Sinir protezleriyle körlüğe umut ışığı

Xerox PARC bilim insanları, beyin yüzeyine yerleştirilerek beynin sinirsel işlevini yitirmiş bölgelerini elektromanyetik sinyaller aracılığıyla tetikleyebilecek saç teli gibi bir protez geliştirdi. Xerox PARC’ın geliştirdiği sinir protezi konsepti Harvardlı bilim insanları tarafından fareler üzerinde başarıyla denendi. Yapılan çalışma Science Advances dergisinde “proof of concept” tanımlaması ile yayınlandı.

Harvard Tıp Fakültesi’nden bilim insanları, dünyaca ünlü Ar-Ge şirketi Xerox PARC tarafından geliştirilen ve beyindeki çeşitli bölgelere manyetik sinyaller göndererek bu bölgelerde bulunan sinirleri tetikleyebilecek saç teli gibi bir sinir protezini, fareler üzerinde uygulamalı olarak test ederek, beyine sinir protezleri yerleştirilebileceğini ispatladı. Söz konusu sinirsel protez ile sinirsel uyarılma işlevini yitirmiş bölgeler tetiklenerek bu bölgelere bağlı olan fonksiyonların tekrar kullanılabilmesi hedefleniyor.

Görme fonksiyonunu yitirmiş bireyler kısmen görecek

Harvard Tıp Fakültesi’nin araştırma hastanesi Massachusets General Hospital’ın test ettiği yeni nesil protez, şimdilik beynin içine değil, yüzeyine yerleştirilerek kullanılabiliyor. İlerleyen zamanlarda ise protezin beyin dokusu içine yerleştirilerek test edilmesi bekleniyor. Geliştirilen bu sinir protezleri, gelecekte insanlar üzerinde kullanıldığında, örneğin, görme fonksiyonunu kaybetmiş bir bireye belli bir düzeyde görme imkanı sağlayabilecek. Beyne yerleştirilecek sinir protezinin göndereceği sinyallerin görsel korteksi tetiklemesi sonucu, görme sorunu olan kişiler belli şekil ve oranlarda görebilme imkanına kavuşabilecek. Fareler üzerinde yapılan başarılı deneylerden sonra, bilim insanları söz konusu teknolojiyi, bir sonraki aşamaya geçirerek primatlar (iri beyinli, el ve ayaklı üst düzey memeli canlılar) üzerinde denemeye hazırlanıyor. Üzerinde çalışılan teknolojik protezin belli bir gelişmişlik düzeyine geldikten sonra, vücudun beyin dışındaki bölgelerinde yaşanan sinirsel sorunların giderilmesinde de kullanılması hedefleniyor.
Fareler üzerinde denendi

Xerox PARC tarafından geliştirilen ve Harvardlı bilim insanları tarafından test edilen sinir protezi konsepti, Science Advances dergisinde “proof of concept” tanımlaması ile yayınlandı. Science Advances’ın yayınladığı araştırmaya göre, Harvard Tıp Fakültesi’nin araştırma hastanesi Massachusets General Hospital’daki bilim insanları tarafından fareler üzerinde denenen konsept, yüz kaslarını hareket ettiremeyen bir farenin beynine gönderilen sinyaller aracılığıyla yüzünü hareket ettirebilmesini sağladı. Söz konusu araştırmada yer alan bilim insanları, manyetik dalgaların doku ve biyolojik maddelerden etkilenmeden kusursuz şekilde işlev gösterdiğini vurguluyor. Bilim insanlarının ellerindeki bulgular, bize bobin tabanlı protezlerin halihazırda kullanılan elektrot tabanlı cihazlara göre daha kullanışlı bir alternatif olabileceğini gösteriyor.
Protez sinir cihazlarının sıkça karşılaşılan, elektrotların beyin dokusu ile etkileşime girdikleri anda ortaya çıkan mekanik problemlerin de üstesinden gelmesi gerekiyor. Sinirsel aktiviteleri tetikleyecek kadar gelişmiş bir protez teknolojisini beyinde uzun vadeli kalacak şekilde yerleştirme çabasının çok büyük ve külfetli bir iş olacağı düşünülüyor. Ancak güncel araştırmalar, bu tür zorlukların enjekte edilebilir elektrotlar, gelişmiş nano teknolojik üretim stratejileri veya vücut içinde zamanla çözünüp yok olabilen biorezorbabl teknolojisi ile aşılabileceğini öngörüyor.
Bilim insanları önümüzdeki dönemde araştırmayı bir kademe ileriye taşıyarak protezi maymunlar üzerinde denemeyi amaçlıyor. Yapılacak deneyde görme yeteneğini kaybetmiş maymunların, sinir protezleri aracılığı ile görsel kortekslerinin tetiklenmesiyle normalde gözler tarafından gönderilen sinyallerin yarattığı etkilerin simüle edilmesi ve bu sayede görme duyusunun gözler olmadan yaratılabilmesi amaçlanıyor. Xerox PARC bilim insanı Bernard Casse, bu durum ile ilgili olarak MIT Technology Review’a yaptığı açıklamada “Deneyin sonunda maymunların sadece aydınlık, karanlık veya basit geometrik şekilleri algılayarak bir labirentin içinde yollarını bulabilecek hale gelmelerini amaçlıyoruz.” ifadelerini kullandı.
Vücudun diğer bölgeleri için de geliştirilebilir
Araştırmayı destekleyenler arasında Florida Üniversitesi de bulunuyor. Florida Üniversitesi, protezin fareler üzerindeki uzun vadeli etkilerini araştırmayı amaçlıyor. California Üniversitesi’nden Doçent Todd Coleman ise projenin insanlar üzerinde uygulanabilmesinin zaman alacağını, ancak gelişmelerin umut vadedici olduğunu belirtiyor. Coleman, “Etkisi öncelikle beyinin çeşitli bölgeleri üzerinde test edilmeye devam edilecek olan protezin, vücudun diğer bölgelerinde bulunan nöronlar üzerinde de kullanılabilme olasılığı heyecan verici. Bu durumda hazım sorunları ve post travmatik stres bozuklukları gibi problemlerin semptomlarının saptanıp doğrudan müdahale yapılabilmesi mümkün hale gelecek.” diyerek konuyla ilgili görüşlerini dile getirdi.
Üç yıl sürecek olan proje, eski ABD Başkanı Barack Obama’nın 2013’te sinirsel hastalıklara etkili şekilde müdahale edilebilmesi amacıyla oluşturduğu BRAIN Initiative tarafından destekleniyor.