Hafıza konsolidasyonunun temelini oluşturan sinirsel devreler üzerine yapılan bir anı çalışması, beyindeki korteksin hipokampüsünde ve uzun süreli saklama yerinde eş zamanlı olarak oluşturulurken, olgunlaşmadan önceki iki hafta boyunca uzun vadeli anıların sessiz kaldığı ve bellek konsolidasyonunun egemen teorilerini geliştiren bir çalışmadır.Hafıza konsolidasyonunun temelini oluşturan sinirsel devreler üzerine yapılan bir anı çalışması, beyindeki korteksin hipokampüsünde ve uzun süreli saklama yerinde eşzamanlı olarak oluşturulurken, olgunlaşmadan önceki iki hafta boyunca uzun vadeli anıların sessiz kaldığı ve bellek konsolidasyonunun egemen teorilerini geliştiren bir çalışmadır.
Bir arkadaşımızı ziyaret ettiğimizde ya da plaja gitmekte olduğumuz zaman, beynimiz, hipokampüs adı verilen beynin bir bölümünde kısa süreli bir hafıza depolar. Bu hatıralar daha sonra “konsolide” olur – yani, beynin başka bir bölümüne daha uzun süreli depolama için aktarılır.
Bu işlemin altında yatan sinirsel devrelerin yeni bir MIT çalışması, ilk kez, anıların beyindeki kortekste hipokampusta ve uzun süreli depolamada aynı anda oluştuğunu ortaya koyuyor. Bununla birlikte, uzun vadeli anılar, olgun bir ülkeye ulaşmadan yaklaşık iki hafta boyunca “sessiz” kalır.
Pic Doacher Institute for Learning and Learning of Science and Technology, Science and Technology Faculty of Science and Technology, Science and Technology Faculty of Science and Technology, Science and Technology Engineering, Department of Science and Technology, Science and Technology Faculty of Science and Technology, Department of Science and Technology. Hafıza ve çalışmanın kıdemli yazarı.
Görünen bulgular, Science 6 Nisan’da, bellek konsolidasyonu oluşur nasıl baskın modellerinin bazı revizyon zorlayabilir, araştırmacılar söylüyorlar.
Gazetenin yazarları araştırma bilimcisi Takashi Kitamura, postktöre Sachie Ogawa ve lisansüstü öğrencisi Dheeraj Roy’dır. Diğer yazarlar terhiro Okuyama ve Mark Morrissey, teknik asistan Lillian Smith ve postktöre başvuran Roger Redondo’dur.
Uzun süreli depolama
1950’lerden başlayarak, daha sonra sadece Hasta HM olarak bilinen ünlü amnezyen hasta Henry Molaison’ın çalışmaları, hipokampüsün yeni uzun vadeli anılar oluşturmak için şart olduğunu ortaya koydu. Epilepsi nöbetlerini kontrol altına almak için yapılan operasyon sırasında hipokampus hasar gören Molaison, operasyon sonrasında artık yeni anıları depolayamadı. Bununla birlikte, ameliyattan önce oluşmuş bazı anılara hala erişebilir.
Bu, uzun süreli episodik hatıraların (belirli olayların hatıraları), hipokampüsün dışında saklandığını önermektedir. Bilim insanları, bu anıların neokortekste saklandığına, beyindeki dikkat ve planlama gibi bilişsel işlevlerden sorumlu bölüm olduğuna inanıyorlar.
Sinirbilimciler, anıların kısa ve uzun süreli belleklere nasıl aktarıldığını tanımlamak için iki önemli model geliştirdiler. En erken, standart model olarak bilinir, kısa vadeli anıların başlangıçta oluşması ve neokorteksin uzun vadeli depolamasına yavaş yavaş aktarılmadan ve hipokampustan kaybolmadan önce hipokampusta depolanmasını önermektedir.
Daha yeni bir model olan çoklu iz modeli, epizodik hatıraların izlerinin hipokampusta kaldığını önermektedir. Bu izler belleğin ayrıntılarını depolar, oysa genel anahatlar neokortekste saklanır.
Yakın zamana kadar, bu teorileri test etmek için iyi bir yol yoktu. Belleğe ilişkin daha önceki birçok çalışma, bazı beyin bölgelerindeki hasarların anıları nasıl etkilediğini analiz etmeye dayanıyordu. Bununla birlikte, 2012’de Tonegawa’nın laboratuarı belirli hafızaları içeren engram hücreleri olarak adlandırılan hücrelere bir yol hazırladı. Bu, araştırmacıların bellek depolama ve alımı ile ilgili devreleri izlemelerine olanak tanır. Ayrıca anıları ışığı kullanarak hedef hücreleri açıp kapatmalarını sağlayan bir teknik olan optogenetics’i kullanarak yapay olarak yeniden etkinleştirebilirler.
Yeni Science araştırmasında, araştırmacılar, bu yaklaşımı, korku koşullandırma olayı sırasında farelerde bellek hücrelerini etiketlemek için kullandılar; başka bir deyişle fare belirli bir bölmede iken hafif bir elektrik çarpması gerçekleşti. Ardından, bu hafıza hücrelerini farklı zamanlarda yapay olarak yeniden etkinleştirmek için ışığı kullanabilirler ve bu yeniden aktivasyonun, farelerden davranışsal bir tepkiye neden olup olmadığını (yerinde dondurulup soğutulmadığını) görebilirler. Araştırmacılar, farelerin korku koşullandırma işleminin yapıldığı odaya yerleştirildiğinde hangi bellek hücrelerinin hangi aktif olduğunu da belirleyerek hafızayı doğal olarak geri çağırmalarını isteyebilirler.
Araştırmacılar beynin üç bölümünde hafıza hücrelerini etiketledi: hipokampus, prefrontal korteks ve anıların duygusal birlikteliğini depolayan basolateral amigdala.
Korku koşullandırma olayından sadece bir gün sonra, araştırmacılar olayın anılarının hem hipokampusta hem de prefrontal kortekste engram hücrelerinde depolandığını buldular. Bununla birlikte, prefrontal korteksteki engram hücreler “sessiz” idi – ışıkla yapay olarak aktive edildiğinde dondurma davranışını uyardı, ancak doğal hafıza hatırlama sırasında ateş vermediler.
Kitamura, “Zaten prefrontal korteks belirli hafıza bilgisini içeriyordu” diyor. “Bu, bellek entegrasyonunun standart teorisine aykırı, belleklerin kademeli olarak transfer edildiğini söylüyor: Bellek zaten orada.”
Önümüzdeki iki hafta boyunca, prefrontal kortekste yer alan sessiz bellek hücreleri, anatomi ve fizyolojik aktivitelerindeki değişikliklerle yansıtıldığı gibi, hücreler hayvanların doğal olarak olayı geri çağırması için gerekli hale gelene kadar yavaş yavaş olgunlaştı. Aynı dönemin sonuna gelindiğinde, hipokampal engram hücreler sessizleşti ve artık doğal geri çağırma için artık gerekli değildi. Bununla birlikte, belleğin izleri kaldı: Bu hücreleri ışıkla yeniden harekete geçirmek hayvanlara hala donmasını sağladı.
Bazolateral amigdala’da, bir zamanlar hafıza oluştuğunda, engram hücreler deney boyunca değişmeden kaldı. Belirli anılarla bağlantılı olan duyguları uyandırmak için gerekli olan bu hücreler hem hipokampusta hem de prefrontal kortekste engram hücrelerle iletişim kurar.
Teori revizyonu
Bulgular, konsolidasyonun geleneksel teorilerinin doğru olmayabileceğini düşündürmektedir, çünkü hafıza, eğitim gününde prefrontal kortekste ve hipokampusta hızlı ve eş zamanlı olarak oluşturulmaktadır.
Morrissey, “Paralel olarak oluşturuluyorlar, ancak oradan farklı yollar arıyorlar, prefrontal korteks daha güçlü ve hipokampüs zayıflıyor” diyor.
Hatıraların hipokampal hücrelerden tamamen yok olup olmadığını veya bazı izler olup olmadığını belirlemek için ileri çalışmalara ihtiyaç vardır. Şu anda araştırmacılar engram hücrelerini yalnızca iki hafta izleyebiliyor ancak teknolojilerini daha uzun süre çalışmaya adapte etmeye çalışıyorlar.
Kitamura, hafızadaki izlerin süresiz olarak hipokampüs içinde kalabileceğine inanıyor ve yalnızca zaman zaman alınmış ayrıntıları saklamış olduğunu söylüyor. “İki benzer bölümde ayrımcılık yapmak için bu sessiz engram yeniden etkinleşebilir ve insanlar çok uzak zaman noktalarında bile ayrıntılı epizodik belleği alabilirler” diyor.
Araştırmacılar, prefrontal korteks engram olgunlaşma sürecinin nasıl oluştuğunu daha da araştırmayı planlıyorlar. Bu çalışma prefrontal korteks ile hipokampüs arasındaki iletişimin kritik olduğunu göstermiştir çünkü bu iki bölgeyi birleştiren devrenin bloke edilmesi kortikal hafıza hücrelerinin düzgün olgunlaşmasını engelledi.
Kaynak:
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü