Ana sayfa 143. Sayı Yeni bir araştırma: Beynimiz algılarımıza nasıl hükmediyor?

Yeni bir araştırma: Beynimiz algılarımıza nasıl hükmediyor?

148
PAYLAŞ

Çeviren: Eray Koç

Biliminsanları, duyulan sesler anlamsızlaştığı ve uzaktaki nesnelerin görüntüsü bulanıklaştığı zaman, bu zayıf ve belirsiz girdilerin insan beyninde farklı algılara neden olduğunu uzun süredir bilmektedir. Nature Neuroscience dergisinin Aralık sayısında yayımlanan yeni bir çalışmada, bu farklılıkların nasıl meydana geldiğini açıklamak için bir farenin beyinsel aktivite ve süreçleri inceleniyor.

John Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi Sinir Bilimleri Öğretim Üyesi Daniel O’Connor, günlük yaşamın her anında düşük şiddetli dış uyaranları deneyimlediğimizi söylüyor. “Birisi bana mı seslendi? Sigara kokusu alıyor musun? İleride görünen şey çöl mü, serap mı?” gibi.

Beynimiz algılar aracılığıyla düşük şiddetli bilgilere maruz kaldığında, bunları farklı yollardan açıklamaya, algıların sonuçlarını anlamlandırmaya çalışmaktadır.

O’Connor ve ekibi fare bıyığının gıdıklanmasına dayalı, birçok hayvanda yaygın olarak bulunan basit bir model oluşturdu. O’Connor farelerin bu düşük şiddetteki uyaranları bazen algıladıklarını, bazen de algılamadıklarını ve bunun nedenini merak ettiklerini söylüyor.

Araştırmacılar, fareleri hangi zamanlarda gıdıklandıklarını tespit edebilmek için eğittiler. İlk olarak fareyi bir su kaynağının yanına yerleştirdiler. Farenin bıyığı gıdıklandıktan sonra ödül olarak bir miktar su verdiler, gıdıklamadıkları sürede de su vermeyi kestiler. Böylece fare sadece bıyığının gıdıklanması ile su alabileceğini öğrendi.

Sinir hücrelerinin aktifliğini gösterebilmek amacıyla tasarlanmış bir protein yardımıyla yüksek çözünürlüklü mikroskop kullanarak, beynin dokunma hissinden sorumlu sinir hücrelerinin yer aldığı bölgelerini gözlemlediler. Elde edilen sonuçları, diğer hayvanların yalamaya karşı verdikleri tepkilerle karşılaştırarak eşleştirdiler. Primatlar üzerinde yapılan çalışmalar, beynin algıları ve dış uyaranları kontrol eden serebral korteks bölgesinin fareler için de aynı şekilde çalıştığını gösterdi.

Farenin gıdıklanarak düzenli bir biçimde uyarana maruz kaldığı ve kaynaktan suyu yaladığı süre boyunca, korteksteki aktivite gıdıklanmanın yani uyaranın olmadığı duruma göre, daha yüksek seviyelerde görünmekte. O’Connor,  korteksin uyarana karşı verdiği cevabın, uyaranın aynı olmadığı durumda da hep aynı kaldığını; bunun hayvanların su yalamasıyla ilintili olduğunu söylüyor. Peki, uyaranın aynı olması durumunda, uyarana verilen cevap neden farklılaşıyordu?

Araştırmacılar yanıtı bulabilmek için aktivite sırasında bıyıkları tek tek birbirine bağlayan nöronları inceleme altına aldı. Bu nöronlar uyarandan bağımsız olarak gıdıklamaya karşı eşit şiddette karşılık vermek için bir arada çalışmaya başladı. Bu nöronlar gıdıklamaya karşı cevap vermek için ilk ateşlenenlerdi, bununla birlikte sinyal beyin sapından beynin diğer bir bölümü olan talamusa doğru hareket etmeye başladı. Araştırma takımı bu aktivitenin tekrarlanması sırasında, nöron aktivitesindeki yoğunluk artışını gözlemlediler. Çok küçük ve kısa görünen cevabın, kortekste görülen büyük ve uzun cevap sinyallerini tetiklemekten sorumlu olduğunu düşündüler.

Bu iki sinyal yolu arasındaki bağıntıya dair resmi daha detaylı ve açık görebilmek için talamustan kortekse yollanan sinyalleri ışın demeti ile güçlendirdiler, fakat daha parlak ışık oluşmasına rağmen, kortekste düşük şiddetteki tepe noktaları görünmekte ve farenin bıyıklarının gıdıklamaya karşı tepki vermesine yardım edememektedir.

Son olarak, bu çeşitliliğin nedenini görebilmek adına korteksi tekrar incelemeye koyuldular. Bir önceki deneylerinde odaklandıkları bölge korteksin birincil algılama alanıydı (S1). Daha derinlemesine incelediklerinde, algılama ve düşünmeye dair nöronların yüksek oranda karışmış bulunduğunu gördüler. S2 nöronlarından S1 nöronlarına doğru olan bu tersine hareketi inceledikleri esnada, hayvanın tahmini ve algılamasıyla değişebilen yollara, yani kıvrımlara rastladılar.

O’Connor S1 bölgesindeki aktivitenin S2 bölgesi tarafından şekillendirildiğini ve algılarımızın sadece sadece dış uyarana değil, aynı zamanda önceki deneyimlerimize ve beynin o anki haline de bağlı olduğunu gösterdiğini belirtmektedir. S2 sinyalindeki farklılaşmanın tespiti ve ölçümü için, çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu söylemektedir.