„ Kim de bir can kurtarırsa bütün insanların hayatını kurtarmış gibi olur.” -Mâide,32: Heinrich von Waldeyer; Nöron&Glia’ya (Yunanca tutkal adı vermiştir.)

Heinrich von Waldeyer; Nöron &Glia’ya Yunanca tutkal adı vermiştir.

17. yüzyılda İngiliz fizikçi Robert Hooke ve Hollandalı mikrobiyolog Antonie van Leeuwenhoek’un icat ettikleri mikroskoplar ile dokulara yakından bakmak mümkün hale gelir. 1858’de Alman anatomist Joseph von Gerlach, bir boyama yöntemi geliştirerek beyindeki hücrelerin uzantılarının birbirleriyle bağlandığını bulur. 1873’te İtalyan patolog Camillo Golgi, başka bir yöntem ile von Gerlach’ın hücrelerini daha da detaylandırır. 1887’de, İspanyol anatomist Santiago Ramón y Cajal, Golgi’nin metodu ile beynin günümüzde de kullanılan detaylı çizimlerini oluşturur. Cajal’ın 1889’da Almanya’da katıldığı bir kongrede buluşlarını sunması, birçok bilim insanının Cajal’ın hücrelerinin beynin ana hücreleri olduğu fikrini kabul etmesini sağlar (Albert von Kolliker, Wilhelm His, Auguste Forel). Yunanca’da kiriş anlamına gelen nöron kelimesi ise ilk defa 1891 yılında Alman anatomist Heinrich von Waldeyer tarafından kullanılır. Golgi ve Ramón y Cajal, 1906 yılında çalışmaları ile Nobel ödülü kazanırlar.

Fakat beynimizde, sinir hücreleri dışında başka hücre tipleri de vardır ve onların işlevlerini öğrenmek, tedavisi olmayan hastalıkların çözümü için umut ışığı olabilir. Bu hücrelerden biri glia’dır. Cajal, aslında bu hücreleri de çizmiştir. Ancak glia’nın şekilleri nöronlara nazaran düzensiz ve dağılımları rastgele olduğu için glia üzerinde durmamıştır. 1858’de Alman doktor Rudolf Virchow, beyin dokusunu bağladığını düşünerek glia’ya Yunanca tutkal anlamına gelen bu adı vermiştir. Özellikle 20. yüzyılın ortalarında glia’nın birçok işlevi olduğu düşünülmeye başlanmış, son yarım asırdır da bu hücrelerin hem beynin normal işlemesi için gereken hem de hastalık durumlarında bozulan görevleri keşfedilmiştir. Glia’nın sayısı nöronlardan fazladır ve beyinde en az sinirler kadar önemli işler yapmaktadır. Glia, sinir hücrelerinin elektrik sinyallerini iletmeleri için gereken miyelin maddesini sentezler, toksik maddeleri ortamdan uzaklaşırarak sinirlerin sağlıklı kalmasını sağlar, yeni sinir hücreleri üretir, beynin bağışıklık sistemini oluşturur, enerji metabolizmasını ve hafızayı düzenler (Einstein’ın beyninde matematikle ilgili olduğu düşünülen bölgede yüksek sayıda glia bulunmuştur).

***********************

Nörobilimci ve sanatçı Greg Dunn, sanatçı ve fizikçi Brian Edwards'ın da katkılarıyla özel bir gravür tekniğini kullanarak harika görüntüler ortaya koydu. Aşağıda göreceğiniz görüntüler, her ne kadar beyin tarama görüntüleri olmasa da, bilincin nasıl göründüğüne dair beyninizde hoş bir yansımaya neden olacaktır.

Greg Dunn, 2011 yılında University of Pennsylvania'da sinirbilimi doktorasını tamamlamış ve o zamandan beri de zamanının büyük kısmını resme ayırmıştır. Kendisi sinirbilimi ile sanatı buluşturmuş bir bilim insanı ve sanatçıdır.

Nöron ve Glia Hücreleri:

Nöron veya sinir hücresi, sinir sisteminde bilgiyi ileten ve işleyen, elektriksel olarak uyarılabilen hücredir. Nöronlar birbirleriyle sinaps denilen bağlantılarla iletişim kurar. İnsan beyninde 100 milyar civarında nöron bulunur. Nöronların tek başlarına herhangi bir bilinci olmasa da, milyarlarca hücrenin birbiriyle yaptığı trilyonlarca bağlantı üzerinden iletişim kurması ile bilinç, duygu ve düşünceler ortaya çıkar.

Akson ve Dendritler

Tipik bir nöron hücre gövdesi ve ipliğe benzer uzantılardan oluşur. İki tip uzantı vardır. Dendritler çok sayıda, kısa, saçak benzeri yapılardır. Akson ise genelde tektir ve dendritlerden daha uzundur. Bir nörona diğer nöronlardan gelen sinyaller dendrit ve hücre gövdelerinde bulunan sinaps denilen özel yapılarla alınır. Nöronun meydana getirdiği sinyal ise aksonu boyunca iletilir, aksonun uç kısmındaki dallanmalarla diğer nöronların dendrit ve gövdelerindeki sinapslara taşınır. Beynin gri cevherinin her bir milimetrekübünde 4 km nöral ağ bağlantısı bulunduğu hesaplanmıştır.

Aksiyon Potansiyeli

Beyinde sinyaller elektrik atımları ile iletilir. Sinir hücrelerinde sinyal iletimi için oluşan elektrik atımına aksiyon potansiyeli denir. Her elektrik atımı yaklaşık 0,1 volt gerilimindedir, saniyenin binde biri veya ikisi kadar sürer, aksonlar boyunca saatte 430 km’ye varan hızlarla iletilir. Elektrik atımı sinapsa ulaştığında nörotransmitter denilen kimyasalların sinaptik aralığa salınmasını tetikler. Nörotransmitterler alıcı nöron üzerinde uyarıcı veya baskılayıcı etki yapabilir.

Nöronların her an elektrik sinyali oluşturmaya hazır halde tutulması çok miktarda enerji gerektirir. Beynimiz vücudumuzun ağırlık olarak yüzde ikisi olmasına karşın tüm enerji tüketiminin yüzde yirmisini gerçekleştirir.

Duyu, Motor ve Ara Nöronlar

Nöronlar özelliklerine göre alt tiplere ayrılır. Duyu nöronları dokunma, ses, ışık gibi duyusal uyarılara hassastır ve bu uyarıları merkezi sinir sistemine taşırlar. Motor nöronlar beyin ve omurilikte üretilen hareket sinyallerini kaslara iletir. İnternöronlar (ara nöronlar) ise beyin ya da omurilikte diğer nöronlarla bağlantı kurar. Birbiriyle bağlantılı nöron grubu “nöral devre” olarak da adlandırılır.

Nöron Gelişimi

Nöronlar beynin geliştiği embriyo ve bebeklik döneminde nöral kök hücrelerden meydana gelir. Yetişkin beyninde yeni nöron oluşumu (nörogenezis) büyük oranda durur. Ancak hippokampus ve olfaktor soğancıkta hatırı sayılır miktarda yeni nöron oluşumu yetişkin dönemde de gerçekleşir.

Glia Hücreleri

Nöronların normal çalışabilmesi, hücreler arası ortamın doğru dengede olmasına bağlıdır. Bu ortamı sağlayan ise glia hücreleri denilen sinir sisteminin destek hücreleridir. Glia ismi Yunanca yapıştırıcı anlamına gelen kelimeden türetilmiştir. Böylece sinir sistemini tıpkı bir tutkal gibi bir arada tuttuklarına vurgu yapılmıştır.

Eski bilgiler beynimizde her bir nöron için yaklaşık 10 glia hücresi olduğu şeklinde olsa da yeni çalışmalar bu oranın 1 civarında olduğunu öne sürmektedir. Gelişme döneminde nöron bağlantılarının oluşması, yetişkin beyninde nöronların beslenmesi, yerlerinde tutulması, sinyallerin daha hızlı taşınabilmesi için aksonların yalıtılması, hücre artıklarının temizlenmesi, beynin enfeksiyondan korunması glia hücreleri yardımıyla olmaktadır. Merkezi sinir sistemindeki glia hücreleri oligodendrositler, astrositler, ependimal hücreler ve mikrogliadır. Beyin ve omurilik dışındaki sinirlerden oluşan periferik sinir sisteminde ise Schwann hücreleri ve uydu hücreleri vardır.

Merkezi sinir sistemindeki dört tip glia: ependimal hücreler (açık pembe), astrositler (yeşil), mikroglial hücreler (kırmızı), oligodendrositler (açık mavi)

Astrositler en çok sayıda bulunan glia hücresidir. Kan-beyin bariyerinin oluşmasında görev alırlar. Fazla potasyum iyonlarını çekip sinaptik uyarılar esnasında salınan nörotransmitterleri temizleyerek hücreler arası ortamın dengesini düzenlerler. Kan damarlarının genişleyip daralmasını da kontrol edebilirler.

Oligodendrositler merkezi sinir sisteminde aksonların etrafında yalıtımı sağlayan miyelin kılıfı oluşturur. Miyelin kılıf sayesinde elektrik sinyalleri daha hızlı ve verimli taşınır.

Ependimal hücreler beyin ve omuriliğin iç kısmında bulunan boşlukların yüzeyini örter. Ventriküler sistem denilen bu boşluklar içinde beyin-omurilik sıvısı (BOS) yer alır. Ependimal hücreler BOS’un üretimi ve dolaşımına yardım eder.

Mikroglia hücreleri bağışıklık sistemi hücresi olan makrofajların merkezi sinir sistemine özelleşmiş formlarıdır. Beyin hasarı veya enfeksiyon nedeniyle aktive olup inflamasyonyapabilirler. Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, ALS gibi sorunlarda mikroglianın rolü olabilir.

Schwann hücreleri periferik sinir sistemindeki miyelin kılıfı meydana getirir.

Uydu hücreleri merkezi sinir sistemi dışında bulunan duyusal, sempatik ve parasempatik sinir düğümlerindeki destek hücreleridir. Bu düğümlerdeki hücreler arası kimyasal dengenin korunmasına yardım ederler.