Beyne giden ultrason darbeleri, fareleri hazırda bekletme benzeri bir duruma gönderir.

Birçok hayvan için yaşam, bolluk kadar kıtlık döngüsüdür. Kış uykusundaki yaratıklar kış için yer altında kıvrılarak metabolizmalarını yavaşlatırlar, böylece baharı yiyeceksiz atlatabilirler. Laboratuar fareleri bile, yiyecekten mahrum bırakıldıklarında, enerji tasarrufu sağlayan bir tür bekleme modu olan hazırda bekletme adı verilen bir duruma girebilirler.

Bu, insanların uzun zamandır kendi kendilerine hayal ettikleri bir şey: Bu gezegeni terk edip uzayda seyahat edersek, kendi kıt zamanımızı deneyimleyeceğiz. Bilimkurgu yazarları, insanları durağan durumda tutan, yeni bir hayata geçmeden önce yüzyıllarca süren sessizlikten sağ çıkabilen gizemli bir teknoloji hayal etme eğilimindedir. Şimdilik, anlaşılması zor bir teknoloji.

Ancak bilim adamları uyuşukluk ve uyuşukluk gibi durumları anlamaya çalışırken, beynin metabolizmayı nasıl kontrol ettiğine dair cezbedici ayrıntılar ortaya çıktı. Araştırmacılar bildirdi Doğa Metabolizması Dergisi Perşembe günü, kısa ultrason patlamaları ile beynin belirli bir bölümünü hedefleyerek fareleri hazırda bekletme benzeri bir duruma göndermeyi başardılar. Ultrasonun neden bir etkisinin olduğu tam olarak belli değil, ancak bulgular, kış uykusuna dahil olan nöral devreleri incelemenin, metabolizmayı laboratuvar dışında manipüle etmenin yollarını ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.

Yüksek frekanslı ses dalgaları üreten ultrason cihazları, görüntüleme yetenekleriyle bilinir. Ancak sinirbilimciler bunları nöronları uyarmak için de kullandılar. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisliği profesörü ve yeni makalenin yazarı Hong Chen, düzgün ayarlanmış ses dalgalarının beynin derinliklerine gidebileceğini söyledi. 2014 yılında, şu anda Birmingham, Alabama Üniversitesi’nde çalışan William Tyler ve meslektaşları beynin duyusal bölgesine ultrason uyguladılar ve şunu buldular: Konunun dokunma hissini geliştirdi. Büyüyen bir çalışma grubu Bir tedavi olarak ultrasonu keşfetmek Depresyon ve anksiyete gibi bozuklukları tedavi etmek için.

Kemirgenlerde beynin vücut ısısını düzenleyen bölgesini merak eden Dr. Chen ve meslektaşları, ultrason kullanarak fareler için minik başlıklar yaptılar. Cihazlar, kemirgenlerin beyninin seçilen bölgesinde her biri 10 saniyelik ultrasondan oluşan altı patlamayı eğitti. (Beyni ultrasonla inceleyen araştırmacılar, dokuya zarar verebilecek ısıyı önlemek için ekipmanlarını dikkatli bir şekilde ayarlamalıdır.)

Araştırmacılar farelerin hareket etmeyi bıraktığını fark ettiler. Vücut ısısı, kalp atış hızı ve metabolizma ölçümleri net bir düşüş gösterdi. Sıçanlar, ultrason patlamasından sonra yaklaşık bir saat bu durumda kaldı ve ardından normal konumlarına geri döndü.

Bu yanıtta yer alan nöronlara yakından bakan araştırmacılar, beyin zarlarında ultrasona duyarlı gibi görünen bir protein olan TRPM2’yi belirlediler. Araştırmacılar farelerdeki protein seviyelerini düşürdüğünde, fareler ultrasonun etkilerine karşı dirençli hale geldi.

Beyni ultrasonla inceleyen New York’taki Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu’nda araştırmacı olan David Follone, bunun ultrasonun sinir hücrelerini nasıl etkilediğini anlamak için önemli bir adım olduğunu söyledi. Ayrıntılar büyük ölçüde anlaşılmazdı.

Ancak, Japonya’daki Tsukuba Üniversitesi’nden Masashi Yanagisawa ve Takeshi Sakurai tarafından ayrı görüşmelerde ortaya atılan bir noktaya göre, yalnızca ultrasonun kendisi değil, ultrasondan gelen ısının farelerin beyinlerinde TRPM2’yi etkilemesi de mümkündür. İkili, bu beyin bölgesindeki nöronları ve bunların hazırda bekletme durumlarıyla olan ilişkilerini inceledi. Chen, her ikisinin de rol oynayabileceğini söyledi.

Araştırmanın en heyecan verici bölümlerinden birinde, araştırmacılar normalde kış uykusuna yatmayan farelerin beynin bir bölgesi ultrasonla uyarıldığında farklı davranıp davranmadıklarını kontrol ettiler. Aslında, yavaşlıyor gibiydiler ve vücut sıcaklıkları düştü.

Chen, “Fare verilerine dikkat etmeliyiz” diye uyarıyor. Şimdiye kadar, metabolik hız ve diğer faktörler hakkında değil, sadece sıcaklık hakkında bilgi sahibi oldular.

Ultrason, insanlar gibi kış uykusuna yatmamış büyük hayvanların metabolizmasını değiştirmenin bir yolu olabilir mi? Bu ilginç bir fikir, dedi Dr. Sakurai.

“Bu noktada, cevapsız bir soru olmaya devam ediyor” dedi.