Beyin bilgiyi hem yavaş, hem de hızlı akımlar kullanarak işliyor. Hızlı akımları ölçmek için araştırmacıların şimdiye kadar beynin içerisine yerleştirilen elektrotları kullanması gerekiyordu. Şimdiyse Berlin – Charite Tıp Üniversitesi ve Almanya Federal Fiziksel Teknik Enstitüsü’nde (PTB) çalışan bilim insanları, bu hızlı beyin sinyallerini ilk defa dışarıdan görsel hale getirmeyi başarmışlar ve şaşırtıcı derecede bir değişkenlik olduğunu bulmuşlar. Proceedings of the National Academy of Sciences bülteninde yayımlanan makaleye göre araştırmacılar, bu başarıya ulaşmak için özellikle hassas bir manyetoensefalografi cihazı kullanmışlar.
Bilginin beyin içerisindeki işlenişi, vücudun en karmaşık süreçlerinden bir tanesi. Bu işleme faaliyetinin bozulması, sıklıkla ciddi nörolojik bozukluklara yol açıyor. Dolayısıyla beyin içerisindeki sinyal aktarımı üzerinde yapılan çalışmalar, çok sayıda hastalığın anlaşılmasında anahtar görevi görüyor. Fakat yöntembilimsel bir bakış açısından bu durum, araştırmacılar için önemli güçlükler meydana getiriyor. Beyindeki sinir hücrelerini, beynin içerisine elektrot yerleştirme ihtiyacı olmadan ‘düşünce hızında’ işlerken gözlemleme arzusu, yüksek temporal çözünürlük sergileyen iki yöntemin; elektroensefalografi (EEG) ile manyetoensefalografinin (MEG) ortaya çıkmasına yol açmış. Her iki yöntem de, beyin faaliyetinin kafatasının dışarısından görsel hale getirilmesini mümkün kılıyor. Fakat yavaş akımlara yönelik sonuçlar güvenilirken, hızlı akımların sonuçları böyle değil.
Postsinaptik potansiyeller olarak bilinen yavaş akımlar, bir sinir hücresinin ürettiği sinyaller diğer sinir hücresi tarafından alındığı zaman meydana geliyor. Bunun ardından ateşlenen (bilgiyi nöronlara veya kaslara doğru aşağı yönde aktaran) sinyaller, sadece bir milisaniye süren hızlı akımlar oluşturuyor. Bunlara aksiyon potansiyelleri adı veriliyor. Charite Üniversitesi Benjamin Franklin Kampüsü’nde Sinirbilim ve Deneysel Sinirbilim Bölümü’nde çalışan Dr. Gunnar Waterstraat şöyle aktarıyor: “Şimdiye kadar, sinir hücrelerini sadece bilgi alırken gözlemleyebilmiştik; tek bir duyusal uyarana cevaben bilgi aktardıkları zaman değil. Bir gözümüzün bilfiil görmüyor olduğu söylenebilirdi.” Dr. Waterstraat ile PTB’den Dr. Rainer Körber’in önderliğinde çalışan araştırma takımı, şimdi bu durumun değiştirilmesi için gereken temelleri atıyor. Disiplinler arası araştırma grubu, MEG teknolojisini, tekil duyusal uyarana cevaben oluşturulan hızlı beyin dalgalanmalarını bile tespit edebilecek kadar hassas hale getirmeyi başarmış.
Bunu ise, MEG cihazının kendisi tarafından üretilen sistem gürültüsünü önemli derecede azaltarak yapmışlar. “MEG cihazının içerisindeki manyetik alan algılayıcıları sıvı helyuma batırıldı ve -269°C’ye (4,2 K) kadar soğutuldu” diye açıklıyor Dr. Körber ve ekliyor: “Bunu yapmak için, soğutma sisteminde karmaşık bir ısı yalıtımı gerekiyor. Bu süper yalıtım, manyetik gürültü oluşturan alüminyum kaplı folyolardan oluşuyor ve bu yüzden sinir hücreleriyle ilişkilendirilenler gibi ufak manyetik alanları maskeliyorlar. Biz ise bu süper yalıtım tasarımını, söz konusu gürültünün artık ölçülemediği biçimde değiştirdik. Bunu yaparak, MEG teknolojisinin hassasiyetini on kat artırmayı başardık.”
Erika Schow/Almanya Federal Fiziksel Teknik Enstitüsü. Ç: O.
