Ultrason, farelerde ve sıçanlarda hazırda bekletme benzeri bir durumu tetikleyebilir

Beynin bir kısmının odaklanmış ultrasonla zaplanması, fareleri en az 24 saat boyunca uyuşukluk adı verilen hazırda bekletme benzeri bir duruma sokabilir. Aynı yaklaşım, farelerin aksine, doğal olarak uyuşukluğa girmeyen farelerde de durumu indükleyebilir.

“Bunun çok büyük etkileri var” diyor Hong Chen Louis’deki Washington Üniversitesi’nde. “Düşüncemiz şu ki, normalde uyuşukluk durumuna girmeyen hayvanlarda yine de benzer bir fenomeni tetikleyebileceğimizi gösterirsek, belki teknolojiyi daha büyük hayvanlara ölçeklendirebiliriz.”

Bu insanlarda da yapılabilirse, diğer şeylerin yanı sıra tıbbi kullanımları olabilir. Chen, örneğin felç geçirmiş kişilerde uyuşukluğa neden olmanın onlara zaman kazandırabileceğini ve hasarı sınırlamaya yardımcı olabileceğini söylüyor.

Birçok sıcakkanlı hayvan vücut ısısını düşürür ve enerji tasarrufu için metabolizmalarını yavaşlatarak uyuşukluğa girer. Bazı yarasalar ve kuşlar geceleri uyuşukluğa girer. Fareler gibi diğerleri, yalnızca yiyecek azaldığında girerler. Hazırda bekletme, ara sıra normal vücut sıcaklığına dönüşlerle kesintiye uğrayan uzun uyuşukluk dönemlerini içerir.

2020’de iki ekip bağımsız olarak, farelerin beyinlerindeki hipotalamusun uyarıcı kısmının uyuşukluğa neden olabileceğini keşfetti. Ancak, bu “beyin anahtarını” etkinleştirmek için genetik mühendisliği de dahil olmak üzere karmaşık yöntemler kullandılar.

Chen bunun yerine ultrasonun kullanılıp kullanılamayacağını merak etti. Ekibi, beyin hastalıklarını tedavi etmek için odaklanmış ultrason adı verilen bir yöntem geliştiriyor.

Chen’in ekibi, farelerde beyin değiştirme alanına odaklanan 10 saniyelik bir ultrason darbesinin vücut sıcaklıklarının yaklaşık 3°C (5.4°F) düşmesine yol açtığını buldu. Fareler 2 saat sonra tamamen iyileşti, ancak vücut sıcaklıkları yükselmeye başladığında tekrarlanan darbeler göndererek, hayvanları hiçbir hastalık belirtisi olmadan 24 saat bu durumda tutmak mümkün oldu.

Chen, bu durumu çok daha uzun süre korumanın mümkün olabileceğini, ancak ekibinin henüz bunu yapmaya çalışmadığını söylüyor.

Teknik farelerde de işe yarasa da, vücut sıcaklıkları yalnızca yaklaşık 1,3°C (2,3°F) düştü.

“Mütevazı olmasına rağmen, bu önemlidir çünkü fareler kış uykusuna yatmazlar ve bu konuda insanlara daha yakındırlar” diyor. Matteo Cerri İtalya’daki Bologna Üniversitesi’nde, ekibi beyin sapının bir bölümünü kimyasal olarak inhibe ederek sıçanlarda ve domuzlarda uyuşukluğa neden oldu.

Cerri, vücut ısısını ultrasonla düşürmek tıbbi amaçlar için yararlı olabilir, ancak gezegenler arası yolculuk metabolizmayı baskılamak için daha sağlam yollar gerektirebilir, diyor Cerri.

Odaklanmış ultrasonun uyuşukluğu tam olarak nasıl tetiklediği net değil, diyor Takeshi Sakurai ekibi hipotalamus anahtarını keşfeden iki kişiden biri olan Japonya’daki Tsukuba Üniversitesi’nde.

Bu beyin değişimini tetikliyor olabilir, diyor Sakurai. “Ancak, yakın bölgede termoregülasyonda rol oynayan başka nöron grupları da var, bu da onların da dahil olma ihtimalini artırıyor.”

Chen, odaklanmış ultrasonun neden olduğu yerel ısınma ve fiziksel hareketin bir kombinasyonunun, nöronlarda iyon kanallarını açarak onları aktive ettiğini düşünüyor. Ancak bunun oluşturulması gerekiyor.

Herhangi bir potansiyel insan kullanımının hala çok uzak olduğunu söylüyor. “Güvenlik büyük bir endişe kaynağıdır.” Çok yoğun veya çok uzun süre tutulan odaklanmış ultrason beyne zarar verebilir ve ekibinin bir farede güvenli bir doz bulmak için birçok deney yapması gerekti.

Ancak insan beyninin eşdeğer kısmına odaklanmış ultrason darbeleri gönderebilecek bir kask geliştirmenin tamamen mümkün olduğunu söylüyor.