Beynimiz Uyurken de Kayda Devam Ediyor

Bilim insanları, beynin uyku öncesindeki bir işlemi uyku sırasında nöronal olarak tekrarladığını keşfetti.

Bilim insanları, beynin gün boyunca yaşanan olayları gözden geçirmek ve uzun süreli belleğe aktarmak için uykuya ihtiyacı olduğunu uzun bir zamandır biliyorlar. Ancak beynin anıları nasıl sakladığı bugüne kadar tam olarak anlaşılamadı.

Brown Üniversitesi, Stanford Üniversitesi ve Case Western Reserve Üniversitesi’nden bilim insanları, iki epilepsi hastasının beynine yerleştirdikleri küçük mikroelektrotlarla beynin uyku sırasında kısa süreli hatıralarımızı daha kalıcı olan uzun süreli belleğe nasıl aktardığını gözlemleyebildi.

Cell Reports dergisinde yayınlanan çalışma için bir araya gelen bilim insanları, bir akademik araştırma konsorsiyumu oluşturdu. Bilim insanları beyin hakkındaki bu çalışmaları için BrainGate teknolojisini kullandı.

BrainGate, uzuvlarının kontrolünü çeşitli hastalıklar nedeniyle kaybetmiş insanlar veya motor nöron hastalığı olarak bilinen ALS hastalarının robotik kollar ve dünya ile iletişimlerini kontrol etmek için geliştirilmeye devam edilen bir implant sistemi geliştiricisidir.

BraingGate’in cerrahları, çalışma için deneklere bir dizi elektrot yerleştirdi. Elektrotların yerleştirilmesinin ardından deneklerin sadece bir yöne doğru olan hareketi düşünmesi istendi. BrainGate’in kod çözücüsü, insanların bu düşüncesi sırasında nöronların davranış şeklini haritalayarak protez uzuvlar ve yardımcı robotik cihazlar aracılığıyla düşünceyi konuşmaya ve eyleme dönüştürmeyi sağladı.

BrainGate araştırmacılarından Beata Jarosiewicz, farklı nöronların tercih edilen farklı yönleri olduğunu söyledi. Beata Jarosiewicz, “Bazı nöronlar kişi elini yukarı doğru hareket ettirmek istediğinde ateşleme oranlarını artırır. Diğer nöronların bir kısmı ise sağa veya sola hareket etme istediğinde ateşleme oranını artırır. Tüm nöronlar boyunca aktivasyon şekline bakarak kişinin elini hangi yöne hareket ettirmek istediğini söyleyebiliriz” dedi.

Uyku sırasında beynin anıları nasıl kaydettiğini anlamak isteyen bilim insanları, BrainGate implantları olan iki kişi ile birlikte çalıştı. Araştırmacılar, çalışmaya katılan iki insandan nöron aktivitelerinin kaydedilmesi için uyumalarını istedi.

Katılımcıların uykusu sırasında nöron aktiviteleri kaydedildikten sonra iki katılımcıdan renkli ışıklarla oynanan, 1980’lerden kalma bir oyundaki ışık hareketlerini tekrar etmeleri istendi. Katılımcılar tabii ki ışık hareketlerini kolları ile yapmak yerine zihinsel aktiviteleri ile tekrar ettiler. Bu işlemin ardından katılımcılardan yeniden uyumaları istendi.

Yeniden uyuyan insanların kaydedilen nöron aktivitelerini inceleyen bilim insanları, nöron aktivitelerinin oyun sırasındaki nöron aktiviteleri ile aynı olduğunu gördüler. Tespite göre beyin, uyku sırasında işlemi nöronal seviyede tekrarladı.

Bilim insanları, beynin mekanik olarak gerçekleştirdiği bu tekrarlama işleminin beynin hipokampus ve neokortesk bölümleri ile ilgili olduğunu düşünüyor. Beyinde bulunan hipokampusun hafıza ile ilgili olması ve işlemin burada tekrar edilmesi, bilim insanlarına bu işlemin anıların uzun süreli belleğe geçirilmesi olduğunu düşündürdü.

Bilim insanlarının gerçekleştirdiği bu çalışma, ileride yapılacak beyin ve hafıza çalışmaları için önemli bir başlangıç noktası olabilir. Araştırmacılar gelecekte belirli uyku aşamalarında hangi hafıza bölümlerinin daha sık tekrarlandığını araştırmayı düşünüyorlar.