Anıları yeniden etkinleştirmek, depolamada iyileşme anlamına gelen elektriksel aktiviteyi tetikler

Northwestern Üniversitesi’nden sinirbilimciler, bir öğrenme alıştırmasının parçası olarak araştırma ekibi tarafından uygulanan seslere yanıt olarak merkezin beş hastasının beyin elektriksel aktivitesini incelemek için Chicago Üniversitesi Epilepsi Merkezi’nden klinisyenler ile bir araya geldi.

Çalışmaya katılmaya gönüllü olan beş hastanın, nöbet bozukluklarının olası tedavilerini araştırmak amacıyla beyinlerine elektrot probları yerleştirildi.

Önceki çalışmalarda, uyku sırasında bellek işlemeyi ölçmek için kafadaki elektrotlar tarafından yakalanan EEG kayıtları kullanılmış olsa da, bu, beynin içinden bu tür elektriksel aktiviteyi kaydeden ilk çalışmadır.

Çalışma, katılımcıların ertesi sabah bir hatırlama testinde performanslarını önemli ölçüde iyileştirdiğini buldu. Haritalanmış beyin aktivitesi, araştırmacıların, gece boyunca bellek depolama sürecinde yer alan beyin alanlarını tanımlayan görsel veriler sağlayarak, bellek depolamanın nasıl çalıştığını anlamada ileriye doğru büyük bir adım atmalarını sağladı.

Çalışılan hasta sayısı zorunlu olarak az olsa da, beş hastanın tümü aynı hafıza gelişimi ve elektriksel aktivite modellerini gösterdiği için güçlü sonuçlara varmak mümkündü.

Northwestern’deki Bilişsel Sinirbilim Programı direktörü ve çalışmanın kıdemli araştırmacısı Ken Paller, “İnsanların öğrendiklerini unutmak yerine nasıl hatırlamayı başardıklarını araştırıyoruz” dedi. “Bizim görüşümüz, uykunun bu yeteneğe katkıda bulunduğu yönünde.”

Paller, Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde psikoloji profesörü ve James Padilla Sanat ve Bilim Kürsüsü’dür.

Çalışma ortakları arasında Chicago Üniversitesi’ndeki nöroloji ve nörolojik cerrahi araştırmacıları ile Northwestern, Michigan Üniversitesi ve Middlebury College’daki (Vermont) psikoloji araştırmacıları bulunmaktadır.

“Uyku Sırasında Hatıralar Yeniden Etkinleştirildiğinde İnsan Beyninde Hafıza Konsolidasyonunun Elektrofizyolojik Belirteçleri” başlıklı makale, 24 Ekim’de dergide yayınlanacak. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (PNAS).

Çalışma nasıl yapıldı

Bir gece, her hasta bir hastane odasında uyurken, ekip, tekrar tekrar sunulan 10-20 sese elektrofizyolojik tepkiler kaydetti. Uyarılmayı önlemek için tüm sesler çok sessiz çalındı. Seslerin yarısı, hastaların uykudan önce bir dizüstü bilgisayar kullanarak, örneğin araba anahtarlarının şıngırdayan sesi gibi, konumlarını hatırlamaya yardımcı olmak için öğrendikleri nesnelerle ve onların kesin mekansal konumlarıyla ilişkilendirildi.

Uykudan sonra, araştırmacılar, kafa derisinden EEG kayıtlarını kullanarak önceki çalışmaların sonuçlarını çoğaltarak, uzaysal hatırlamada sistematik gelişmeler buldular. Hastalar, dizüstü bilgisayar ekranında hatırladıkları yerleri daha doğru bir şekilde belirttiler.

İmplante edilen beyin elektrotlarından elde edilen yeni veriler, uyku sırasında sunulan nesne seslerinin, teta, sigma ve gama EEG bantlarındaki artışlar dahil olmak üzere artan salınım aktivitesini ortaya çıkardığını gösterdi.

Sesler uyku sırasında sunulduğunda, hipokampusta ve serebral korteksin bitişik medial temporal alanında elektrofizyolojik aktivitenin varlığı, karşılık gelen uzamsal anıların yeniden etkinleştirilmesini ve güçlendirilmesini yansıtıyordu.

Gama tepkileri, uykudan sonra sergilenen uzamsal hafızadaki gelişme derecesi ile tutarlı bir şekilde ilişkilendirildi. Bu elektrofizyolojik kanıt, araştırmacıları, bu beyin bölgelerinde uykuya dayalı bellek depolama geliştirmesinin gerçekleştiği sonucuna varmalarına yol açtı.

Paller, “Ortodoks varsayım, insanlar uyurken bu tür seslerin bloke edileceğiydi.” Dedi. “Bunun yerine, bu sesler, hipokampus gibi beyin yapılarının, anılar yeniden etkinleştirildiğinde duyarlı olduğunu göstermemize izin verdi ve uyanık olduğumuzda kazandığımız bilgileri korumamıza yardımcı oldu.

“Bazen, hatırlamak ve unutmak rastgele görünüyor. En çok hatırlamak istediğimiz şeyi unuturken alakasız detayları hatırlayabiliyoruz. Bu araştırmayla vurgulanan, uzun süredir devam eden gizemin yeni cevabı., Paller, “Uyuduğumuzda, bunun olduğunu bilmeden uyanmamıza rağmen, hatıraların tekrar ziyaret edilmesidir” dedi.