Bilim dünyasında yeni tartışma: İnsan beyni aslında iki ayrı organdan mı oluşuyor?

Stanford araştırması, "Beynin iki farklı kökeni olabilir" diyor

Kyle Loh liderliğindeki Stanford ekibi, beynin nasıl oluştuğunu anlamak için gelişimin en erken aşamalarına odaklandı. Araştırmacılar, fare embriyolarında beyin dokusunu oluşturacak hücrelerin başlangıçta tek bir ortak öncüden ilerlemediğini, bunun yerine aynı anda ortaya çıkan iki farklı hücre grubuna ayrıldığını tespit etti. Bu hücre gruplarından biri ön ve orta beyni, diğeri ise art beyni (arka beyni) oluşturuyordu. Araştırmacılar bu iki grubun gelişimlerinin erken aşamalarından itibaren farklı kaderlere sahip olduğunu ve birbirleriyle örtüşmediğini gösterdi.

Daha da önemlisi, araştırmacılar benzer bir gelişimsel ayrımın insan pluripotent kök hücrelerinde de görüldüğünü belirledi. Böylece hücrelerin daha başlangıç aşamasında hangi beyin bölgesine dönüşecekleri konusunda bir tür gelişimsel "hafızaya" sahip olduğu sonucuna ulaşıldı.

Araştırmanın sonucunda Stanford ekibi, beynin iki farklı gelişimsel kökenden gelen bir "kompozit organ" olarak değerlendirilebileceğini öne sürdü. Yalnız bunu yaparken bilim dünyası tarafından fazla sansasyonel bulunan bir dil kullanması tartışma yarattı. Çünkü Stanford araştırmasına "The human brain is two separate organs.", yani "İnsan beyni iki ayrı organ" gibi iddialı bir başlık atılmıştı. Duyuruda beynin, yüz milyonlarca yıl boyunca bağımsız şekilde evrimleşmiş iki farklı organın birleşiminden oluştuğu ifade ediliyordu. Hâliyle bu açıklama bilim-teknik basınında "insan beyninin aslında iki organ olduğu" şeklinde manşetlere dönüştü. Bilim dünyasından itirazların yükselmesine sebep olan tartışmanın fitilini de bu ateşledi.

Bilim dünyasından itiraz geldi: "İki beynimiz yok"

Stanford araştırmasının basında yer bulmaya başlamasının ardından ScienceAlert, Ars Technica ve The Neurocritic gibi bilim-teknik sitelerinde "beyin aslında iki organ" başlığının neden gerçeği yansıtmadığını detaylandıran itiraz yazıları yayımlandı. Bu yazılarda, aslında araştırmanın kendisinin de böyle bir iddiası olmadığına dikkat çekiliyor. Çünkü atılan o iddialı başlığın askine araştırma metninin kendisi çok daha temkinli bir dil kullanıyor ve aslında "beynin iki farklı gelişimsel kökenden oluştuğu" olgusuna odaklanılıyor.

Nitekim itiraz yazıları da buna vurgu yapıyor. Araştırmacıların bulduğu iki hücre öncülünün günümüzde farklı beyin bölgelerini oluşturduğu konusunda güçlü kanıt bulunuyor ama bundan, söz konusu yapıların evrimsel geçmişte gerçek anlamda iki bağımsız organ olarak ortaya çıktığı sonucu çıkarılamıyor. Araştırmacıların farklı canlılardaki benzer gelişimsel düzeni tespit etmesi, böyle bir evrimsel senaryoyu destekleyen bir ipucu sunuyor; fakat bunun geçmişte gerçekten nasıl gerçekleştiğini tek başına kanıtlamıyor.

Araştırmacıların ortaya koyduğu şey, yetişkin insan kafatasının içinde birbirinden bağımsız çalışan iki beyin bulunduğu değil. Bulgular, embriyonik gelişimin çok erken aşamalarında beynin bazı bölgelerini oluşturacak hücrelerin iki farklı gelişimsel yol izlediğini gösteriyor.

Ayrıca Bkz.Bill Gates: Yapay zeka, 1 milyar insanı öldürecek kadar güçlü

Tartışmalı Başlığının Ötesine Geçince Araştırma Oldukça Kıymetli Doneler Ortaya Koyuyor

Araştırmanın en önemli bulgularından biri, erken embriyoda sinir sistemine dönüşecek hücrelerin daha en baştan konumlarına ilişkin bilgi taşıması. Ekip, genetik işaretleme yöntemleri kullanarak hücrelerin soylarını takip ettiğinde, tek bir erken dönem hücresinden gelen hücrelerin yüzde 96'sının ya yalnızca art beyne ya da ön ve orta beyne katkıda bulunduğunu gördü. Bu da iki gelişimsel kader arasındaki ayrımın oldukça erken kurulduğunu gösteriyor. Ancak yüzde 96'lık oran aynı zamanda başka bir şey daha gösteriyor: Ayrım mutlak değil. Küçük de olsa hücrelerin bir bölümü farklı gelişimsel kaderlere katkıda bulunabiliyor. Yüzde 4'lük bu sapmanın deney yönteminin sınırlamalarından mı kaynaklandığı, yoksa beynin gelişimindeki bir esnekliğime işaret henüz tam olarak anlaşılmış değil.

Tartışmanın ötesinde, araştırmanın bilimsel açıdan asıl önemi burada ortaya çıkıyor. Embriyonun ilk aşamalarında sinir sistemini oluşturacak hücreler henüz birbirinden çok farklı görünmüyor. Buna rağmen hücreler zaman içinde ön beyin, orta beyin, art beyin ve omurilik gibi birbirinden oldukça farklı yapılara dönüşüyor. Bunun gerçekleşebilmesi için hücrelerin yalnızca "sinir hücresi olma" kararını vermesi yeterli değil. Aynı zamanda vücudun hangi bölgesinde bulunduklarını ve hangi beyin bölümüne dönüşmeleri gerektiğini de belirlemeleri gerekiyor. Yeni araştırmaya göre bu bilgiler, sinir hücreleri oluşmadan önce bile hücrelerin gelişimsel geçmişine işlenmiş olabiliyor. Böylece daha sonraki aşamalarda aynı biyolojik sinyallerle karşılaşan hücreler, bulundukları bölgeye bağlı olarak farklı tepkiler verebiliyor. Bu mekanizma, beynin neden yalnızca sınırlı sayıda gelişimsel sinyal kullanarak bu kadar karmaşık bir yapıya dönüşebildiğini anlamaya yardımcı olabilir.

Araştırmanın belki de en somut sonucu laboratuvarda ortaya çıktı

Çalışmanın yalnızca evrimsel açıdan değil, tıp araştırmaları açısından da önemli bir sonucu bulunuyor. Bilim insanları, insan pluripotent kök hücrelerinden daha önce üretmekte zorlandıkları art beyin motor nöronlarını laboratuvar ortamında üretmeyi başardı. Bu hücreler elektriksel aktivite gösterdi ve art beynin belirli bölgelerine özgü proteinleri üretti. Bu gelişme özellikle beyin sapını ve motor nöronları etkileyen hastalıkların araştırılması açısından önem taşıyor. Stanford ekibi, oluşturulan hücre modellerinin ALS ve spinal müsküler atrofi (SMA) gibi hastalıkların incelenmesinde kullanılabileceğini belirtiyor.