Bir lisans olarak, Mitch Murdock, Yale Üniversitesi’nde hem İngilizce hem de moleküler, hücresel ve gelişimsel biyolojide uzmanlaşmış, nadir görülen bir bilim-beşeri bilimler çift anadaldı. Bugün, MIT Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü’nde doktora öğrencisi olarak, İngilizce eğitiminin bir sinirbilimci olarak ufkunu genişletmesinin bariz yollarını görüyor.
Murdock, “İngilizcenin en sevdiğim yanlarından biri, içselliği ve insanların kafalarının içinde nasıl gerçekten karmaşık deneyimler yaşadıklarını keşfetmeye çalışmaktı” diye açıklıyor. “Dünyanın içsel deneyimleri ile beynin o gerçek biyolojik alt tabakası arasındaki boşluğu kapatmaya çalışmaktan heyecan duydum.”
Bu bağlantıları şimdi görebiliyor olsa da, Murdock’un beyin bilimleriyle ilgilenmesi Yale’den sonraydı. Lisans öğrencisiyken geleneksel bir moleküler biyoloji laboratuvarındaydı. Hatta mezun olduktan sonra araştırma teknisyeni olarak orada kalmayı planladı; Neyse ki, danışmanı Ron Breaker’ın onu alanı keşfetmeye teşvik ettiğini söylüyor. Murdock, stres ve uyku gibi faktörlerin beyin devrelerinin modellenmesini nasıl düzenlediğini araştıran Weill Cornell Medicine’de doçent olan Conor Liston tarafından yürütülen yeni bir laboratuvarda böyle oldu.
Murdock, sinirbilimle ilk kez Liston’un laboratuarında tanıştı ve beyni, kendisini ilgilendiren deneyim ve duygu hakkındaki felsefi soruların biyolojik temeli olarak görmeye başladı. “Gerçekten laboratuvarındaydı ve ‘Vay canına, bu çok havalı. Sinirbilim üzerine doktora yapmak zorundayım,” Murdock gülüyor.
Murdock, araştırma teknisyeni olarak çalıştığı süre boyunca, kronik stresin farelerde beyin aktivitesi üzerindeki etkisini inceledi. Spesifik olarak, ketaminin nasıl çalıştığını daha iyi anlamanın bilim adamlarının daha güvenli alternatifler bulmasına yardımcı olacağı umuduyla, kötüye kullanılmaya eğilimli hızlı etkili bir antidepresan olan ketaminle ilgilendi. Dendritik dikenler, nöronlara bağlı küçük organeller, nöronlar arasında elektrik sinyallerinin iletilmesine yardımcı olan ve hafıza depolaması için fiziksel alt tabaka sağlayan küçük organeller üzerine odaklandı. Murdock, bulgularının, ketaminin, kronik stres dönemlerinden sonra kaybolabilen dendritik dikenleri geri kazanarak çalıştığını öne sürdü.
Weill Cornell’de üç yıl geçirdikten sonra Murdock, Liston ile başladığı çalışmaların bir kısmına devam etmeyi umarak sinirbilim alanında doktora çalışmalarına devam etmeye karar verdi. MIT’yi, Picower Institute for Learning and Memory’de Elly Nedivi, William R. (1964) ve Linda R. Young Sinirbilim Profesörü laboratuvarında dendritik dikenler üzerinde yapılan araştırmalar nedeniyle seçti.
Yine de, daha geniş bir ilgi alanını keşfetme fırsatı, tesadüfen Murdock’u yeni bir tutkuya yönlendirdi. Murdock, doktora programının başlangıcında laboratuvar rotasyonları sırasında, Massachusetts General Hospital’da Alzheimer hastalarıyla çalışan bir hekimin gölgesinde vakit geçirdi.
“Alzheimer’ın tedavisi olmadığını herkes biliyor. Ama fark ettim ki, gerçekten Alzheimer hastalığınız varsa yapılabilecek çok az şey var” diyor. “Bu benim için büyük bir uyandırma çağrısıydı.”
Bu deneyimden sonra Murdock, kalan laboratuvar rotasyonlarını stratejik olarak planladı ve sonunda Picower Nörobilim Profesörü ve Picower Enstitüsü müdürü Li-Huei Tsai’nin laboratuvarına yerleşti. Murdock, son beş yıldır Tsai ile Alzheimer araştırmasının çeşitli alanlarında çalıştı.
Örneğin bir projede, Tsai laboratuvarının üyeleri, belirli türdeki non-invaziv ışık ve ses stimülasyonunun, Alzheimer’ın fare modellerinde hafıza kaybını iyileştirebilecek beyin aktivitesini nasıl indüklediğini gösterdi. Bilim adamları, uyku sırasında kan damarlarındaki küçük hareketlerin omurilik sıvısını beyne yönlendirdiğini ve bunun da toksik metabolik atıkları dışarı attığını düşünüyor. Murdock’un araştırması, belirli türdeki uyarımların benzer bir süreci tetikleyebileceğini ve hafıza kaybını şiddetlendirebilecek atıkları temizleyebileceğini öne sürüyor.
Çalışmalarının çoğu, beyindeki tek hücrelerin aktivitesine odaklanmıştır. Belirli nöronlar veya nöron türleri genetik olarak dejenere olmaya yatkın mı, yoksa rastgele mi bozuluyorlar? Alzheimer hastalığının seyrinde neden bazı hücre alt tipleri daha önce işlevsiz görünüyor? Vasküler hücrelerde kan akışındaki değişiklikler dejenerasyonu nasıl etkiler? Murdock, tüm bu soruların bilim adamlarının Alzheimer’ın nedenlerini daha iyi anlamalarına yardımcı olacağına ve sonunda gelişen tedavilere ve terapilere dönüşeceğine inanıyor.
Bu soruları yanıtlamak için Murdock, beyin hakkında düşünme şeklimizi değiştirdiğini söylediği yeni tek hücreli dizileme tekniklerine güveniyor. Murdock, “Bu, alan için büyük bir ilerleme oldu, çünkü beyinde birçok farklı hücre tipi olduğunu biliyoruz ve bunların Alzheimer hastalığı riskine farklı şekilde katkıda bulunabileceğini düşünüyoruz” diyor. “Beyni sadece nöronlardan ibaret olarak düşünemeyiz.”
Murdock, bu tür bir “büyük resim” yaklaşımının – beyni birbiriyle etkileşim halinde olan birçok farklı hücre türünün bir derlemesi olarak düşünmenin – araştırmasının temel ilkesi olduğunu söylüyor. Beyne yaklaşımın gerektirdiği ayrıntıda bakmak için Murdock, Nöroteknoloji alanında Y. Eva Tan Profesörü, MIT’de biyolojik mühendislik ve beyin ve bilişsel bilimler profesörü, Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı Ed Boyden ve Ed Boyden ile birlikte çalışıyor. MIT’nin McGovern Beyin Araştırmaları Enstitüsü ve Koch Bütünleştirici Kanser Araştırmaları Enstitüsü üyesi. Boyden ile çalışmak Murdock’un araştırmasına yardımcı olmak için genişleme mikroskobu ve genetik olarak kodlanmış sensörler gibi yeni teknolojileri kullanmasına izin verdi.
Bu tür bir yeni teknolojinin, alanın tamamen açılmasına yardımcı olduğunu ekliyor. “Bu bir sinirbilimci olmak için harika bir zaman çünkü mevcut araçlar şimdi beyni incelemek için altın bir çağ yapıyor.” Bu hızlı entelektüel genişleme, Murdock’un mezun olduktan sonra devam etmeyi umduğunu söylediği bir alan olan bağışıklık sistemi ile Alzheimer arasındaki yeni anlaşılan bağlantılar da dahil olmak üzere Alzheimer çalışması için de geçerlidir.
Ancak şu anda Murdock, en son araştırmaların bazılarını sentezleyen bir inceleme makalesine odaklanmış durumda. Her yıl çıkan yeni Alzheimer çalışmalarının dağları göz önüne alındığında, tüm verileri sentezlemenin biraz “çılgın” olduğunu kabul ediyor, ancak bunun ortasında olmaktan daha mutlu olamazdı. “Bu yeni tekniklerden beyin hakkında öğreneceğimiz çok şey var ve bu çok heyecan verici.”