Özet: Medial temporal lob ve temporal korteks arasındaki karşılıklı dalgalanmalar, hafızadaki bir bilginin başarılı biçimde geri çağırılması öncesinde geliştirilir.
Bir ses, bir koku, bir kelime hepimizin aklını geçmiş deneyimlerin anılarıyla doldurabilir. Ulusal Sağlık Enstitülerindeki araştırmacılar epilepsi hastalarıyla bir çalışma yaptılar. Olayları hatırlamadan önce çok kısa bir süre boyunca beynimizin anıları saklamaya ve başarılı bir şekilde geri çağırmaya yardımcı olan kısımları arasında dalgalanma (ripple –> frekansı 80-200Hz arasında olan dalgalar) denilen elektrik dalgalarının aktığını buldular.
Ulusal Sağlık Enstitülerinin (NIH) Nörolojik Bozukluklar ve Felç (NINDS) bölümünde araştırmacı ve Science’ta yayınlanan çalışmanın yazarlarından biri olan nörolog Doç, Dr. Kareem Zaghloul yaptığı açıklamada insan beyninde anılar başarılı bir şekilde hatırlanırken meydana gelen dalgalanmaların nöral substrat olabileceğini ilk kez ortaya çıkardıklarını belirtti. Bu sonuçlar beynin geçmiş uyanma deneyimlerimizi veya olaylara ilişkin anılarımızın (episodic memories) ayrıntılarını nasıl işlediğini anlamamıza yardımcı olur.
Araştırma, Dr. Zaghloul ile yaptığı tez çalışmasını tamamlayan Kuzey Carolina, Durham, Duke Üniversitesinde doktora öğrencisi olan Alex P. Vaz tarafından yürütülmüştür. Zaghloul’un ekibi, NIH’a bağlı Klinik Merkez’deki bir çalışmaya dâhil edilen ilaca dirençli epilepsi hastalarının elektriksel beyin aktivitesini kaydetmek için yıllardır cerrahi olarak yerleştirilmiş elektrotları kullanıyor. Kayıtlar, hastanın epileptik nöbetlerinin kaynağını tespit etmenin yanı sıra beynin anıları nasıl kodladığını inceleme konusunda da yardımcı oldu.
Zaghloul’un ekibi, olaya ilişkin anılarımızın beynin en az iki farklı bölümündeki nöronlar tarafından kontrol edildiğini biliyordu, ancak hücrelerin hatıraları geri getirmek için nasıl birlikte çalıştıklarını tam olarak bilmiyorlardı. Artan sayıda kanıtlara dayanarak dalgalanmalarda görülen kısa, yüksek frekanslı elektrik dalgalarının bir şekilde hatırlama sürecine dâhil olabileceğinden şüphelendiler. Örneğin, önceki iki hasta çalışması, uyku sırasında anıları sağlamlaştırmak için dalgalanmaların önemli olabileceğini göstermiştir.
Daha sonra -2017’de- bir grup, sıçan beyinlerinin neokorteksinde ve medial temporal lobunda (MTL) eşzamanlı olarak akan dalgalanmalar gözlemledi ve bu aktivitenin öğrenmede rol oynadığı ortaya çıktı. Vaz, o zaman, Dr. Zaghloul’un ekibinin hastalardan topladığı verilerde dalgalanmaları aramaya karar verdi.
Ekip, verileri yeniden analiz etti. Özellikle, deneyimlerimizi işledikleri bilinen ve neokorteksin bir alanı olan MTL’de ve asosiasyon korteksinde neredeyse aynı anda meydana gelen dalgalanmalar olduğunu gördüler. Başka bir deyişle, bir bölgedeki dalgalanmaları fark ettikleri zaman, diğerlerini bulma ihtimalleri çok daha yüksek oldu. Buna karşılık, MTL ile beynimizin hareketleri ve duyumları kontrol eden kortikal bölgeleri arasında koordine aktivite kanıtı göremediler ancak gözlemledikleri eşzamanlı aktivitenin olaya ilişkin hafıza ile ilişkili olabileceğini öne sürdüler.
Ekip daha sonra, hastalar hafıza oyunları oynarken, kaydedilen verileri analiz ettiler. Bunun için hastalardan bir ekranın önünde oturmalarını ve “parmak” ve “iğne” gibi sözcük çiftlerini öğrenmelerini istediler. Hastalardan ekranda bir kelime yanıp söndükten sonra o kelimenin hangi kelimeyle eşleştirilmiş olduğunu söylemeleri istenerek hastaların bellekleri test edildi. Ekip, eşzamanlı dalgalanma aktivitesinin, genellikle hastanın bir kelime çiftini doğru hatırlamasından hemen önceki birkaç milisaniyede gerçekleştiğini keşfetti. Koordinasyon hastalar yanlış cevap verdiğinde de kelime çiftlerini öğrenirken de görülmedi.
NIH bilim insanları dalgalanma denilen elektriksel beyin dalgalarının geçmiş deneyimlerimizi hatırlamamıza yardımcı olabileceğini gösterdi.(Resim: neurosciencenews)
Son olarak, ekip doğru anının geri çağrılmasından önce görülen dalgalanmaların eşzamanlılığının, öğrenme sırasında asosiasyon korteksinde görülenler gibi elektriksel aktivite kalıplarını tetiklediğini tespit etti. Birçok çalışma, hatıraları geri çağırdığımızda beynimizin, bir olayı ilk gördüğümüz anda meydana gelen nöral aktivitesini yeniden etkinleştirdiğini göstermiştir. Ekibin bulguları, MTL ile neokorteks arasındaki koordineli dalgalanmaların bu sürecin önemli bir parçası olabileceğini öne sürdü.
Zaghloul, “Sonuçlarımız koordineli dalgalanma aktivitesinin anılarımızın arkasındaki nöral kodları tekrarlamada kritik bir rol oynayabileceğini gösteriyor” dedi.
Zaghloul’un laboratuvarı şu anda bu fenomeni daha ayrıntılı olarak araştırıyor ve eşzamanlı dalgalanmaların başarılı bir hatırlama eylemiyle bağlantılı diğer nöral sinyalleri ve bu sinyallerin özelliklerini nasıl etkilediğini anlamayı umuyor.
Çeviri: Ayşe Nur Balli
Kaynak: Neurosciencenews.com