Teknoloji

Araştırma: Beynimizdeki dahili pusula nasıl çalışır?

Tibi Puiu*

Bilmediğiniz bir şehirde hızlı bir şekilde gezinebilir misiniz, yoksa uçsuz bucaksız bir labirentte dolaşıp kaybolmuş mu hissedersiniz? Bazı insanlar çevrelerini yönlendirmede diğerlerinden gerçekten daha iyidir ve bu muhtemelen onların “iç pusulalarının” beyne bağlı olmasından kaynaklanmaktadır.

Sadece birkaç yıl önce, araştırmacılar bu tür bir sinyalin beynin ‘entorinal bölge’ adı verilen bir bölümünde var olduğunu doğruladılar. Şimdi, nörogörüntüleme tekniklerindeki son gelişmelerin yardımıyla, beynin yön duygumuzdan sorumlu kısmındaki sinirsel aktiviteyi gözlemlediler. Böylece beynin değişen ortamlarda nasıl taraf tuttuğu, hatta demans gibi dejeneratif hastalıklardan nasıl etkilenebileceği netleşti.

GÖRSEL BİLGİ VE BEYNİN İÇ PUSULASI: DENEYLER BİZE NE GÖSTERDİ?

Kanada, Montreal’deki McGill Üniversitesi’nde Psikiyatri Profesörü ve Douglas Araştırma Merkezi’nde bir araştırmacı olan Mark Brandon’a göre, nöroloji araştırmaları son on yılda teknolojik bir devrime tanık oldu. Bu devrim, bilim adamlarının daha önce yalnızca hayalini kurdukları soruları sormalarına ve yanıtlamalarına izin verdi.

Araştırmacılar, görsel yollardan gelen bilgilerin beynin iç pusulasını nasıl etkilediğini anlamak için beynin nöral aktivitesini en ince ayrıntısına kadar kaydetmek için fareleri kafa karıştırıcı bir sanal dünyaya maruz bıraktılar.

Ekip, nöral kayıt teknolojisindeki en son gelişmeleri kullanarak, navigasyon sürecinde rol oynayan ve onlara sadece birkaç derece veren bir beyin hücresi kümesi olan yüzlerce ‘baş yön hücresinin’ (HD) aktivitesini aynı anda ölçebildi. kemirgenin kafasının hangi yöne baktığı hatası. gerçi gerçek gösterdi.

Deney sırasında fareler, tüm duvarın 360 derecelik bir LED ekranla kaplandığı özel bir dairesel odaya yerleştirildi. Başlangıçta, ekranda dikey ve beyaz bir çizgi gösterildi. Daha sonra, deneyin bazı yinelemelerinde, sanki dünya aniden farenin etrafında 90 derece dönmüş ve odanın çevresinde 90 derece uzağa kaymış gibi, çizgi iki dakikalık aralıklarla kayboluyor ve yeniden ortaya çıkıyordu. Diğer yinelemelerde, beyaz çizgi odanın çevresinde durmadan dönüyordu.

Kemirgenler, baş döndürücü hızla değişen bir ortama maruz bırakıldı ve araştırmacılar, deneklerin nasıl tepki verdiğini gözlemleyerek, ‘kalsiyum görüntüleme’ adı verilen bir sistem aracılığıyla baş yön hücrelerini izlediler.

‘İÇ PUSULADA YENİDEN BAŞLATMA MEKANİZMASI OLDUĞU GİBİ’

Araştırma ekibinin, beynimizin iç pusulasının yapı taşları olan bu baş yönü hücrelerini gerçekten deşifre etme becerisi, beynin değişen bir ortamda kendisini nasıl yeniden yönlendirebileceğini ortaya çıkardı.

Bununla birlikte, araştırmacılar, fareler ürktükten sonra beynin iç pusulasının yeniden yön bulmasını sağlayan “ağ edinimi” adını verdikleri bir olgu keşfettiler. Eski bir McGill Üniversitesi öğrencisi ve şimdi Harvard Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma görevlisi olan Zaki Ajabi’ye göre, “Beynin iç pusulasının kafa karıştırıcı durumlarda hızla yeniden yön bulmasını sağlayan bir ‘yeniden başlatma’ mekanizması varmış gibi görünüyor.”

Araştırmacılar ayrıca, farelerden biri görsel bir işaret gördüğünde ve sonra işaret kaybolduğunda, baş yönü hücrelerinin işaretin hangi yönden geldiğini takip ettiğini keşfettiler. Bu görsel bellek izleri, süreksiz bir süre boyunca katı görsel ipuçları eksik olsa bile, beyindeki baş yönelimi sürecini stabilize etmeye yardımcı olabilir.

SANAL GERÇEKLİK ALZHEIMER DEĞERLENDİREBİLİR Mİ?

Araştırma boyunca gözlemlenen hayvanlar, doğal olmayan görsel deneyimlere maruz kalırken, yazarlar, özellikle sanal gerçeklik teknolojisinin hızla yayılması nedeniyle, bunun gibi senaryoların çağdaş insan yaşamıyla zaten temas halinde olduğunu öne sürdüler. Ajabi, “Bulgular sanal gerçeklik sistemlerinin yön duygumuzu nasıl kontrol edebildiğini nihai olarak açıklayabilir” diye ekliyor.

Öte yandan, araştırma sonuçlarının kapsamı bundan daha geniştir ve Alzheimer hastalığı olan hastaları tedavi etmek için başarılı bir yol sunabilir. Brandon’a göre, “Alzheimer’ın hastalar tarafından bildirilen ilk bilişsel semptomlarından biri, insanların tanıdık ortamlarda bile yönlerini şaşırmasıdır.”

Araştırmacılar, beynimizin dahili pusula ve navigasyon sisteminin nasıl çalıştığını daha iyi anladığımızda, Alzheimer’a karşı tedavilerin hastalığın daha erken saptanması ve daha iyi değerlendirilmesinin yolunu açmasını bekliyorlar.

Araştırmanın sonuçları, araştırma ekibine, altta yatan mekanizmaları daha doğru bir şekilde anlamayı amaçlayan yeni modeller geliştirme konusunda ilham verdi. ABD, Austin’deki Texas Üniversitesi’nde Yardımcı Doçent ve çalışmanın ortak yazarı Hesaplamalı Sinirbilimci Xue-Xin Wei, “Bu araştırma, deneysel ve hesaplamalı yaklaşımların bir kombinasyonunun kullanımının nasıl ilerleyebileceğine dair güzel bir örnek sunuyor. davranışı yönlendiren beyin aktivitesi anlayışımız.” söz konusu.

Bulgular Nature dergisinde yayınlandı.

*Bilim muhabiri.


Makalenin orijinali ZME Science web sitesinden alınmıştır. (Çeviri: Tarkan Tufan)

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

-
Başa dön tuşu