Araştırmacılar Beynimizin Hatıraları Nasıl Ayırdığını, Depoladığını ve Anımsadığını Kanıtladılar

Araştırmacılar, beyinlerimizde birbirinden ayrık zamanlı hatıraları organize eden iki tür hücreyi belirlediler. Bu buluş, insan beyninin hatıraları nasıl oluşturduğunu ve Alzheimer hastalığı gibi hafıza bozukluğuna dayanan rahatsızlıkların içeriğini anlamamıza yardımcı olabilir. Çalışma, Yaratıcı Nöroteknoloji Geliştirme Girişimi (BRAIN) Projesi aracılığıyla Ulusal Beyin Sağlığı Araştırma Enstitüsü tarafından da desteklendi. Araştırmanın sonuçları Nature Neuroscience adlı dergide yayınlandı.

Ulusal Nörolojik Hastalıklar, Felç ve NIH BRAIN Girişimi Programının direktörü olan Jim Gnadt, PhD konuyla ilgili şunları söyledi: “ Bu çalışma, araştırmacıların insan beyninin nasıl düşündüğüne dair üzerinde çalıştıkları hayat değiştirici bir araştırmaydı. Araştırma, yakın zamanda insan nörobilimini anlamak için primat maymunlar ve kemirgen hayvanlar üzerinde onların düşüncelerini oluşturan nöronların kaydedilmesiyle yapılan çalışmaya da ışık tuttu."

Amerika Birleşik Devletleri’nin Kaliforniya, Los Angeles’taki Cedars-Sinai Tıp Merkezi’nde Nörocerrahi,Nöroloji ve Biyomedikal Bilimler bölümünde Profesör olan Ueli Rutishauser tarafından yürütülen bu çalışma, şu basit ve ilginç soruyla başladı: “Beynimiz hatıraları nasıl oluşturuyor ve organize ediyor?” Bilinçli şekilde yaşadığımız yaşamlarımızı süregiden bir deneyim olarak yaşıyoruz fakat insan davranışları üzerine yapılan bir çalışmaya göre, hayatlarımızda yaşadığımız olayları kişisel, bağımsız ânlar olarak beyinlerimizde depoluyoruz. Bir hatıranın başlangıcını ve sonunu ne belirliyor?  Bu teori, “ Olay Bölünmesi” olarak adlandırılıyor ve bu işlemin insan beyninde nasıl işlediği hakkında çok az bir bilgiye sahibiz.

Araştırmacılar, çalışmada videoları izledikçe katılımcıların beyin aktivitelerini kaydettiler ve farklı türdeki sınırlamalara aktivitelerini arttırarak tepki veren iki ayrı hücre grubu olduğunu keşfettiler. “Sınır Hücresi” olarak adlandırılan birinci grup hücre, yumuşak ya da sert olan sınıra daha aktif bir şekilde tepki verdi. “Olay Hücresi” olarak adlandırılan ikinci grup hücre ise yalnızca sert sınırlara tepki verdi. Bu da, yeni bir hatıranın oluşmasının sert sınırdan sonra hem sınır hem de olay hücrelerinin aktivitelerinin zirveye ulaştığı zaman olduğu teorisini destekler nitelikteydi.

Dr. Rutishauser sözlerine şöyle devam etti: "Sınır tepkisi yeni bir fotoğraf olayını oluşturma gibi düşünülebilir. Siz hatırayı oluşturdukça, sanki o olaya yeni fotoğraflar eklenmektedir. Sert bir sınır oluştuğunda, o olay bitmiştir ve yeni olanı başlar. Yumuşak sınırlar, tek bir olayın içinde oluşturulmuş yeni imajlar gibi düşünülebilir."

Araştırmacılar, daha sonra hatırayı yeniden bulup getirmeyi ve bu işleyişin de sınır ve olay hücrelerinin ateşlenmesiyle bağlantılı olduğunu incelemeye başladılar. Tıpkı kilit resimlerin olayları tespit etmesinde kullanıldığı gibi, bilim adamları da beynin sınır zirvesini geçmiş hatıraları “yüzeyden sıyırma” işaretçisi olarak kullandığı teorisini ortaya attılar. Beyin; benzer ateşleyici modeli bulduğunda, o olayı beynimizde hatıra olarak “oluşturuyor”.

Dr. Rutishauser ve ekibi gelecekte bu bulgulara dayanan terapileri geliştirmek için iki yöntemi ispat etmeyi planlıyor: Birincisi; ödül mekanizmalarındaki rolü çok iyi bilinen, kimyasal Dopamin kullanan nöronların sınır ve olay hücreleri tarafından aktive edildiğinde hatıraların oluşumunu kuvvetlendirdiği. İkincisi, beynin normal iç ritimlerinlerinden biri olan, “Teta Ritmi” olarak bilinen ritmin öğrenme ve hafızayla bağlantılı olduğu. Eğer olay hücreleri o ritimle zamanında ateşlenirlerse, katılımcılar gösterilen imajların sırasını daha kolay bir şekilde hatırlayabilirler. Çünkü Derin Beyin Stimülasyonu (Uyarımı) Teta ritimlerini etkileyebilir ve bu da belirli hafıza bozuklukları olan hastaları tedavi etmek için kullanılan bir yöntem haline gelebilir. 

Çeviren: Esin Tezer

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220307113145.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

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