Beyin Gelişimi ve Etki Eden Faktörler
Beyin tek aşamada, olgun şekliyle meydana gelen bir organ değildir. Mimarisi zaman içinde aşağıdan yukarıya inşa edilir. Beyin gelişimi anne karnında henüz embriyo iken başlar ve yetişkinliğe kadar devam eder. Aslında hayatımızın her anında beynimiz maruz kaldığı uyarılara göre adaptasyon gösterir, yeni sinir bağlantıları kurarak kullanmadıklarını ayıklar ve unutur. Bu yeteneği plastisite olarak da bilinir. Bebeklik ve çocuklukta kurulan nöral bağlantılar, sonraki dönem için de temel oluşturur. Çocuğun anne babası ile etkileşimi bu temele etki eden başlıca faktördür.
Genetik ve Çevresel Faktörler
Sperm ve yumurtanın birleşmesi ile meydana gelen tek bir hücre bölünüp çoğalarak embriyoyu oluşturur. Genlerimiz tek başına beyin inşa etmeye yeterli bilgi taşımaz. 3 milyar baz çifti (harf) içeren DNA’nın tüm kodunu bilmek beynin yapısını öngörmeye yetmez. Beyin gelişimi genetik ve çevresel faktörlerin etkileşimine bağlıdır. Duyusal uyarılar ve tecrübenin yön verdiği öğrenme süreçleri bazı sinirsel bağlantıları güçlendirirken diğerlerini zayıflatır. Çevresel faktörler genlerin ifade edilme şeklini de etkileyebilir.
Embriyo hücrelerinin kıvrılarak içi boş bir tüp oluşturması (nöral tüp) sinir sisteminin başlangıcıdır. Yeni oluşan hücreler olgunlaşmamış nöronlara farklılaşır. Embriyo dört haftalık olduğunda bu hücreler hedeflerine doğru göç eder, dendrit ve aksonları büyür ve ilk sinapslarını yapmaya başlar.
Önce basit nöral bağlantılar kurulur, bunu daha karmaşık nöral devreler takip eder. Embriyo beyninde aşırı miktarda nöron ve sinaps meydana gelir. Hayatın ilk yıllarında her saniye bir milyondan fazla nöral bağlantı oluştuğu tahmin edilmektedir. Bu hızlı büyüme ve gelişme sonrasında bağlantılar budama denilen süreçle azalır ve beyin devreleri daha verimli hale gelir. Embriyo dönemindeki nöronların yarısının yararlı bağlantılar oluşturmadığı için öldüğü tahmin edilmektedir.
Miyelinizasyon
Uzun mesafeye sinyal taşıyan bazı nöronların aksonları yardımcı hücreler tarafından izole edilerek sinyallerin daha hızlı ve verimli taşınması sağlanır. Buna miyelinizasyon denir. Yeni doğmuş bir bebekte çok az miyelin vardır. Bebeklik döneminde miyelinizasyon hızlanır, yetişkinliğe ulaşıldığında tamamlanmış olur. Miyelinizasyon süreci bebekte zihin ve hareket becerilerinin gelişimi ile yakından ilişkilidir.
Beyin gelişmesi yetişkin yaşların başına kadar devam eder. Karakter, dürtü kontrolü, yargı gibi yüksek zihinsel fonksiyonlardan sorumlu olan prefrontal korteks en geç olgunlaşan kısımdır.
Beyin Gelişimine Yardımcı Çevrenin Özellikleri
Tecrübeler, anne baba ile çocuk ilişkisi, oyun, stres, hormonlar gibi faktörler erken dönem beyin gelişimine etki eder. Çocuğun beyin gelişimi açısından en büyük şansı onunla ilgilenen, sevgi gösteren sağlıklı anne babası olmasıdır. Dokunsal, işitsel, görsel uyarılarla beyin gelişimi arasında yakın ilişki vardır. Anne babanın tutumu bebeğin strese karşı hayat boyu göstereceği yanıtları şekillendirir. Farelerde yapılan deneylerde stresli çevrede büyüyen hayvanların beyinlerinin daha küçük olduğu, prefrontal kortekslerinin farklılaştığı, oyun davranışlarının anormalleştiği görülmüştür. Fare deneylerine göre zengin ve karmaşık bir çevrede büyümek beyin gelişimine olumlu etki eder.
Hormonlar da beyin fonksiyonlarına etki eder. Kadınlar ve erkeklerin duygu ve davranışlarındaki farklılıkların bir kısmı buna bağlıdır. Elbette hayat boyu yaşanan tecrübelerin farklı olması da önemlidir.
Beyin Gelişimi için En Önemli Zaman
Beyin hayat boyu plastisitesini korusa da, anne karnındaki dönem ve hayatın ilk yılları beyin gelişimi açısından en önemli zamandır. Üçüncü yaşa kadar beyin gelişimi hızlıdır. Erken dönemdeki tecrübeler hayat boyu verilecek tepkilere etki eder. Pek çok hastalık ve sağlık sorunu beyin gelişiminin nasıl olduğu ile alakalıdır. Bu nedenle erken yaştaki müdahaleler büyük fark yaratabilir.
Referans
- Kolb B. Brain and behavioural plasticity in the developing brain: Neuroscience and public policy. Paediatr Child Health. 2009;14(10):651–652.
- Nutton, Georgina & Silburn, Sven & Arney, Fiona & Moss, Bonnie. (2011). The first five years: Starting early. Early Childhood Series No. 2. 2011.
*****************************************************************
Yetersiz uyku kas gelişimini engellerken, yanlış beslenme egzersiz performansını düşürür. Sağlıklı kalmak için bu üçlüyü bir bütün olarak yönetmek gerekir.
- Uyku: Hücre yenilenmesi en yoğun uyku sırasında gerçekleşir.
Yeni Keşif: Beynimizdeki Lenfatik Sistem, GLİMFATİK SİSTEM
Beynin merkezinde ventrikül adı verilen, karanlıkla örtülü büyük sarnıçlara benzeyen su dolu dehlizler bulunur. Beyin omurilik sıvısı ventrikül duvarlarından sızar ve sonra hareket eder. Basınç altında kafatasının içinde başka bir yerden çıkar, boyundan aşağı akar ve omurgaya girer.
Vücudumuzda iki “çeşit dolaşım sistemi” var:
- Kan dolaşımı (temiz su şebekesi)
- Lenfatik sistem (kirli lavabo gideri)
Beyinde, ikincisinin olmadığı düşünülüyordu! Var. Glimfatik sistem. Bu atık atma mekanizması en iyi uyurken çalışıyor.
2012 yılında Maiken Nedergaard ve Rochester Üniversitesi’ndeki meslektaşları, kimyasal atıkları boşaltmak ve beyin omurilik sıvısının (BOS) hareketini kolaylaştırmak için kan damarlarının yanı sıra sıvı dolu ve su kanallarından (özellikle astrositlerde ifade edilen aquaporin-4, AQP4) oluşan bir ağdan oluşan, beynin vücuttaki lenfatiklere benzer (ancak lenf düğümleri olmayan) su tesisatı sistemi olan beyin glifatik yolunu keşfetti.
2024 yılının başlarında, 2 Nature yayını senkronize nöronların glenfatik atık temizliğini aktive edebileceğini gösterdi. Nöronal ateşlemenin engellenmesi atık temizliğini engeller (Aşağıdaki Şekil). Nöronları beyin temizliği için ana düzenleyiciler olarak konumlandıran çalışmalarda birlikte ateşlenen nöronların birlikte duş aldıkları görüldü. Bu nöronlarda gama stimülasyonunun arteriyel vazomosyonu (ritmik salınım/hareket) ve nöronal peptit moleküllerinin salınımını artırdığı gösterildi.
Aşağıdaki 2 şema glymphatics’in nasıl çalıştığına dair anlayışımızın güncellenmiş bir versiyonunu sunmaktadır. Aşağıda, solda, temel bileşenleri (nöronlar, AQP4, nöropeptid, Virchow-Robin boşluğu olarak da bilinen perivasküler boşluk), vazomosyona tabi olan arter (üstte) etrafında biriken atık madde ile atık maddenin damarlar boyunca beyin dışındaki lenfatiklere (→ meningeal lenfatik damarlar ve boyun lenf düğümleri) temizlenmesini görebilirsiniz. Sağda, atardamarlardan toplardamarlara ve beyin omurilik sıvısının dural sinüsüne doğru aynı akış düzenini görüyorsunuz. Beyin makrofajlarının (parankimal sınır makrofajları, PBM) önemi vurgulanmaktadır.
Yakın zamana kadar glifatikler üzerine yapılan tüm çalışmalar kemirgen deneysel modellerinde gerçekleştirilmiştir. 2024 yılının sonlarında, iki zaman noktasında MRI görüntüleriyle beyin ameliyatı geçiren 5 hasta arasında insanlarda glifatiklerin ilk gösterimi, beyindeki kan damarlarının yanında çalışan bu ağın varlığını doğruladı. (Kırmızı ve beyaz oklar, aşağıdaki eşleştirilmiş 2 görüntü setinde kontrastın yeni görünümünü göstermektedir).
Bu alanın öncüsü Maiken Nedergaard ve meslektaşları, bu hafta Cell‘de yeni bir rapor yayınladı (aşağıdaki ana Şekil şeması) . Bu çalışmada, optogenetik izleme için fiberoptik hatlara sahip cerrahi olarak monte edilmiş elektrotlarla yeni bir teknik olan “akış fiber fotometrisi” kullanıldı; bu, farelerin anestezisini gerektiren önceki çalışmaların sorununu geçersiz kılıyor ve doğal uykudan çok farklı. Non-REM (hızlı göz hareketi) uykusu sırasında kan beyin hacminde, beyin omurilik sıvısının akışını izleyerek, bir pompa görevi gören norepinepherin seviyelerinin aracılık ettiği salınımlar gözlemlendi. REM dışı uykuda glenfatik akışın en önemli itici güç olduğu belirlendi.
Ambien (zolpidem), etkisi açısından değerlendirilmiş ve norepinefrin etkisini baskıladığı ve glimfatik akışı azalttığı görülmüştür. Beta blokerlerin uyku bozukluğu yan etkilerinin, norepinefrin üzerindeki inhibitör etkilerinin temeli olabilir.
“[Uyku] Yatmadan önce bulaşık makinesini çalıştırmak ve temiz bir beyinle uyanmak gibi bir şey” – Maiken Nedergaard
Uyku, uykunun NREM evresinde (derin uyku, yavaş dalga, N3 evresi olarak bilinir) meydana gelen glenfatik akışın ve atık temizliğinin başlıca itici gücüdür. Gerçekten de, kanıtların bütünü uykunun başlıca işlevinin glenfatikler yoluyla beynin atıklardan arındırılması olduğunu desteklemektedir. β-amiloid gibi toksik proteinlerin temizlenmesi beyin sağlığı için kritik öneme sahiptir. 2018’de PET taraması, bir gece uykusuz kalmanın beynin Alzheimer hastalığıyla bağlantılı bölgelerinde β-amiloid birikiminde önemli bir artışa neden olduğunu göstermek için kullanıldı. Kronik bazda, birçok çalışma yetersiz uykunun ileriye dönük olarak Alzheimer hastalığı riski ve ilerlemesiyle bağlantılı olduğunu göstermiştir. Örneğin, 25 yıllık takibi olan yaklaşık 8.000 katılımcıda, 6 saat veya daha az uykusu olan 50 veya 60 yaş altı kişilerde geç başlangıçlı demans gelişme riski >%20 artmıştır. Toksik proteinlerin temizlenmesinin beynimizin bağışıklık sistemiyle etkileşime girmesi de dikkate değerdir, bu da atıkların zarara neden olduğu başka bir mekanizmayı çağrıştırmaktadır.
Yaşlandıkça, glifatiklerin ve vasküler dinamiklerin etkinliği azalır (ISF-interstisyel sıvı) ve uyku bozulur, daha fazla uyarılma, daha az senkronize nöral aktivite ve daha az NREM evre 3 derin yavaş dalga uykusu olur. Bu hafta Neuron dergisinde Washington Üniversitesi’nden Jiang-Xie ve meslektaşları tarafından yeni ve olağanüstü bir inceleme yayınlandı. Aşağıdaki şemadan da görebileceğiniz gibi, yaşlanan beyin, hücre dışı matris (ECM) birikimi ve parankimal sınır makrofajlarının (PBM’ler) ilerleyen işlev bozukluğu ile metabolik atık biriktirir. Tüm bunlar beyinde istenmeyen, moleküler atıkların birikmesine yol açar. β-amiloid ve tau birikimi uyku bozukluğuna ve düzensizliğine veya sirkadiyen ritme yol açar. Azalmış non-REM uykusu erken Alzheimer hastalığı riskiyle ilişkilendirilmiştir. Bu durum çift yönlü gibi görünmekte ve bir kısır döngü oluşturmaktadır, çünkü uykunun azalması daha fazla toksik proteine yol açmakta ve toksik proteinler de uykuyu engellemektedir.
Ancak şimdilik, sağlıklı uykuyu teşvik etmek için daha iyi davranışsal ve yaşam tarzı faktörlerine güvenmek zorundayız; yatma ve uyanma saatlerini düzenli tutmak, egzersiz yapmak, yatma saatine yakın geç yemek yemekten kaçınmak, özellikle yatmadan önceki 3 saat içinde alkolden kaçınmak, serin ve tamamen karanlık bir yatak odası, mavi ışıktan kaçınmak, varsa uyku apnesini teşhis ve tedavi etmek ve gevşeme eğitimi teknikleri veya dijital bilişsel davranışçı terapi gibi aşina olduğunuz liste.
Burada gözden geçirilen kapsamlı glenfatik çalışmalar ağırlıklı olarak kemirgen modellerinde birikmiştir çünkü bu tür deneylerin insanlarda elde edilmesi mümkün değildir. Bununla birlikte, beyin yaşlanmasının hızını yavaşlatan müdahaleleri belirlemek için bir araç olarak, daha önce gözden geçirildiği gibi, artık beyin organ saatlerine sahibiz. Yaşlandıkça beyin yıkamayı teşvik etmenin yeni yollarını bulmak, gelecekte nörodejeneratif hastalıkların ücretini azaltmaya yardımcı olmak için yüksek bir öncelik olarak düşünülmelidir.
Kaynak:
- Our Sleep, Brain Aging, and Waste Clearance
- A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β
- Neuronal dynamics direct cerebrospinal fluid perfusion and brain clearance
- Synchronized neuronal activity drives waste fluid flow
- The perivascular space is a conduit for cerebrospinal fluid flow in humans: A proof-of-principle report
- Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep
- How the brain washes itself
xxxxx
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Selam 🙋🏼♀️Hallo = Cahil bilme'nin, Alim anlama'nin pesindedir.-S.O