Travmatik beyin yaralanmaları beş milyondan fazla Amerikalıyı kalıcı olarak sakat bıraktı. Basit görevlere bile odaklanmakta güçlük çekerler ve çoğu zaman işlerini bırakmak veya okulu bırakmak zorunda kalırlar.
Pazartesi günü yayınlanan bir çalışma onlara bir umut ışığı sundu. Orta ila şiddetli beyin hasarı olan beş kişinin başlarına elektrotlar yerleştirildi. Elektrotlar beyinlerini uyardıkça bilişsel testlerdeki performansları arttı.
Araştırmacılar, sonuçların daha büyük klinik çalışmalarda da geçerli olması halinde, implantların kronik beyin yaralanmaları için ilk etkili tedavi olabileceğini söyledi.
Çalışmayı yöneten New York’taki Weill Cornell Medicine’den nörolog Dr. Nicholas Schiff, “Bu, bu sorun için kadranı hareket ettirebileceğinizin ilk kanıtıdır” dedi.
İmplantı alan gönüllülerden biri olan Gina Arata, bir araba kazası sonucu yorgunluğa, hafıza sorunlarına ve kontrol edilemeyen duygulara maruz kaldığında 22 yaşındaydı. Hukuk fakültesi planlarından vazgeçti ve bir işte devam edemediğinden ailesiyle birlikte Modesto, Kaliforniya’da yaşadı.
Kazadan 18 yıl sonra, 2018 yılında Bayan Arata’ya implant takıldı. Hayatının derinden değiştiğini söyledi. “Sıradan bir insan olabilirim ve sohbet edebilirim” dedi. “Kendimi nasıl geliştirdiğimi görmek gerçekten şaşırtıcı.”
Dr. Schiff ve meslektaşları, deneyi beynin yapısı üzerine yıllarca süren araştırmalara dayanarak tasarladılar. Bu çalışmalar, görevlere odaklanma yeteneğimizin, uzun nöron dalları ile birbirine bağlanan beyin bölgelerinden oluşan bir ağa bağlı olduğunu ileri sürdü. Bölgeler birbirlerine sinyal göndererek tüm ağı aktif tutan bir geri bildirim döngüsü oluşturur.
Dr. Schiff ve meslektaşları, beynin ani bir şekilde sarsılmasının (örneğin bir araba kazasında veya düşmede) ağdaki bazı uzun mesafe bağlantılarını bozabileceğini ve insanların komaya girmesine yol açabileceğini öne sürdü. Kurtarma sırasında ağ kendini yedekleyebilir. Ancak beyin ciddi şekilde hasar görmüşse tam olarak geri tepmeyebilir.
Dr. Schiff ve meslektaşları beynin derinliklerindeki bir yapının ağda çok önemli bir merkez olduğunu belirlediler. Merkezi yan çekirdek olarak bilinen bu, badem kabuğu büyüklüğünde ve şeklinde ince bir nöron tabakasıdır.
İnsan beyninin her yarımkürede bir tane olmak üzere bu tür iki yapısı vardır. Beynin geceleri uyku için sessizleşmesine ve sabahları beynin canlanmasına yardımcı oluyor gibi görünüyorlar. Dr. Schiff’in araştırması, bu bölgelerdeki nöronları uyarmanın uyuyan bir fareyi uyandırabileceğini gösterdi.
Bu çalışmalar, merkezi yan çekirdeklerin uyarılmasının, travmatik beyin hasarı olan kişilerin odak ve dikkatlerini yeniden kazanmalarına yardımcı olabileceği olasılığını ortaya çıkardı.
Cerrahlar Parkinson hastalığı olan hastalara düzenli olarak elektrotlar yerleştirir. İmplantlar tarafından saniyede yüzlerce kez salınan küçük elektrik darbeleri, komşu nöronları kendi sinyallerini ateşlemeye yönlendirerek beynin bazı fonksiyonlarını geri kazandırıyor.
2018 yılında Dr. Schiff ve meslektaşları, kazalardan sonra yıllarca kronik sorunlar yaşayan Bayan Arata gibi gönüllüleri işe almaya başladı. Elektrotları yerleştirmeden önce araştırmacılar, gönüllülere odaklanma ve görev değiştirme yeteneklerini değerlendirmek için bir dizi test uyguladılar. Örneğin bir sınavda, gönüllülerin her birine harfler ve rakamlarla dolu birer kağıt verildi ve mümkün olan en kısa sürede onları birbirine bağlayan bir çizgi çizmeleri gerekiyordu.
Ameliyattan önce araştırmacılar kesin bir harita oluşturmak için her gönüllünün beynini taradı. Stanford Üniversitesi’nden beyin cerrahı Dr. Jaime Henderson, elektrotu beyinden geçerek merkezi yan çekirdeğe yönlendirdi.
Dr. Henderson elektrotları altı gönüllüye yerleştirdi, ancak içlerinden biri kafa derisi enfeksiyonu geçirdikten sonra çalışmadan ayrılmak zorunda kaldı. Ameliyattan bir ay sonra geri kalan beş gönüllüye takip testleri yapıldı. Harf ve rakamlarla yapılan sınavda puanları yüzde 15’ten yüzde 52’ye çıktı.
Weill Cornell Medicine’de tıp etiği uzmanı olan Dr. Joseph Fins, gönüllülerin deneyimlerini daha geniş bir şekilde anlamak için gönüllülerle ve aile üyeleriyle bir dizi röportaj gerçekleştirdi. Bayan Arata gibi gönüllülerin çoğu, implantın kendilerini eski hallerine daha çok benzettiğini söyledi.
Bilişsel testlerde en büyük gelişmeyi gören gönüllü ise tam tersine ılımlı bir tepki gösterdi. “Acıdığını sanmıyorum” dedi. “Fazla faydası oldu mu bilmiyorum.”
Ama yine de hastanın oğlu, özellikle babasının kişisel farkındalığında önemli değişiklikler gözlemledi. Oğul, “Gece ve gündüz” dedi.
Araştırmada yer almayan Belçika’daki Liège Üniversitesi’nden nörolog Dr. Steven Laureys, sonuçların dikkat ve diğer düşünme biçimlerinin beyin çapındaki ağa bağlı olduğu teorisini desteklediğini söyledi. Araştırmayla ilgili olarak “İzlenmeye değer olduğuna inanmak için yeterli neden var” dedi.
Dr. Schiff ve meslektaşları beyin implantları üzerinde çok daha geniş bir çalışma planlıyorlar. “Verinin nasıl sarsıldığını görmemiz lazım” dedi.
Çalışmada yer almayan Oxford Üniversitesi’nden beyin cerrahı Dr. Alex Green, beyin ağında merkez olarak umut vaat eden bölgelerin yalnızca merkezi yan çekirdekler olmadığını söyledi.
Dr. Green, “Henüz teşvik edilecek en iyi yeri tam olarak bilmiyoruz” dedi. Kendisi ve meslektaşları, pedunculopontin çekirdeği adı verilen bölgedeki elektrotları denemek için kendilerine ait bir beyin hasarı denemesi hazırlıyorlar.
Dr. Laureys, implant ameliyatlarının pahalı olacağının farkındaydı ancak toplumun travmatik beyin hasarından muzdarip milyonlarca insanı tanıması gerektiğini savundu. “Bu sessiz bir salgın” dedi.