Hollanda Groningen Üniversitesi’nde Hafıza ve Uyku Sinirbilimi doçenti olan Havekes ve ekibi, uyku yoksunluğunun hafıza süreçlerini nasıl etkilediğini kapsamlı bir şekilde inceledi. Havekes, “Daha önce bir uyku yoksunluğu döneminde bellek süreçlerini desteklemenin yollarını bulmaya odaklanmıştık” diyor. Ancak ekibi, son çalışmasında uyku yoksunluğunun bir sonucu olarak ortaya çıkan amnezinin, bilgi kaybının doğrudan bir sonucu mu yoksa yalnızca bilgi alma güçlüklerinden mi kaynaklandığını inceledi. “Uyku yoksunluğu hafıza süreçlerini baltalar, ancak her öğrenci sınav sırasında kaçırdıkları bir cevabın saatler sonra ortaya çıkabileceğini bilir. Bu durumda, bilgi aslında beyinde saklanıyor, ancak geri alınması çok zor.”
Hipokampus
Havekes ve ekibi bu soruyu ele almak için optogenetik bir yaklaşım kullandılar: Genetik teknikleri kullanarak, bir öğrenme deneyimi sırasında aktive olan nöronlarda seçici olarak ışığa duyarlı bir proteinin (channelrhodopsin) üretilmesine neden oldular. Bu çalışma, bu hücrelere ışık tutarak belirli bir deneyimi hatırlamayı mümkün kıldı. Havekes, “Uyku yoksunluğu çalışmalarımızda, bu yaklaşımı beyindeki uzamsal bilginin ve gerçek bilginin depolandığı alan olan hipokampustaki nöronlara uyguladık” diyor.
İlk olarak, genetiği değiştirilmiş farelere, büyük ölçüde hipokampustaki nöronlara dayanan bir süreç olan, bireysel nesnelerin yerini öğrenmeleri gereken bir uzamsal öğrenme görevi verildi. Fareler daha sonra aynı görevi günler sonra yapmak zorunda kaldılar, ancak bu sefer bir nesneyle yeni bir yere taşındı. İlk seanstan birkaç saat önce uykudan mahrum bırakılan fareler, bu uzamsal değişikliği tespit edemediler, bu da orijinal nesne konumlarını hatırlayamadıklarını gösteriyor. Havekes, “Ancak, başlangıçta bu bilgiyi ışıkla depolayan hipokampal nöronları yeniden etkinleştirdikten sonra onları göreve yeniden dahil ettiğimizde, orijinal konumları başarıyla hatırladılar” diyor. “Bu, uyku yoksunluğu sırasında bilginin hipokampüste depolandığını, ancak stimülasyon olmadan alınamadığını gösteriyor.”
Hafıza sorunları
Reaktivasyon sırasında yola çıkan moleküler yol, astım veya KOAH’lı hastalar tarafından kullanılan roflumilast ilacı tarafından da hedeflenir. Havekes: “İkinci testten hemen önce uykudan mahrum bırakılırken eğitilen farelere roflumilast verdiğimizde, tıpkı nöronların doğrudan uyarılmasıyla olduğu gibi hatırladılar.” Roflumilast’ın insanlarda kullanımı zaten klinik olarak onaylandığından ve beyne girdiği bilindiğinden, bu bulgular, insanlarda ‘kayıp’ anılara erişimi geri yüklemek için uygulanıp uygulanamayacağını test etmek için yollar açar.
Beyinde daha önce tahmin ettiğimizden daha fazla bilginin bulunduğunun ve bu “gizli” anıların yeniden erişilebilir hale getirilebileceğinin keşfi — en azından farelerde — her türlü heyecan verici olasılığın kapısını açıyor. Havekes, “Yaş kaynaklı hafıza sorunları veya erken evre Alzheimer hastalığı olan kişilerde roflumilast ile hafıza erişilebilirliğini teşvik etmek mümkün olabilir” diyor. “Ve belki farelerde başarılı bir şekilde yaptığımız gibi, belirli anıları yeniden kalıcı olarak geri alınabilir hale getirmek için yeniden etkinleştirebiliriz.” Bir deneğin nöronları, bir anıyı ‘yeniden yaşamaya’ çalışırken veya bir sınav için bilgileri gözden geçirirken ilaçla uyarılırsa, bu bilgi beyinde daha sıkı bir şekilde birleştirilebilir. “Şimdilik, bunların hepsi spekülasyon elbette, ama bunu zaman gösterecek.”
Havekes “Benim ilgim, tüm bu süreçlerin altında yatan moleküler mekanizmaları çözmekte yatıyor” diye açıklıyor.
Kaynak: Science Daily