Anne karnında 12.gün dolaylarında şekillenmeye başlayan beynimiz, doğumda 350-400 gram ağırlığındadır. Bu dönemde ileriki hayatımızda taşıyacağımız sinir hücrelerinin (nöronlar) tümü hazır olarak bulunur. Nöronlar dıştan gelen uyarılarla adeta bilgi bombardımanına tutularak, yeni bağlantılar ve sinirsel ağlar oluştururlar. Diğer kuyruksuz memelilerden farklı olarak, doğum sonrası beyin gelişimin büyük kısmı gerçekleşir ve dört yaşına ulaştığımızda beynimiz yaklaşık 4 kat büyüyerek erişkin ağırlığına ulaşır.

Beynimiz, kemik korumalı kafatası içinde yaklaşık 1300-1400 gm ağırlığındadır. Bu ağırlık, toplam vücut ağırlığımızın yaklaşık %2.33'ünü oluşturur. Buna rağmen beynimiz dinlenme halinde vücuttaki enerji tüketiminin %20'sinden sorumludur. Kalbin her atımında pompaladığı kanın %15-20'sini kullanır. Bu dakikada yaklaşık 750 ml kana karşılık gelir.

Sinir sisteminin esas temel yapı elemanı sinir hücreleri ve glia hücrelerdir...

...

Unipolar (tek kutuplu) nöronlar, hücre gövdesinden çıkan tek bir uzantısı vardır ve omurgalı canlıların sinir sisteminde nadir olarak bulunur. Duyuları sinir sistemindeki bazı hücreler unipolar yapıdadır. Gövdesinden çıkan yalnızca kısa bir uzantısı vardır. Aksonu çevresel sinir sistemine giderken, dendrit kısmı merkezi sinir sistemine uzanır. Bipolar denilen nöronların gövdelerinden çıkan iki uzantısı vardır. Bu tipteki nöronlar denge, işitme ve koku yollarında bulunurlar.

Multipolar (çok kutuplu) hücreler ise insan sinir sisteminde en yoğun bulunan tiptir. İkiden daha fazla uzantısı bulunur. Tipik bir multipolar hücre tipi omurilik gri maddesinin ön kısmında bulunan hareket emrini kaslara taşıyan sinir hücreleridir. Bu hücrelerin büyük bir hücre gövdesinden çıkan ve tüm yönlere doğru uzanan dendritik dalları ve bu dendritlerin üzerinde birçok alıcı sinapsları bulunur.

....

Hücrenin Yapısal Kısımları
Tipik bir sinir hücresi yapısal olarak dört bölgeden oluşur: hücre gövdesi (perikaryon, soma), akson, presinaptik uçlar ve dendritler. Bahsedilen son üç özellik sadece sinir hücrelerine özgüdür. Diğer bedensel hücrelerde bulunmazlar.

I.Hücre Gövdesi
Hücre gövdeleri farklı şekil ve büyüklüktedir. Çapı 4-5 mm'den 150 mm'ye uzanan büyüklükte, yuvarlak, oval ve üçgen gibi köşeli olabilirler. Hücre gövdesi enerji merkezidir. Gövde kısmı, hücrenin organelleri, yapısal proteinleri, enzimleri ve sinir ileticilerinin oluşturulmasında kullanılır.
Hücre içini sitoplazma denilen sıvı doldurur ve içinde hücrenin iskeletini yapan yapısal elemanlar bulunur. Bunlar mikrotübüller (mikrotüpçükler), nörofilamentler (sinirsel iplikçikler) den oluşur.

II. Hücrenin İskelet Sistemi
Genel olarak tüm çekirdekli hücreler mikrotübül (MT) ve nörofilament (NF) içerirler. MT ve NF'ler sıkı olarak bir araya gelmiş proteinlerden oluşur. Bunların dışında bir de mikrofilament (MF) grubu vardır. Bu üç iskelet elemanı hücrelerin farklı bölgelerinde ileri derecede düzenlenmiş bir halde bulunurlar .

Mikrotübüller (MT)
MT'ler içi boş, minik tüpçüklerdir. Akson ve dendritlerin her ikisinde, büyüme ve yapısal devamlılık için MT'lerin ileri düzenlenişine gerek vardır. MT'ler tek yönlü olarak aksonlar içinde uzunlamasına yerleşirler. Bir ucu hücre gövdesinde diğeri ise akson sonlanmasına kadar gider. Dendritlerdeki MT'ler ise düzensiz veya daha dağınık yapıdadırlar.

Taşıma Araçları
Motor ya da taşıyıcı proteinler olarak adlandırılan proteinler enerji kullanarak MT üzerinde bir uçtan bir uca kayarlar ve beraberlerinde karınca gibi yük taşırlar. Bu yük bazen bir sinir ileticisi, bazen ise bir proteindir. Özel olarak pozitif ya da negatif uca doğru hareket ederler. MT motor proteinlerden biri dyneindir. Dynein MT'un negatif ucuna doğru hareket eder. Dolayısıyla aslında sinir hücresinin farklı bölgelerindeki hücre içi trafik, MT ve MF'lerin kutuplanmasının doğurduğu yönelimler ile belirlenir. Örneğin, Golgi organı sitoplazmik dyneinle etkileşme eğilimdedir ve onları MT'lerin negatif ucuna doğru hareket ettirir. Aksonlarda ise MT'lerin hepsi pozitif kutuplanmış hücre gövdesinden çıkar ve hiç bir Golgi organcığı akson içine taşınmaz. Bunun aksine dendritlerde, MT'lerin negatif uçları hücre gövdesinden uzaklaşır ve bundan dolayı Golgi organcıkları dendritlere taşınabilir. Diğer bir örnek, enerji santralleri olan mitokondrilerin hücre gövdesinden akson ucuna doğru taşınmasıdır. Bu özelleşmiş kinesin denilen taşıyıcılarla olur.

Mikrofilamentler
...

Nörofilamentler
...

III. Dendritler
...
Dendritlerde hücre içi içeriği ve zar yüzeyi yapıları, aksonlardan, hücre gövdesinden kimyasal farklılıklar gösterir. Farklı sinir hücresi tipleri, farklı dendritik dallanma örüntüsü gösterirler. Bazen uzantılar çok basit olabildiği gibi yüzlerce uzantılı, adeta ağacı andıran şekilde dendritik bir dallanma oluşturabilirler. Bazı hücrelerde dendritik dallanma tek uzaysal planda olduğu halde bazılarında ise karmaşık bir uzaysal dallanma ortaya çıkar. Dendritlerin şekli, girdilerin yeri ve diğer hücrelerle olan ilişkisine bağlıdır.

....

Dendrit dikensi (spine) çıkıntıları
Bu dikensi çıkıntılar ilk olarak Ramon Cajal tarafından ışık mikroskobuyla tanımlanmıştı. Çıkıntılar en güzel şekilde beyin kabuğundaki piramidal hücrelerinde gözlenir. Tepe kısmında uzun bir dendritik çıkıntı bulunur ve bundan yana doğru birçok dendrit çıkar. Başlangıçta Cajal bu çıkıntıların hücrelerin birbirine bağlantı yeri olduğunu düşünmüştü. Daha sonra elektron mikroskobu çalışmalarıyla, bu bölgelerin hücreler arası uyarıcı bağlantı yerleri, yani sinaps olarak görev gördüklerini anlaşıldı. Bu gün kabul edilen görüş, dikensi çıkıntı bölgelerinin hücreler arası bağlantı noktası olduğudur. Hücre gövdesindeki dendritik dallanmalar hücre yüzey alanını arttırır. Buna ek olarak dendritler üzerindeki dikendi çıkıntılar da yüzey alanını daha da arttırır. Beyindeki tüm uyarıcı hücreler arası iletişimin %90'indan fazlası dendritik çıkıntılar üzerinden işler. Dendritik dikensi çıkıntılar, aynı ya da farklı beyin bölgelerinde yapısal ve işlevsel farklıklar gösterirler. Dikensi çıkıntılar şekillerine göre güdük, ince veya mantar şeklinde olarak sınıflandırılır.

Hedef olarak dendritik çıkıntılar
Daha öncede belirtildiği gibi, dendritik çıkıntılar uyarıcı hücreler arası bağlantı yerlerinin en önemli bölgesidir. Uyarıcı sinapsların %90'dan daha fazlası çıkıntılar üzerinde bulunur. Beyin kabuğunun bazı kısımlarında, %30'a kadar varan oranda, çıkıntının boyun kısımlarında ve başlangıcında baskılayıcı uyarı veren girdiler vardır. Bu bölgede, baskılayıcı girdi uyarıcı girdi üzerinde negatif etki oluşturarak, hücre sonlanmasından sinir ileticisi salınımını azaltır. Dendritik çıkıntılar beynin en küçük birleştirici birimi olduğu düşünülür.

IV. Akson: Hücrenin Esas Uzantısı
Hücre gövdesinden çıkan, dendritlere göre daha büyük ve uzun yapılı elemanlardır. Uzun boru gibi bir yapı olan akson çok uzak yerlere ulaşır. Bel bölgesindeki omurilik hücresinden çıkan ve ayağa giden bir aksonun boyu 80 cm'ye ulaşabilir.

....

Sinir iletimleri bir sinir hücresinden diğerine sinaps denilen hücreler arası bağlantı noktaları yoluyla aktarılır. Beyinde her bir sinir hücresi üzerinde ortalama 1015 sinaps ya da bağlantı noktası vardır. Çevresel sinir sisteminde ise sonlanma kas lifi üzerinde olur ve bağlantı yeri sinir kas kavşağı olarak adlandırılır.

Hücreler arası bağlantı noktalarındaki uyarı geçişi kimyasal veya elektriksel olarak iki tiptedir. Elektriksel bağlantı iki sıkı bağlantı (gap junction) yeri aracılığıyla elektrik yüklerinin zarlar arasında geçişine imkân verir. Bu bağlantı noktalarında hücreler arası mesafe çok kısadır. Bu tip ileti doğrudan elektriksel olduğundan çok hızlıdır ve uyarılar her iki yönde gidebilir (ileri ya da geri). İnsan beyninde sinir hücreleri arasındaki bağlantının ve dolayısı ile iletinin çoğu kimyasaldır. Kimyasal olarak adlandırılmasının nedeni, akson üzerinden sinir sonlanmasına gelen iyonik elektriksel akım (bu sodyum ve potasyum iyonlarının hücre zarında karşılıklı yer değiştirmesi ile oluşur) doğrudan diğer sinir hücresine geçmemesi, geçiş için kimyasal sinir ileticileri kullanmasındandır. Akson sonlanmasına gelen iyonik elektriksel akım, sinir sonlanmasında bulunan, zardan kesecikler içinde depolanan sinir ileticilerinin, hücreler arası bağlantı noktasındaki aralığa salınımın neden olur ve salınan sinir ileticileri diğer sinir hücresi yüzeyindeki algılayıcılar (reseptörler) üzerine etki ederek tekrar bir iyonik elektriksel akıma dönüşür. Keseciklerden sinir ileticilerinin salınımı, sinir sonlanmasında gelen iyonik elektriksel akımın kalsiyum iyonunu hücre zarından içeri sokması ile olur. Yani ileti; akson boyunca iyonik elektriksel akım sinir sonlanmasında keseciklerden (vezikül) sinir ileticilerinin salınması  hücreler arası mesafede (sinaptik aralık) yayılma  bağlantıda olunan diğer zar üzerindeki algılayıcılara (rseptörler) etki  tekrar iyonik elektriksel akımın doğması şeklindedir. Elektriksel bağlantı bölgelerine göre, kimyasal bağlantı noktalarında aralık daha geniştir. İletim hızı da bu aşamalı dönüşümlerden dolayı daha yavaştır.

Sinir hücresi zarı, herhangi bir uyarı olmadığında, istirahat zar potansiyeli denilen bir iyonik elektriksel yüke sahiptir. Sıfır potansiyel yoktur. Hücrenin iç kısmı ile karşılaştırıldığında dışta elektrik olarak pozitif yük fazlalığı (ya da içerisi dışa göre negatif yüklüdür) vardır. Bu istirahat potansiyeli, zarı seçici geçen iyonların yükleri ile oluşur. Sinir hücresi üzerinde belli iyonlara hassas iyon kanalları ya da kapıları denilen bölgeler vardır. Zar uyarıldığında, iyon kanallarının yapısı hızla değişir ve kanallar açılır. Kanallardan içeri ve dışarı ilgili iyonun geçişi olur. Bu hareket ardından hücre içinde ve dışındaki (+) ve (-) yüklerin ağırlığına göre yeni bir zar potansiyeli oluşur. Eğer yeterli büyüklükte bir potansiyel oluşur ve bir eşik değeri geçer ise zar yüzeyinde yayılır. Yayılan bu iyonik elektriksel akım (depolarizasyon) aksiyon potansiyeli (AP) olarak adlandırılır ve tüm hücre zarı boyunca akar. AP aksonun tüm uzunluğunca devam eder ve hücreler arası bağlantı noktasına kadar gelir. Bu bölgeye ulaşmasıyla kalsiyum iyonları akson sonlanmasına girer. Son kısımda sinir ileticisi içeren kesecikleri zarla birleştirir, onları ağızlar ve içlerini boşaltır. Sinir ileticileri birleşme noktasındaki aralığına bırakılır. Salınım sonrası sinir ileticileri aralığı enerji kullanmadan pasif yayılımla (difüzyon) geçer ve bağlantı noktasının karşısında yer alan zardaki algılayıcılara (reseptör) bağlanır. Reseptörler özel bazı basamakları tetiklerler ve iyonik elektrik sinyali yeniden doğar.

Reseptörlere bağlanan sinir ileticileri iki şekilde etki eder: reseptörün kendisi içinden iyon hareketine neden olarak (hızlı etki) veya G-proteini denen aracıları uyararak iyon akımına neden olur (yavaş etki). Sinir ileticisi ve reseptör etkileşmesiyle oluşan iyon yük hareketleriyle hücre içindeki elektriksel potansiyeller değişir. Bu değişiklik iyon tipine, miktarına ve hareketin ne kadar süre devam ettiğine bağlıdır.

Destek Hücreleri: Glialar
Glial hücreler beyin ve omurilikte en çok bulunan hatta doğru bir ifade ile sinir hücrelerinden kat kat fazla bulunan hücrelerdir. İnsanlarda sinir hücrelerinden 12-15 kat daha çok glial hücre bulunur. Küçük hücrelerdir ve direk olarak sinir hücreleri arasındaki haberleşmede devreye girmezler. Küçük olduklarından, sayıları fazla olmasına rağmen beynin hacminin ancak yarısını oluştururlar. Hem yapısal hem de işlevsel bir destektirler. Aksonların etrafında yalıtkan kılıf oluşturur, ileti hızının artışına katkıda bulunur, çevrenin sinir hücresi yaşaması için daha uygun halde tutulmasını sağlarlar. Glial hücreler elektriksel uyarı oluşturmazlar. Diğer hücrelerle sinir hücreleri arasında olduğu gibi sinaps yapmazlar. Doğrudan bir uyarı ve bilgi işlemeye katılmazlar. Ancak, bazı glial hücreler sinir hücrelerinin uyarısına yanıt olarak dışarıdaki potasyum iyonu yoğunluğunu değiştirirler. Bu değişim sinir hücresi işlevini değiştirebilir. ;ki tip glia hücresi vardır:
1.Makroglialar (astrositler, oligodendrositler, ependimal hücreler)
2.Mikroglialar

Makroglia
Bu hücre tipindeki astrositler iki gruba ayrılır: protoplazmik ve fibröz astrositler olmak üzere. Protoplazmik astrositler omurilik ve beyinde gri maddede bulunurlar. Fibröz olanlar ise beyaz maddede bulunur. Bir üçüncü tipi daha vardır ancak bu sadece beynin gelişimi esnasında ortaya çıkar ve radial glia olarak adlandırılır. Beyin gelişirken sinir hücrelerinin göçüne yardım eder. Bunun daha sonra erişkin tip astrosite dönüştüğü düşünülür. Fibröz astrositler çok yoğun iplikçik (filament), mikrotübüller ve aktin içerirler. Özellikle aksonların yoğun olduğu ak maddede sık olarak bulunurlar. Uzun, silindir yapılı, düz çıkıntıları vardır ve yaygın dallanmazlar. Bu hücreler sinir hücrelerinin esas yapısal destekleridir. Beynin zarar görmesi sonrası nedbe oluştururlar. Protoplazmik astrositlerde çok yoğun bir hücre içi vardır ve çok az iplikçik içerirler. Gri maddede bulunurlar. Rolleri daha çok dendritler, hücreler arası bağlantı noktaları, kan damarları hücreleri üzerinedir. Hücre dışı ortamın iyonik dengesinin sağlanmasında ve metabolizmada rolleri vardır.

Oligodendrositler bir kaç çıkıntısı olan hücrelerdir. Astrositlerden çok daha küçüktürler ve onların temel görevi aksonun çevresinde izolasyon sağlayan yağdan oluşan, myelin kılıfı oluşturmaktır. Sadece beyin ve omurilikte ak maddede bulunurlar. Çevresel (periferik) sinir sisteminde aynı görevi Schwann olarak adlandırılan hücreler görür. Oligodendrositler yakın çevrede bulunan birden fazla aksonu sarıp çevreledikleri halde, Schwann hücreleri farklı olarak sadece tek bir aksonun çevresini sararlar. Bu akson çevresini sarma işi myelinizasyon olarak adlandırılır ve aksonun ileti hızını arttırır. Aynı bir kablo teli dışındaki plastik koruyucu gibi iyonik elektriksel kaçakları da engeller. Aksonu uzunlamasına saran iki oligodendroglial hücre arasında, myelinsiz bölgeler oluşur ve buralar Ranvier boğumu olarak adlandırılır. Bu bölgeler aksonun üzerinde iyonik elektriksel akımın ortaya çıktığı yerlerdir. İyonik elektriksel akım bir boğumdan diğerine sıçrayarak iletilir. Yürüme yerine sıçradığından, normalde olması gerekenden kat kat daha hızlı bir ileti sağlar. Örneğin myelinsiz ve dolayısı ile Ranvier boğumsuz olan sinir aksonunda iletim hızı 30 m/san iken, myelinlide 80 m/san kadar hız artışına neden olur.

Ependimal hücreler ise beyin içi boşluğun (ventrikül) iç yüzeyini ve omurilik ortasında yer alan merkezi kanal içini kaplar. Hem beyinde hem de omurilikte, beyin omurilik sıvısının bulunduğu kısma doğru bakan yüzeylerinde silia denen ipliksel uzantılar bulunur. Ependimal hücreler beynin ince (kapiller) kan dolaşımını yapan endotel hücreleri ile ilişki içindedirler. Bu hücreler aynı zamanda, beynimiz içinde günde altı kez yaklaşık 150 ml yapılan beyin omurilik sıvısı oluşumunu sağlarlar. Ayrıca, kan-beyin engelini oluşturur. Kanda dolaşan her madde belli kimyasal özellikler göstermedikçe beyine ulaşamaz ya da beyine geçişine izin verilmez.

Mikroglia
Hem beyaz hem de gri maddede bulunurlar. Hücre gövdeleri adından anlaşılacağı gibi küçüktür. Gövde üzerinde kısa çıkıntıları bulunur. Kandaki savunma hücrelerinden köken aldıkları düşünülür. Sinir hücrelerinin aksine, çoğalma yetenekleri vardır. Beyin hücrelerinin %10'unu oluştururlar.

Ayna Nöronlar ve Dilin Evrimi
1990'lı yıllarda Giacomo Rizzolatti ve çalışma arkadaşlarınca, maymun beyninde bir dizi sinir hücresinin, basit amaca yönelik hareket sırasında çalıştığı tespit edildi. Bu hücrelerin, dikkati çeken bir özelliği de başkaları benzer hareketi yaptığı görüldüğü esnada da çalışıyor olmalarıydı. Bu sinir hücreleri, gözlemcinin beyninde başka birinin yaptığı hareketleri doğrudan yansıttığından "ayna sinir hücreleri" olarak adlandırıldılar. Bu hücreler, özel hareketler için geçicileri ya da kalıpları kodlarlar. Hareketlerde olduğu gibi, insanlar duyguları birçok yolla anlarlar. Başka birisinin duygulanımını gözlemek, bilişsel ve duyusal girdi sağlar. "Senin ağrını anlayabiliyorum, hissediyorum" ifadesi buradan çıkan bir empatidir. Ayna nöronlar, gözleyen ve gözlenen kişide aynı sinir hücrelerinin devreye girebilmesini sağlayarak, karşıdakinin ne hissettiği hakkında doğrudan bilgi saplar. Yani ayna sinir hücreleri empati sağlayarak diğerlerinin ne hissettiğini anlatır. Bu sistemin yokluğu empati eksikliğine veya otizm gibi hastalıklara neden olur.

İnsanlarda ayna hücreleri, konuşma çıktısını sağlayan (düşünceleri sese çeviren beyin bölgesi) Broca alanında bulunur. Bazı bilim insanlarına göre, insanın evrimsel olarak dilsel haberleşmesi yüz ve el mimikleri ile başlar. Bu aşamada ayna hücreleri dilin evrimsel gelişiminde önemli bir rol almış olabilir. Yine ayna mekanizmalar iletişimdeki iki soruyu çözer: denklik ve doğrudan ifade. Denklik, gönderici ve alıcı için aynı olan mesaj içeriğindeki anlamı ifade eder. Doğrudan iletişim ise, kişiler arası önceden ortak bir anlamı olmayan ifadeleri anlatır. Ayna nöronları, toplumdaki bireylerin beyinlerini bir birine bağlar ve toplumsal beyin olmasını sağlar. Rizzolatti'nin deyimi ile "ayna sinir hücreleri insanları yıldızlara uzandırırken, maymunları ancak fıstıklara uzandırır."

Ayna Sinir Hücreleri ve Otizm
Bilindiği gibi, eğer bir yeni doğan bebeğe dilinizi çıkarırsanız aynısını yapabilir. Oysa bebek kendi dilini çıkardığında göremez yani görsel geri beslemesi yoktur. Ayna sinir hücreleri, insanın kendisini başkasının yerine koymasını sağlar. Kendine farkındalık ve içgörü için önemlidir. Otizmli çocuklarda sosyal ilgi azlığı, empati yokluğu, dilsel yetersizlikler, zayıf taklit yeteneği gözlenir. Bütün bu yeterlilikler ayna sinir hücrelerinin katkısını gerektirir ve bu nedenle otizm durumunda ayna sinir hücrelerinde bozulma olabileceği öne sürülür.

EEG'deki mü dalgaları, herhangi birisi istemli kas kasılması ya da hareketi yaparken kaybolur. İlginç olarak, bir kişi aynı hareketi yapan birisini gözlüyor ise mü dalgaları yine kaybolur. Otizmli çocuklar basit hareket yapınca veya hareketi düşününce mi dalgaları kaybolur. Ancak, farklı ve ilginç olarak otizmli çocuklar başkalarının hareketini gözlediklerinde EEG'deki mü dalgaları kaybolmaz. Bu nedenle otistik çocuklarda empati eksikliği olduğu ve bununda ayna sinir hücrelerindeki yetersizlikten kaynaklandığı öne sürülür.

Yorumlar

Yeni Ekle

Yorum yaz

Adınız: E-posta:  BildirmeBildir Başlık:   Lütfen resimdeki güvenlik kodunu giriniz.

Powered by !JoomlaComment 3.26

3.26 Copyright (C) 2008 Compojoom.com / Copyright (C) 2007 Alain Georgette / Copyright (C) 2006 Frantisek Hliva. All rights reserved."