Hafıza Nasıl Çalışır, Uyuyan Farelerden Neler Öğrenebiliriz?

Genetiğiyle oynanmış fareler

Araştırmadaki bulguların elde edilmesi, beyazlardan daha akıllı olduğu düşünülen kahverengi farelerin, ışığa tepki veren genetiğiyle oynanmış beyin hücrelerine sahip olmasıyla mümkün kılındı.

Araştırma takımından Dr. Antonio Fernandez Ruiz “Farelerin genetiğiyle oynanmış, dolayısıyla beyinlerinde yapay bir protein var” diyor.

Araştırmacılardan Hongyu Changise şöyle açıklıyor:

“Beyine bir optik kablo yerleştirdiğimizde, çok az seviyede ışık bile bu nöronları ışıldatıyor ve beyindeki spesifik hücreleri isteğimiz şekilde aktif hale getirebiliyoruz”.

Bu şekilde araştırmacılar kendi tasarladıkları özel ekipmanla, anı saklama sürecini tetikleyebiliyor ya da baskılayabiliyorlar.

Araştırmada farelere, kamera ve aynalı özel bir kulaklık takılıyor. Böylece bilim insanları farenin göz bebeğini gözlemleyebiliyor ve hangi uyku durumunda olduğunu anlayabiliyorlar.

Daha sonra beyin sadece gerekli periyotta, göz bebeği büyük veya küçük olduğunda uyarılabilir.

Beyne yerleştirilen minik elektrotlar, bilim insanlarının hem farenin beyin işlemlerini gözlemlemesine hem de anı oluşturma yeteneğini bozmasına olanak tanıyor.

Yüzlerce belirli nöronu incelemek, bilim beşerlerine hangi sırayla hareket ettiklerini söylüyor. Önceki tecrübedeki sırayla uyuşuyorsa, uyuyan farenin daha önceki bir olayı gözden geçiriyor ve bir anı oluşturuyor veya pekiştiriyor olabileceğini gösteriyor.

“Bir odada yürüdüğümde, bazı nöronlar belirli bir sırayla hareket eder ve sonra gece, aynı hücreler aynı sırayla tekrar aktive olur, bu anıları pekiştirir ve sabitler” diye açıklıyor Chang.

Ancak, uyuyan faredeki genetiği değiştirilmiş nörona optik fiber aracılığıyla küçük miktarda ışık göndermek bu süreci bozar.

Bir farenin hafızasını silmek

Raporun ortak müelliflerinden Dr. Wenbo Tang “Fareyi üzerinde çok sayıda delik olan bir peynir labirentine koyduk” diyor.

“Ve deliklerden birinde gizli bir şeker mükafatı vardı.”

Fareler tatlıya giden yolu öğreniyor ve bilim insanları nöronların ateşlendiği örüntüyü haritalandırıyor.

İkinci ve farklı bir yol belirleyerek, eski bir anı ile o gün oluşan anı arasında ayrım yapabiliyorlar.

Daha sonra ekip, seçici anıları silip silemeyeceklerini araştırmaya başladı.

Ekip, şekeri nasıl bulacaklarını yeni öğrenmiş farelerin, küçük göz bebeği uyku evresindeyken hafıza oluşturan nöronları bastırıldığında, uyandıklarında onu tekrar bulamadıklarını gördü.

Bilim insanları beynin yakın vakitteki tecrübelerin işlenmesinin göz bebeği küçükken gerçekleştiğini öğrendiler.

Daha önceki deneylerden, daha büyük göz bebeği evresinin farklı bir fonksiyonu olduğunu düşünüyorlar: Mevcut anıları güçlendirmek.

Bu, ekibi, en azından farelerde, beynin yeni anıları sürece ve mevcut anıları pekiştirme misyonlarını ayırdığı sonucuna götürdü. Bu sayede, büyük olasılıkla bunların birbirleriyle etkileşime girmesini engelliyor.

Alzheimer, travma ve yapay zekaya yardımcı olabilir

Uykunun hafıza oluşumu süreci için ne kadar önemli olduğunu biliyoruz ve bu çalışma, beynin, uykunun farklı evrelerinde hafıza yaratma sorunlarını önlemede önemli olduğunu öne sürüyor.

Ekip, diğer birçok olayda olduğu gibi, farelerdeki bulguların insanlar için de geçerli olacağına inanıyor. Göğüslü olan fareler beşerlerle birçok genetik benzerliğe sahip.

İnsan beyninin eski ve yeni hafızaları karıştırmasını önleyebilirsek, çeşitli rahatsızlıkları tedavi etmenin yollarını bulabiliriz.

Dr. Fernandez Ruiz, “Bunun doğal yaşlanma ve tahminen de Alzheimer gibi hastalıklarda görülen şey olduğunu düşünüyoruz” diyor.

Dr. Oliva, gelecekte, belirli travmatik anı veya tecrübenin pekiştirilmesi sırasında müdahale edilebileceğini öne sürüyor.

Araştırma ayrıca yapay zekanın geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Dr. Tang, “Bu çalışma uykunun anıları daha iyi depolamamıza nasıl yardımcı olabileceğiyle ilgili” diyor ve bu insan sağlığını düzgünleştirmeye yardımcı olabilir.