Araştırmacılar, depresyon tedavisinde farklı bir yaklaşım benimsedi. Fareler üzerindeki deneylerde, beyni uyarıcı kontakt lenslerin antidepresan ilaçlar kadar işe yaradığı belirlendi. Yumuşak ve şeffaf yapıdaki bu kontakt lenslerin içine yerleştirilen elektrotlar, retina üzerinden beyne hafif elektrik sinyalleri göndererek depresyonla ilişkili belirli beyin bölgelerini uyarıyor.
Çalışmanın yayınlandığı Cell Press bünyesindeki Cell Reports Physical Science dergisindeki makaleye göre, depresyona sokulan farelerde üç haftalık kontakt lens tedavisinin ardından depresyonun davranışsal, sinirsel ve fizyolojik belirtilerinde azalma görüldü.
Çalışmanın kıdemli yazarı, Yonsei Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümü araştırmacısı Jang-Ung Park, “Çalışmamız, göz yoluyla beyin bozukluklarının tedavisinde tamamen yeni bir alanın kapısını açıyor.” dedi. Park, ilaçsız yöntemin depresyonun yanı sıra anksiyete, madde bağımlılığı ve bilişsel gerileme gibi diğer beyin rahatsızlıklarının tedavisinde de büyük potansiyele sahip olduğunu ileri sürdü.
Günümüzde depresyon tedavisinde kullanılan ilaçlar, elektrokonvülsif terapi ve beyin implantları; ruh haliyle ilişkili beyin bölgelerini ve sinir devrelerini hedef alıyor. Retina da bu bölgelerin bazılarıyla bağlantılı olduğu için araştırmacılar gözü, beyni uyarmak için bir geçit olarak kullanmayı denedi.
Daha önce geliştirilen akıllı kontakt lensler, göz içi basıncı veya glikoz seviyesini ölçerek göz ve metabolik hastalıkların takibinde kullanılıyordu. Ancak Güney Kore’deki yeni çalışmayla kontakt lensler ilk kez bir beyin hastalığının tedavisinde kullanıldı.
Park, “Göz anatomik olarak beynin bir parçası olduğu için, basit bir kontakt lensin ruh halini kontrol eden beyin devrelerine açılan nazik ve invaziv (kesi, iğne kullanılan bir yöntem olmadan) olmayan bir kapı olup olamayacağını merak ettik.” ifadelerini kullandı.
Lens teknolojisinin çalışma şekli
Kontakt lensler, “zamansal girişim” (temporal interference) adı verilen bir yöntemle beyni uyarıyor. Bu yöntemde retinaya iki ayrı elektrik sinyali gönderiliyor, sinyaller yalnızca kesiştikleri noktada aktif hale geldiği için tedavi, belirli beyin bölgelerini yüksek hassasiyetle hedefleyebiliyor.
Park’a göre bu, iki el feneri gibi. “Her bir ışık hüzmesi tek başına zayıftır ama kesiştikleri yerde parlak bir nokta oluşur ve bu parlak nokta, el fenerlerinden uzakta meydana gelebilir. Kontakt lensimiz de iki zararsız elektrik sinyaliyle aynı şeyi yapıyor.” diyen araştırmacı, devamında şöyle konuştu:
“Elektrotlar göz yüzeyinde bulunsa da sinyaller yalnızca retinanın derinliklerinde buluştukları noktada aktif hale geliyor ve ruh haliyle ilişkili beyin bölgelerine sinyal taşıyan doğal sinir bağlantılarını nazikçe uyarıyor.”
Araştırmacılar lensleri esnek ve şeffaf hale getirmek için galyum oksit ve platin içeren ultra ince elektrot katmanları kullandı. Ardından depresyon oluşturulan farelerde bu teknoloji test edildi.
Fareler üzerinde denendi
Araştırmada dört fare grubu karşılaştırıldı; depresyonda olmayan kontrol grubu, tedavi uygulanmayan depresif fareler, zamansal girişim tedavisi uygulanan depresif fareler ve etkin maddesi Prozac olan fluoksetin verilen depresif fareler.
Araştırma ekibi, tedavi öncesi ve sonrası farelerde depresyon seviyesini değerlendirmek için davranış testleri, beyin aktivitesi kayıtları ile depresyonla ilişkili kan ve beyin biyobelirteçlerini inceledi.
Kontakt lens tedavisinin, üç kategoride de depresyon belirtilerini azalttığı görüldü. Günde 30 dakika olmak üzere üç hafta boyunca zamansal girişim uyarımı alan farelerdeki davranışsal iyileşmelerin, fluoksetin verilen farelerle benzer düzeyde olduğu belirtildi.
Beyin aktivitesi kayıtları, tedavinin depresyon nedeniyle bozulan hipokampus ile prefrontal korteks arasındaki bağlantıyı yeniden güçlendirdiğini ortaya koydu. Tedavi ayrıca depresyonla ilişkili biyobelirteçlerde de kısmi iyileşme sağladı. Beyindeki inflamatuarla ilişkili moleküller azalırken, kandaki kortikosteron seviyesinde yüzde 48 düşüş ve serotonin seviyesinde tedavi uygulanmayan depresif farelere kıyasla yüzde 47 artış görüldü.
Makale yazarları, “Davranış, beyin aktivitesi ve biyolojideki iyileşmelerin aynı anda ortaya çıkması ve etkinin yaygın kullanılan bir antidepresan ilaçla karşılaştırılabilir olması bizi etkiledi.” yorumunda bulundu.
Araştırmacılar, fareleri davranış, beyin aktivitesi ve biyobelirteç seviyelerine göre sınıflandırması için bir makine öğrenmesi modelini kullandığında, model kontakt lens tedavisi alan fareleri sürekli olarak depresif olmayan kontrol grubuyla aynı sınıfa yerleştirdi.
Araştırmacılar bir sonraki adımda lensleri tamamen kablosuz hale getirmeyi, daha büyük hayvanlarda uzun vadeli güvenlik testleri yapmayı ve insanlar üzerindeki klinik deneylere geçmeden önce uyarım sistemini her kullanıcıya özel hale getirmeyi planlıyor.
Kaynak: Cell Reports Physical Science