Uzmanlar, bir eldeki sinirin ameliyatlaonarılmasının ardından beyindeki “somatotopik” haritanın değiştiğini keşfetti. Bu çalışma, dokunma duyusundan sorumlu olan birincil somatosensor kortekste parmak tepkilerinin düzenli örgütlenmesinin, kesilen sinirin yeniden bağlanmasıyla bozulduğunu ve kişiden kişiye daha değişken hale geldiğini ortaya koyuyor. Araştırmacılar, bu bulgunun beyin haritalarının işlevsellikle doğrudan ilişkilendirilmesi konusundaki basit varsayımı da sorgulatıyor.
Beynimizde bedenimizin bir haritasını taşıyoruz. Bu literal bir resim değil, organize edilmiş bir beyin aktivitesi deseni. Parmaklarınıza dokunduğunuzda beyninizin farklı bölgeleri tepki veriyor ve bu düzenek kişiden kişiye son derece tutarlı. Antik Yunanca’da “beden” anlamına gelen somato ve “yer” anlamına gelen topo kelimelerinden oluşan somatotopik harita, nörolojinin en eski ve tanınabilir fikirlerinden biri sayılıyor; ancak beynin neden bir beden haritasına sahip olduğu ya da bu düzenek ne kadar önemli olduğuna dair tam bir anlayış hâlâ yok.
Somatotopik haritanın kökeni
Dokunduğunuz baş parmak, işaret parmağı veya küçük parmak, dokunma duyusundan sorumlu olan birincil somatosensor korteks ya da S1 olarak adlandırılan bölgede farklı aktivite desenleri üretir. Bedenin komşu bölgeleri genellikle beyninin komşu bölgelerini uyarır ve bu düzenli uzamsal yerleşim, somatotopik harita dediğimiz şeyi oluşturur.
Bu kavram 1930’lara dayanıyor; Kanada-Amerikalı nörocerrah Wilder Penfield ameliyat sırasında açıkta kalan beyinin farklı bölgelerini uyardığında farklı konumların bedeninin farklı bölgelerindeki hislerle eşleştiğini gösterdi. Benzer beden haritaları memeliler arasında bulunmuş ve beyninin temel örgütlenme özelliklerinden biri olarak kabul edilmiştir.
Bu çalışmada ameliyat sonrası değişen şey, parmak tepkilerinin bu örgütlenmesidir. Periferik sinirler olağanüstü bir rejenerasyon kapasitesine sahiptir; ancak sinir yenilenmesi kesin olarak yönlendirilmez ve büyüyen lifler tam olarak nereye bağlanacaklarına dair talimat almaz.
Araştırma ekibi
Sinir onarıldıktan sonra ne olur?
Periferik sinirler – beyni ve omuriliği bedeninizin geri kalanına bağlayan ağ – olağanüstü bir yenilenme kapasitesine sahiptir. El besleyen büyük sinirlerden biri kesilirse cerrahlar kesilen uçları yeniden bağlayabilir. Yeni sinir lifleri ele doğru geri büyüyerek duyu ve hareketin dönmesini sağlayabilir.
El ile beyin arasındaki iletişim geri kazanılabilir ancak beyn ulaşan bilgi tam olarak aynı örgütlenmeye sahip olmayabilir. Birisi işaret parmağına dokunup da hissi orta parmakta hissedebilir.
Maymunlarla yapılan deneylerden, sinir onarılmasının beynin el haritasını değiştirip farklı parmaklara tepkilerin usual düzenini bozduğu biliniyordu. Bu bulgular, insanlarda rehabilitasyon düşüncesinde etkili oldu; bazı teoriler iyileşmenin daha normal bir el haritasının geri kazanılmasıyla gerçekleşebileceğini öne sürdü.
Fonksiyonel manyetik rezonans taraması
Araştırmacılar, biri veya birden fazla büyük siniri ameliyatla onatılan 21 kişinin her parmağına dokunulduğunda beyin tepkilerini haritalamak için fonksiyonel MRI kullandı ve bu kişileri sinir yaralanması olmayan 30 kişiyle karşılaştırdı.
Sınırarı onatılan kişilerde farklı parmaklara tepkilerin normal örgütlenmesi bozulmuş ve kişiden kişiye daha değişken hale gelmişti. Bu desen, önce maymunlarda sinir onarılmasından sonra gözlemlenen düzensiz haritalara benziyordu.
Düzenli olmayan haritalar basitçe dokunmaya karşı zayı tepkilerin sonucu değildi; tam tersine, onatılan ele dokunmak ilgili beyin bölgesinde olağandışı güçlü tepkiler üretti.
Düzen değişimleri kısmen yenilenen sinirlerin ele nasıl bağlandığını yansıtabilir. Ancak bu bağlantıları doğrudan ölçmedik ve olağandışılı gücü tepkiler, beynin kendisindeki değişikliklerin de dahil olduğunu düşündürüyor.
Düzenli olmayan bir harita ne anlama gelir?
Somatotopik haritaların düzeninin algı ve davranışa katkısı konusunda tam bir anlayış hâlâ yok. Sinir onarılması, beden ile bey arasındaki normal ilişkinin değiştiğinde ne olduğunu çalışmak için nadir bir fırsat sunuyor.
Düzenin değişebileceğini bulduk ancak bu değişimin kapsamı ile insanların ellerini ne kadar iyi kullanabildikleri arasında net bir ilişki bulamadık. Daha çok düzeni bozulmuş kişiler, dokunmayı lokalize etmede güvenilir şekilde daha kötü değildi ve aynı zamanda el işlevinin geniş ölçümlerinde daha büyük bir bozukluk göstermedi.
Bu bulgu, daha normal bir beyin haritasının zorunlu olarak daha fonksiyonel olduğu yönündeki basit varsayımı sorgulatıyor. Başarılı iyileşme, beynin orijinal haritasını yeniden yaratmasını gerektirmiyor olabilir; bunun yerine sinir sistemi, el ile bey arasındaki yeni ilişkiyi etkili biçimde kullanmayı öğrenebilir.
Bu aynı zamanda için de önemli olabilir. Ciddi sinir yaralanmalarından sonra iyileşme sık sık eksiktir ve kişiler duygu, hareket veya ağrı konusunda kalıcı sorunlar yaşar. Beynin sinir yeniden büyürken nasıl uyum sağladığını ve iyileşmenin neden değiştiğini anlamak, cerrahiden sinir rejenerasyonuna ve rehabilitasyona kadar kişileri takip etmeyi, beyin haritalarını davranışla ve periferik sinirlerin nasıl bağlandığıyla paralel olarak izlemeyi gerektirecek.
Bu nihayetinde iki şey öğretebilir: beyndeki değişimlerin sinir yaralanmasından sonra iyileşmeyle ilişkisi ve beyin hakkında daha temel bir şey. Bedenin haritalarının nörolojideki tarihi ve önemi ne kadar olursa olsun, detaylı örgütlenmelerinin tam olarak ne için olduğu konusunda hâlâ bilmiyoruz. Bu düzenek değiştiğinde ne olduğunu görerek, bu soruyu araştırmak için güçlü bir yol elde etmiş olabiliriz.
