Güçlü anılar, senkronize olarak bir arada çalışan nöron grupları tarafından kodlanıyor. Neden yıllardır görmediğiniz en yakın çocukluk arkadaşınızın ismini kolayca hatırlayabiliyorken bir süre önce tanıştığınız bir kişinin ismini unutuyorsunuz? Başka bir deyişle, neden bazı anılar on yıllarca sabit kalırken, bazıları dakikalar içinde kayboluyor? Fare modellerini kullanan Caltech araştırmacıları, güçlü ve sabit anıların, senkronize olarak uyarılan nöron grupları tarafından kodlandığını belirlediler, bu anılar zaman içinde kalıcı olmalarını sağlayan yedek nöronlarda kodlanıyor. Araştırma, hafızanın felç veya Alzheimer hastalığı gibi bir beyin hasarından nasıl etkilenebileceğini anlama konusunda bazı çıkarımlar içeriyor.
Çalışma, biyoloji profesörü Carlos Lois’in laboratuvarında yapıldı ve Science dergisinde 23 Ağustos’ta yayımlanan bir makalede anlatıldı. Lois aynı zamanda Caltech’teki Tianqiao ve Chrissy Chen Sinirbilimi Enstitüsü’ne bağlı bir öğretim üyesi. Doktora sonrası biliminsanı Walter Gonzalez liderliğindeki ekip, farelerin yeni bir yer öğrendiklerindeki ve hatırladıklarındaki sinirsel faaliyetlerini inceleyecek bir test geliştirdi. Testte bir fare, beyaz duvarlı yaklaşık 152 cm uzunluğundaki düz bir muhafaza içine yerleştirildi. Farklı semboller duvarlar boyunca farklı konumları işaretliyordu; örneğin, en sağ uca yakın kalın bir artı işareti ve merkeze yakın açılı bir eğik çizgi. Pistin her iki ucuna şekerli su yerleştirildi. Araştırmacılar fareler mekânı keşfederken, hipokampüslerindeki (yeni anıların oluşturulduğu beynin bölgesi), yerler için kodlandığı bilinen belirli nöronların aktivitesini ölçtüler.
Bir hayvan başlangıçta piste yerleştirildiğinde, ne yapacağından emin değildi ve şekerli suya rastlayana kadar sağa sola amaçsızca dolaştı. Bu durumlarda, fare duvardaki bir sembolü fark ettiğinde, tek nöron aktifleşti. Ancak yolla ilgili birçok deneyimin ardından, fare ona aşina oldu ve şekerlerin yerlerini hatırladı. Fare daha aşina hale geldikçe, duvardaki her bir sembolü gördüğünde daha fazla nöron senkronize olarak aktifleşti. Temel olarak fare, her bir sembole göre nerede olduğunu biliyordu.
Anıların zaman içinde nasıl azaldığını incelemek için araştırmacılar fareleri pistten 20 gün kadar uzak tuttu. Bu aradan sonra piste geri döndüklerinde, daha fazla sayıda nöron tarafından kodlanan güçlü anılar oluşturan fareler bu görevi çabucak hatırladı. Bazı nöronlar farklı aktivite göstermiş olsa da, büyük nöron gruplarının aktivitesi analiz edilirken farenin pist hafızası açıkça tanımlanabildi. Başka bir deyişle, nöron gruplarının kullanılması, beynin yedek nöron sahibi olmasını sağlıyor ve orijinal nöronların bazıları sessiz kalsa veya zarar görse bile anılar hatırlanıyor. Gonzalez bu durumu şöyle açıklıyor: “Anlatacak uzun ve karmaşık bir hikâyeniz olduğunu düşünün. Hikâyeyi korumak için, beş arkadaşınıza anlatabilir ve daha sonra hikâyeyi yeniden anlatmak ve bir bireyin unutmuş olduğu boşlukları doldurmasına yardımcı olmak için ara sıra hepsiyle bir araya gelebilirsiniz. Ek olarak, hikâyeyi her yeniden anlattığınızda, öğrenmesi için yeni arkadaşlar getirebilir ve böylece onu korumaya ve hafızayı güçlendirmeye yardımcı olabilirsiniz. Benzer bir şekilde, nöronlarınız da zaman içinde devam edecek olan anıları kodlamak için birbirlerine yardım eder.”
Hafıza insan davranışları için çok temeldir; hafızadaki herhangi bir bozulma günlük yaşamımızı ciddi şekilde etkileyebilir. Normal yaşlanmanın bir parçası olarak ortaya çıkan hafıza kaybı yaşlılar için önemli bir engel olabilir. Ayrıca, başta Alzheimer olmak üzere birçok hastalığın neden olduğu hafıza kaybı, akrabaları tanımak veya eve dönüş yolunu hatırlamak da dahil olmak üzere en temel rutinlere müdahale edebilecek yıkıcı sonuçlar doğurmaktadır. Bu çalışma, yaşlandıkça hatıraların daha çabuk kaybolacağını, çünkü bir hatıranın daha az nöron tarafından kodlandığını ve bu nöronların herhangi birinin başarısız olması durumunda hafızanın kaybolduğunu göstermektedir. Çalışma, bir gün; bir anıyı kodlamak için daha fazla sayıda nöron takviyesini sağlayabilecek tedavilerin tasarlanmasının hafıza kaybını önlemeye yardımcı olabileceğini göstermektedir.
Lois ekliyor: “Yıllarca insanlar, bir eylem ne kadar çok uygulanırsa, bunu daha sonra hatırlanma şansının o kadar artacağını düşündüler. Şimdi bunun muhtemel olduğunu düşünüyoruz, çünkü bir eylemi ne kadar fazla uygularsanız, eylemi kodlayan nöronların sayısı o kadar yüksek olur. Bellek depolama konusundaki geleneksel teoriler, belleği daha sabit hale getirmenin, bireysel bir nöronla bağlantının güçlendirilmesini gerektirdiğini söylemektedir. Sonuçlarımız aynı anıyı kodlayan nöronların sayısının arttırılmasının anının daha uzun süre dayanmasını sağladığını gösteriyor.”
Makale “Zaman ve hasar üzerinden hipokampüsteki nöronal rollerin kalıcılığı” başlığını taşımaktadır. Gonzalez ve Lois’in yanı sıra ortak yazarlar, lisans öğrencisi Hanwen Zhang ve laboratuvar teknisyeni Anna Harutyunyan’dır. Araştırma fonu Amerikan Kalp Birliği, Della Martin Vakfı, Burroughs Wellcome Fonu ve Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve Felç Enstitüsü’nden hibeyle sağlanmıştır.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190823140729.htm
