Katalog

Türkiye’de beyin araştırmalarında büyük atılım İstanbul Kültür Üniversitesi Beyin Dinamiği Kognisyon ve Karmaşık Sistemler Araştırmaları bir “Mükemmeliyet Merkezi” arayışı içinde. Beyin araştırmalarının 40 yıldır içinde olan Erol Başar uluslararası çalışmalarıyla tanınmış bir beyin araştırmacımız. Şimdi "Beyin Dinamiği, Kognisyon ve Karmaşık Sistemler Araştırma Merkezi"nde, çeşitli üniversitelerle işbirliği halinde çok disiplinli çalışmalarını sürdürüyor. Başar'la 5 yıl kadar önce 28 Ağustos 2004 yılı dergimizde “Türkiye Beyin Dinamiği Araştırmalarında Evrensel Merkez” adlı bir röportaj yayımlamıştık. Şimdi bu arada neler olup bittiğini anlamak için Başar ve arkadaşlarını Merkez'de ziyaret ettik. YEN ATILIMLAR a) Kitap Kliniksel: Önümüzdeki yıllardaki etkinliklerimizin arasında laboratuarda toplanan klinik bilgileri beyin ile ilgili bir derginin özel sayısı veya bir kitap olarak derlemek istiyoruz. Bu özel sayı (kitap) E. Başar, C. BaşarEroğlu, A. Özerdem ve G. Yener tarafından dört editörlü olarak yayınlanacak. Bu yayın ile Alzheimer, Şizofreni, Bipolar Bozuklukları, Parkinson gibi hastalıkları gene beyin dinamiği yönünden ilaçların etkisine göre inceleyerek bir sentez yapmak istiyoruz. Bunun 2011 yılında basılacağını tahmin ediyoruz. b) Yeni Mükemmeliyet Merkezi: Bundan kısa bir süre önce İstanbul Kültür Üniversitesi’nin Mütevelli Heyeti Onursal Başkanı İnşaat Yüksek Mühendisi Fahamettin Ak ngüç, Rektör Prof. Dr. Dursun Koçer ve eski Rektörümüz Prof. Dr. Tamer Koçel ile görüşmeler yaptık. Üniversitemiz bir Sağlık BilimleriSinir Bilimlerinin değişik konularını kapsayan birimlerden oluşacak bir Mükemmeliyet Merkezi oluşturmak için yeşil ışık yaktı. Bu Mükemmeliyet Merkezi aşağıdaki birimlerden oluşacak: Human Genetics, Biyomedikal Mühendislik, Bilgisayar Mühendisliği ve Software Gelişimi, Nöropsikiyatrik Hastalarda Beyin Dinamiği Araştırmaları Merkezi, Nöropsikoloji ve Deneysel Psikoloji Böylece tıp araştırma alanında bu en güncel bir platformda İstanbul Kültür Üniversitesi çok etkili olabilir. Bu kurulacak birimlerin başına konularında çok yetenekli bilim insanlarını sürekli veya geçici olarak kadromuza dâhil etmeyi düşünüyoruz. B eyin gibi bir canlı bir varlığı anlamak, öncelikle, onun yapısal özelliklerini, ayrıca da bu yapının mümkün kıldığı fonksiyonel süreçleri ve bu süreçlerin patolojisini anlamayı gerektirir. J.H Thrall (1998) 2000’li yıllarda tıp bilimlerine üç ayrı etkinin yön vereceğini belirtti: (1) moleküler biyoloji ve genetik; (2) elektronik ve bilgisayar bilimleri; (3) beyin/zihin/davran ili kisini inceleyen dallar. Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesinde verilen bu tarihi konferansta, tıp bilimlerinin teknik dallarla ve ayrıca da davranışsal bilimlerle ilişki içinde olmasındaki gereklilik ortaya konmuş; beynin sadece belirli tıp dallarının, zihnin de sadece psikolojinin sorumluluk alanı olarak düşünülemeyeceği açıklanmıştır. Multidisipliner yaklaşımlar, beynin yapısındaki, süreçlerindeki ve bu iki öğenin ilişkilerindeki entegrasyonun görülebilmesine zemin hazırladı. Soru: Neler oldu be y l içinde? Bu evrensel merkez ne durumda? Cevap: Yeni önemli adımlar atıldı. Örneğin, BeyinBedenZihin ilişkisi ve yeni bir kartezyen sistem arayışımızı bir kitap olarak hazırladık. Beyin kompleks Erol Başar davranışlarına yeni bir anlayış getirdik. Bunun dışında klinik araştırmalarımızda özel bir boyut yakaladık. 2006 Kasım ayında İstanbul Kültür Üniversitesi’nde çalışmaya başladım ve onu takip eden 1 yıl içinde kurulan gördüğünüz laboratuarlar ölçümlerimizi devam ettiriyoruz. Soru: 1970’li y llarda Erol Ba ar ve arkada lar n n Hacettepe Üniversitesi’nde ba latt “Beyin Osilasyonlar ve Beyin Dinami i” kavram ile nörobilimlerde ve beyin fonksiyonlar nda çok eyler ö renilece i iddia edilmi ti. O zamandan beri bu gerçekle ti mi? Cevap: 40 yıl içinde bu kavram nörobilimlerin değişik alt branşlarına yayıldı ve bugün bu konu üzerinde değişik ülkelerde ve dergilerde binlerce araştırma yayınlanmakta. Beyin dinamiği ve osilasyonları kavramı uygulamaları ile kognitif süreçlerde (yani bellek, algılama, dikkat ve öğrenme gibi zihinsel süreçlerde) 10 milisaniye içinde beynin nasıl davrandığını izleyip yorumlayabiliriz. Beyin, bu işlemleri genellikle 500 milisaniye içinde tamamlıyor. Ancak fMRI ve PET gibi yöntemlerin zaman çözümü çok sınırlıdır, onun için bu yöntemleri “statik” olarak sınırlandırabiliriz. Tabii ki, elimizde bir Magnetoensefalografi cihazı olsa iyi olurdu. Ama iki defa DPT onayı aldığımız halde alet satın alınamadı. Soru: IKU Beyinmer'de hangi alanda ara t rmalar yap l yor? Cevap: Dört ana başlık altında. 1) Kognitif Süreçler, bellek ve öğrenme mekanizmaları deneysel olarak osilasyonel teori uygulanarak inceleniyor: Bu konuda yapılan çalışmalarda yüz tanıma, yüz ifadesi tanıma, oddball paradigması (çalışan bellek, dikkat, algılama, öğrenme, hatırlama) gibi uyaranlar sırasında beyin dinamiğinde açı ğa çıkan değişiklikleri beyin osilasyonları yöntemi kullanarak araştırmaktayız. Yüz ifadesi tanıma sırasında “kızgın” yüzü tanıma sırasında açığa çıkan beta ve alfa yanıtlarının “mutlu” ve “nötral” yüzleri tanıma sırasında açığa çıkan yanıtlara göre daha yüksek olduğunu tespit ettik. Bunun yanı sıra yüz ifadesi tanıma sırasında cinsiyet farklılıklarını araştıran çalışmamızda kadınlarda özellikle beynin görme bölgesinde çok daha yüksek genlikli beta yanıtlarının açığa çıktığını belirledik. Kognitif süreçler ile ilgili çalışmalarımızın birçoğunu Bremen Üniversitesi Psikoloji ve Kognisyon Araştırma Enstitüsü’nde Prof. Dr. Canan Ba ar Ero lu ve ekibi ile yürütmekteyiz. 2) Bütün beyin ara t rmalar na temel te kil eden klinik ara t rmalar ve beyin osilasyonları araştırılmakta. Bu konudaki çalışmalarımız, Alzheimer hastalığı, DuyguDurum bozuklukları (Bipolar Disorder), Şizofreni ve Multiple Sclerosis alanında toplanıyor: 2003 yılından itibaren grubumuz “Alzheimer” ve “DuyguDurum Bozuklarında Beyin Osilasyonları” yöntemini kullanarak araştırmalar yapıyor. Alzheimer hastalığında Dokuz Eylül Üniversitesi’nden Prof. Dr. Görsev Yener ile beyin osilasyonları ile ilgili ortak çalışmalarımız var. İlk olarak Dokuz Eylül Üniversitesi’nde hastaların analizleri alındı ve bu konudaki araştırmalarımız çeşitli uluslararası makalelerde yayınlandı. İKU BEYİNMER’de araştırılan bir diğer patoloji ise “DuyguDurum Bozuklukları”dır. Bu konudaki çalışmalarımızı Dokuz Eylül Üniversitesi’nden Prof. Dr. Ay egül Özerdem ile ilk olarak Dokuz Eylül Üniversitesi’ndeki hastalarda incelemiş ve sonuçları trik aktivesidir. İnsan saçlı derisi üzerinden ilk kez 1929 yılında Hans Berger tarafından ölçüldü. Berger çalışmalarında EEG’nin beynin işlevlerini anlamada önemli bir yöntem olarak kullanabileceğini öngördü ve bu düşünce 1960’lara kadar geçerliliğini sürdürdü. 1960–1970 yılları arasında ise EEG çalışmaları acaba EEG bir gürültü müdür, düşüncesi gelişti. Artık EEG’nin bir gürültü olmadığını, beyin fonksiyonlarını inceleme ve anlamada en önemli yöntemlerden biri olduğunu biliyoruz. En sık uygulanan araştırma paradigmalarından birisi “Oddball Paradigması”dır. Örneğin bu paradigmada verilen uyaranlar biri ince biri kalın iki farklı ses olsun. Denemeye katılan kişilerden ince seslere dikkat etmesi ve bu ince sesleri deneme boyunca içinden sayması istenir. Bu paradigma sırasında eş zamanlı olarak EEG kaydı alınır. Uyaranın geldiği noktalar işaretlenir ve bu uyaranların geldiği noktanın, yani “0 “anının 1000 ms öncesi 1000 ms sonrası değerlendirilmeye alınır (Şekil 1) Beyin Osilasyonları yöntemi dünyada ilk olarak 1975 yılında Hacettepe Üniversitesi’nde Prof. Dr. Erol Ba ar ve arkadaşlarının ve eş zamanlı olarak Berkeley Üniversitesin’de W. Freeman yaptığı çalışmalar ile dünyaya duyuruldu. Bugün beyin osilasyonları tüm dünyada yüzlerce laboratuvarda kullanılıyor, geçerliliğini kanıtlamış bir yöntem ve teoridir. (CBT) Şekil 2: Şekilde beyin ile otonom sinir sisteminin ilişkisi alfa, beta, gama ve teta gibi frekans kanallarında yapıldığı gösteriliyor. Yapılan yeni incelemede beyin ile bedenin aynı frekans kanalları ile çalıştığı ilk defa bu kitapta bir araya getiriliyor. İstanbul Kültür Üniversitesi Beyin Dinamiği Kognisyon ve Karmaşık Sistemler Araştırma Merkezi (İKÜ BEYİNMER) 2007 Ağustos ayında Prof. Dr. Erol Başar’ın yönetiminde İstanbul Kültür Üniversitesi’nde faaliyetlerine başlamıştır. Prof. Dr. Erol Başar’ın müdürlüğünde merkez bünyesinde Yrd. Doç. Dr. Bahar Güntekin (Merkez Müdür Yardımcısı), Melis Diktaş (İletişim Uzmanı), Elif Tülay (Araştırma Görevlisi), Bilge Turp (Araştırma Görevlisi) tam gün kadrolu olarak görev yapmakta. Merkez çalışanlarının yanı sıra gönüllü olarak Uzm. Dr. Devran Tan ve Dr. İlhan Atagün de İKÜ BEYİNMER’deki araştırma faaliyetlerine katılıyor. BEY N OS LASYONLARI NED R? Günümüzde beynin karmaşık yapısını araştıran, bu mükemmel organın nasıl çalıştığını anlamaya çalışan binlerce laboratuar var. Bilim adamları beyni araştırırken çeşitli yaklaşımlar, metotlar kullanır ve beyin araştırmaları multidisipliner çalışmaları gerektirir. Fizyoloji, Anatomi, Biyokimya, Biyofizik, Farmakoloji, Mikro Biyoloji, Nöroloji, Psikiyatri, Beyin Cerrahisi, Radyoloji... Kısaca tıbbın hemen tüm dallarında beyin araştırmaları önemli yer tutar. Tıbbi bilimler dışında felsefe, fizik, mühendislik gibi anabilim dalları da beyin araştırmaları ile yakından ilgilidirler. Beyin araştırmalarında kullanılan yöntemler ve beynin araştırılan yapıları farklılık gösterebilir. Beyin hücrelerinin yapısının ve işlevlerin araştırılması, beyin de transmiterlerin yeri ve görevleri, beynin anatomik yapısı, beyin patolojileri, cerrahi yöntemlerin araştırılması geliştirilmesi, beyin görüntülüme yöntemlerin geliştirilmesi ve beyin görüntüleme yöntemlerin beyin araştırmalarında kullanılması gibi yöntem ve yaklaşımlar ile beyin araştırmaları uygulanır. Bunların yanı sıra felsefe, psikoloji gibi sosyal dallar da beyinin yapısını anlamak için çeşitli düşünce sistemleri geliştirir. Beyin araştırmalarında en ideal yaklaşım ise multidisipliner yaklaşımdır. Fizyoloji, psikoloji, felsefe, fizik özellikle beyin araştırmalarında önemli yere sahip ve birlikte çalışması gereken disiplinleridir. KU BEY NMER hangi yöntemi kullan yor? Cevap: EEG, beynin, beyin hücrelerinin mikrovoltlar cinsinden ölçülen elek çeşitli uluslararası dergilerde tartışmıştık. 3) Beynin osilasyonel özellikleri ile dola m, vegetatif sistem ve düz kaslar n salınımsal özellikleri arasındaki bağlantılar inceleniyor: Bu konular İKU BEYİNMER’de daha çok teorik olarak tartışılmakta. Bu konuda şimdilik üç makalemiz yayınlandı. 2010 yılında Prof. Dr. Erol Başar’a ait Springer Yayınevi tarafından basılacak olan kitapta özellikle bu konular üzerinde duruluyor. 4) Beyin mekanizmas nda çok önemli yeri olan transmiterlerin beyin osilasyonları ile ilgisinin ve bunun öncelikle hasta, teşhis ve tedavide kullanılması uzun vadeli araştırma alanlarından biridir. Soru: stanbul Kültür Üniversitesi’ndeki Merkezin dünyadakilerden farkl l ve özelli i nedir? Yan t: Multidisipliner yaklaşımdır merkezimizin en önemli unsuru ve hatta belkemiğidir. Örneğin, aşağıdaki değişik konular incelenmekte ve yayınlanmakta: • Osilasyonların evrimdeki yeri, diğer kelimeler ile Darwin’in Evrim Teorisi yönünden incelenmesi •Değişik yaşlarda osilasyon ve öğrenme ne gösteriyor? •Cinsiyet farkları •Yüz tanımada osilasyonların yeri •Emosyon, heyecan verici etkiler ve sevilen eşlerin yüzünde osilasyonla nasıl cevap veriyor. •Bellek ve osilasyonları’ anlatan nadir kitaplardan biri 2004 yılında CNC Pres (New York) tarafından yayınlanmıştır. •BeyinBeden ilişkisi bu konuda dolaşım sistemi, vegetatif sistem ve beyin arasında ölçüme dayalı ilişkiler tespit edilmiştir. •Patoloji: Dört ana konu şu anda laboratuvarlarımızda incelenmektedir. •Alzheimer hastalığı, ilaçların etkisi •Bipolar DuyguDurum bozukluğunda değişik evreler ve ilaçların etkisi. Genetik tarama buna katılacaktır. Dr. Devran Tan bu konuda bir ABD Hogerty Bursu kazanmıştır •Multiple Skleroz •Şizofrenide çalışma belleği incelenmesi •Quantum Teorisi ve Beyin: Beyin Feynman diyagramları •Gaba, Asetilkolin, Dopamin, Glutamat gibi transmitterlerin beyin osilasyonlarına etkisi. Soru: Bütün bunlar SCI kay tl dergilerde yay mlan yor mu? Cevap: Evet, bunların hepsi yayınlandı ve yayınlanacak. Son olarak “Brain Research” dergisinde bir özel sayı derledik. Kitaplar ve eski makaleler “Web of Science” da yayınlanmadığı için kesin istatistik yapmak güç. Ancak, SCI atıf sayısının ve en az 5500 civarında olduğunu zannediyorum. H sayısı 43 civarında, bu Nörobilim için önemli bir düzey. Ayrıca, bu son yıllarda yılda 400’ü aştı, kitaplara ait bilgiyi ele geçiremediğimiz halde. Soru: Çal malar n zdan bir sentez ç kacak m ? Cevap: Bir senteze gidiyoruz çalışmalarımızda. 2010 yılı içinde Springer Publishers (New York) tarafından basılacak “Brain BodyMind Integration in a Cartesian System of 21th Century” adlı bir kitabı bu yılsonuna kadar bitireceğim. Kitabın omurgası Felsefe, Newton Fiziği, Kuantum Fiziği, Genel Sistem Teorisi, Beyin ve Darwin’in Evrim Teorisi üzerine kuruldu. Beyin ve kognitif süreçler bu çatı altında inceleniyor ve yorumlanıyor. 21. yüzyılda nasıl bir kartezyen sisteme gereksinim var; bu konu işleniyor. Kuramın kapsamı, bir yandan da bilim dallarında bütünleşmeyi gerektirmekte. Zira beyin ve bilişsel süreçler üzerinde etkili ve sonuç alan bilimsel faaliyet çok yönlü kayıt ve analiz tekniklerinin, veri tabanının ve açıklayıcı sistem modellerinin kullanılmasını gerektiriyor. Böyle bir bilimsel kapsama ulaşılması ise, temel biyolojik bilimlerden (örn., fizyoloji, anatomi, genetik, biyofizik, biyokimya, fizik, kimya), uygulamalı biyolojik bilimlere (örn., tıp), davranış bilimlerine (örn., psikoloji, psikofizyoloji, nöropsikoloji), teknik dallar (örn., mühendislik dalları, matematik, istatistik) ve nihayet felsefeye kadar uzanan bir bilimler yelpazesinin bütünleşik etkinliğini gerektirmektedir. Bütün bunlara göre osilasyonel nöral topluluklar kuramı sadece bir açıklama sistemi değildir. Bu kuram aynı zamanda da günümüz bilimine damgasını vurmuş olan çokdisiplinli (multidisciplinary) yaklaşımın ve ekip çalışmasının uygulandığı bir bilimsel faaliyet platformudur. Modern fizik ve öncelikle atom fiziğinde osilasyon modellerinin önemli bir yeri var; osilasyonlar, maddenin yapısı konusunda bu yüzyılda öne sürülmüş olan çok sayıda kuramın (örn.; N Bohr, W. Heisenberg’inkiler) özünü oluşturdu. Bütün bunlardan şu sonuç çıkmaktadır: osilasyonel nöral top luluklar kuramının, bilimde çokdisiplinli yaklaşım olarak tanımlanan ikinci Rönesans’da önemli bir yeri olacak. Bu kuramın uygulanması ile ve kavram olarak Heisenberg’in belirsizlik prensibi bir model olarak kabul edildiğinde BeyinBedenZihin ilişkisinde işlevlerin anlaşılabilmesi için yeni ve nedensel olmayan bir koordinat sistemine ihtiyaç var. Bu koordinat sisteminin ortaya çıkışı ve uygulanabilirliği Erol Başar tarafından hazırlandı ve SpringerNew York Yayınevi tarafından 2010 yılında basılacak “BrainBodyMind Integration in a Cartesian System of 21th Century” adlı kitapta etraflı bir şekilde anlatılmakta. Bu nedenle Beyin Dinamiği Araştırma Merkezi’nin en önemli araştırma alanlarından biri bu yeni kartezyen sistem ile BeyinBedenZihin ilişkisini anlamak üzere kurulmuştur. DOKUZ EYLÜL İSTANBUL KÜLTÜR BREMEN ÜNİVERSİTELERİ İŞBİRLİĞİ Dokuz Eylül Üniversitesi Beyin Dinamiği Multidisipliner Araştırma ve Uygulama Merkezi, Prof. Dr. Erol Başar tarafından 2002 yılında kuruldu. Merkezin başkanlığını 2006 yılından sonra E. Başar’ın doktora öğrencisi Prof. Dr. Dr. Görsev Yener sürdürmekte. Yönetim kurulu psikiyatri, nöroloji, fizyoloji, radyoloji, biyofizik, mühendislik gibi farklı disiplinlerden üyelerden oluşmakta. Merkez, beyin dinamiğine ilişkin fizyolojik ve klinik patolojilerde görülen değişiklikleri araştırıyor. Ulusal ve uluslararası sempozyumlara ev sahipliği yaptı. Araştırma konu başlıkları arasında Alzheimer hastalığı ve Bipolar bozukluklar gibi klinik patolojiler, öğrenme ve yüz ifadelerini tanıma gibi bilişsel süreçlerde beyin dinamiği ile ilişkili değişiklikler ve bunun göstergesi olarak beyin elektriksel aktivitesinin salınımları da var. Alzheimer hastalığı üzerine 2005’ten bu yana yayımlanan çalışmalarda, saniyede 03.5 defa salınım gösteren yavaş beyin dalgalarının beynin sol önorta bölgelerinde hastalığa özgü değişiklikler gösterdiği, teta ritmindeki yavaş dalga salınım yanıtlarındaki faz kilitlenmesinin ise ilaç tedavisi ile beynin sol ön kısımlarında kontrol olgulardakine yakın değerlere ulaştığı saptandı. Bulgularımız faz kilitlenmesi, dijital filtreleme sonrası beyin salınımlarının amplitüd değerleri ve koherans gibi çoklu matematiksel yöntemlerin kullanılmasıyla beynin işleyişini anlamada önemli bir adım atılacağını göstermekte. Alzheimer hastalığı gerekse bipolar bozukluk gibi patolojik durumlarda beyin osilasyon yanıtlarının tanı algoritmalarında ve tedavi etkinliğini değerlendirmede bir araç olarak yer almasını sağlamak istiyoruz. Örneğin, duyusal ve zihinsel süreçlerde son yayınlarımızda iki dinamik devre ortaya çıkmaktadır. Şu anda ise İKU BEYİNMER’e Şişli Etfal Hastanesi’nden Alzheimer hastaları gelmekte ve yine Prof. Dr. Görsev Yener ile ortak olarak yaptığımız araştırmalarda Alzheimer hastalığında açığa çıkan beyin osilasyonu yanıtları sağlıklı kontrollerle karşılaştırılıyor. Bu konuda grubumuz dünyada ilk olarak ilaçlı ve ilaçsız hastalar arasındaki farkları çok net olarak gösterdi. Prof. Dr. Dr. Görsev Yener, Dokuz Eylül Üniversitesi Beyin Dinamiği Multidisipliner Araştırma ve Uygulama Merkezi Müdürü CBT 1169/8 14 Ağustos 2009 Bipolar Bozukluk nasıl bir hastalık? Bipolar Bozukluk mani ve depresyon, yanı sıra bireyin iyi olduğu dönemleri kapsayan, yineleyici özellikte, kronik gidişli bir beyin hastalığıdır. Kökeninde genetik etkenler rol oynar, ailesel geçiş görülebiYazının devamı arka sayfada CBT 1169/9 14 Ağustos 2009 Prof. Dr. Dr. Ayşegül Özerdem, D.E.Ü Psikiyatri Anabilim Dalı ve Sinir Bilimleri Anabilim Dalı Başkanı