Beynimizdeki Hatıralar “Parmak İzleri” mizi Oluşturuyor

 

İnsan beyninin engin mimarisi ve yapısı her ne kadar evrensel olsa da; yeni yapılan bir araştırma, insan beyinleri arasında nasıl farklılıklar olduğunu gözler önüne seriyor… Araştırma; insanların yeniden zihinlerinde canlandırdıkları sıradan senaryoların onların beyin aktivitelerinde nasıl gözlemlenebileceğini ve miktarını  gösteriyor. Bu kendine özgü nörolojik işaretler, Alzheimer hastalığı gibi hastalıkları anlamada, onların üzerinde çalışmada ve tedavi etmede kullanılabilir.  

Feng (Vankee) Lin, Ph.D., R.N.; "İnsanlar aynı türden olayları hayal ettiklerinde, her kişi onu farklı hayal eder çünkü herkesin farklı deneyimleri vardır. Araştırmamız; günlük yaşama ait karmaşık bilginin şifresini çözebildiğimizi ve her kişinin hatırladığı deneyime özgün olan nöral “parmak izlerini” tanımlayabildiğimizi ispat edebilmek” şeklinde konuştu. Dr. Lin; ABD, New York’taki Rochester Üniversitesi Nörobilim Enstitüsü’nde doçent doktor ve Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışmanın tezinin de yardımcı yazarı.

Çalışmada araştırmacılar 26 katılımcıdan araba kullanma, düğüne katılma ve dışarıda restoranda yemek yeme gibi sıradan senaryoları hatırlamalarını istediler. Senaryolar kapsamlıydı, böylelikle her katılımcı onu farklı bir şekilde yeniden zihninde canlandırıyordu. Örneğin araştırmacılar gönüllülerden dans etmeyle ilgili bir olayı canlı bir biçimde hatırlamalarını ve tasvir etmelerini istediklerinde, bir kişi dans resitaline katılan kızını izlediğini hatırlarken bir diğeri ise kendini Bar Mitzva (Yahudi dinine göre on üç yaşını dolduran her erkek çocuk dinin gereklerini yerine getirecek olgunluğa erişmiştir) töreninde dans ederken hatırladı.

Katılımcının sözlü tanımlamaları, sözlerin anlamını tahmin eden ve tanımlamanın içeriğinin sayısal tasarımını oluşturan bilgisayımsal (computational) sözel model tarafından eşlendi. Deneklerden hatırladıkları deneyimle ilgili görüşlerini sınıflandırmaları istendi. Örneğin; o deneyim ses, renk, hareket ve farklı duygularla ne kadar ilgiliydi?

Çalışmanın denekleri daha sonra fonksiyonel MR (fMRI)  makinesine bağlandı ve onlardan deneyimi yeniden hayal etmeleri istendi. Araştırmacılar da beynin hangi bölgelerinin aktif hale geldiğini ölçtüler. Fonksiyonel MR verisi ve deneğin sözlü tanımlamaları ve sınıflandırmalarını kullanarak, araştırmacılar kişinin o deneyimle ilişkili beyin aktivite modellerini ayırabildiler.  Örneğin, eğer katılımcı senaryoda kırmızı ışıkta araba kullanmayı hayal ettiyse beyninin hareket ve renkle ilişkili olan o bölgeleri aktif hale geldi. Araştırmacılar, bu veriden yola çıkarak her katılımcının beyninin fonksiyonel modelini onların nörolojik aktivitelerinin özgün işaretini, imzasını (signature) kullanarak oluşturdu. 

Araştırmanın yazarları, bu çalışmanın beynimizin nasıl bir ağla bağlı olduğunu daha iyi anlamamızı sağladığını belirtiyorlar. Araştırmacılar buna ilaveten, belirledikleri birçok anahtar bölgenin bizler yaşlandıkça fonksiyonunun azaldığına ve Alzheimer gibi dejeneratif hastalıklara eğilimli olduğuna işaret ediyorlar. Bulgular; bunama (demans), şizofreni ve depresyon gibi düzensiz hafıza kayıplarıyla ilişkili hastalıkları teşhis etmede ve onların üzerinde çalışmada yardımcı olabilir. Bunların sonucunda da, kişiye özel tedaviler geliştirilebilir ve hangi terapilerin daha etkili olabileceği tahmin edilebilir.

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201120132624.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer

 

 

HER BEYNİN "PARMAK İZİ" VAR

Araştırmacılar, yeni bir imajlama tekniğini kullanarak beyindeki yapısal bağlantıların kişiye özgü olduğunu teyit ettiler.

Carnegie Mellon Üniversitesi'nden bir ekip Difüzyon MR görüntüleme ile beynin temel bağlantılarının haritasını çıkardı ve her kişinin beyin bağlantılarının tamamen kendine özgü olduğunu keşfetti! Bilim adamları, bu haritalandırmayla mükemmele yakın bir doğrulukla kişinin beyin "parmak izini" tespit edebildiler. Sonuçlar PLOS Computational Biology dergisinde yayınlandı.

Çalışmanın ilk yazarı ve Pittsburgh Üniversitesi'nde Nörolojik Cerrahi Asistan Profesörü olan Fang-Cheng (Frank) Yeh, “En heyecan verici kısım, bu yeni metodu var olan veriye uygulayabilmemiz ve orada keşfedilmemiş olan yeni bilgiyi gözler önüne serebilmemiz. Yüksek spesifiklik;  genetik ve çevresel faktörlerin zaman içinde insan beynini nasıl şekillendirdiğini, insan beyninin fonksiyonlarını veya bozukluklarını anlamamız için kapıyı aralıyor ” dedi. Yeh, araştırmayı Carnegie Mello Üniversitesi'nde Psikoloji dalında Doktora sonrası Araştırma Görevlisiyken tamamladı.

Araştırmacılar çalışma için 5 veri setinden 699 beynin lokal konektomunu (beynin içerdiği tüm nöronları ve sinir yollarını gösteren diyagramını) ölçmek için difüzyon MR'ı kullandılar. Lokal konektom, beyin bölgeleri arasındaki bağlantıların aksine  beyindeki tüm beyaz madde yollarıyla beraber nokta bağlantılardan oluşuyor. Araştırmacılar, "Parmak izini" oluşturmak için difüzyon MR'dan veri aldılar ve o veriyi serebral beyaz maddenin lifleriyle birlikte su difüzyonunun dağılımını ölçmek için yeniden yaptılar.

Ölçümler lokal konektomun son derece kişiye özgü olduğunu ve insanı teşhis etmek için kişisel bir işaret olarak da kullanılabileceğini gözler önüne serdi. Her beynin kendine özgü olduğunu test etmek için, ekip 17,000'den fazla kimlik tespit testini inceledi. Neredeyse yüzde 100 doğrulukla, iki lokal konektomun veya beyin "parmak izlerinin" aynı kişiden gelip gelmediğini söyleyebildiler.

Buna ilaveten; tek yumurta ikizlerinin beyin yapısal bağlantı modellerinin sadece yüzde 12'sini paylaştıklarını, beynin kendine özgü olan lokal konektomunun zamanla şekillendiğini, her 100 günde bir ortalama yüzde 13'lük bir oranla değiştiğini keşfettiler. 

Carnegie Mellon Üniversitesi'nde Asistan Psikolog olan Timothy Verstynen, “Bu bize Nöro-bilimde beyindeki bağlantısal modellerin kişiye özgü olduğu tahminimizi doğrulayan bir şey. Bu da şu manaya geliyor: Yaşam deneyimlerinizin pek çoğunun her nasılsa beyninizin bağlantısına yansıdığına. Böylelikle, örneğin sefalet çeken ve aynı patolojik hastalığa sahip insanların paylaştıkları deneyimlerin beyin bağlantılarında nasıl yansıdığına bakmaya başlayabiliriz. Bazı sağlık sorunları için kuvvetli yeni medikal biyo-göstergelere yolu açabiliriz" şeklinde konuştu.  

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-11/cmu-rdw111416.php'den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer