Bilim
Araştırmacılar İnsan Beynine Dair Yeni Keşiflerde Bulunuyor
Bulgu, insan beyninin anıları nasıl oluşturduğuna dair anlayışımızı geliştiriyor ve Alzheimer hastalığı gibi hafıza bozukluklarında etkileri olabilir. Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin Yenilikçi Nöroteknolojileri Geliştirmek (BRAIN) Girişimi Yoluyla Beyin Araştırmaları tarafından desteklendi ve Nature Neuroscience'da yayınlandı.
Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü ve NIH BRAIN Initiative program direktörü Jim Gnadt, "Bu çalışma, araştırmacıların insan beyninin düşünme biçimini nasıl incelediklerini dönüştürücü niteliktedir.Düşünce üreten nöronlardan doğrudan kayıt yaparak insan dışı primatlarda ve kemirgenlerde daha önce kullanılan bir yaklaşımı insan sinirbilimine getiriyor.”dedi.
Los Angeles'taki Cedars-Sinai Tıp Merkezi'nde nöroşirürji, nöroloji ve biyomedikal bilimler profesörü olan Ph.D. Ueli Rutishauser tarafından yürütülen bu çalışma, aldatıcı derecede basit bir soruyla başladı: Beynimiz anıları nasıl oluşturur ve organize eder? Uyanık yaşamlarımızı sürekli bir deneyim olarak yaşıyoruz, ancak insan davranışı çalışmalarına dayanarak bu yaşam olaylarını bireysel, farklı anlar olarak depoladığımıza inanılıyor. Bir hafızanın başlangıcını ve sonunu belirleyen nedir? Bu teoriye “olay segmentasyonu” denir ve sürecin insan beyninde nasıl çalıştığı hakkında nispeten az şey biliyoruz.
Bunu incelemek için Rutishauser ve meslektaşları, ilaca dirençli epilepsilerinin tedavisi için cerrahiye rehberlik etmesi için intrakraniyal beyin aktivitesi kaydı yapılan 20 hastayla çalıştı. Farklı türlerde “bilişsel sınırlar” içeren film klipleri gösterildiğinde hastaların beyin aktivitesinin nasıl etkilendiğine baktılar.Bir anının nasıl depolandığına ilişkin değişiklikleri tetiklediği düşünülen ve beyindeki bellek “dosyalarının” başlangıcını ve sonunu işaret eden geçişler.
"Yumuşak sınır" olarak adlandırılan ilk tür, daha sonra aynı hikâyeyi sürdüren başka bir sahneye kesilen bir sahne içeren bir videodur. Örneğin, bir sahayı gösteren bir beyzbol oyunu atılır ve vurucu topa çarptığında, kamera saha oyuncusunun oyun yaparken bir atışına geçer. Buna karşılık, "sert sınır", tamamen farklı bir hikâyeye yapılan bir kesintidir, vurduğunuz topun hemen ardından bir reklam filminin kesildiğini hayal edin.
Boston Çocuk Hastanesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın ilk yazarı olan Jie Zheng, iki sınır arasındaki temel farkı açıkladı.
Zheng;“Bu aynı hikâye içinde yeni bir sahne mi yoksa tamamen farklı bir hikaye mi izliyoruz? Anlatının bir klipten diğerine ne kadar değiştiği, bilişsel sınırın türünü belirler” dedi
Araştırmacılar, videoları izlerken katılımcıların beyin aktivitelerini kaydettiler ve aktivitelerini artırarak farklı türdeki sınırlara yanıt veren iki farklı hücre grubunu fark ettiler. "Sınır hücreleri" olarak adlandırılan bir grup, yumuşak veya sert bir sınıra yanıt olarak daha aktif hale geldi. “Olay hücreleri” olarak adlandırılan ikinci bir grup, yalnızca katı sınırlara yanıt verdi. Bu, yeni bir hafızanın yaratılmasının hem sınır hem de olay hücrelerinin aktivitesinde bir zirve olduğunda meydana geldiği teorisine yol açtı; bu, yalnızca katı bir sınırın ardından meydana gelen bir şeydir.
Anıların beyinde nasıl saklanabileceğine ve bunlara nasıl erişilebileceğine ilişkin bir benzetme, fotoğrafların telefonunuzda veya bilgisayarınızda nasıl saklandığıdır. Çoğu zaman, fotoğraflar ne zaman ve nerede çekildiklerine göre otomatik olarak olaylara gruplanır ve daha sonra size o olaydan önemli bir fotoğraf olarak gösterilir. O fotoğrafa dokunduğunuzda veya tıkladığınızda, o belirli olayın detayına inebilirsiniz.
Dr. Rutishauser, "Sınır yanıtı, yeni bir fotoğraf etkinliği oluşturmak gibi düşünülebilir. Hafızayı oluştururken, o etkinliğe yeni fotoğraflar ekleniyor gibi. Sert bir sınır oluştuğunda o olay kapanır ve yenisi başlar. Yumuşak sınırların, tek bir olayda yaratılan yeni görüntüleri temsil ettiği düşünülebilir.”dedi.
Araştırmacılar daha sonra hafıza geri alımına ve bu sürecin sınır ve olay hücrelerinin ateşlenmesiyle nasıl ilişkili olduğuna baktılar. Önemli fotoğrafların olayları tanımlamak için kullanılmasına benzer şekilde, beynin geçmiş anıları “gözden kaçırmak” için işaretler olarak sınır tepelerini kullandığını teorileştirdiler. Beyin tanıdık gelen bir ateşleme düzeni bulduğunda, o olayı “açar”.
Bu teoriyi incelemek için tasarlanmış iki farklı hafıza testi kullanıldı. İlkinde, katılımcılara bir dizi durağan görüntü gösterildi ve az önce izledikleri film kliplerindeki bir sahneden olup olmadıkları soruldu. Çalışma katılımcılarının, yeni bir "fotoğraf" veya "olay" oluşturulduğunda, sert veya yumuşak bir sınırdan hemen sonra meydana gelen görüntüleri hatırlama olasılıkları daha yüksekti.
İkinci test, az önce izledikleri film kliplerinden alınan görüntülerin gösterilmesini içeriyordu. Katılımcılara daha sonra iki görüntüden hangisinin önce göründüğü soruldu. İkisi sert bir sınırın farklı taraflarında meydana geldiyse, muhtemelen farklı “olaylara” yerleştirilmiş oldukları için doğru görüntüyü seçmekte çok daha zor zamanlar geçirdikleri ortaya çıktı.
Bu bulgular, insan beyninin anıları nasıl oluşturduğuna, depoladığına ve bunlara nasıl eriştiğine dair bir bakış sağlıyor. Olay segmentasyonu, hafıza bozukluğu yaşayan insanlarda etkilenebilecek bir süreç olduğundan, bu anlayışlar yeni terapilerin geliştirilmesine uygulanabilir.
Gelecekte, Dr. Rutishauser ve ekibi, bu bulgularla ilgili terapiler geliştirmek için iki olası yola bakmayı planlıyor. Birincisi, ödül mekanizmalarındaki rolleriyle en çok bilinen kimyasal dopamini kullanan nöronlar, sınır ve olay hücreleri tarafından aktive edilebilir ve bu da anıların oluşumunu güçlendirmeye yardımcı olacak olası bir hedefi düşündürür.
Makale:nature.com
