Nereye gideceğinizi beyin sinyallerine bakarak anlamak mümkün mü? Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (NTNU), Sinirbilim Sistemleri Kavli Enstitüsü’nde araştırmacı olan Hiroshi Ito, yanıtın “Evet” olduğunu söylüyor. Ito, Nature’da bunun nasıl olduğunu anlatan bir makale yayımladı.
Ito ile meslektaşları ve 2014 Nobel Ödüllü danışmanları May-Britt ve Edvard Moser, hayvanların bir yerden bir yere gitme planı yapmasını sağlayan mekanizmanın beyinde özel bir yere sahip olup olmadığını anlamak için özel bir yol tasarladılar. Çalışmaları bu yolun orta prefrontal korteksten talamik çekirdek yoluyla hipokampüse gittiğini doğruladı.
Araştırmacılar bu sinyalin nasıl ilerlediğini daha iyi anlamak için fareleri kullandılar. Hayvanlar, sonsuz işaretini andıran bir labirentte sürekli koşturuldular. “Belirli nöronların farklı güçlerde uyarılması hayvanın seçeceği yolun tahmin edilmesini sağlıyor” diyor Ito.
Fareler labirentte koşarlarken, prefrontal korteksten, talamustan ve hipokampüsten elektrofizyolojik ölçümler alındı. Nöronların, fare tam dönemeçe geldiğinde sağa ya da sola gitme kararını verme anındaki aktiviteleri analiz edildi.
Araştırmacılar talamustan geçerek prefrotal korteks ile hipokampüsün CA1 bölgesine giden yollar olduğunu biliyor. Fakat CA1 bölgesinin, hemen yanındaki CA3 bölgesiyle herhangi bir bağlantısı yok. Bu yüzden araştırmacılar ilk olarak bu iki bölge arasındaki farklılıkları incelediler ve CA1’in herhangi bir seçim için CA3’ten çok daha fazla kod bulundurduğunu buldular.
Aynı şarkıyı söyleyen, ama farklı performanslarda farklı seslerin eşzamanlı olarak daha yüksek çıktığı bir koro gibi, bu kodun şiddeti görülebilir, ama nereden başladığı anlaşılamaz. Bu “koroyu” tanıyan araştırmacılar, frontal kortekste, “koro şefini” aradılar. Seçim yolunun kodunun CA1 bölgesinde bulunduğunu biliyorlardı. Benzer bir kodun talamusun bir bölgesinde (NR), orta prefrontal kortekste (oPFK) bulunan önsingülat ve prelimbik kortekslerde de olduğunu gösterdiler. Sinyalin nerede doğduğunu ve oPFK-NR yolunun katkısını inceleyen araştırmacılar, CA1 bölgesinin seçim yolunun kodlarını, oPFK-NR yolundan gelen bilgi olmadan kaybettiğini buldular. Bu da oPFKveNR’nin “koro şefi” olduğunu gösterir.
“Gitmek istediğimiz yere doğru yapılan hareketin planı, nerede olduğumuzu belirten bir haritadan daha fazlasına ihtiyaç duyuyor” diyor Prof. May-Britt Moser. “Hem o anda nerede olduğumuz, hem de nereye gitmek istediğimiz bilgisine aynı zamanda sahip olmalıyız. Navigasyonda görevli hücreler kesin konumu belirlemek için içeriden ve dışarıdan edindikleri ipuçlarını kullanıyorlar ve sinyalin başlatılmasındaki farklı yoğunluk, sıradaki hareket hakkında bilgi içeriyor.”
Moser bu yoğunluk düzenlemesinin beynin karar veren ve yönetici bölümü olan prefrontal korteksin kontrolü altında olduğunu açıklıyor.
“Bu bulgular hayvanların haritada belirlenmiş bir noktaya nasıl gittiklerini aydınlatmak için de önemli” diyen Moser; “ Elde ettiğimiz veriler talamusun kortikal bölgeler arasındaki uzun mesafe iletişimindeki rolüne ilişkin de kanıt sağlıyor.”
