Vücudun bazı kısımları (örneğin ellerimiz ve dudaklarımız) diğerlerinden daha hassastır, bu da onları çevremizdeki dünyanın en karmaşık ayrıntılarını ayırt etme yeteneğimizde gerekli araçlar haline getirir. Bu yetenek hayatta kalmamızın anahtarıdır, çevremizde güvenli bir şekilde gezinmemizi ve yeni durumları hızlı bir şekilde anlamamızı ve bunlara yanıt vermemizi sağlar. Beynin, ince, ayırt edici dokunuş için uzmanlaşmış ve onları innerve eden duyusal nöronlar aracılığıyla sürekli olarak ayrıntılı bilgi toplayan bu hassas cilt yüzeylerine önemli ölçüde yer ayırması şaşırtıcı olmayabilir.
Fakat duyusal nöronlar ve beyin arasındaki bağlantı nasıl bu kadar hassas bir cilde neden olur? Harvard Tıp Fakültesi'ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir çalışma, belirli cilt bölgelerinin daha fazla hassasiyetinin altında yatan bir mekanizmayı ortaya çıkardı. Farelerde yapılan ve 11 Ekim'de Cell dergisinde yayınlanan araştırma, beyindeki hassas cilt yüzeylerinin aşırı temsil edilmesinin erken ergenlik döneminde geliştiğini ve beyin sapına doğru tespit edilebileceğini göstermektedir.
Dahası, cildin daha hassas kısımlarını dolduran ve bilgiyi beyin sapına ileten duyusal nöronlar, vücudun daha az hassas kısımlarındaki nöronlardan daha fazla bağlantı ve daha güçlü olanları oluşturur. Harvard Tıp Fakültesi'ndeki Edward R., Anne G. Lefler ve Nörobiyoloji Profesörü kıdemli yazar David Ginty şunları söyledi: “Bu çalışma, daha fazla beyin bölgesinin neden yüksek dokunma keskinliğine sahip cilt yüzeylerine ayrıldığına dair mekanik bir anlayış sağlıyor. Temel olarak, vücudun ihtiyaç duyduğu kısımlarında neden daha fazla duyusal keskinliğe sahip olduğunu açıklamaya yardımcı olan bir mekanizmadır.”
Çalışma farelerde yapılırken, beyindeki hassas cilt bölgelerinin aşırı temsili memelilerde görülür. (Mekanizmanın diğer türler için genelleştirilebileceğini düşündürmektedir.) Evrimsel bir bakış açısına göre, memeliler çarpıcı biçimde çeşitli vücut formlarına sahiptir ve bu da farklı cilt yüzeylerinde hassasiyete dönüşür. Örneğin, insanlar son derece hassas ellere ve dudaklara sahipken, domuzlar dünyayı son derece hassas burunlar kullanarak keşfederler. Bu nedenle Ginty, bu mekanizmanın farklı türlerin farklı alanlarda duyarlılık geliştirmeleri için gelişimsel esneklik sağlayabileceğini söyledi. Dahası, bulgular, temel olmakla birlikte, bir gün insanlarda bazı nörogelişimsel bozukluklarda görülen dokunma anormalliklerini aydınlatmaya yardımcı olabilir.
Bilim insanları, bazı vücut parçalarının beyinde aşırı temsil edildiğini uzun zamandır biliyorlar. Önceden, beyindeki hassas cilt bölgelerinin aşırı temsil edilmesinin, bu cilt bölgelerini innerve eden daha yüksek bir nöron yoğunluğuna atfedilebileceği düşünülüyordu. Bununla birlikte, Ginty laboratuvarı tarafından yapılan daha önceki çalışmalar, hassas cildin daha fazla nöron içermesine rağmen, bu ekstra nöronların ek beyin alanını hesaba katmak için yeterli olmadığını ortaya koydu. Nörobiyolojide araştırma görevlisi olan ortak yazar Brendan Lehnert, ”Hassas cildi beklediğimize kıyasla innerve eden oldukça yetersiz sayıda nöron olduğunu fark ettik." dedi. Çalışmayı Celine Santiago ile birlikte yönetti.
Bu çelişkiyi araştırmak için araştırmacılar, nöronlar farklı şekillerde uyarıldıkça beyin ve nöronları görüntülemeyi içeren farelerde bir dizi deney gerçekleştirdiler. İlk olarak, gelişim boyunca beyinde farklı cilt bölgelerinin nasıl temsil edildiğini incelediler. Gelişimin başlarında, bir farenin pençesindeki hassas, tüysüz cilt, duyusal nöronların yoğunluğu ile orantılı olarak temsil edildi. Bununla birlikte, ergenlik ve yetişkinlik arasında, bu hassas cilt, nöronların yoğunluğu sabit kalmasına rağmen, beyinde giderek daha fazla temsil edilmeye başlandı. (Daha az hassas, tüylü pençe derisinde görülmeyen bir kayma)
Ginty, “Bu hemen bize, beyindeki bu aşırı temsili hesaba katmak için derideki sinir hücrelerinin innervasyon yoğunluğundan daha fazla bir şey olduğunu söyledi.” dedi. Lehnert, “Bu doğum sonrası gelişim zaman noktalarındaki değişiklikleri görmek gerçekten beklenmedik bir durumdu” diye ekledi. “Bu, çevremizdeki dokunsal dünyayı temsil etmemize izin vermek ve dünyadaki nesneleri dokunma duyusal motor döngüsü yoluyla manipüle etme yeteneğini kazanmamıza yardımcı olmak için önemli olan doğum sonrası gelişim üzerindeki birçok değişiklikten sadece biri olabilir.”
Ekip daha sonra, beyin sapının (duyusal nöronlardan daha sofistike, daha yüksek mertebeden beyin bölgelerine bilgi aktaran beynin tabanındaki bölge) hassas cilt yüzeylerinin büyütülmüş temsilinin gerçekleştiği yer olduğunu belirledi. Bu bulgu araştırmacıları bir farkındalığa götürdü: Hassas cildin aşırı temsili, duyusal nöronlar ve beyin sapı nöronları arasındaki bağlantılardan ortaya çıkmalıdır. Daha da araştırmak için, bilim insanları farklı pençe derisi tipleri için duyusal nöronlar ve beyin sapı nöronları arasındaki bağlantıları karşılaştırdılar. Nöronlar arasındaki bu bağlantıların hassas, tüysüz ciltler için daha az hassas, tüylü ciltlerden daha güçlü ve daha fazla olduğunu bulmuşlardır. Böylece ekip, nöronlar arasındaki bağlantıların gücü ve sayısının beyindeki hassas cildin aşırı temsilini yönlendirmede önemli bir rol oynadığı sonucuna vardı.
Son olarak, hassas ciltteki duyusal nöronlar uyarılmadığında bile, fareler hala beyinde genişletilmiş temsil geliştirmiştir. (zamanla dokunuşla uyarılmak yerine cilt tipinin bu beyin değişikliklerine neden olduğunu öne sürmek) Araştırmacılar daha sonra, farklı cilt bölgelerinin, onları innerve eden nöronlara, hassas cildi innerve ettiklerinde daha fazla ve daha güçlü bağlantılar kurma gibi farklı özellikler almalarının talimatını nasıl verdiklerini araştırmak istiyor.
Kaynaklar ve İleri Okuma
Görüntü: happyphoton. iStock/Getty Images Plus