Katalog

B İ L İ M NOTLARI Beyin: En iyi ölçüm hangi cihazla? Beyinde oluşan elektriksel ve manyetik akımların kaydedilmesi ve serebral lokalizasyon teorisi İJner Tan* ünümuzde hızla geliştığını görduğumüz bılım, geçmışteki başarılann uzerınde yukselmektedır Fizıkçıler, super ıletkenlerle fızık bılımlerinde hızlı aşamalar yapıyorlar ve genetikçiler, "Insan Genom Projesı" uzerınde hızla ılerlıyorlar Beyin araştırıcıları bu alanlan bıraz geriden izliyorlar, bılgısayar kullanarak beynin uç boyutlu bır harıkasını çıkarmaya çalışıyorlar Sadece bu çıkış noktası bıle nöral bilımciler arasında tartışmalıdır Beyin bilimcilerinln bir kısmı lokalizasyon teorısıne ınandıkları halde, dığer bir kısmı buna ınanmamakta ve beyınsel ışlevlerın nöronlar arasındakı yaygın bağlantılar ve sinır ağları nedenı ıle tam olarak lokalıze edılemeyeceğinı savunmaktalar Bunun yanı sıra, birçok beyin araştırıcısı bilgısayarların beyin araştırmalarında kullanılmasına dahi karşı çıkıyorlar Bu belırsızlıkler arasında, USA'da yoğun beyin araştırmalarına sadece kuçuk mıktarlarda parasal destekler ıle başlamak ıstenmektedır (5 yıllık bır sure ıçınde 10 mılyon dolar) Bu başlangıç çalışmalarından sonra beyin ışlevsel yönden 1520 G yılda harıtalanabılecektır Bu amaca ulaşabılmek ıçın ıse gereğınden fazla harcama yapılacağı ve belkı de fazla mıktarda paranın heba olacağı da tahmın edılmektedır Anlaşılan lokalızasyoncular, yanı beyinde her ışlev ıçın bellı bır bolge bulunduğunu savunanlar baskın durumda bulunuyorlar Gerçekten, çok yenı yöntemler kullanarak (pozıtron emısyon tomografısı) kelımelerın ışıtılmesı, görulmesı, konuşulması ve hatta yenıden yaratılması esnasında beyin korteksınde (dış kabuk) farklı bölgelerın aktivıtesının arttığı saptandı Bu tur deneyler lokalizasyoncuların en buyuk desteğı oldu Uyanık ınsanda, beyne hiçbir zarar vermeden, beyin hucrelerinın oluşturduğu elektriksel dalgalar, ılk olarak Alman Psıkıyatrı Profesöru Hans Berger tarafından kaydedıldı (1929) O zamanlar araştırmalar gızlı yapılırdı Berger deneylerınl, bu nedenle, oğlunun kafatasında yaptı Asıl amacı, psıkıyatrık hastalıkların beyin elektriksel aktıvıtesındekı bozukluklar sonucu oluştuğunu yan! bu hastalıkların ruh hastalıkları olmadığını göstermektı Bu duşunceyi destekler nıtelıkte olarak, beyin dalgalan, arıtmetık soruların çozumu esnasında 6nemlı derecede değışıyordu Butun bunlar yapılırken 45 yıl gıbı uzun bır sure geçtıği halde birçok bılım adamı Hans Berger'ın bu önemli buluşlarından haberdar olmadı Berger'ın gızlı araştırmalarının dışında, makalelerı de psikolojı dergılennde ve Almanca olarak yayımlandığından gene bu araştırmalar asıl ılgılenecek kışılere ulaşmıyordu Bu önemli buluşun uzerınden 60 yıldan fazla bır sure geçtıği halde, henuz bu dal MEG VE EEG DALGALARININ OLUŞUMU Nöromal aktıvıte, beynın küçuk bır bölgesınde bır hücre içı elektnk akımı oluştunıyor (Q) Bu akıma bır manyetik alan eşllk edıyor (A). Bu manyetik alan kafatasından çıkıp gene kafatasına gınyor. MEG bu alandakı değışikliklen kaydediyor. Elektnk akımı aynı zamanda bır yük dengesıziığı oluşturuyor ve bır akım yoğunluğu meydana gelıyor (J),, ve bu akım kafatasına yayılıyor. EEG kafatasındaki bu akım ile ılgılı elektriksel potansıyelı (V) kaydediyor. gaların (elektroensefalogram= EEG) kaynağı tam olarak aydınlatılmış değıldır Bilınen, bu dalgaların beyin kabuğundakı sınır hucrelerinın (nöron) zarında meydana gelen yavaş elektriksel dalgaların cebirsel toplamından ıbaret olduğudur EEG dalgalan uzerındekı bu yoğun araştırmalar surerken başka bır cıhaz bulundu (1965) Manyetoensefaiograf (MEG) EEG cıhazı beyin ışlevlerının lokalizasyonu yönunden oldukça yetersiz kalıyordu MEG cıhazı ıle beyin kabuğunda bulunan nöronların oluşturduğu elektriksel akımlar sonucu oluşan manyetik alanların kaydedilmesi, mumkun olmuştu Bu cihazla artık, beyin aktıvıtesı EEG'ye göre çok daha kolay ve hassas olarak lokalıze edılebılecektı Kısacası, şımdıye kadar asla anlayamadığımız beyınsel ışievler olan bılışsel ışlevleri artık kolayca anlayabılecek, lokalıze edebılecek, hatta epılepsı, tumor gıbı beyin hastalıklarının tanı ve tedavısını de daha kolay yapabılecektık Yegane sakıncası bır MEG cıhazının bir EEG cıhazına göre çok daha fazla pahalı oluşu (bırkaç mılyon dolar) ıdı Ne var kı bu çok kıymetlı (!) cıhazı bulan David Cohen, butun bunların doğru olmadığını soyleyıverdı bır gun Yukarda belırttığim gıbı EEG, beyin kabuğunda oluşan ve kafatasına ulaşan elektriksel akımların cebirsel toplamını kaydediyor Bu akımların beyındekı kaynaklannın tam olarak bılınmesı, beyin MEG'in bulunuşu Duyusal uyaranlar sonucu beyinde oluşan EEG değışıklıklennı açıklayan Berger Hipotezi. Ustte (A), beyin kabuğunda bulunan her ıkı nokta arasından kaydedilen EEG dalgalan, istirahatte (beynın üstünde bulunan büyük dalgalar) ve duyusal uyanlma esnasında (yanda; 1"ve2" arasında). Alttakı şekıl (B), duyusal bölgede (R) oluşan değışikliklen Duyusal uyaran bu bölgede yuksek genllklı ritmık yanıt oluşturuyor, bu aktıvıte komşu bölgelerde inhıbısyon meydana getırerek büyük dalgalı alfua aktıvttesını durduruyor ve A'da gösterildiği gibi EEO çok küçük dalgalaria adeta düzlesiyor (Hans Berger, 1033). fonksıyonlarının anlaşılmasını önemli derecede kolaylaştırır, fakat bu mumkun degıldır EEG cıhazı ile Buna karşılık beyin magnetık alanlara karşı oldukça geçırgendır Bu nedenle, MEG cıhazının beyin aktıvıtesını EEG'ye göre çok daha duyarlı olarak kaydedebılmesı, yanı bu cıhazın lokalizasyon kapasıtesinin EEG'ye gore, bırkaç mm gıbı, çok daha yüksek olması beklenır Psikologlar vefizyologlarıçin, örneğın, konuşma, gorme, ışıtme ve duşunme gıbı ışievler esnasında beynın hangı noktalarının aktıve edıldığını öğrenmek onemlıdır Bu nedenle USA'dakı önemli araştırma merkezlerınde MEG ve bunun daha gelıştırılmış şeklı olan SQUIDs clhazları kullanılmaktadır Boyle bır cıhazın USA'dakı yaklaşık fıyatı üç milyon dolar kadardır Buna karşılık, yapılan araştırmalar bu cıhazın lokalizasyon yönunden, çok daha ucuz olan EEG'ye göre hıçde ustun olmadığını gösterdı Hatta MEG'ı bulan David Cohen bıle bunun boyle olduğunu söyluyor EEG ve MEG teknıklerl ıle beyinde mılısanıyeler ıçınde oluşan nöral olaylar kaydedılebılmektedır Buna karşılık, "magnetık resonans ımagıng" (MRI) teknığl ıle 12 mm uzaysal rezolusyon mümkundür Bır MRI göruntusu 50 mllisanıye içınde elde edılebılır Fakat MRI'dakı temporal rezolusyon, kan dıfuzyonu ıle sınırlı olduğundan 2 saniye ya da daha uzun surelı olmaktadır önumuzdekı yıllarda EEG ve MEG teknolojisınde yenı ve önemli gelışmeler beklenmektedır Ancak o zaman ve bu teknıkler MRI gıbı dığer çağdaş göruntuleme teknıklerı ıle bııieştırıldığı zaman beyin araştırmalarında önemli gelışmeler olabilır MEG cıhazının en önemli avantajı, MEG sınyallennın kafatasından geçerken önemli değışıklıklere uğramamasıdır MEG cihazının önemli dezavantajı ise, MEG sinyallerınin kaydı esnasında hastanın ya da deneğın kıpırdamaması, gereği çok pahalı oluşu ve kayrt odasının manyetik olarak çok iyi ızole edılmesı gereğıdır EEG'nin faydası ise çok pahalı olmaması ve doğal ortamlarda EEG kaydının mumkun olmasıdır Bundan başka EEG ıle beyındekı derın oluşumların aktivıtesinin kaydedılebılmesı de ayrı bır EEG avantajıdır (MEG ıle bu mumkun değildır) Eşit kanallara sahlp olan MEG cihazının fıyatı bir EEG cihazından 25 defa daha fazladır Yukarda belırttığim gıbı, EEG 1929 yılırtda Hans Berger tarafından bulunmuştu Berger sanıyordu kı insan nörofizyolojısı, beyındekı mental Işlevlerın gerçekten göruntulenmesı ıle zıhınsel fonksıyonlara bır pencere açabılır Bugun bıle yanı 65 yıl sonra da aynı umudu taşıyoruz Sanıyorum bunun musebbibı lokalızasyonculardır. Prof. Dr., Ektstdn v Nob* Umdmlymlun Sahlbi, Atow York Bılimbr Akadamitl vm Amarlkmn NöroptikoloJI Akad*ni*l aktlt uyoal, AtatOrk ÛnhnnHi, Tıp Fakutti Flzyoloji ABO Baf. 36611