İnsan hafızasının önemli bir yönü, belirli anıları, herhangi bir ortamda meydana gelen geniş deneyimler dizisinden bir araya getirme yeteneğidir. Örneğin, birçok kez ziyaret ettiğiniz bir şehir için turizm güzergahı önermeniz istenirse, beyniniz bir şekilde, belirli anıları seçici bir şekilde hatırlamanızı ve farklı seyahatlerinizdeki yanıtları ayırt etmenizi sağlar.
Columbia Engineering ‘teki nöro-mühendislerin öncülüğünde bir ekip, insan beynindeki her bir nöronun hatırlama sırasında belirli hatıraları hedeflediğine dair ilk kanıtı buldu. Beyinlerine elektrot yerleştirilmiş beyin cerrahisi hastalarında kayıtları incelediler.
Ayrıca sanal-gerçeklik (VR) nesne-yer hafızası görevi yaparken hastaların beyin sinyallerinin davranışlarına nasıl karşılık verdiğini incelediler. Araştırmacılar, etkinlikleri mekansal olarak belirli nesnelerle karşılaştıklarında hatırladıkları konuma ayarlanmış olan “hafıza izleme hücreleri” ni belirledi. Çalışma bugün Nature Neuroscience ‘da yayınlandı.
Biyomedikal mühendisliği profesörü Joshua Jacobs, “Bu hafıza izlemeli nöronları öncelikle, Alzheimer hastalığının başlangıcından etkilenen beynin ilk bölgelerinden biri olan entorinal kortekste (EC) bulduk” diyor. “Bu nöronların aktivitesi, bir kişinin hatırlamaya çalıştığı şeyle yakından ilişkili olduğu için, aktivitelerinin Alzheimer gibi hastalıklar tarafından kesilmesi, hafıza eksikliklerine yol açması mümkündür.”
Ekip, nadir görülen bir fırsattan yararlanarak nöronların aktivitesini ölçmeyi başardı: Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi de dahil olmak üzere birçok hastanede 19 beyin cerrahisi hastasının beyninden örnekler alındı. Hastalar ilaca dirençli epilepsiye sahipti ve bu nedenle klinik tedavileri için beyinlerine implante edilmiş kayıt elektrotları vardı.
Araştırmacılar ilgi çekici ve sürükleyici bir şekilde VR bilgisayar oyunları olarak deneyler tasarladılar ve hastalar dizüstü bilgisayarları ve el kumandalarını kullandılar. Görevi yaparken, denekler dört farklı nesnenin yerlerini öğrenmek için önce çevrede gezindi. Daha sonra araştırmacılar nesneleri çıkardılar ve hastalardan çevreyi dolaşmalarını ve her bir denemede belirli bir nesnenin yerini işaretlemelerini istedi.
Mekansal Olarak Ayarlanmış Nöronlar
Ekip, hastalar çevrede ilerledikçe ve hafıza hedeflerini belirlerken nöronların aktivitesini ölçtüler. Başlangıçta, deneklerin hafıza hedefi ne olursa olsun, hastalar belirli yerlerden geçtiğinde her zaman aktif olan “yer hücrelerine” benzer şekilde tamamen mekansal olarak ayarlanmış nöronları belirlediler.
Jacobs’ın doktora öğrencisi Salman E. Qasim, “Bu nöronlar yalnızca kişinin GPS konumundaki mekansal konumuyla ilgileniyor gibiydi” diyor.
Ancak araştırmacılar, diğer nöronların yalnızca hastanın bu hatırlamayı hatırladığı hafıza ile ilgili yerlerde aktive olduğunu da fark ettiler. Hastalara hatırlama için farklı bir nesne hedeflemeleri istendiğinde, bu nöronlar yeni hedefin hatırlanan konumuna uyacak şekilde aktivitelerini değiştirdiler.
Jacobs ve Qasim’i özellikle heyecanlandıran şey, bir hastanın bu nöronların aktivitesine dayanarak hedeflediği spesifik belleği çözebilmeleri.
“Çalışmamız insan beynindeki nöronların hatırlayacağımız deneyimleri takip ettiğini ve etkinlik modellerini hatıralar arasında farklılık gösterebilecek şekilde değiştirebildiğini gösteriyor. Google haritasındaki önemli olaylar için hatırladığınız yerleri işaretleyen işaretçilere benziyor, “Qasim diyor.
Jacobs ve Qasim, bu nöronların, hafıza fonksiyonlarındaki rollerini daha iyi karakterize etmek için mekansal olmayan bağlamlardaki anıları temsil ettiğini gösteren kanıtları aramayı planlıyor. Qasim, “Artık nöronların anılarımızın nerede gerçekleştiğini umursadıklarını biliyoruz ve şimdi bu nöronların bu anların diğer özellikleriyle ilgilenip ilgilenmediklerini görmek istiyoruz.”
Bunlar da ilginizi çekebilir:
- Basit ilaç kombinasyonu komşu hücrelerden yeni nöronlar yaratıyor
- Bilinç Neden Açıklanamıyor? Çağımızın en büyük bilimsel mücadelesi.
- Zamanı Saklayan Beyin Hücreleri Sonunda Keşfedilmiş Olabilir
Çeviri: Ülkü Güngör
