Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Cedars-Sinai araştırmacıları, deneyimi bölümlere ayıran nöronları keşfediyor, sonrasında beynin 'zaman yolculuğuna' ve hatırlamaya yardımcı oluyor."
How the Brain Makes Memories and Uses “Time Travel” To Remember
Cedars-Sinai liderliğindeki bir araştırmada, araştırmacılar, sürekli insan deneyimini daha sonra hatırlanacak farklı bölümlere ayırmada kilit rol oynayan iki tür beyin hücresi keşfettiler. Keşif, bunama ve Alzheimer hastalığı gibi hafıza bozuklukları için yeni tedavilerin geliştirilmesine yönelik bir yol olarak yeni umutlar sağlıyor.
Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilen ve Cedars-Sinai tarafından yönetilen çok kurumlu bir BRAIN Initiative konsorsiyumunun parçası olan araştırma, hakemli dergi Nature Neuroscience'da yayınlandı. Belleğin nasıl çalıştığına ilişkin devam eden araştırmaların bir parçası olarak, Cedars-Sinai'de Nöroşirürji, Nöroloji ve Biyomedikal Bilimler profesörü olan Ueli Rutishauser ve yardımcı araştırmacılar, anılar oluşurken beyin hücrelerinin nasıl tepki verdiğini incelediler.
Araştırmanın kıdemli yazarı Rutishauser, hafızanın insan olarak bizim için temel olduğunu da sözlerine ekliyor: "Hafıza bozukluğundan mustarip birine önemli bir yardım sağlayamamamızın nedenlerinden biri, hafıza sisteminin nasıl çalıştığı hakkında yeterince bilgi sahibi olmamamızdır."
İnsan Beyni Anıları Nasıl Depolar ve Geri Getirir?
İnsan deneyimi süreklidir, ancak psikologlar, insanların davranışlarının gözlemlerine dayanarak, anıların beyin tarafından farklı olaylara bölündüğüne inanırlar, bu kavram olay bölümlendirme olarak bilinir. Rutishauser ve ekibi, ilaca dirençli epilepsili 19 hastayla çalışarak bu süreçte nöronların nasıl performans gösterdiğini incelemeyi başardı.
Araştırmaya katılan hastalar, epileptik nöbetlerinin odağını bulmaya yardımcı olmak için beyinlerine cerrahi olarak yerleştirilmiş elektrotlara sahipti, bu da araştırmacıların, hastalar bilişsel sınırları içeren film klipleri izlerken bireysel nöronların aktivitesini kaydetmesine izin verdi.
Günlük yaşamdaki bu sınırlar nüanslı olsa da, araştırma amacıyla araştırmacılar “sert” ve “yumuşak” sınırlara odaklandılar.
Cedars-Sinai Sinir Bilimi ve Tıp Merkezi ve Sinirbilim Yönetim Kurulu Başkanı, geçici yönetmen Rutishauser, "Yumuşak bir sınırın bir örneği, iki kişinin bir koridorda yürüdüğü ve konuştuğu bir sahne olabilir ve bir sonraki sahnede üçüncü bir kişi onlara katılır, ancak yine de aynı genel anlatının bir parçasıdır" diyor.
Katı bir sınır söz konusu olduğunda, ikinci sahne bir arabaya binen tamamen farklı bir grup insanı içerebilir. Rutishauser, "Sert ve yumuşak sınırlar arasındaki fark, devam eden anlatıdan sapmanın boyutundadır." diyor. “Tamamen farklı bir hikaye mi yoksa aynı hikayeden yeni bir sahne mi?”
Araştırmanın katılımcıları film klipleri izlediğinde, araştırmacılar beyindeki "sınır hücreleri" olarak adlandırdıkları belirli nöronların hem sert hem de yumuşak sınırlardan sonra aktivitelerini arttırdığını kaydettiler. “Olay hücreleri” olarak adlandırılan başka bir nöron grubu, aktivitelerini yalnızca katı sınırlara yanıt olarak arttırdı, yumuşak sınırlara değil.
Rutishauser ve yardımcı araştırmacıları, her iki hücre türü de ateşlendiğinde, sert sınırlardan sonra en yüksek olan sınır ve olay hücrelerinin aktivitesinde zirvelerin, beyni yeni bir hafıza başlatmak için uygun duruma gönderdiğini teorileştiriyorlar.
Rutishauser, "Sınır yanıtı, bilgisayarınızda yeni bir klasör oluşturmaya benzer" diyor. “Daha sonra dosyaları oraya aktarabilirsiniz. Ve başka bir sınır geldiğinde, ilk klasörü kapatır ve bir tane daha oluşturursunuz."
Anıları geri getirmek için beyin, Rutishauser'in “zihinsel zaman yolculuğu için çapalar” dediği sınır zirvelerini kullanır.
Rutishauser, "Bir şeyi hatırlamaya çalıştığınızda, bu beyin hücrelerinin ateşlenmesine neden olur" diyor. "Bellek sistemi daha sonra bu aktivite modelini, sınırlardan kısa bir süre sonra meydana gelen önceki tüm ateşleme zirveleriyle karşılaştırır. Benzerini bulursa o klasörü açar. Birkaç saniyeliğine o noktaya geri dönüyorsunuz ve daha sonra olan şeyler odaklanıyor.”
Araştırmacılar teorilerini test etmek için katılımcılarına iki hafıza testi verdi.
Önce katılımcılara bir dizi durağan görüntü gösterdiler ve onlara izledikleri film kliplerinde bunları görüp görmediklerini sordular. Yeni bir “hafıza klasörü” oluşturulduğunda, katılımcıların sert veya yumuşak bir sınırı yakından takip eden görüntüleri hatırlama olasılıkları daha yüksekti.
Araştırmacılar ayrıca katılımcılara izledikleri film kliplerinden bir çift görüntü gösterdiler ve hangi görüntülerin ilk önce göründüğünü sordular. Katılımcılar, muhtemelen beyin bu görüntüleri ayrı bellek klasörlerine böldüğü için, katı bir sınırın karşıt taraflarında görünen görüntülerin doğru sırasını hatırlamakta güçlük çekiyorlardı.
Rutishauser, olay segmentasyonunu iyileştiren terapilerin hafıza bozukluğu olan hastalara yardımcı olabileceğini söylüyor. "Atmosferdeki bir değişiklik kadar basit bir şey bile olay sınırlarını büyütebilir," diye açıklıyor.
Rutishauser, "Bağlamın etkisi aslında oldukça güçlü" diyor. “Her şeyin tanıdık olduğu kanepenizde değil, daha önce hiç bulunmadığınız yeni bir yerde ders çalışırsanız, materyalin çok daha güçlü bir hafızasını oluşturacaksınız.”
Araştırma ekibi, Boston Çocuk Hastanesi'nden doktora sonrası araştırmacı Jie Zheng, PhD ve sinirbilimci Gabriel Kreiman; Toronto Üniversitesi'nden beyin cerrahı Taufik A. Valiante, MD, PhD; ve Cedars-Sinai'de Nöroşirürji profesörü ve Fonksiyonel Nöroşirürji Programı direktörü Adam Mamelak.
Takip çalışmalarında ekip, sınır ve olay hücrelerinin ateşlendiğinde dopamin nöronlarını aktive ettiği ve hücreler arasında mesaj gönderen bir kimyasal olan dopaminin hafıza oluşumunu güçlendirmek için bir terapi olarak kullanılabileceği teorisini test etmeyi planlıyor.
Rutishauser ve ekibi, bu çalışma sırasında ayrıca, olay hücreleri beynin iç ritimlerinden biriyle zamanında ateşlendiğinde, teta ritminin (öğrenme, hafıza ve navigasyonla bağlantılı tekrarlayan bir aktivite modeli) deneklerin gördükleri görüntülerin sırasını daha iyi hatırlayabildiklerini kaydediyor. Bu, yeni ve önemli bir içgörüdür çünkü teta ritimlerini ayarlayan derin beyin stimülasyonunun hafıza bozuklukları için tedavi edici olabileceğini gösteriyor.
Araştırmanın ilk yazarı Zheng, “Teta ritimlerinin, epizodik hafıza için 'geçici yapıştırıcı' olduğu düşünülüyor” diyor. "Olay hücrelerinin teta ritmiyle eşzamanlı olarak ateşlenmesinin, farklı bellek klasörleri arasında zamana dayalı bağlantılar oluşturduğunu düşünüyoruz."
Cedar- Sinai Medical Center, 26 Mart 2022, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 11.05.2022, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: “Referans: Jie Zheng, Andrea GP Schjetnan, Mar Yebra, Bernard A. Gomes, Clayton P. Mosher, Suneil K. Kalia, Taufik A. Valiante, Adam N. Mamelak, “Nöronlar, insanlarda epizodik anıları yapılandırmak için bilişsel sınırları tespit ediyor”, Gabriel Kreiman ve Ueli Rutishauser, 7 Mart 2022, Nature Neuroscience. DOI: 10.1038/s41593-022-01020-w
Araştırma, U01NS103792 ve U01NS117839 numaralı Ulusal Sağlık Hibeleri Enstitüleri, 8241231216 numaralı Ulusal Bilim Vakfı Hibe ve Brain Canada tarafından finanse edildi.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için, bkz. Araştırmacılar İnsan Beyninin Anıları Nasıl Ayırdığını, Depoladığını ve Geri Getirdiğini Keşfetti.
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.