Norveç Teknik Üniversitesi’nde kurduğu disiplinler ortası laboratuvarda beyin gelişimi üzerine çalışan bilim insanı Prof. Dr. Emre Yakşi ve grubu tarafından yapılan son araştırma ünlü bilim dergisi Sience Advances’ta yayımlandı. Beynin zihinsel hastalıklar, öğrenme bozuklukları ve depresyonla kontaklı olduğu bilinen ‘habenula’ bölgesinin gelişimi üzerine ağırlaşan araştırma için Yakşi, şöyle diyor, “Bu çalışmamızdaki en değerli keşfimiz, bu beyin bölgesinin yeni modüllerin adım adım eklenmesiyle geliştiğini gösteriyor.
Her gün yeni bir hücre sınıfının doğduğunu gözlemlediklerini belirten Yakşi, “Bu hücrelerin hepsi, okula giden öğrenciler üzere konutlarından çıkıp beynin tıpkı bölgesine gidiyor. Yalnızca tıpkı bölgeye gitmekle kalmıyorlar. Birlikte de çalışmaya başlıyorlar. Bunu bir sınıftaki öğrencilerin müzik söylemesi üzere düşünebiliriz, daima birlikte tıpkı şarkıyı söylüyorlar. Gördüğümüz kadarıyla birebir gün doğan hücrelerin kendine has, farklı bir müziği var. Yani beyin gelişiminin her kademesinde yeni bir işe uzmanlaşmış bir hücre tipi gelişiyor” diye anlatıyor.
Uluslararası bir nitelik taşıyan araştırmaya Dresden Teknik Üniversitesi’nden Doçent Dr. Çağhan Kızıl ve takımı de katkı sağladı. Parkinson ve Alzheimer üzere hudut hücrelerinin vefatına yol açan hastalıklarla ilgili kıymetli çalışmaları olan Doçent Dr. Çağhan Kızıl, bu araştırmada edinilen temel bilgilerin önümüzdeki yıllarda hasarlı beyin hücrelerinin yerini alabilecek yeni hücrelerin yapılıp, beynin gerçek bölgesine gönderilmesi ve beklenen biçimde çalışabilmelerini sağlamak için için kıymetli olduğunu söylüyor. Emre Yakşi ise, yeni hudut hücreleri oluşturmanın tek başına kâfi olmadığını hatta bu durumun kendi içinde tehlikeli olabileceğini ekliyor ve “Sinir hücrelerinin birbirleriyle nasıl irtibata geçtiklerini ve kendi misyonlarını nasıl üstlendiklerini öğrenmek kıymetli. Yalnızca oluşturmak yetmiyor, o hücrelere yapmaları gereken işi öğretmeniz de gerekiyor” diye konuşuyor.
Araştırmada, gelişimlerini ana rahmi dışında ve büsbütün şeffaf olarak devam ettiren zebra balığı yavruları mikroskopla gözlemlendi. Yakşi, bu teknikle zebra balığı yavrularında beyin hücrelerinin ne vakit bölündüğünü, ne vakit çalışmaya başladığını ve hangi çeşit bilgileri taşıdıklarını inceleyebildiklerini söylüyor.
Çalışmalarını beynin habenula bölgesinde ağırlaştıran Yakşi, bu bölgeyi “Çok küçük ve işlevi çok bilinmeyen bir beyin bölgesi” olarak tanımlıyor. Habenula bölgesinin evrimsel olarak korunduğunu belirten Yakşi, tavuktan kurbağaya, maymundan beşere pek çok cinste bu bölgenin bulunduğunu kaydediyor.
Gazete Duvar’ın sorularını yanıtlayan Yakşi, “Hayvanların evrimi boyunca korunması bu bölgenin ne kadar değerli olduğunu gösteriyor. Yapısı da korunuyor, irtibatları da korunuyor, moleküler yapı taşları da korunuyor” diyor.
Prof. Dr. Emre Yakşi
Başlarken sizi tanıyabilir miyiz?
İzmir doğumluyum. 2001 yılında ODTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik kısmını bitirdikten sonra Almanya’da Heidelberg Üniversitesi Max Planck Enstitüsü’nde hem yüksek lisansımı hem doktoramı yaptım. Sonra Boston’a gittim ve Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde araştırmacı olarak çalıştım. 2011’de Belçika’da kendi grubumu kurarak mühendislikle hudut bilimlerini birleştiren Flaman Neuroelektronik Araştırmalar Enstitüsü’nde çalıştım. 2015’te Norveç’ten bir teklif geldi ve Norveç Teknik Üniversitesi’nde çalışmak üzere Trondheim’a taşındım. Burada yeniden hudut bilimleri üzerine, bütün deneyimleri birleştiren bir hususta çalışıyoruz. Tıp, mühendislik, biyoloji ve uygulamalı matematiği yan yana koyup beynin nasıl çalıştığını anlamaya çalışıyoruz. Öğrencilerim de farklı disiplinlerden geliyor. Tıp hekimi da var, mühendis de; biyolog da var, psikolog da.
Beynin nasıl olgunlaştığına dair yaptığınız araştırmalarda temel olarak neyi anlamaya çalışıyorsunuz?
Benim asıl ilgi alanım beynin nasıl çalıştığı, beyindeki hücrelerin birbirleriyle nasıl konuştuğu, konuşmadığı vakit neler olduğu, hastalıklarda değişip değişmediği üzerine. Mesela anksiyete, öğrenme, açlık üzere içten gelen dürtülerimizin beynimizdeki temasları nasıl değiştirdiği üzerine çalışıyorum.
‘AYNI GÜN DOĞAN HÜCRELERİN FARKLI BİR MÜZİĞİ VAR’
Bu araştırmalar memleketler arası bir nitelik de taşıyor o denli değil mi?
Bu 5-6 yıldır çalıştığımız bir mevzu. Hem memleketler arası hem disiplinlerarası bir araştırma süreci yürütüyoruz. ODTÜ’den arkadaşım olan Çağhan Kızıl’ı da bu sebeple aradım. “Beyin hücrelerinin nasıl eklendiğine bir bakalım” dedim. Çağhan’ın öğrencisi İlyas’ın yaptığı birinci deneylerde her gün yeni bir hücre sınıfının doğduğunu gördük. Bu hücrelerin hepsi, okula giden öğrenciler üzere meskenlerinden çıkıp beynin tıpkı bölgesine gidiyor. Yalnızca birebir bölgeye gitmekle kalmıyorlar. Birlikte de çalışmaya başlıyorlar. Beyindeki hücreler birbirleriyle elektriksel aktiviteyle bağlantıya geçiyorlar mesela. Biri etkinse oburu onu duyuyor, harekete geçiyor ya da biri, oburunu susturuyor. Bunu bir sınıftaki öğrencilerin müzik söylemesi üzere düşünebiliriz, daima bir arada tıpkı şarkıyı söylüyorlar. Gördüğümüz kadarıyla tıpkı gün doğan hücrelerin kendine has, başka bir müziği var. Yani beyin gelişiminin her etabında yeni bir işe uzmanlaşmış bir hücre tipi gelişiyor.
HABENULA: EVRİMSEL OLARAK KORUNMUŞ BÖLGE
Uzun vakittir üzerine çalıştığınız habenula, nasıl bir bölge?
Aslında habenula, beyinde bulunan çok küçük ve işlevi çok bilinmeyen bir bölge. En hoş tarafı bu bölge balıklarda, tavuklarda, kurbağalarda, maymunlarda, insanlarda yani pek çok çeşitte var. Burası evrimsel olarak nitekim korunmuş bir bölge. Hayvanların evrimi boyunca korunması bu bölgenin ne kadar kıymetli olduğunu gösteriyor. Yapısı da korunuyor, ilişkileri da korunuyor, moleküler yapı taşları da korunuyor. Burası aslında bir futbol topu üzere değişik kesimlerden oluşuyor. Her bir modülün farklı bir işlevi olduğunu görüyoruz. Mesela bu değişik modüllere tek tek bakıyoruz ve bu modüllerin görsel, kokusal, işitsel vb. duyusal bilgileri nasıl işlediğini anlamaya çalışıyoruz. Bu bölgenin nasıl geliştiğini ve yanlışsız gelişmezse nasıl tesirleri olacağını anlamaya çalışıyoruz.
Emre Yakşi ve Çağhan Kızıl birlikte çalışırken. Fotoğraf: Hareket Delikanlı
Peki bu bölgeyi araştırmaya nasıl karar verdiniz?
Öncelikle buraya bakmamızın en büyük nedenlerinden biri, insanlardaki depresyon anksiyete üzere davranış bozukluklarına dair bu bölgede enteresan bilgilerin olması.
Yaptığınız çalışmalardan biri de habenulanın öğrenmeye tesirini araştırmak. Bununla ilgili son devirde öğrendiğiniz yeni bilgiler var mı?
Aslında, iki hafta evvel de “Cell Reports” mecmuasında bu bölgenin öğrenmeye nasıl bir tesiri olduğunu araştırdığımız bir makale yayımladık. Orada da çok farklı bilgilerimiz oldu. Bilim insanlarının daha evvelki çalışmalarından bu bölgenin öğrenmeyle bağlantılı olduğunu biliyorduk. Bu sefer şunu öğrenmek istedik: “Zebra balıklarında da bu etkiyi görebilir miyiz, görürsek nasıl bir formda görürüz?” Zebra balıklarını alıp akvaryumun bir kısmına gitmemeyi öğretebildiğimizi gördük. Onlara rahatsız edici bir duyu veriyorsunuz ve oraya gitmemeyi çarçabuk öğreniyorlar. Türkiye’de bazen latife olarak balık hafızası iki saniye falan derler, bu elbette yanlışsız değil. Balıklar çok rahat öğrenebiliyor ve hatta öğrendikleri bilgiyi günlerce hafızalarında tutabiliyorlar. Habenula bölgesi genetik olarak baskılanmış balıkların hafızalarının daha uzamış olduğunu gördük. Sonra kuralları değiştirip tıpkı balıklara akvaryumun sağına değil soluna gitmemeyi öğretmeye çalıştık. O vakit bir baktık bu yeni kuralı öğrenemiyorlar, adapte olamıyorlar. Beşerler üzerinden örnek vermek gerekirse savaşlar oluyor, beşerler askere gidiyor ve dönünce travma sonrası gerilim bozukluğu yaşıyor. Savaştan döndükleri vakit yepisyeni bir hayata adapte olmaları ve bu hayata adapte olabilmeleri için yeni bilgiler öğrenmeleri gerekiyor. Fakat travma sonrası gerilim bozukluğu sebebiyle yeni bir hayata adapte olmalarının zorlaştığını biliniyor. Bu da bize davranıştaki esnekliğin ne kadar değerli olduğunu öğretiyor. Bir öteki örnek vermek gerekirse; hamburger çok hoş, çok lezzetli lakin günün birinde sizi hasta ediyor ve hamburgerin lezzetli olduğunu unutup yememeyi öğrenmeniz gerekiyor. Yeni şeyler öğrenirken eski bilgileri unutabilmek de çok değerli. Bizim balıklardaki çalışmalarımız, habenulanın işte tam bu eski bilgileri unutup, yeni şeylerin öğrenebilmesinde çok kıymetli bir rol oynadığını gösteriyor.
Bu araştırmaya nazaran habenula bölgesini direkt etkileyen anksiyete ve depresyon üzere durumlar içerisinde olan insanların bir şeyleri öğrenmesinin yeni ortamlara adapte olmasının daha sıkıntı olduğunu söylemek mümkün mü?
Buna Heidelberg Üniversitesi’nde yapılan bir çalışma üzerinden örnek vereyim. İlaçlara bağımlılığı olan ve depresyonu çok ileri düzeyde olan bir hastanın habenula bölgesini elektrotlarla uyarıyorlar ve nitekim ufak bir değişim bile bu insanın kendisini daha uygun hissetmesini sağlıyor. Bu da aslında bu bölgede yapılan manipülasyonların insanlarda tesirli olabileceği bilgisini ortaya çıkarıyor.
‘HÜCRE OLUŞTURMAK YETMEZ’
Science Advances’ta yayımlanan makalede “Yeni beyin hücreleri yaratmak mümkün mü?” diye heyecan verici bir soru var. Biz de size soralım, mümkün mü?
Öncelikle şunu belirteyim, bizim yaptığımız araştırmaların hepsi temel düzeyde araştırmalar. Bu bilgilerin ilerde insanların sıhhatine ve etrafın sıhhatine bir yararı olması bizim için kıymetli. Ama şu anda öğrendiklerimizin birçok temel bilgiler. Mesela Çağhan’ın çalışmalarından örnek vermek gerekirse Alzheimer ve Parkinson üzere hastalıklar beyindeki hücrelerin vefatından ötürü kaynaklanan hastalıklar. Bilim insanları bu hastalıkları iki biçimde tedavi etmeye çalışıyor. Bir kısmı hücrelerin mevtini engellemek için, bir kısmı da yeni hücreleri oluşturmak için araştırma yapıyorlar. Çağhan’ın yaptığı çalışmalar da bunu kapsıyor aslında. Şöyle düşünün bir biçimde yeni hudut hücreleri yaptık ve bu hudut hücrelerini beyinde rastgele bir yere koyduk. Bu hücrenin ne yaptığını ve nasıl yaptığını anlayıp denetim edemezsek bunun tehlikeleri var, tıpkı bilgisayarınıza ne iş yaptığını bilmediğiniz bir parçayı takmak üzere. Bizim öğrenmeye çalıştığımız beyinde yeni eklenen hudut hücrelerinin yapmaları gereken vazifesi nasıl yaptıkları. Şayet bunu anlayabilirsek sanki Parkinson ya da Alzheimer’da olduğu üzere hücrelerin yine yapılanması gereken tedavilere bir katkı sağlayabilir miyiz diye düşünüyoruz. O yüzden hudut hücrelerinin birbirleriyle nasıl bağlantıya geçtiklerini ve kendi vazifelerini nasıl üstlendiklerini öğrenmek kıymetli. Yalnızca yeni hudut hücreleri oluşturmak yetmiyor, o hücrelere yapmaları gereken işi öğretmeniz de gerekiyor. Ayrıyeten burada çevresel faktörlerin ehemmiyeti büyük.
Çevresel faktörlerin nasıl bir değeri var mesela?
Şöyle bir örnek vereyim: 2014 yılında bir çalışmamız vardı ve bu çalışmada da beynin habenula bölgesinin gelişimine bakıyorduk. Şunu gördük hayvanlarda olağanda beynin bir bölgesi görsel duyuları işlerken öbür bölgesi kokusal duyuları işliyor. Hayvanların görmesini engelleyerek görsel gelişimi engellediğimiz vakit bunun beynin gelişimine inanılmaz bir tesiri oldu. Beyin büsbütün apayrı gelişiyor. Doğduğu günden itibaren karanlık bir odada uyuyan, karanlık bir odada büyüyen bir bebek düşünün. Bunun beyne olan tesirini düşünebiliyor musunuz? Zebra balıklarında da gördük ki dışarıdan gelen bilgilerin olmamasının beynin gelişiminde inanılmaz bir tesiri var ve doğal bunun insanlarda da benzeri süreçlerden geçtiği düşünülüyor.
Söyleşinin başında araştırmalarınızın çok sayıda bilim insanın iştirakiyle gerçekleştiğini söylediniz. Nasıl bir takımla çalıştınız, çalışıyorsunuz?
Şunu söylemek isterim: Bu çalışmayı yapan benim kendi grubumdu, evet. Fakat makalenin başlığına baktığınız vakit onlarca muharrir var. İşbirliği içerisinde yapılan bir şey ve burada bilimin aslında ne kadar memleketler arası bir şey olduğunu vurgulamak kıymetli. Türkiye’den olanlar da var, Polonya’dan, Şili’den, Vietnam’dan, Belçika’dan olanlar da. Yani dünyanın her yerinden olan beşerler var. Bilim, aslında tek başına olmayan bir şey. Bazen toplum, bilim insanı oturur tek başına çalışır diye zanneder. Bunların hiçbirini ben tek başıma yapmış değilim, elbette ki birçok insanın emeğinin geçtiği bir çalışma bu. Sahiden ben bundan çok gurur duyuyorum. Bilim insanlığın milletlerarası bir kıymeti. Umarım Türkiye’deki bilime de çalışmalarımızın katkısı olur. Türkiye’deki üniversitelerle, enstitülerle, bilim insanlarıyla da birlikte çalışmamız mümkün olur. Bunu sahiden istiyorum. Türkiye’deki bilim insanları ile irtibata geçip bir arada bir şeyler yapmak değerli bence.
Araştırma grubu
Türkiye’deki pek çok bilim insanı araştırma projelerine gereğince kaynak ayrılmadığı için yurt dışına gitmek zorunda kalıyor. Ayrıyeten bilimle ilgilenen beşerler işsizlikle ya da iş bulabilse bile bürokrasiyle çaba etmek zorunda. Oradan baktığınızda Türkiye’deki durum nasıl görünüyor?
Bunun yanıtını vermek kolay değil zira Türkiye’deki insanların deneyimlerini ben direkt yaşamıyorum. Lakin gördüğüm kadarıyla Türkiye’de inanılmaz zeki, çalışkan ve başarılı olan beşerler var. Geçtiğimiz yıllarda Türkiye’deki üniversitelerin bir kısmını ziyaret ettiğim vakit insan kaynakları açısından Türkiye’nin potansiyelinin çok yüksek olduğunu bir defa daha gördüm. Tabi bu çok başarılı, çok zeki insanların bürokrasi ile uğraştığını ve çok da bilimle alakası olmayan yükler yüklenerek pahalı vakitlerinin boşa gittiğini görüyorum. Birçok zorluklarla gayret eden beşerler var Türkiye’de, çok yakınlarımda da var. Bu zorluklarla uğraş etmek hiç kolay değil lakin çabayı bıraktığınız vakit da her şeyi bırakmış oluyorsunuz. O yüzden bırakmamak çok değerli.
Ama ben yeniden de ümitliyim. Türkiye çok dinamik ve potansiyeli yüksek olan bir ülke. Ayrıyeten insanların çalışkan oldukları bir ülke. Bunu Türkiye’den nasıl görüyorsunuz bilmiyorum, lakin dünyaya baktığımız vakit genel olarak Türkiye’den gelen bilim insanları çok düzgün ve çok başarılı işler yapıyorlar. Bu da fırsat verilirse potansiyelimizin ne kadar yüksek olduğunu gösteriyor. Lakin bu fırsatı yaratacak olanlar da üniversitelerin yöneticileri ve üniversitelere kaynak sağlayan politik koşullar.
‘BİLİM TEK BAŞINA YAPILMAZ, YURT DIŞINA GİDİN’
Genç bilim beşerlerine tavsiyeleriniz var mı?
Tüm öğrencilerin yurt dışına gidip deneyim kazanmasının çok değerli olduğunu düşünüyorum. Şartlar ne olursa olsun bir sene bile olsa, bir staj için bile olsa gitmek değerli. Zira bilim, çok memleketler arası bir şey. O denli tek bir yerde oturup bilim yapılmıyor açıkçası. Biraz gezip görmek, etraf edinmek, tanınırlığını artırmak değerli şeyler.
