Aralık | 2011 | Nörobilim

Archive for: Aralık 2011

Cinsiyetin Yüz Kodlama Üzerindeki Etkisi

Ara. 31 Nöro-Makale yorumlar kapalı

Beyinde görsel uyaranların işlenmesi elektronörofizyoloji ile uğraşanların ilgi alanlarından. Görsel uyaranların işlenmesiyle ilgili çalışmalarda insan yüzü, uyaran anlamında, farklı bir yer tutuyor. Yüz işlemenin “yüz fusiform alan (FFA)” aktivasyonu ile gerçekleştiği bilinmekte (1). Bu alan yüzün stüktürel yapısının analizine aracılık etmekte. Yine superior temporal sulkus gözün bakışları ve yüz ifadelerini işlemede önemli (2); inferior oksipital gyrus ise genel olarak yüzün bölümleriyle ilgili işlemede anlamlı bölge olarak ele alınıyor (3). Araştırmacıların bir kısmı yüz işlemenin sağ hemisfer baskınlığında gerçekleştiğini savunurken diğer bir kısım bu işlemenin her iki FFA’ yı kapsadığı görüşünde (4). Bilateral FFA aktivitesi düşüncesi ışığında ortaya atılmış hipotezlerden biri sol fusiform alanın yabancı, sağ alanın ise tanıdık yüzlerin kodlanmasında etkin olduğunu öne sürmekte (5). Yapılan başka bir çalışma ise yüz fusiform alan laterizasyonunun sağ-sol el baskınlığı ile ilişkili olduğunu gösteriyor (6). Çalışmada sağ FFA aktivasyonunun sağ el baskın bireylerde gözlendiği ancak solaklarda ortaya çıkmadığı açıklanıyor (24’ ü kadın toplam 32 kişi üzerinde yapılan çalışmaya dayanarak). Rhodes ve arkadaşları (7), araştırmalarında, sağ ve sol fusiform alanların birlikte, yüz görsel uyaranına, objelere karşı olandan daha güçlü aktivasyon gösterdiğini ve bu aktivasyonun sağ bölgede belirgin derecede fazla olduğunu buldular.

Takibinde, sadece kadınlar üzerinde yapılan bir fMRI çalışması ile, emosyonel yüz ifadelerinin işlenmesinde FG aktivasyonunun bilateral karakter gösterdiği net olarak belirlendi (8).

Bu aşamaya kadar gerçekleştirilen tüm çalışmalarda FFA’ nın hermisferik laterizasyonu üzerinde durulmuş, deneklerin cinsiyetleriyle yüz fusiform alan laterizasyonu arasındaki ilişki değerlendirmeye alınmamıştı.

Elektromanyetik kayıtlar, yüz işleme sırasında, 170 ms civarında belirgin olarak gözlenen bir posteriyor negatif cevabı (N170) işaret etmekte. Elektromanyetik ve nörogörüntüleme verileri birleştirildiğinde ventral oksipito-temporal kortekste N1 jeneratörü tanımlanmış (9) (10), bu organizasyonun FFA aktivitesiyle ilişkili olabileceği düşünülmüştür (11). Yüz-spesifik N170 topografisini göstermeye dayalı yapılan yakın çalışmalardan birinde ise bu ilişki açıkça gösterilmiş ancak sağ el baskın bireylerde, yüksek sağ FFA aktivitesinin değişmez olmadığını ortaya koymuştur.

Fusiform alan aktivitesinin bilateral ve hatta sol baskın gözlendiği tüm çalışmalarda fark edilen, şaşılası biçimde, deneklerin kadın ağırlıklı olmasıdır (12) (13) (14) (15) (16). Bu çıkarım, ilgiyi yüz kodlama sırasında gözlenen hemisferik asimetrinin saptanmasında cinsiyet etkisinin rolüne çekmiştir.

İtalyan araştırmacılar tarafından (17), farklı 520 renkli görsel kullanılarak (farklı yaş ve cinsiyetlerden 130 erişkin, 130 çocuk, 130 bebek ve 130 benzer büyüklükte teknolojik/elektronik kompleks objeler) bir elektronörofizyolojik çalışma yapılmış, FFA laterizasyonu ve N170 aktivitesinin cinsiyet ilişkili değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Deneyde kullanılan tüm görseller pozitif yüz ifadeleri içerirken emosyon ilişkili beyin bölgelerinde güçlü aktivasyona neden olduğu bilindiğinden (18) negatif ifadeler sergileyen yüz fotoğraflarının kullanımından kaçınılmıştır. Yüz ve nesne görselleri rastlantısal olarak sunulmuş, aralara 44 adet kırsal ya da kentsel manzara fotoğrafı serpilmiştir.

Çalışma sonucunda elde edilen veriler önceki literatürle örtüşür biçimde yüz fusiform alanın özel nöral organizasyon gösterdiğini ortaya koymuştur (1) (2). Yine orta oksipital alanın yüz işlemeye tahsis edildiği, oksipito-temporal N170 amplitüdü ile ifade edilmiştir. Dahası, yüzü ifade eden beyin alanı aktivasyonunun kadınlarda, erkeklerdekinden daha az laterizasyon gösterdiği fark edilmiştir. Bu bulgu kadınlarda daha güçlü sol FG jeneratörü varlığı, erkeklerde ise, durumun tersine, sağ baskın FG jeneratörü mevcudiyetine dayalı düşünce ile desteklenmekte. Yine sol hemisfer N170 amplitüdü erkeklerde, görsel uyarandaki yüzün yaşıyla ilişkili bir değişiklik göstermezken, kadınlarda uyaranın yaşı ile farklılaşmakta.

İnsan yüzünün insan beynindeki farklı temsiline ilişkin araştırmalar elektronörofizyolojide heyecanlı ve keyifli bir çalışma alanı teşkil ediyor. Son dönemde bazı hayvan türlerinin de birlikte yaşadıkları insanların yüzlerini ayırt edebildiğine ilişkin araştırmalar mevcut. Yine Ruhr Üniversitesi, Biyopsikoloji laboratuarlarında güvercinlerin kendilerini besleyen insan yüzlerini tanıdıkları ve hatta bu yüzlerin asılları ve fotoğrafları arasında ayrım yapabildiklerine ilişkin araştırmalar yapılmakta.

Dış dünyaya açılan pencerelerimiz olarak düşünebileceğimiz yüzler ifadeleriyle hem sosyal ilişkilerimizin hem de elektrofizyolojik çalışmalarımızın kilit noktalarına yerleşiyor gün geçtikçe.

Kaynaklar:

1. Kanwisher N, McDermott J, Chun MM (1997) The Fusiform Face Area: A Module in Human Extrastriate Cortex Specialized for Face Perception. J Neurosci 17: 4302–4311.
2. Haxby JV, Hoffman EA, Gobbini MI (2000) The distributed human neural system for face perception. Trends in Cognitive Sciences 4: 223–233.
3. Liu J, Harris A, Kanwisher N (2009) Perception of Face Parts and Face
Configurations: An fMRI Study. J Cogn Neurosci Mar 20: [Epub ahead of print].
4. Haxby JV, Ungerleider LG, Clark VP, Schouten JL, Hoffman EA, et al. (1999) The Effect of Face Inversion on Activity in Human Neural Systems for Face and Object Perception. Neuron 22: 189–199.
5. Ewbank MP, Andrews TJ (2008) Differential sensitivity for viewpoint between familiar and unfamiliar faces in human visual cortex. NeuroImage 40: 1857–1870.
6. Willems RM, Peelen MV, Hagoort P (2009) Cerebral Lateralization of Face Selective and Body-Selective Visual Areas Depends on Handedness. Cereb Cortex :in press.
7. Rhodes G, Byatt G, Michie PT, Puce A (2004) Is the Fusiform Face Area Specialized for Faces, Individuation, or Expert Individuation? Journal of Cognitive Neuroscience 16: 189–203.
8. Domes G, Schulze L, Bo¨ttger M, Grossmann A, Hauenstein K, et al. (2009) The neural correlates of sex differences in emotional reactivity and emotion regulation. Human Brain Mapping, in press.
9. Pizzagalli DA, Lehmann D, Hendrick AM, Regard M, Pascual-Marqui RD, et al. (2002) Affective Judgments of Faces Modulate Early Activity (,160 ms) within the Fusiform Gyri. NeuroImage 16: 663–677.
10. Itier RJ, Taylor MJ (2004) Source analysis of the N170 to faces and objects. Neuroreport 15: 1261–1265.
11. Jiang Y, Shannon RW, Vizueta N, Bernat EM, Patrick CJ, et al. (2009) Dynamics of processing invisible faces in the brain: automatic neural encoding of facial expression information. Neuroimage 1: 1171–1177.
12. Harris AM, Duchaine BC, Nakayama K (2005) Normal and abnormal face selectivity of the M170 response in developmental prosopagnosics. Neuropsychologia 43: 2125–2136.
13. Jemel B, Pisani M, Rousselle L, Crommelinck M, Bruyer R (2005) Exploring the functional architecture of person recognition system with event-related potentials in a within- and cross-domain self-priming of faces. Neuropsychologia 43: 2024–2040.
14. Meeren HKM, van Heijnsbergen CCRJ, de Gelder B (2005) Rapid perceptual integration of facial expression and emotional body language. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102: 16518–16523.
15. Righart R, de Gelder B (2006) Context Influences Early Perceptual Analysis of Faces–An Electrophysiological Study. Cereb Cortex 16: 1249–1257.
16. Valkonen-Korhonen M, Tarkka IM, Pa¨a¨kko¨nen A, Kremlacek J, Lehtonen J, et al. (2005) Electrical brain responses evoked by human faces in acute psychosis. Cognitive Brain Research 23: 277–286.
17. Alice Mado Proverbio, Federica Riva, Eleonora Martin, Alberto Zani (2010) Face Coding Is Bilateral in the Female Brain. Plos One, June 2010, Volume 5, Issue 6, e11242.
18. Vuilleumier P, Pourtois G (2007) Distributed and interactive brain mechanisms during emotion face perception: Evidence from functional neuroimaging. Neuropsychologia 45: 174–194.

https://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/google_48.png

https://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/facebook_48.png

https://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/twitter_48.png

Evrimin Devşirme Ürünü İnsan

Ara. 29 Nöro-Edebiyat yorumlar kapalı

Dağarcığınıza yeni bir kelime daha eklemeye hazır olun, “kluge” (‘Kluuj’ diye okunur). Kluge’un en uygun tanımı Jackson Granholm tarafından “birbirleriyle tam uyum içinde olmayan parçaların bir araya getirilmesiyle oluşturulmuş sıkıntılı bir bütün” şeklinde ortaya atılıyor. Yazara göre de kluge “derme çatma” çözüm ya da fikirlere verilen ad. İnsanın zihinsel ve bedensel yapısında görülen pek çok “defo” da, onun kusursuz bir “tasarım”dan çok evrim sürecinde bugüne kadar gelmeyi başarmış bir kluge olduğunun ipuçlarını veriyor. Evrim karşılaştığı sorunları, baştan tasarım yaparak değil, o an elinde olanları kullanarak çözüyor. Sonuçta bu çözümler her zaman için en “şık” çözümler olmuyor ama işi görüyor. Evrim akılcı bir temele sahip: Yoktan var etmiyor, elde olanla ilerliyor.

Tüm omurgalıların aşağı yukarı benzer anatomik yapılar göstermesi ve ortak organ sistemlerine sahip olması evrim sürecinde var olan genetik bilginin ufak farklılaşmalarla aktarıldığının göstergesi. Bunun en açıklayıcı örneği, insan omurgası. İki ayak üzerinde duran canlılar olarak dört kolondan oluşan bir omurga bizim için daha ideal olabilirdi. Ancak dört ayak üzerinde duran türlerle aynı genlerden gelmemiz bizi, hiç de konforlu olmayan tek kolonlu bir omurgaya mecbur etmiştir. Sonuçta insan iskeleti iki ayak üzerinde durmak üzere “tasarlanmamış”, dört ayaklı yapının iki ayağa uyarlanmasıyla ortaya çıkmıştır. Sık sık çektiğimiz dayanılmaz sırt ağrılarının sebebi bizim için tasarlanmış özel bir anatomiye sahip olmamamız ve evrim sürecinde bizden önceki türlerle paylaştığımız ortak geçmişimizdir.

Marcus, evrimimizdeki klugeları tek tek gösterebilmek için, evrimin derme çatmalığından en çok etkilenmiş yönlerimizi başlıklara ayırıyor. Hafızamız, inanca eğilimimiz, tercihlerimiz ve zevklerimiz olarak farklı bölümlerde farklı örneklerle inceleniyor.

Hafıza bölümünde, “türler arasında güçlü bir belleğe sahip olduğumuz” fikrinin sadece avuntu olduğu, hafızamızın sürekli hatalar yapması ve bizi kandırmasıyla açıklanıyor. Evde unutulan anahtarlar, kaybedilen cüzdanlar, bir türlü akla gelmeyen telefon numaraları ve karıştırılan yüzler… Hepsi aslında bizim bir hafızaya değil, hafızamızın bize sahip olduğunun, onun üst üste bindirilip birbiri altında ezilmiş yalan yanlış verilerle bizi avucunda tuttuğunun kanıtı. Hafızamızın bizi ileriye götürmenin yanında çoğunlukla zor duruma düşürdüğü Merlin Mann’ın şu ironik cümlesinden daha açık nasıl anlatılabilir ki? “Tuvalet kâğıdına ihtiyacımız olduğunu fark ettiğimiz zaman, genellikle, o anda tuvalet kâğıdı satın alabilecek durumda olmuyoruz.”

“Kluge”da insanların sosyal ilişkilerinde bile evrimsel geçmişin izlerini görebileceğimize dikkat çekiliyor. Olumlu duygular beslediğimiz kişilerin bilmediğimiz yönleri konusunda da olumlu kanaatler taşıyoruz. Sevdiğimiz bir insanın uygunsuz bir eylem yapabileceğine inanmama eğilimi gösteriyoruz. Bunun sebebi, beynimizin inanca yatkınlığı. Biz insanlar, genel olarak hoş bir tablo görüyorsak, arkasına bakmayı aklımıza getirmeksizin tümden kusursuz olduğuna inanıveriyoruz.

Kolayca inanabilecek yapıda olmamız evrimsel kusurlar çerçevesinde inceleniyor. Marcus bu kusurumuzun menfaatçi kesimlerce her alanda kandırılmamıza neden olduğunu, reklamlar, içi boş siyasi söylemler ve maddesellikten uzak inançlarla zihnimizin sürekli kirletildiğini “dünyaya enayi yerine konmak için gelmişiz” diyerek ifade ediyor. Bizler evrimin “devşirme” birer ürünüyüz. Konu inanç olduğunda, sorgulayarak ve mantık-irade uyumunu kurarak, nesnel kanıtları gözlemleyerek ve doğruluğuna kanaat getirerek inanmayız. İnandığımız şeyin doğruluğunu destekleyecek unsurları diğerlerinden öne alır ya da inancımızı kuvvetlendirmek amacıyla bu unsurları kendimiz yaratırız. Marcus bu düşünceyi destekleyen siyasi ve hukuki örnekleri bir araya toplayacak “inanç” kavramını üçüncü bir başlık altında önümüze seriyor.

İnsan, evrimi süresince doğal seçilimden korunabilme yolunda hareket etmiştir. Bu hayatta kalma oyununda düşünmeye neredeyse hiç vakit yoktur. Aslolan davranmak (kaçmak, saldırmak…) ve yaşamaktır. Düşünmenin lüks olduğu yüz binlerce yıllık mücadele sürecinden bugünlere gelen insan daha çok inanmaya eğilim gösterecektir. Gary Marcus’un da ifadesiyle inanç, “insan doğasında doğru olana değil, doğru olması istenilen şeylere karşı duyulan bir histir”. İnancın tanımını insan beyninden irdeleyen yazar, bu zaafı evrimin kolay olanla yetinen karakterine bağlıyor.

İnsan –ve tüm diğer canlılar– “şimdi”yle, gelecekle olduğundan daha ilgilidirler. Marcus bu durumu “aç bir insanın akşam yemeğinin gelmesini beklemeden, patates kızartmasına saldırması”yla örneklendiriyor. Böylece kişi en kestirme yoldan açlığını bastırırken, çok daha zengin içeriğe midesinde çok daha az yer bırakmış oluyor. Bu örnek Kluge’un “tercihler” bölümünün özetini oluşturuyor. Psikolog Csikszentmihalyi’nin ifadesiyle zevki “iyi yaptığımız bir şeye zamanın nasıl geçtiğini fark edemeyecek kadar kendimizi verdiğimiz akış hali” olarak tanımlayan Marcus, diğer bir zihinsel kluge örneği olan “zevk”i evrimsel karmaşadan payını almış eksikliklerden biri olarak irdeliyor ve hayatımızın bizi riske iten binlerce zevki barındırdığının altını çiziyor.

Eski bir deyişin de vurguladığı gibi, “şans önerir, doğa değerlendirir”. Biz de doğanın iyi ya da kötü kararlarının etkisi altında tüm diğer türler gibi hayatta kalma mücadelemizi sürdürmekteyiz. Ancak doğanın bize kazandırdığı zihin tamamen olmasa da kısmen ehlileştirilebilir. Eserin “gerçek bilgelik” yolunda bize sunduğu maddeleri hayatımıza sokarak işe başlayabiliriz. Kısa dönemde edinilmiş alışkanlıklarımızdan sıyrılmak bile oldukça zorken, yüz binlerce yıl genlerimize kazınmış olan sorgulamadan inanma, kısa vadeli düşünme ve zevke yatkınlık gibi alışkanlıklarımızdan kurtulmak şu an için pek de mümkün görünmüyor. Yine de denemekte yarar var. Belki de “kluge”u alt etmenin yolunu Gary Marcus’un satırlarında bulabiliriz. Son zamanların popüler bir reklam filminde de dediği gibi “biri gelir, her şeyi değiştirir”.

“Kluge”, Gary Marcus, çev: Armağan Özdemir, 168s., Remzi Kitabevi, 2010

Not: Bu yazı daha önce Remzi Kitap Gazetesi’ nde yayımlanmıştır.

Beyin Tümörlerinin Tedavisinde Yeni Umut: Nanopartikül Teknolojisi

Ara. 27 Nöro-Dünya, Nöro-Haber, Nöro-Makale yorumlar kapalı

Yale Üniversitesi’ nin raporuna göre, üniversitede geliştirilen yeni bir nanopartikül, beyin tümörleri de dahil olmak üzere, pek çok kanser türünde kullanılmak için yeni tedavi yollarına kapı aralayabilir.

Nature Materials dergisinin yayımladığı heyecan uyandırıcı makalenin baş araştırmacısı BMES üyesi W. Mark Saltzman Yale’de biomedikal mühendislik kürsüsünde profesör olarak çalışmakta. Araştırmayı “Özgün kimya yöntemleri kullanılarak, yeni bir polimer ailesi sentezledik ve daha önce kullanılan hiçbir malzemeye benzemeyen ürünler elde ettik.” cümleleriyle özetleyen Saltzman duyurusunda, geliştirdikleri sistemin her tür gen terapisi için kullanılabileceğini belirtiyor.

Nanopartiküllerin gen terapisinde umut vaat ettiği uygulamaları mevcut. Yale ekibinin yaptığı duyuruya göre hastalıkların esas sebeplerini gösteren bir medikal tedavi yöntemi şu anda semptomları tedavi etmede kullanılmaya başlanıyor. Nanopartiküller, kistik fibroz ve Huntington gibi birçok hastalık için yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinin önünü açabilir.

Saltzman ve meslektaşı olan yönetici araştırmacı Zhaozhong Jiang, Yale Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ nda görev yapmaktalar. BMES üyeleri olan Jiangbing Zhou, Christopher J. Cheng. Caroline E. Weller, Jie Liu, Toral R. Patel ve Joseph M. Piepmeier makalenin diğer yazarları.

Ekibin makalede duyurduğuna göre; viral olmayan yeni partikül güvenli ve çok etkin bir yöntemle tıpkı bir virüs gibi davranarak, spesifik bir geni hastalıklı hücreleri onarmak ya da onları öldürmek üzere etkinleştiriyor. Diğer mevcut “viral olmayan gen terapisi” yöntemlerinin, yeterince etkin olamama ya da sağlıklı hücreleri öldürme ihtimali taşıyan kuvvetli pozitif elektrik şarjı gibi eksiklikleri ve kısıtları bulunmakta. Viral gen terapisi yöntemleri ise tehlikeli immün reaksiyonları da kapsayan birçok yan etkiye sahip.

Yale araştırma ekibi, bu aşırı şarj problemini, nanopartikülleri daha hidrofobik hale getirerek aştılar. Bunun sonucu olarak, partikülün suyla herhangi bir kimyasal bağ kurma ihtimali azaldı. Özellikle, nanopartikülleri oluşturan polimerler içine suda çözünmeyen güvenli birimler eklendi. Bu sayede pozitif şarj azalması ve stabiliteninse artması sağlandı. Sunulan yöntem ticari olarak piyasada bulunan yöntemlerden çok daha etkin ve daha güvenli bir mekanizma ortaya koydu.

Saltzman çalışmanın güvenilirliğini, “ Bu maddeden hayvanlara yüklü miktarda enjekte ederek, etkin miktarda gen sağlamaktayız. Ancak araştırmalarımızda şu ana kadar herhangi bir toksik etkiye rastlamadık” cümleleriyle ifade etmekte.

Makalenin giriş kısmına göre:

“ Viral olmayan gen üretimi için, pek çok sentetik polikatyonik vektör in vitro denelemerde yüksek etkinliğe sahip oldukları halde, aşırı şarj yoğunlukları bunları in vivo uygulamalar için toksik yapmaktadır. Burada düşük şarj yoğunluğu olan ve yeterli miktarda gen sağlayabilen yüksek moleküler ağırlıklı bir seri terpolimerin sentezini tanımlıyoruz ve yeterli miktarda gen sağlayabildiklerini gösteriyoruz. Bazıları ticari transfeksiyon ayraçları polietilenimin ve lipofektamin 2000’ in etkinliğinden de üstün gelmiştir.

Terpolimerler, lakton ile dialkyl diester ve amino diolün enzim katalizörlü polimerizasyonuyla sentezlenmiştir ve hidrofobiteleri ise lakton içeriği değiştirilerek ve özel bir lakton kopolimeri seçilerek ayarlanır. Pro-apoptotik takip geninin tümör ksenografına terpolimerlerden biri aracılığıyla hedeflenen ulaşımı, tümördeki büyümede kayda değer bir inhibisyona sebep olurken, hem in vitro hem de in vivo koşullarda minimal toksisiteye sebep olur. Bulgularımız terpolimerlerin gen sağlama yeteneklerinin yüksek moleküler ağırlıklarından ve arttırılmış olan hidrofobisitelerinden kaynaklandığını göstermektedir. Bu sayede düşük şarj yoğunlukları da telafi edilmiştir.”

Kaynak: http://www.bmes.org