Araştırmacılar, uyanıklıkla bağlantılı nöronların uyarılmasının, koklear implantlı farelerin melodileri hızlı bir şekilde tanımayı öğrenmelerine yardımcı olduğunu buldu. Sonuçlar, locus coeruleus (LC) olarak adlandırılan bir beyin bölgesindeki aktivitenin, sağır kemirgenlerde işitme algısını geliştirdiğini göstermektedir.
Araştırmacılar, içgörülerin beynin sesi nasıl işlediğini anlamak için önemli olduğunu söylüyor, ancak yaklaşımın insanlara yardımcı olmaktan da çok uzak olduğuna dikkat çekiyor.Koklear implantlarda, şiddetli veya tamamen işitme kaybı olan kişilerde hasar gören koklea adı verilen iç kulak bölgesine yerleştirilen elektrotlar bulunur. Cihaz, akustik sesleri işitsel siniri uyaran elektrik sinyallerine dönüştürür ve beyin işitsel dünyayı anlamlandırmak için bu sinyalleri işlemeyi öğrenir.
İç kulak implantları
Koklear implantı olan bazı kişiler, konuşma tanımayı cihaz yerleştirildikten birkaç saat sonra öğrenirken, diğerlerinde bu süre ayları veya yılları bulabilir. İlk koklear implantlardan birinin geliştirilmesine yardımcı olan Los Angeles’taki Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden Gerald Loeb, “Bu sorun koklear implantların ilk keşfinden beri var ve çözüleceğine dair hiçbir işaret görülmüyor” diyor.
Araştırmacılar, bir kişinin yaşının, işitme kaybının süresinin ve implanttaki işlemci ve elektrotların türünün bu varyasyonu açıklamadığını, ancak beynin farklılıklarının bunun kaynağı olabileceğini öne sürüyorlar. Boston Harvard Tıp Okulu’nda işitsel bir sinirbilimci olan Daniel Polley, “Bu bir tür kara kutu” diyor. Önceki araştırmaların çoğu, koklear cihazı ve implantasyon prosedürünü iyileştirmeye odaklanmıştır. Polley, beynin cihazı kullanma yeteneğini geliştirme girişimlerinin kulak ve beyin arasındaki iletişimi geliştirmenin de bir yolunu açtığını söylüyor.
Bu ilişkiyi keşfetmek için araştırma ekibi 16 fareyi melodilere yanıt vermeleri için eğitti. Hayvanlar, belirli bir melodiyi duyduklarında, bir ödül almak için burunlarını bir kutuya sokuyorlardı. Diğer ezgileri duyduklarında ödül verilmiyordu ve fareler bu durumda, burunlarıyla dürtmemeyi öğrenmişlerdi.
Araştırmacılar daha sonra ameliyatla fareleri sağırlaştırdılar ve hayvanların kulaklarına her biri bir melodiyi kodlayan sekiz elektrotlu bir koklear implant yerleştirdiler. Bir sonraki seferde araştırmacılar bir elektrotu uyardıklarında, hayvan bir yiyecek ödülüyle eşleştirilen bir melodiyi duyacaktı.
Ses ayarları eğitimi
Araştırmacılar, farelerin 15 gün sonra ödül sunan ve vermeyen melodileri ayırt etmeyi öğrendiklerini bildirdiler. LC’deki nöron aktivitesinin, hayvanlar melodilere doğru tepki verdiğinde arttığını ve rastgele tepki verip hata yaptıklarında azaldığını fark ettiler.
LC işitme sisteminin bir parçası olmamasına rağmen, sisteme uyanıklığı artıran nörotransmitter (beyin kimyasalı) noradrenalin sağlar; LC ayrıca biliş, öğrenme ve hafıza ve dikkat konusunda da bir role sahiptir. LC, işitsel sistem ve beynin öğrenme ve dikkat devreleri boyunca noradrenalin saldığında, bu, işitsel sinyallerin öğrenilmesini ve işlenmesini de hızlandırır.
Başka bir testte araştırmacılar, LC’yi bir grup farede uyarırken diğer bir grupta bu uyarıyı vermediler. Uyarılmayan hayvanların görevi yerine getirmesi dokuz gün kadar sürerken, uyarılmış LC’ye sahip olanlar bunu sadece üç günde öğrendi. Froemke, LC’nin hayvanların koklear implantları kullanmasına yardım etmede ne kadar güçlü olduğuna şaşırmıştı. “İmplantı olan her hayvan, gerçekten iyi öğreniyordu.”
İnsanlar için bir fırsat mı
Araştırmacılar, insanlarda LC’yi aktive etmenin tehlikeli olabileceği konusunda uyarıyorlar. Bölge, birçok beyin bölgesine sinyaller gönderirken savaş ya da kaç tepkisini düzenler. İlk çok kanallı koklearı geliştiren ve Graeme Clark Enstitüsü’nde kulak burun boğaz uzmanı olan Graeme Clark; insanlarda LC’yi uyarmanın “kan basıncını ve kalp atış hızını artıracağını ve diğer otonomik tepkileri indükleyeceğini söylüyor. “Bunun yapmaya değer bir şey olduğunu kanıtlamak için bir dizi deney yapmamız gerekecek” diye de ekliyor.
Yine de Clark, beyin devrelerini cihazla çalıştırmak için başka yolların da olduğunu; örneğin nörotransmiterleri koklear seviyede tanıtmanın çok daha güvenli olduğunu da belirtiyor.
Froemke ise, gelecekte, işitme algısını iyileştirmek için teknolojileri kullanan araçların, insanların kendilerini eğitmek için kullanabilecekleri bir koklear implanta bağlanabileceğini söylüyor.
