|
 
Canlılar ile manyetizma ilişkisi hep
gizemli bir fenomen olarak ilgi çekmiştir, ancak konunun
sistematik ve bilimsel olarak incelenmesi oldukça yenidir.
Biyomanyetizma, bilim dünyası içinde canlı organizmalar ile
elektro-maynetizma arasındaki ilişkiyi araştıran, tıp, biyoloji,
fizik gibi birden çok anabilim dalını ve mühendislik
uygulamalarını kapsayan yeni bir bilimsel araştırma sahasıdır.
İlk aşamada bilim adamları elde ettikleri sonuçları beyin
fonksiyonlarını açıklamada ve beyinde meydana gelen
rahatsızlıkların tedavisinde kullanmayı öngörüyorlar. Ayrıca
yeni bulgular doku mühendisliği ve rejenarativ (yeniden
oluşturma) tıp uygulamalarında kullanılmaya başlayacak.
Bilim adamları için, uzun yıllardır
idrak, hafıza ve öğrenme gibi beyin fonksiyonlarını teşhis
etmek, adeta gerçekleşmesi zor bir hayal gibi idi.Cerrahi
olmayan beyin fonksiyonlarını ölçme teknolojilerindeki son
gelişmeler örneğin, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme
(fMRI) ve manyetoensefalografi (MEG) beyin fonksiyonlarının
yerlerinin belirlenmesine imkân vermeye başladı. Bu teknolojik
gelişmelere rağmen beyin fonksiyonlarının dinamiklerini
(hareketlerini) anlamak, hâlâ oldukça zordur. Çünkü bu
dinamikler, saniyenin binde biri kadar kısa bir süreçteki,
beynin nöron ağları arasındaki fonsiyonel bölgelerin ve
dinamiklerinin ilişkilerini ve oluşan değişimleri kapsar.
Bu alanda henüz deneme aşamasında
olan bir çalışma ise hayli ilgi çekici. Yapılan bu çalışmada
yüksek çözürnülükte (high temporal resolution) ve milimetre
düzeyinde uzamsal çözünürlükte yeni bir görüntüleme metodu
geliştirilmiştir. Bu yöntem, beyinde elektriksel sinir
aktivetisinin görüntelenmesine yarayan akım dağıtım metodunu
kullanarak, beynin bölgesel manyetik uyarımı ile nöron
aktivitesini düzenlemektedir.Bu yeni metodda 8 sayısı
biçimindeki bir bobin kullanılarak beyne dışarıdan bölgesel
olarak manyetik uyarı gönderilir. (TMS, transcranial magnetic
stimulation). Bu bobine, kafanın üstünde saniyenin yüzde biri
zamanda güçlü bir elektrik akımı ugulandığı zaman, 1 telsalık
bir manyetik alan palsı (pulse) üretilir. Bu manyetik alan
palsı, beyinde dairesel akımlar oluşturarak sinir sistemini
uyarır. Üretilen bu elektrikle eğer beynin vücudun hareketini
sağlayan kısımı uyarılırsa vücutta istem dışı hareketle meydana
gelir, örneğin parmakların hareket etmesi ile ilgili bölge
uyarılırsa istem dışı hareket eder. Gerçekleştirilen bir deneyde
beyinin korteks tabaksında belirlenen 3 ile 5 mm yüzeysel
alanların uyarılması başarılmıştır.
TMS’nin beynin foksiyonlarının ve
yapısının incelenmesini acısız ve ağrısız bir biçimde sağlaması
en önemli avantajıdır. Son yıllarda manyetik uyarı sistemiyle
gerçekleştirilen klinik deneylerde, felçli kasların
düzenlenmesi, zarar görmüş sinir sisteminin yeniden
yapılanmasının desteklenmesi, gen ekspresyonunun düzenlemesi,
his fonksiyonlarının kayıplarının telafisi gibi rahatsızlıkların
tedavisi umulmaktadır. TMS’in, ağrı tedavisine ve psikonörotik
(nevroz gibi psikolojik kaynaklı sinir hastalıkları )
rahatsızlıkların tedavisine de katkı sağlayacağı tahmin
edilmektedir. TMS’nin klinik uygulamaları ile, depresyon,
parkinson hastalığının temellerinin anlaşılması sağlanmış ve
beynin bloke olması sonucu zarara uğramış nöronların
korunmasında, iyileştirilmesinde ve diğer beyin yaralanmalarında
faydalı olacağı gösterilmiştir.
Yazının başında bahsettiğimiz gibi
MED ve fMRI, manyetizma kullanarak beyin fonksiyonlarının
lokalizasyonunun görülmesi için olan görüntüleme teknikleridir.
MEG nöronlar arasındaki elektrik akımıyla oluşan çok zayıf
manyetik alanları ölçer. Bu manyetik alanlar süper iletken olan
kuantum girişim cihazıyla (SQID) ölçülür. Bu cihaz milisaniyelik
çözünürlükteki görüntüler ile manyetik alanda oluşan 5
femtotelsa diğer bir ifadeyle dünyanın manyetik alanının on
milyarda biri bir ölçüde oluşan değişimleri tespit etmektedir.
MEG beyin aktivitlerinin milisaniye milisaniye görüntülenmesine
olanak sağlarken, bu teknikle tam tersini tespit etmek yani,
MEG tarafından kafanın içinde gözlemlenen elektrik dağılımına
dayalı beyin içindeki aktivitilerin kaynağını anlamak, mümkün
olmamaktadır. Öte yandan, fMRI ise beyin fonksiyonlarının
bölgelerinin tespit edilmesine olanak sağlar. Bu teknik sadece
manyetik olarak elde edilmiş, beyinde kan akışındaki
değişimlerinin bilgilerini sunar. Bu, beynin fonksiyonlarını
anlamada dolaylı bir yöntemdir. Nöronlardaki elektrik
aktivitelerin direkt görüntülenmesi bu yöntemle mümkün
olmamaktadır ve zaman aralığı saniyede bir gerçekleşmektedir.
Bundan sonraki çalışmalar ise bu iki
tekniğin, MEG ve fMRI, avantajlarının birleştirildiği, kombine
bir cihaz geliştirmektir. Bu cihazla hedeflenen, nöronlardaki
elektrik aktivitenin direkt görüntülenmesi, canlı
organizmalardaki elektrik iletkenliğinin gözlemlenmesi için
dizayn edilmiş impedans (elekrik resistansı) görüntülenmesi ve
bir impedanslardaki (resistanslardaki) elektriksel bilginin
tespitidir. Osteoblastlar (kemik kök hücreleri) ve bazı kas
hücreleri gibi yapışkan hücrelere 8 telsalık bir manyetik alan
uygulandığında bu hücrlerin manyetik alana paralel yönde
çoğaldıkları gözlemlenmiştir. Bu sonuç kemik oluşumunun kontrol
edilebileceği ve hatta vücuda dışarıdan manyetik alan
uygulanarak sinir hücrelerinin yeniden üretilebileceğini
göstermiştir.
Biyomanyetizma, tıbbı ve biyolojiyi
bu uygulamalarıyla yeni bir eksene sürüklemektedir. Tıbbın ve
mühendisliğin birleşmesiyle biyomanyetizma, fiziği, kimyayı da
kapsayan çok geniş bir alanda yeni bir bilim olarak
gelişmektedir. Mistik kaynaklarda ise biyomanyetizma ile beyin
ilişkisi çok eski yüzyıllardan beri vurgulanmıştır. Günümüz
sufileri örneğin beynin yaptığı duanın bir çeşit manyetizma
oluşturduğunu, yönlendirilmiş dalgalar oluşturduğunu
vurgulamaktadır. Bu araştırma ise beyinde gerçekleşen her
aktivitenin nöronlar arsında bir manyetizma oluşturduğunu ve
bunun tedavide kullancağını vurgulamaktadır. Henüz vücudun
kimyasının hidrojen üstü atom boyutunda ele alındığı günümüz
biyokimyasının ufkunun karmaşık beyin fonksiyonlarını çözmede
atomaltı boyuta inmesi gerektiği artık bilimsel bir gerçektir.
Ne var ki, bilimin beynin salt bilinç düzeyi ile olan ilişkisini
tespiti henüz çok uzak görünüyor. Bu da bilimin mutlak bilincin
dilemesi sonucu oluşan beynin geldiği son evrim noktasını
tespitte henüz yetersiz kaldığını göstermektedir.
Turhan Doğan
turhandogan@yahoo.com
Tokyo - 18.11.2003
http://gulizk.com
|
