Sinirbilim

Parlak Işık, Daha Keskin Zihin: Aydınlatma Bilişi Etkiler

Özet: Yeni bir çalışma, farklı ışık seviyelerinin beyindeki hipotalamik aktiviteyi etkileyerek bilişsel işlevi nasıl etkilediğini araştırıyor. Çalışmada, yüksek düzeyde ışığın karmaşık görevler sırasında bilişsel performansı iyileştirdiğini göstermek için gelişmiş 7 Tesla fMRI kullanıldı.

Işığa maruz kalma ile beyin fonksiyonu arasındaki bu bağlantı, ışığa dayalı terapilerin gün boyunca uyanıklığı ve bilişsel yetenekleri artırma potansiyelini ortaya koyuyor. Bulgular, ışığın çeşitli beyin yapılarını nasıl etkilediğine dair daha fazla araştırmanın yolunu açıyor ve bilişsel yorgunluk ve uyku bozuklukları için invaziv olmayan tedavilerin geliştirilmesine bilgi sağlayabilir.

Ana unsurlar:

  1. Daha yüksek seviyelerde ışığa maruz kalma, arka hipotalamusta artan aktivite ve bilişsel görevlerde artan performans ile ilişkilendirildi.
  2. Çalışmada, ışığın hipotalamik aktiviteyi nasıl etkilediğine dair yüksek çözünürlüklü bilgiler sağlayan 7 Tesla fMRI kullanıldı.
  3. Artan ışık seviyeleri bilişsel performansı artırırken, kesin sinir mekanizmaları ve ilgili beyin bölgeleri daha fazla araştırma gerektiriyor.

Kaynak: e-Hayat

Yeni araştırmaya göre, daha yüksek düzeyde ışığa maruz kalmak, muhtemelen beyindeki hipotalamus adı verilen bölgelerin aktivitesini etkileyerek insanların daha uyanık hissetmelerine ve bilişsel performansı artırmalarına yardımcı olabilir.

Çalışma, bugün Gözden Geçirilmiş Ön Baskı olarak yayınlandı. e-Hayateditörler tarafından temel öneme sahip olarak tanımlanıyor ve farklı ışık seviyelerinin insan davranışını nasıl etkilediğine dair anlayışımızda önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Bu, parlak ışıkla çevrili bir adamı gösteriyor.
Her iki görev sırasında da daha yüksek ışık seviyelerinin arka hipotalamus üzerindeki aktivitede bir artışı tetiklediğini buldular. Buna karşılık, alt ve ön hipotalamus görünüşte zıt bir model izledi ve daha yüksek ışık seviyelerinde azalmış aktivite sergiledi. Kredi: Nörobilim Haberleri

Kanıtların gücü, yazarların ışığa maruz kalma, hipotalamik aktivite ve bilişsel işlevler arasındaki karmaşık etkileşime ilişkin analizlerini destekleyerek ikna edici olarak övülmektedir.

Daha fazla araştırma ile bulgular, bireyin uyku kalitesini ve duygusal durumunu artırmak, daha uyanık hissetmesine ve gün boyunca görevlerini daha iyi yerine getirmesine yardımcı olmak için çeşitli ışık terapisi tedavilerine bilgi sağlamak üzere kullanılabilir.

Işığa maruz kalmanın biyolojik etkileri son yıllarda iyice belgelenmiştir. Daha yüksek aydınlatmanın uyanıklığı ve bilişsel performansı teşvik ettiği gösterilmiştir. Bu etkiler öncelikle retinadaki ipRCG’ler adı verilen ışığa duyarlı hücrelerin bir alt sınıfına dayanır.

Bu hücreler beynin birden fazla alanına yansır, ancak yansımalar en yoğun olarak sirkadiyen ritimlerin, uyku ve uyanıklığın ve bilişsel işlevlerin düzenlenmesiyle ilişkili olan hipotalamusta bulunur.

Ancak ışığın biyolojik etkilerinin altında yatan beyin devrelerine ilişkin bu bilgi neredeyse tamamen hayvanlar üzerinde yapılan çalışmalardan kaynaklanmaktadır.

GIGA’nın eski doktora öğrencisi, baş yazar Islay Campbell şöyle açıklıyor: “Hayvan modellerinde ışığa maruz kalmanın beyni nasıl etkilediğine ilişkin bulguları insanlara aktarmak zor bir süreçtir, çünkü insanlarda korteksin daha sonra olgunlaşması çok daha karmaşık bilişsel işlemeyi mümkün kılar” -CRC İnsan Görüntüleme – artık doktorasını almıştır – Liège Üniversitesi, Belçika.

“Özellikle, hipotalamus çekirdeklerinin ışığın biliş üzerindeki uyarıcı etkisine katkıda bulunup bulunmadığı sorusu henüz belirlenmedi.”

Işığın insan bilişi üzerindeki etkisini daha iyi anlamak için Campbell ve meslektaşları, çalışmalarına katılmak üzere 26 sağlıklı genç yetişkini işe aldı.

Her katılımcıdan iki işitsel bilişsel görevi tamamlaması istendi; Katılımcılardan mevcut sesin daha önce duydukları iki öğeyle aynı olup olmadığını veya ‘K’ harfini içerip içermediğini belirlemelerinin istendiği ‘n-geri görevi’nden değiştirilmiş bir yönetici görevi; ve katılımcılardan nötr bir tonda veya kızgın bir tonda telaffuz edilen bir sesin cinsiyetini belirlemelerinin istendiği duygusal bir görev.

Her görev, bireyler alternatif olarak karanlığa yerleştirilirken veya dört aydınlatma seviyesinde kısa süreli ışığa maruz bırakılırken tamamlandı.

Ekip, görevler sırasında farklı ışık seviyelerinin hipotalamusun aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için standart 3 Tesla MRI ile karşılaştırıldığında daha yüksek çözünürlüğe ve sinyal-gürültü oranına sahip olan 7 Tesla fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme adı verilen bir teknik kullandı. .

Her iki görev sırasında da daha yüksek ışık seviyelerinin arka hipotalamus üzerindeki aktivitede bir artışı tetiklediğini buldular. Buna karşılık, alt ve ön hipotalamus görünüşte zıt bir model izledi ve daha yüksek ışık seviyelerinde azalmış aktivite sergiledi.

Daha sonra ekip, bölgesel hipotalamus aktivitesindeki bu değişikliklerin bilişsel performanstaki bir değişiklikle ilişkili olup olmadığını belirlemeye çalıştı. Çözmek için daha yüksek düzeyde biliş gerektirdiğinden, katılımcıların yürütme görevi sırasındaki performansını değerlendirmeye odaklandılar.

Analizleri, daha yüksek ışık seviyelerinin görevde gerçekten daha iyi performansa yol açtığını ve bunun da bilişsel performansta bir artışa işaret ettiğini ortaya çıkardı. Daha da önemlisi, daha yüksek aydınlatma altında bilişsel performanstaki artışın, arka hipotalamusun aktivitesiyle önemli ölçüde olumsuz yönde ilişkili olduğu bulundu.

Bu durum, arka hipotalamus aktivitesinin, ışığın bilişsel performans üzerindeki olumlu etkisine doğrudan aracılık etmesi ihtimalini ortadan kaldırıyor ve muhtemelen diğer beyin bölgelerinin de dahil olduğuna dair ipuçları veriyor ve daha fazla araştırma gerektiriyor.

Öte yandan, arka hipotalamusun aktivitesinin duygusal göreve karşı artan davranışsal tepkiyle ilişkili olduğu bulundu. Bu, bilişsel performans ile arka hipotalamusun aktivitesi arasındaki ilişkinin bağlama bağlı olabileceğini düşündürmektedir; bazı görevlerde, belirli hipotalamus çekirdekleri veya nöron popülasyonları performansı artırmak için işe alınabilirken diğerlerinde böyle değildir.

Yazarlar, ışığın diğer yapılar veya beynin tüm ağları üzerindeki etkisini değerlendirmek ve değişen ışık seviyelerinin, davranışsal değişikliklere yol açmak için çapraz iletişimi ve korteksle etkileşimlerini nasıl değiştirdiğini belirlemek için bu alanda gelecekte yapılacak çalışmalara çağrıda bulunuyorlar.

“Çalışmamızdan geriye kalan soruların cevaplanması önemlidir, çünkü ışıkla hareket etmek, gün boyunca yorgunluğu azaltmak, bilişsel kusurları iyileştirmek ve minimum maliyet ve yan etkilerle dinlendirici bir gece uykusuna izin vermek için umut verici, uygulaması kolay bir araç olarak duruyor” diyor Campbell.

Liège Üniversitesi GIGA-CRC İnsan Görüntüleme eş direktörü kıdemli yazar Gilles Vandewalle, “Sonuçlarımız, insan hipotalamusunun bilişsel bir zorlukla uğraşırken değişen ışık seviyelerine aynı şekilde yanıt vermediğini gösteriyor” diyor.

“Daha yüksek ışık seviyelerinin daha yüksek bilişsel performansla ilişkili olduğu bulundu ve sonuçlarımız bu uyarıcı etkiye kısmen arka hipotalamusun aracılık ettiğini gösteriyor.

“Bu bölgenin, uyanıklığı düzenleyen diğer hipotalamus dışı beyin yapılarıyla birlikte ön ve alt hipotalamusun azalan aktivitesiyle birlikte çalışması muhtemeldir.”

“Tedavi amaçlı kullanım için hedeflenen aydınlatma heyecan verici bir olasılık. Ancak ışığın beyni, özellikle de subkortikal düzeyde nasıl etkilediğinin daha kapsamlı anlaşılmasını gerektirecek. Bulgularımız hipotalamus düzeyinde bu hedefe doğru atılmış önemli bir adımı temsil ediyor” diye belirtiyor Campbell.

Bu biliş araştırması haberi hakkında

Soyut

İnsan hipotalamusunda ışık aydınlatmasına bölgesel tepki

Işık, uyanıklık ve bilişin uyarılması da dahil olmak üzere fizyoloji üzerinde görüntü oluşturmayan çok sayıda biyolojik etki uygular. Ancak ışığın uyarıcı etkisinin altında yatan subkortikal devre insanlarda henüz kurulmamıştır.

Sağlıklı genç yetişkinler (N=26; 16 kadın; 24,3 ± 2,9y) iki işitsel bilişsel görevi tamamlarken, ışık aydınlatmasındaki değişikliklerin hipotalamusun bölgesel aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için 7 Tesla fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyi kullandık.

Hem yönetici hem de duygusal görevler sırasında, daha yüksek aydınlatmanın, tuberomamiller çekirdeğin bir kısmını ve lateral hipotalamusun arka kısmını içeren hipotalamusun arka kısmında bir aktivite artışını tetiklediğini bulduk.

Buna karşılık, artan aydınlatma, hipotalamusun ön ve ventral kısımları üzerinde, özellikle de suprakiazmatik çekirdeği ve tüberomammiller çekirdeğin başka bir bölümünü kapsayan aktivitede bir azalmaya neden oldu.

Kritik olarak, yürütme görevinin performansı, daha yüksek aydınlatma altında iyileştirildi ve arka hipotalamus bölgesinin aktivitesi ile negatif korelasyon gösterdi.

Bu bulgular, ışığın biliş üzerindeki etkisinin altında yatan farklı hipotalamus bölgelerinin farklı yerel dinamiklerini ortaya koyuyor. Işığın oreksin ve histamin sistemi üzerinde hareket ederek uyanıklığın kalitesini etkilediğini öne sürebilirler.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/cognition-bright-light-25973/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu