Enfeksiyon denilince aklımıza mikropların vücudumuza girerek hastalık yapması gelir. Bağışıklık sistemimiz bu davetsiz misafirlerle karşılaşır karşılaşmaz onlara karşı bir reaksiyon alır ve en kısa sürede bedenimizi dengeli haline döndürmeye çalışır. Peki beynimiz, mikroorganizmalarla temas etmeden önce, yaklaşan bir enfeksiyon tehdidini fark edip bağışıklık sistemini hazırlığa geçiriyor olabilir mi? Nature Neuroscience dergisinde yayımlanan bir araştırma, bu soruya odaklanıyor.
Bilim insanları, çalışmada yer alan katılımcılara sanal gerçeklik (VR) gözlükleri aracılığıyla farklı görünümlerde tasarlanmış avatarlar göstererek bu uyaranlara verdikleri tepkileri değerlendirdi. Katılımcılar gruplara ayrılarak nötr ifadeli, enfeksiyon belirtileri gösteren veya korkutucu görünümdeki avatarlarla karşılaştırıldı ve davranışsal tepkileri, EEG ve fMRI bulguları ile kan örnekleri analiz edildi. Sonuçlar oldukça ilginçti: Katılımcıların enfeksiyon belirtileri gösteren avatarlara karşı çeşitli davranışsal, sinirsel ve bağışıklık tepkileri sergilediği tespit edildi. Yani vücudumuz olası bir enfeksiyon tehdidini algılayıp kendini önceden hazırlıyordu.
Davranışsal Bağışıklık Sistemi
Çalışmanın detaylarına geçmeden önce bazı kavramları kısaca açıklayalım. Davranışsal bağışıklık sistemi, organizmaların hastalık bulaşma riskini azaltmak için içgüdüsel veya öğrenilmiş kaçınma davranışları geliştirdiği bir savunma mekanizmasıdır. Mikroorganizmaların canlı bedeninde hastalığa neden olduktan sonra geliştirilen bağışıklık tepkileri oldukça maliyetlidir. Bu nedenle evrimsel süreç, bazı duyusal veriler yoluyla enfeksiyon riskinin erken algılanmasını ve buna yönelik tepkilerin gelişmesini sağlamıştır. Çürümüş yiyeceklerden, dışkıdan ya da hastalık bulaştırma riski taşıyan canlılardan kaçınma davranışı bu duruma örnek verilebilir (1). Bu kaçınma davranışı sadece insanlara özgü değildir. Mesela bazı dişi fareler parazitle enfekte olan erkek farelerin kokularına olumsuz tepki vermektedir (2). Bazı maymun türleri, dışkı kokularından parazitli olduğunu anladıkları bireylerle sosyal teması azaltmaktadırlar (3).
Peripersonal Duyu Sistemi
Peripersonal alan, yakın çevremizdeki olası tehdit ve uyarılara daha fazla dikkat ettiğimiz temsili bir alandır. Beynin ‘yakın çevre algısı’ olarak bilinen peripersonal duyu (PPS) sistemi ise bu alanın sinirsel karşılığı olup, çeşitli duyu verilerini birleştirerek olası tehditlere karşı hazırlıklı olmamızı sağlar.
Çalışmaya dönecek olursak, katılımcılar davranışsal tepkilerin değerlendirilmesi için gruplara ayrıldı ve VR gözlüğü ile farklı mesafelerden çeşitli yüzlerle karşılaştırıldı. İlk gruptaki katılımcılar enfekte avatarlar, ikinci gruptaki katılımcılar nötr avatarlar ve son gruptaki katılımcılar da korkutucu avatarlarla karşılaştılar. Enfekte avatarlarla karşılaşan katılımcıların kaçınma davranışları gösterdiği saptandı. Ayrıca katılımcılardan, sanal avatarlar kendilerine yaklaşırken yüzlerine uygulanan hafif titreşimlere tepki vermeleri istendi. Bulgular, enfekte avatarlar uzak mesafedeyken bile katılımcıların tepkilerinin hızlandığını ve PPS sistemiyle ilişkili beyin bölgelerini aktive ettiğini ortaya koydu. Yani enfekte görünümlü avatarlar gösterilen katılımcılar, bu avatarlar henüz yaklaşmadan alarma geçiyor ve kaçınma tepkileri geliştiriyordu.
Sanal enfeksiyon tehdidi beyin hangi bölgelerini aktive ediyor?
Salience ağı, içsel ve dışsal uyaranların biyolojik açıdan önemini değerlendirerek verilecek yanıtların önceliklendirilmesini sağlayan bir sistemdir. Bu ağ ön insula, ön singulat korteks ve prefrontal korteks gibi bölgeleri kapsar ve uygun tepkilerin ortaya konmasını sağlayan ağları devreye sokar (4). Çalışmadaki katılımcıların beyin aktiviteleri fonksiyonel MR (fMRI) görüntülemelerinde incelendiğinde, enfekte avatarlarla karşılaşan grubun, PPS ve salience ağı bölgelerinde belirgin bir aktivite olduğu gözlendi. Yani fMRI sonuçları, beynin enfekte görünümlü avatarları algıladığında, yaklaşan bir tehlikeyi sezerek PPS ve salience ağlarını etkinleştirdiğini ve böylece erken bir savunma hazırlığı başlattığını ortaya koydu.
Ayrıca, çalışmada ilgili beyin bölgeleri ile hipotalamus arasındaki bağlantılar da incelendi. Hipotalamus, hormonlarımızı ve stres yanıtımızı yöneten merkezdir. Stres durumunda HPA ekseni olarak bilinen hipotalamus – hipofiz – adrenal sistem devreye girer, kortizol gibi stres hormonları salınır ve bağışıklık hücrelerine uyarı sinyalleri gönderilir. Katılımcıların fMRI bulgularında, PPS ve salience ağı ile hipotalamus arasında, enfekte avatarlarla karşılaşan gruba özgü değişiklikler saptandı. Bir başka ifadeyle, hormon aksımızın da enfeksiyon tehdidi olarak görülen avatarlara yanıt olarak vücudun savunma sistemini harekete geçirdiğini gösterdi.
Bağışıklık Sistemi Ne Yanıt Veriyor?
Peki bu durum yalnızca bir “beyin alarmı” mı? Görünüşe göre hayır. Katılımcıların kan örnekleri incelendiğinde, bağışıklık sisteminde de değişiklikler olduğu gözlendi. Bunun için bahsettiğimiz üç gruba ek olarak, gerçek bir bağışıklık uyarıcısı olan grip aşısı yapılan ve VR gözlüğü kullanmayan bir grup incelemeye alındı. Katılımcılardan kan örnekleri alındı ve bağışıklık hücreleri incelendi. Enfekte görünümlü avatarlarla karşılaşan katılımcıların kanında bazı bağışıklık hücrelerinin sayısında ve aktivitesinde artış olduğu görüldü. Bu değişim, grip aşısı yapılan grupta gözlenen bağışıklık tepkisine benziyordu. Başka bir deyişle, sanal bir hasta yüze bakmak bile, bağışıklık sistemini gerçek bir mikropla savaşacakmış gibi hazırlayabiliyordu.
Sonuç
Yapılan analizler, beynin potansiyel enfeksiyon tehdidini henüz gerçekleşmeden fark ettiğini ve bağışıklık sisteminin harekete geçebildiğini ortaya koyuyor. Bu etkileşim, beynin ve bağışıklık sisteminin sıkı bir işbirliği içinde olduğunu gösteriyor. Daha temas gerçekleşmeden bağışıklık sisteminin tetiklenmesi, vücudu olası bir enfeksiyona karşı hazırlıklı hale getiriyor.
Ayrıca bu çalışma, ‘davranışsal bağışıklık sistemi’ ile ‘biyolojik bağışıklık sistemi’ arasındaki bağlantıyı ortaya koyuyor. Benzer tehdit ipuçlarıyla, çeşitli kaçınma davranışları, sosyal mesafe alma gibi davranışsal tepkilerimizin yanında, hücresel düzeyde de bağışıklık sistemimiz harekete geçebiliyor. Bu sonuçlar, beynin ve bağışıklık sisteminin birbirine ne kadar sıkı bağlı olduğunu gösterirken, sanal gerçekliğin bu karmaşık iletişimi incelemek için alternatif bir araç olabileceğini de ortaya koyuyor.
Referanslar
- Schaller, M. The behavioural immune system and the psychology of human sociality. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 366, 3418–3426 (2011).
- Kavaliers M., Colwell D. D. 1995. Odours of parasitized males induce aversive responses in female mice. Anim. Behav. 50, 1161–1169 10.1016/0003-3472(95)80032-8
- Poirotte, C. et al. Mandrills use olfaction to socially avoid parasitized conspecifics. Sci. Adv. 3, e1601721 (2017).
- William W. Seeley. The Salience Network: A Neural System for Perceiving and Responding to Homeostatic Demands Journal of Neuroscience 11 December 2019, 39 (50) 9878-9882; **DOI:** 10.1523/JNEUROSCI.1138-17.2019
Çalışma: Trabanelli, S., Akselrod, M., Fellrath, J. *et al.* Neural anticipation of virtual infection triggers an immune response. *Nat Neurosci* **28**, 1968–1977 (2025). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02008-y