlanmış yapılardır.

Sonuçlar, bu türden işlemlerin ancak çok sayıda sinir hücresinin bir arada çalışmasıyla yapılabildiği hakkındaki yaygın görüşe ters bilgiler sunmakta olup; beynin basit bileşenlerinin kendi başlarına da ne kadar da sıradışı birer hesaplama aracı olabildiğini göstermiştir. Makalenin başyazarı Profesör Michael Hausser’in yorumu ise şöyle: 

Bu çalışma, dendritlerin, gelen elektriksel sinyalleri somaya (hücre gövdesine) basitçe iletmek için gerekli 'huniler' olduğu şeklinde süregelen düşünce yerine; gelen çok sayıda uyartının gruplandırılması ve yorumlanması üzerine de etkin bir role sahip olduklarını göstermesi bakımından önemli. Yani dendritler, gelen özel bir uyartının tespit edilmesi ve çoğaltılması adına çalışan minyatür hesaplama araçları olarak da davranıyorlar. Dendritlerin bu yeni özelliği, beyindeki hesaplamaya dair 'araç-gereç takımına' yeni ve önemli bir üye katıyor. Bu çeşitte bir dendritik işlem kapasitesinin birçok beyin bölgesinde yayılmış olması ve hatta insanlar gibi diğer hayvan türlerinin beyinlerinde de bulunması muhtemeldir. 

Bu çalışma için maddî kaynak olarak Gatsby Hayırseverlik Kurumu, Wellcome Trust ve Avrupa Araştırma Konseyi ile İnsan Araştırmaları Bilim Programı, Klingenstein Kurumu, Helen Lyng White, Kraliyet Topluluğu, ve Tıbbi Araştırma Konseyi desteklerini sunmuştur.