Nörobilimciler, Columbia Engineering, insan beyninde, gelişmiş hafıza için bilgileri duygusal çağrışımlarla etiketleyen özel bir sinirsel mekanizma keşfetti.
Pek çok kişi, örneğin düğün günleri gibi duygusal olayları canlı bir netlikle hatırlıyor, ancak araştırmacılar hâlâ insan beyninin bu tür anılara nasıl öncelik verdiğinden emin değil. Nature Human Behaviour’da yayınlanan yakın tarihli bir araştırma bu soruya ışık tuttu. Columbia Engineering’de biyomedikal mühendisliği doçenti olan Joshua Jacobs ve ekibi, insan beyninde, bilgilerin akılda kalıcılığını artırmak için duygusal bağlantıları olan bilgileri işaretleyen belirli bir sinirsel mekanizmayı ortaya çıkardı.
Araştırma ekibi, yüksek– duygusal işleme merkezi olan amigdaladaki ve hafıza oluşumu merkezi olan hipokampustaki frekanslı beyin dalgaları, duygusal uyaranların hatırlanmasını geliştirmede çok önemli bir rol oynar. Bu nöral mekanizmada, elektriksel beyin stimülasyonu veya depresyonun neden olduğu herhangi bir aksama, özellikle duygusal uyaranları hatırlama yeteneğinin azalmasıyla sonuçlanır.
Hafıza bozukluklarının yaygınlığının artması
Demans gibi bellek bozukluklarının yaygınlığının artması, hafıza kaybının neden olduğu zararlı etkilerin altını çizmiştir. birey ve toplum üzerinde vardır. Depresyon, anksiyete ve travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) gibi bozukluklar da dengesiz hafıza süreçlerine sahip olabilir ve COVID-19 salgını sırasında giderek daha yaygın hale geldi. Beynin hangi bilgilere depolama için öncelik verildiğini ve hangilerinin kaybolduğunu doğal olarak nasıl düzenlediğini anlamak, hafıza kaybı riski taşıyanlarda hafızayı güçlendirmeye veya düzensizlik riski taşıyanlarda hafıza süreçlerini normalleştirmeye yönelik yeni terapötik yaklaşımlar geliştirmek için kritik bilgiler sağlayabilir.{4 }
Bu projeyi doktorası sırasında başlatan çalışmanın baş yazarı Salman E. Qasim, “Çocuğunuzun doğumu gibi duygusal olayları hatırlamak, yaklaşık aynı zamanlardaki diğer olayları hatırlamaktan daha kolay” diyor. . Jacobs’ın Columbia Engineering’deki laboratuvarında. “Beynin belirli anıları güçlendirmek için doğal bir mekanizması olduğu açık ve biz de bunu tespit etmek istedik.”
İnsanlardaki sinir mekanizmalarını incelemenin zorluğu
Sinir mekanizmalarına ilişkin araştırmaların çoğu, fareler gibi hayvanlarda gerçekleştirilir çünkü bu çalışmalar, beyin aktivitesini kaydetmek ve nöral devrelerin dikkatli bir şekilde bozulması gibi nedenselliği gösteren deneyler yapmak için beyne doğrudan erişim gerektirir. Ancak hayvanlar üzerinde yapılan araştırmalarda duygusal hafıza geliştirme gibi karmaşık bir bilişsel olguyu gözlemlemek veya karakterize etmek zordur.
Bu süreci doğrudan insanlarda incelemek. Qasim ve Jacobs, nöbet lokalizasyonu ve tedavisi için doğrudan intrakranial beyin kaydı yapılan epilepsi hastalarıyla yürütülen hafıza deneylerinden elde edilen verileri analiz ettiler.Araştırmacılar bu örüntüyü 147 hastadan oluşan geniş bir veri kümesinde analiz ettiler ve katılımcıların duygusal sözcüklere ilişkin gelişmiş bellekleri ile amigdala-hipokampal devre boyunca yüksek frekanslı beyin dalgalarının beyinlerindeki yaygınlığı arasında açık bir bağlantı buldular.
{2 Jacobs, “Duyguları ve hafızayı birbirine bağlayan bu beyin aktivitesi modelini bulmak bizim için çok heyecan vericiydi çünkü önceki araştırmalar, hipokampustaki yüksek frekanslı aktivitenin duygusal olmayan hafıza için ne kadar önemli olduğunu göstermiştir” dedi. “Bu bize hemen daha genel, nedensel çıkarımlar hakkında düşünmemizi sağladı. Terapötik müdahaleler kullanarak bu devrede yüksek frekanslı aktivite ortaya çıkarırsak, anıları istediğimiz zaman güçlendirebilir miyiz?”
Elektrik uyarımı kesintiye uğratır. duygusal sözcükler için bellek
Bu yüksek frekanslı etkinliğin aslında nedensel bir mekanizmayı yansıtıp yansıtmadığını belirlemek için, Jacobs ve ekibi, tipik olarak hayvan araştırmaları için ayrılan türden deneysel kesintileri taklit edecek benzersiz bir yaklaşım geliştirdi. İlk olarak, katılımcıların ezberlemesi gereken kelimelerin yarısı için hipokampa doğrudan elektrik stimülasyonu uygulanırken hafıza görevini yerine getiren bu hastaların bir alt kümesini analiz ettiler. Kullanımına bağlı olarak hafızaya fayda sağlama veya hafızayı azaltma konusunda karışık bir geçmişe sahip olan elektrik stimülasyonunun, özellikle duygusal kelimeler için hafızayı açıkça ve tutarlı bir şekilde bozduğunu buldular.
Uma Mohan, başka bir Ph.D. O sırada Jacobs’un laboratuvarında öğrenci ve makalenin ortak yazarı, bu uyarımın hipokampustaki yüksek frekanslı aktiviteyi de azalttığını belirtti. Bu, duygusal hafızayla ilişkili beyin aktivitesi modelini devre dışı bırakarak, uyarmanın aynı zamanda seçici olarak duygusal hafızayı azalttığına dair nedensel kanıtlar sağladı.
Depresyon, beyin uyarımına benzer şekilde hareket eder
Qasim ayrıca şu varsayımda bulundu: düzensiz duygusal hafızayı içerebilen depresyon, beyin stimülasyonuna benzer şekilde hareket edebilir. Hastaların psikiyatrik durumlarını karakterize etmek için aldıkları ruh hali değerlendirmelerine paralel olarak hastaların duygusal hafızasını analiz etti. Ve aslında, depresyon hastalarından oluşan alt grupta ekip, hipokampus ve amigdalada duygu aracılı bellekte ve yüksek frekanslı aktivitede eş zamanlı bir azalma gözlemledi.
“Stimülasyon, kayıt ve psikometrik birleştirerek Teksas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi’nde beyin cerrahı ve bilim adamı olan ve makalenin yazarı olmayan Bradley Lega, “Değerlendirme, insan beyni kayıtları ile yapılan çalışmalarda her zaman göremeyeceğiniz bir derecede nedensellik gösterebildiler” dedi. “Yüksek frekanslı aktivitenin nöronal ateşlemeyle ilişkili olduğunu biliyoruz, bu nedenle bu bulgular, insanlarda ve hayvanlarda belirli uyaranların hafıza devrelerindeki nöronları nasıl harekete geçirdiği konusunda yeni araştırma yolları açıyor.”
Sonraki adımlar
Şu anda Mt. Qasim ve Jacobs, çalışmalarının, bu yüksek frekanslı aktivitenin, duygusal uyaranlar için geliştirilmiş hafızanın arkasında olabileceğini teorize ettikleri dikkat süreçlerine bağlı bir nörotransmitter olan norepinefrin ile nasıl bağlantılı olduğunu araştıran hayvan araştırmalarına da ilham verebileceğini umuyor. Son olarak, gelecekteki araştırmaların hafızayı, özellikle de duygusal hafızayı güçlendirmek ve korumak için amigdala-hipokampal devredeki yüksek frekanslı aktiviteyi hedefleyeceğini umuyorlar.
“Duygusal hatıralarımız, insan deneyiminin en kritik yönlerinden biridir. , kararlarımızdan tüm kişiliğimize kadar her şeyi bilgilendiriyor, ”diye ekledi Qasim. “Hafıza bozukluklarındaki kayıplarını hafifletmek veya psikiyatrik bozukluklarda kaçırılmalarını önlemek için atabileceğimiz her adım son derece heyecan verici.”
Referans: “İnsan amigdalasındaki ve hipokampustaki nöronal aktivite, duygusal hafıza kodlamasını geliştirir”, Salman E . Qasim, Uma R. Mohan, Joel M. Stein ve Joshua Jacobs, 16 Ocak 2023, Nature Human Behaviour.
DOI: 10.1038/s41562-022-01502-8
Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi.
.