Araştırmacılar beynimizde meydana geldikleri zamana bağlı olarak ayrı anıları organize etmede yer alan iki tür hücre tanımladılar. Bu bulgu, insan beyninin anıları nasıl oluşturduğuna dair anlayışımızı geliştiriyor ve Alzheimer hastalığı gibi hafıza bozukluklarında etkileri olabilir. Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin Yenilikçi Nöroteknolojiler (BRAIN) Girişiminin Geliştirilmesi Yoluyla Beyin Araştırmaları tarafından desteklendi ve Nature Neuroscience’da yayınlandı.
Los Angeles’taki Cedars-Sinai Tıp Merkezi’nde nöroşirürji, nöroloji ve biyomedikal bilimler profesörü olan Ph.D. Ueli Rutishauser tarafından yürütülen bu çalışma, aldatıcı derecede basit bir soruyla başladı: Beynimiz anıları nasıl oluşturur ve organize eder? Uyanık yaşamlarımızı sürekli bir deneyim olarak yaşıyoruz, ancak insan davranışı çalışmalarına dayanarak bu yaşam olaylarını bireysel, farklı anlar olarak depoladığımıza inanılıyor. Bir hafızanın başlangıcını ve sonunu belirleyen nedir? Bu teoriye “olay bölümlemesi” denir ve sürecin insan beyninde nasıl çalıştığı hakkında nispeten az şey biliyoruz.
Bunu incelemek için Rutishauser ve meslektaşları, ilaca dirençli epilepsilerinin tedavisi için cerrahiye rehberlik etmesi için intrakraniyal beyin aktivitesi kaydı yapılan 20 hastayla çalıştı. Farklı “bilişsel sınırlar” türlerini içeren film klipleri gösterildiğinde hastaların beyin aktivitesinin nasıl etkilendiğine baktılar – bir belleğin nasıl depolandığına ilişkin değişiklikleri tetiklediği düşünülen geçişleri ve beyindeki hafıza “dosyalarının” başlangıcını ve sonunu işaretler.
Araştırmacılar, videoları izlerken katılımcıların beyin aktivitelerini kaydettiler ve aktivitelerini artırarak farklı türdeki sınırlara yanıt veren iki farklı hücre grubunu fark ettiler. “Sınır hücreleri” olarak adlandırılan bir grup, yumuşak veya sert bir sınıra yanıt olarak aktive oldular. “Olay hücreleri” olarak adlandırılan ikinci bir grup, yalnızca katı sınırlara yanıt verdi. Bu, yeni bir hafızanın yaratılmasının, hem sınır hem de olay hücrelerinin aktivitesinde bir zirve olduğunda meydana geldiği teorisine yol açtı; bu, yalnızca katı bir sınırın ardından meydana gelen bir şeydir.
Anıların beyinde nasıl saklanabileceğine ve bunlara nasıl erişilebileceğine ilişkin bir benzetme, fotoğrafların telefonunuzda veya bilgisayarınızda nasıl saklandığıdır. Fotoğraflar genellikle, ne zaman ve nerede çekildiklerine göre otomatik olarak etkinliklere ayrılır ve daha sonra size o etkinliğin önemli bir fotoğrafı olarak gösterilir. O fotoğrafa dokunduğunuzda veya tıkladığınızda, o belirli olayın detayına inebilirsiniz.
Dr. Rutishauser, “Sınır yanıtı, yeni bir fotoğraf etkinliği oluşturmak gibi düşünülebilir,” dedi. “Hafızayı oluştururken, o olaya yeni fotoğraflar ekleniyor gibi. Sert bir sınır oluştuğunda, o olay kapanır ve yenisi başlar. Yumuşak sınırların, tek bir olay içinde oluşturulan yeni görüntüleri temsil ettiği düşünülebilir. “
Araştırmacılar daha sonra hafızadan geri çağırma ve bu sürecin sınır ve olay hücrelerinin ateşlenmesiyle nasıl ilişkili olduğuna baktılar. Önemli fotoğrafların olayları tanımlamak için kullanılmasına benzer şekilde, beynin, geçmiş anıları “özetlemek” için belirteçler olarak sınır tepe noktalarını kullandığını teorileştirdiler. Beyin tanıdık gelen bir ateşleme düzeni bulduğunda, o olayı “açar”.
Bu teoriyi incelemek için tasarlanmış iki farklı hafıza testi kullanıldı. İlkinde, katılımcılara bir dizi durağan görüntü gösterildi ve az önce izledikleri film kliplerindeki bir sahneden olup olmadıkları soruldu. Çalışma katılımcılarının, yeni bir “fotoğraf” veya “olay” oluşturulduğunda, sert veya yumuşak bir sınırdan hemen sonra meydana gelen görüntüleri hatırlama olasılıkları daha yüksekti.
İkinci test, az önce izledikleri film kliplerinden alınan görüntülerin gösterilmesini içeriyordu. Katılımcılara daha sonra iki görüntüden hangisinin önce göründüğü soruldu. İkisi sert bir sınırın farklı taraflarında meydana geldiyse, muhtemelen farklı “olaylara” yerleştirilmiş oldukları için doğru görüntüyü seçmekte çok daha zorlandıkları ortaya çıktı.
Bu bulgular, insan beyninin anıları nasıl oluşturduğuna, depoladığına ve bunlara nasıl eriştiğine dair bir bakış sağlıyor. Olay segmentasyonu, hafıza bozukluğu yaşayan insanlarda etkilenebilecek bir süreç olduğundan, bu anlayışlar yeni terapilerin geliştirilmesine uygulanabilir.
Kaynak:
Jie Zheng, Andrea G. P. Schjetnan, Mar Yebra, Bernard A. Gomes, Clayton P. Mosher, Suneil K. Kalia, Taufik A. Valiante, Adam N. Mamelak, Gabriel Kreiman, Ueli Rutishauser. Neurons detect cognitive boundaries to structure episodic memories in humans. Nature Neuroscience, Mar. 7, 2022; DOI: 10.1038/s41593-022-01020-w
