Beyin ve burun arasındaki milimetrik bağ: Kokuların “GPS” sistemi keşfedildi

Koku alma duyusunun gizemli dünyasına dair uzun yıllardır kabul gören bir tabu daha yıkılıyor. Harvard Tıp Fakültesi araştırmacıları, farelerin burnundaki koku reseptörlerinin kapsamlı bir haritasını çıkararak bu temel duyunun sanılandan çok daha düzenli bir yapıda olduğunu gözler önüne serdi.

Bugüne kadar burun boşluğundaki alıcıların rastgele dağıldığı düşünülürken, taze yayınlanan bu çalışma her bir alıcının kendine has, dar ve düzenli şeritler halinde dizildiğini kanıtlıyor. Koku duyumuz, burun boşluğunda yer alan milyonlarca duyusal nöron aracılığıyla çalışır. Farelerin DNA’sında kodlanmış tam 1.172 farklı reseptör tipi bulunuyor ve her bir nöron bu tiplerden sadece birini taşıyor. Diğer duyularda, örneğin işitmede ses frekanslarının kulak içinde belirli bölgelere göre haritalandığı biliniyordu; ancak koku için böyle bir düzenin varlığı hep soru işaretiydi. İleri teknolojiler sayesinde bilim insanları 300’den fazla farede yaklaşık 5,5 milyon nöronu tek tek inceleme fırsatı buldu. Bu sayede burundaki her bir hücrenin konumu ilk kez bu kadar net görüldü.

Araştırmanın en şaşırtıcı sonuçlarından biri, burundaki bu karmaşık düzenin beynin koku işleme merkeziyle olan birebir uyumu. Harvardlı nörobiyolog Dr. Sandeep Datta ve ekibi, aynı reseptörü taşıyan nöronların beyindeki “koku soğanı” adı verilen bölgede aynı noktayı hedeflediğini saptadı. Yani burundaki binlerce ayrı şeritten oluşan harita, beyindeki haritayla milimetrik bir hassasiyetle örtüşüyor. Bu keşif, kokunun sadece rastgele yakalanan moleküllerden ibaret olmadığını, beynin kokuyu mekansal bir düzen içinde işlediğini ortaya koyuyor.

Retinoik asit: Hücrelerin trafik polisi

Dr. Datta, burun içindeki bu karmaşıklığın büyüleyici bir boyutta olduğunu vurguluyor. İnsanların renkli görmesini sağlayan sadece üç ana görsel reseptör varken, farelerde binden fazla koku reseptörü tipi bulunuyor. İlginç bir şekilde, incelenen her farede bu 1.100 reseptörün konumu neredeyse tamamen aynı çıktı. Araştırmacılar, bu düzenli yerleşimi “retinoik asit” (RA) adı verilen bir molekülün yönettiğini düşünüyor. Bu molekülün miktarını değiştirdiklerinde haritanın kaydığını gören ekip, retinoik asidin nöronlara nerede durmaları gerektiğini söyleyen bir rehber görevi gördüğü sonucuna vardı.

Bilim insanları şimdi bu şeritlerin neden belirli bir sırayla dizildiğini ve insan burnunun da benzer bir organizasyona sahip olup olmadığını bulmaya odaklanacak. İnsan koku sistemi farelerinkiyle pek çok benzerlik taşısa da reseptör sayımız onlara kıyasla daha az. Eğer bu temel ilkelerin insanlarda da geçerli olduğu kanıtlanırsa, koku kaybı yaşayan hastalar için yepyeni tedavi yolları açılabilir.