Bilim İnsanları, Beynin Hafıza Merkezindeki Gizli Katmanları Keşfetti

 Hipokampüste yeni keşfedilen dört katmanlı bir plan, bilim insanlarının hafıza ve nörolojik hastalıklara ilişkin anlayışlarını değiştiriyor…

Bilim insanları, beynin hafıza, yön bulma ve duygu merkezlerinden biri olan hipokampal CA1 bölgesinin içinde gizlenmiş şaşırtıcı dört katmanlı bir yapıyı keşfettiler. Gelişmiş RNA görüntüleme teknikleri kullanan ekip, on binlerce nörondan 330.000'den fazla genetik sinyali haritalayarak, hipokampüs boyunca uzanan net ve değişken hücre tipi bantlarını meydana çıkardı. Bu katmanlı organizasyon, CA1'in farklı bölümlerinin neden farklı davranışları desteklediğini ve Alzheimer hastalığı ve epilepsi gibi hastalıklarda bazı nöronların neden daha kolay parçalandığını açıklamaya yardımcı olabilir.

Amerika Birleşik Devletleri, USC Keck Tıp Fakültesi'ndeki Mark ve Mary Stevens Nörogörüntüleme ve Bilişim Enstitüsü'ndeki (Stevens INI) araştırmacılar; beynin öğrenme ve hafıza için önemli bölgelerinden birinde daha önce hiç fark edilmemiş bir organizasyonel örüntüyü (Örüntü: Belli bir kurala göre devam eden sayı ya da şekil dizisi) ortaya çıkardılar. Nature Communications (6 Aralık 2025) dergisinde bildirilen bulgulara göre, bir farenin hipokampüsünün CA1 bölümü dört ayrı özel hücre tipi katmanından oluşuyor. Hipokampüs; hafıza oluşturmada, mekansal navigasyonu yönlendirmede ve duyguları etkilemede önemli bir rol oynuyor ve bu katmanların keşfi, bilginin beynin bu bölümünde nasıl hareket ettiğine dair yeni bilgiler sağlıyor. Ayrıca, bazı hücre tiplerinin Alzheimer hastalığı ve epilepsi gibi durumlarda neden özellikle savunmasız olduğuna dair ipuçlarını da sunuyor.

Çalışmanın kıdemli yazarı ve Fizyoloji, Sinirbilim ve Biyomedikal Mühendisliği Yardımcı Doçenti Dr. Michael S. Bienkowski, konuyla ilgili şunları söyledi: "Araştırmacılar uzun zamandır hipokampüsün CA1 bölgesinin farklı kısımlarının öğrenme ve hafızanın farklı yönlerini yönettiğinden şüpheleniyorlardı, ancak altta yatan hücrelerin nasıl düzenlendiği net değildi" dedi. Bienkowski, sözlerini şöyle tamamladı: “Çalışmamız, CA1 nöronlarının, her biri benzersiz bir moleküler imzayla tanımlanan farklı bir nöron tipini temsil eden dört ince, kesintisiz bant halinde düzenlendiğini gösteriyor. Bu katmanlar sabit değil; bunun yerine, hipokampüs boyunca ince bir şekilde kayıyor ve kalınlıkları değişiyor. Bu kayma örüntüsü, CA1'in her bir bölümünün kendi nöron tipi karışımını içerdiği anlamına geliyor ve bu da farklı bölgelerin neden farklı davranışları desteklediğini açıklıyor. Bu aynı zamanda, Alzheimer hastalığı ve epilepsi gibi durumlarda belirli CA1 nöronlarının neden daha savunmasız olduğunu da açıklayabilir: Bir hastalık belirli bir katmanın hücre tipini hedef alıyorsa, etkiler CA1'de o katmanın hangi hücre tipini en belirgin olarak etkilediğine bağlı olarak değişecektir.”

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251206030752.htm’den alıntı yapılarak çevrilmiştir.

Çeviren: Esin Tezer

 

Nörobilimciler Olayların Zamanlamasını Kodlayan Beyin Devresini Tespit Ettiler

 

Keşifler, Hipokampal devrenin hatıraların zaman akışını devam ettirmemize yardımcı olduğunu ileri sürüyor.

Yeni bir olayı deneyimlediğimizde, beynimiz sadece o hatıranın ne olduğunu değil; olayın zaman ve yeri de dâhil olmak üzere içeriğini de kaydeder. ABD, MassachusettsTeknoloji Enstitüsü’nde (MIT’de) yapılan yeni bir araştırma, hatıranın zamanlamasının beyindeki Hipokampus’de nasıl kodlandığına ışık tutuyor, zaman ve mekânın beynimizde ayrı olarak kodlandığını ileri sürüyor!

Fareler üzerindeki çalışmalarda araştırmacılar, onlar labirentin içindeyken ne zaman sol veya sağa döneceklerinin bilgisini depolayan bir Hipokampal devreyi tespit ettiler. Bu devre, bloke olduğunda fareler bir sonraki adımlarında nereye dönmeleri gerektiğini hatırlayamadılar. Fakat o devrenin bozulmasına yol açmak, nerede olduklarına dair olan hatıraya zarar vermedi. Araştırmacılar böylelikle sonuçların, yeni hatıraları oluşturmaya başladığımızda beyindeki farklı popülasyondaki nöronların zaman ve mekân bilgisini kodladığını iddia ettiğini söylüyorlar.

MIT Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü’nde araştırmacı bilim adamı ve çalışmanın öncü yazarı olan Chris MacDonald,  “Yeni bir görüş var, o da “Mekân Hücreleri” ve “Zaman Hücreleri” nin bilgiyi Hipokampus’a haritalandırarak hatıraları organize ettikleri görüşü” şeklinde konuştu. Picower Enstitüsü’ndeki RIKEN-MIT Nöral Devre Genetiği Laboratuarı’nda Biyoloji ve Nörobilim Profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı olan Susumu Tonegawa, bu hafta Ulusal Bilimler Akademisi konferansına katıldı.  

Zaman ve Mekân

50 yıl kadar önce bilim adamları beynin Hipokampus bölgesinin belirli mekânların hatıralarını kodlayan nöronları içerdiğini keşfettiler. “Mekân Hücreleri” olarak bilinen bu hücreler, belirli bir hatıranın içeriğinin parçası haline gelen bilgiyi depoluyorlar. Hatıranın ciddi içeriği ise zamanlama. 2011 yılında MacDonald ve Boston Üniversitesi’nde Psikoloji ve Beyin Bilimleri Profesörü olan merhum Howard Eichenbaum, Hipokampus’un “CA1” olarak adlandırılan kısmında zaman kaydını tutan hücreleri keşfettiler.

Araştırmacılar, yaptıkları yeni araştırmada ise beynin diğer hangi bölgelerinin “CA1” zamanlama bilgisini besleyebileceğini araştırmak istediler. Yakın zamanda yapılan bazı araştırmalar “CA2” olarak adlandırılan, Hipokampus’un yakınındaki kısmın zamanın kaydını tuttuğunu ileri sürüyor. “CA2”, Hipokampus’un üzerinde çok fazla çalışılmamış olan küçük bir bölgesi fakat “CA1” bölgesiyle güçlü bağlantılara sahip olduğu görüldü.

Araştırmacılar,“CA2” ve “CA1” arasındaki bağlantılar üzerinde yaptıkları çalışmada “CA2” bölgesindeki nöronların aktivitelerini kontrol etmek için ışık kullanabilecekleri “tasarlanmış fare modelini” kullandılar. Fareleri labirentin içinde koşarken sırayla sola ve sağa dönerlerse ödül kazanacakları sekiz rakamı-labirentin içinde koşmaları için eğittiler. Fareler her bir deneme arasında 10 saniye kadar koşu bandında koştular ve bu zaman zarfında daha önceki denemelerinde hangi yöne döndüklerini hatırlamak zorundaydılar. Böylelikle, bir sonraki denemelerinde ters yöne dönebileceklerdi. Fareler koşu bandının üzerindeyken araştırmacılar “CA2” aktivitesini durdurdular. Bunun sonucunda da farelerin bir şey yapamadıklarını, daha önceki denemede ne yöne döndüklerini artık hatırlamadıklarını keşfettiler. MacDonald sözlerine şöyle devam etti: “ Hayvanlar normal bir şekilde görevlerini yerine getirdiklerinde “CA1”de bu geçici kodlama evresini işaretleyen hücreler dizisi var. “CA2”yi engellediğinizde (inhibe ettiğinizde) ise “CA1”in geçici kodlaması daha az hassas hale geliyor ve zamanı birbirine karıştırmaya başlıyor. Kısacası istikrarsız hale geliyor, onlarla bağlantı kuruyor ve görevi yerine getirmede başarısız oluyor.”         

Hafıza Devreleri

Araştırmacılar, fareler labirentte koşarlarken  “CA2” nöronlarını uyarmak için ışık kullandıklarında farelerin nerede olduklarını hatırlamalarını sağlayan “CA1” Mekân Hücreleri’nin az bir etkiye sahip olduğunu keşfettiler. MacDonald, sözlerini şöyle tamamladı: “Sonuçlar, mekânsal ve zamanlama bilgisinin tercihen Hipokampus’un farklı kısımlarında kodlandığını ileri sürüyor. Hafızamızda depoladığımız bilgi, çok farklı zaman dilimlerindeki olayların sıralı düzenini muhafaza ediyor ve bunu nasıl yapabildiğimizi de gerçekten çok merak ediyorum!”    

MIT nörobilim adamları, Hipokampus’un “CA2” bölgesindeki “Piramit Hücreler”in kritik zamanlama bilgisini depoladığını da keşfettiler!

Çeviren: Esin Tezer

https://www.lifescience.net/news/3618/neuroscientists-identify-brain-circuit-that-encode/’dan alıntı yapılarak çevrilmiştir.