Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Yeni bir araştırma, uzay ve zamanın işlenmesi için beyinde işlevsel bir hiyerarşi olduğunu ortaya koyuyor. Oksipital korteks her ikisini de entegre ederken, parietal korteks karışık mekanizmalar gösteriyor ve frontal korteks bunları farklı nöral popülasyonlarla ayrı ayrı işliyor."
Researchers Unveil How Our Brains Decode Space and Time
SISSA'daki bilişsel nörobilimciler tarafından yapılan araştırma, insan beyninin uzay ve zamanı nasıl işlediğini araştırdı ve bu iki bilgi türünün yalnızca kısmen bağlantılı olduğunu ortaya çıkardı.
Zaman Uzay Kozmos Kavramı
Gecenin içinde yanıp sönen bir ateş böceği sürüsü hayal edin. İnsan beyni, tutarlı bir görsel deneyim oluşturmak için hem süreleri hem de uzamsal konumları hakkındaki bilgileri nasıl işler ve bütünleştirir?
Bu soru, SISSA'nın Bilişsel Sinirbilim grubundan Valeria Centanino, Gianfranco Fortunato ve Domenica Bueti'nin Nature Communications'da yayınlanan araştırmasının odak noktasıydı.
Araştırmaları, insan serebral korteksi içinde işlevsel bir hiyerarşi olduğunu ortaya koyuyor. Görsel bilginin ilk alındığı yer olan beynin arka bölgelerinde mekân ve zaman birlikte işleniyor. Bununla birlikte, işlem parietal ve frontal bölgelere doğru ilerledikçe, bu iki boyut kademeli olarak farklılaşıyor. Çalışmada ayrıca, zamanın temsil edilme şeklinin farklı beyin bölgeleri arasında değiştiği ve bunun da zamansal bilginin korteks boyunca nasıl kodlandığına dair bir değişimi yansıttığı tespit edildi.
Uzay ve zamanın birlikte işlendiği oksipital bölgelerde zaman, süre uzadıkça orantılı olarak daha aktif hale gelen aynı nöral popülasyonun aktivitesinde kodlanır. Bunun yerine, uzay ve zaman arasındaki bağlantının giderek zayıfladığı ve sonunda ortadan kalktığı parietal ve frontal alanlarda zaman, her biri belirli sürelere seçici olarak yanıt veren farklı nöral popülasyonlar tarafından kodlanır.
Parietal alanlarda, bu hiyerarşinin ara bir konumunda, süre kodlama mekanizmaları bir arada bulunur ve zaman ve mekan ya birlikte ya da bağımsız olarak işlenir.
Deney: Farklı Ekran Pozisyonlarında Görsel Uyaranlar
“İnsan beyni hem uzamsal konum hem de süre bakımından değişen görsel bilgileri nasıl işler?”
Araştırmayı yönlendiren soru buydu.
Araştırmanın yazarları, “Uzay ve zamanın bağımsız olarak işlenip işlenmediğini anlamak istedik” diye açıklıyorlar.
Gerçekte neler olabileceğini simüle etmek için, genç sağlıklı katılımcılardan bir ekranda farklı konumlarda farklı sürelerde sunulan görsel bir uyaranın süresini değerlendirmelerini istediler. Bu görev sırasında nöral tepkiler yüksek çözünürlüklü uzaysal manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullanılarak kaydedildi.
Farklı Beyin Alanları, Farklı Kodlama Stratejileri. Arka Korteks: Uzay ve Zaman Birlikte İşlenir
“Keşfettiğimiz şey, insan beyninde uzay ve zaman arasındaki bağlantının sabit olmadığı ve ilgili beyin bölgelerine bağlı olduğudur. Beynimizin arka kısmında, özellikle oksipital görsel kortekste, bağlantı güçlüdür çünkü uzay ve zaman aynı nöronlar tarafından işlenir. Centanino, Fortunato ve Bueti, “görsel girdileri alma konusunda uzmanlaşmış olan bu bölge, uyaranın hem konumuna hem de süresine yanıt verdi: izleme süresi ne kadar uzunsa, bu nöron popülasyonlarındaki beyin aktivitesi de o kadar büyük oldu” diyorlar.
Ön Korteks: Uzay ve Zaman için Ayrı Nöronlar
Ancak ön bölgelerde bu bağlantı ortadan kalkar. Harekete hazırlıkla ilgili ön premotor bölgelerde zaman, görsel uyaranın konumundan bağımsız olarak işlenir. Farklı nöron popülasyonları uzay ve zamanı işler.
Yazarlar ayrıca, “süre, arka alanlara kıyasla farklı şekilde kodlanır. Burada, farklı nöral popülasyonlar tercihen belirli sürelere yanıt verir ve benzer süreleri tercih eden nöral popülasyonlar kortikal yüzeyde bitişiktir ve 'zaman haritaları' olarak adlandırabileceğimiz şeyi oluşturur.” diyorlar.
Ara Korteks: Çeşitli Mekanizmalar
Bu kortikal hiyerarşinin bir ara bölgesinde, özellikle de çeşitli bilgi kaynaklarını entegre etmesiyle bilinen ve işlevsel olarak oksipital ve frontal premotor korteks arasında yer alan parietal kortekste, uzay ve zaman arasındaki ilişki çok yönlüdür.
Üç araştırmacı şöyle diyor: “Bazı nöronal popülasyonlar uyaranın hem konumuna hem de süresine yanıt verirken, diğerleri bu boyutlardan yalnızca birine yanıt verdi. Zamana verilen yanıt, bazı durumlarda oksipital kortekste olduğu gibi monotonikken, diğerlerinde ön bölgelere benzer şekilde belirli süreler için seçicilik gösterdi.”
Zaman İşlemede İşlevsel Bir Hiyerarşi
Centanino, Fortunato ve Bueti, "Bu araştırma, dünya deneyimimizin iki temel yönü olan uzay ve zamanın insan beyninde nasıl işlendiği ve entegre edildiğine dair anlayışımızı geliştiriyor. Dahası, zaman işlemede işlevsel bir hiyerarşinin varlığına ışık tutuyor. Uyaran süresine yönelik çoklu yanıt profillerinin varlığı ve bunların uzamsal işlemeyle olan spesifik ilişkisi, farklı beyin alanlarının zamanın işlenmesi ve algılanmasına belirgin bir şekilde katkıda bulunduğunu göstermektedir." diyorlar.
Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, 29 Ocak 2025, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 02.04.2025, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: Valeria Centanino, Gianfranco Fortunato ve Domenica Bueti, "İnsan görsel hiyerarşisinde uyaran süresi ve mekânsal konum arasındaki nöral bağlantı", 27 Aralık 2024, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-54336-5
- 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.