Sinirbilim

Uyku mu, Ders Çalışmak mı? Uyku Hafızayı Korumanın Anahtarıdır

Özet: Uyku, hafıza oluşumu için çok önemlidir, ancak uyku yoksunluğu bu süreci ciddi şekilde bozar. Uyku sırasında hipokampusta yeniden etkinleşen nöronlar anıların pekiştirilmesine yardımcı olur, ancak bu yeniden etkinleşme uygun dinlenme olmadan bozulur. Bu bulgular, etkili öğrenme ve hafızanın korunması için uykunun önemini vurgulamaktadır.

Ana unsurlar:

  1. Uyku, hipokampustaki nöronları yeniden etkinleştirerek hafıza oluşumuna yardımcı olur.
  2. Uyku yoksunluğu, nöron yeniden aktivasyonunu baskılayarak hafızanın korunmasına zarar verir.
  3. Uykuya dalmak, kaybedilen hafıza birleştirmeyi tamamen kurtarmaz.

Kaynak: Michigan üniversitesi

Öğrenci olduğunuzu, final haftasında olduğunuzu ve büyük bir sınava hazırlandığınızı hayal edin: Bütün gece mi çalışıyorsunuz yoksa biraz dinleniyor musunuz?

Sınava boş gözlerle bakan pek çok kişinin bildiği gibi, uyku eksikliği bilgiyi akılda tutmayı olağanüstü derecede zorlaştırabilir.

Michigan Üniversitesi’nden yapılan iki yeni çalışma, bunun neden olduğunu ve uyku ve uyku yoksunluğu sırasında anıların oluşumuna yardımcı olmak veya zarar vermek için beyinde neler olduğunu ortaya çıkarıyor.

Bu bir yatağı ve çalar saati gösterir.
Uykunun önemi göz önüne alındığında Diba’nın ekibi, uyku yoksunluğu bağlamında beyinde neler olduğuna bakmak istedi. Kredi: Nörobilim Haberleri

Belirli nöronlar belirli uyaranlara göre ayarlanabilir.

Örneğin, bir labirentteki farelerde, hayvan labirentteki belirli noktalara ulaştığında yanan nöronlar bulunur. Yer nöronları olarak adlandırılan bu nöronlar insanlarda da aktiftir ve insanların çevrelerinde gezinmelerine yardımcı olur.

Peki uyku sırasında ne olur?

“Eğer bu nöron uyku sırasında tepki veriyorsa bundan ne çıkarabilirsin?” dedi UM Tıp Fakültesi Anesteziyoloji bölümünde doçent olan Ph.D. Kamran Diba.

Dergide özetlenen bir çalışma Doğa Diba ve eski yüksek lisans öğrencisi Kourosh Maboudi (Ph.D.) liderliğindeki araştırma, beynin derinliklerinde hafıza oluşumunda görev alan, denizatı şeklindeki bir yapı olan hipokampustaki nöronlara bakıyor ve bir olayla ilişkili nöronal modellerin ayarını görselleştirmenin bir yolunu keşfetti. Bir hayvanın uyuduğu yer.

Dinlenme ve uyku sırasında, saatlerce süren bir süre boyunca, her birkaç saniyede bir, keskin dalga dalgaları olarak adlandırılan bir tür elektriksel aktivite hipokampustan yayılır.

Dalgacıkların ne kadar senkronize olduğu ve görünüşe göre beynin bir kısmından diğerine bilgi yaymak için ne kadar uzağa gittikleri araştırmacıların ilgisini çekti.

Bu ateşlemelerin, nöronların mekan da dahil olmak üzere anıları oluşturmasına ve güncellemesine olanak sağladığı düşünülüyor.

Araştırma için ekip, fare yeni bir labirenti tamamladıktan sonra uyku sırasında farenin beyin aktivitesini ölçtü.

Bayes öğrenmesi adı verilen bir tür istatistiksel çıkarım kullanarak, ilk kez hangi nöronların labirentteki hangi yerlere tepki vereceğini takip edebildiler.

“Diyelim ki bir nöron labirentin belirli bir köşesini tercih ediyor. Uyku sırasında benzer tercihi gösteren diğer nöronlarla birlikte aktive olduğunu görebiliriz. Ancak bazen diğer alanlarla ilişkili nöronlar o hücreyle birlikte etkinleşebilir.

Diba, “Daha sonra onu labirente geri koyduğumuzda, nöronların konum tercihlerinin uyku sırasında hangi hücrelerle ateşlendiklerine bağlı olarak değiştiğini gördük” dedi.

Yöntem, nöronların plastisitesini veya temsili kaymasını gerçek zamanlı olarak görselleştirmelerine olanak tanıyor.

Bu aynı zamanda, uyku sırasında nöronların yeniden etkinleşmesinin, uykunun anılar için neden önemli olduğunun bir parçası olduğu şeklindeki uzun süredir devam eden teoriye de daha fazla destek sağlıyor.

Uykunun önemi göz önüne alındığında Diba’nın ekibi, uyku yoksunluğu bağlamında beyinde neler olduğuna bakmak istedi.

Yine yayımlanan ikinci çalışmada DoğaDiba ve eski yüksek lisans öğrencisi Bapun Giri (Ph.D.) liderliğindeki ekip, nöron yeniden aktivasyon miktarını (burada labirent keşfi sırasında ateşlenen nöronlar dinlenme halindeyken kendiliğinden tekrar ateşlenir) ve bunların yeniden aktivasyon sırasını (şu şekilde ölçüldü) karşılaştırdı: tekrar), uyku sırasında ve uyku kaybı sırasında.

Labirent deneyiminin yeniden etkinleştirilmesi ve tekrar oynatılmasıyla ilgili nöronların ateşlenme düzenlerinin, uyku yoksunluğuna kıyasla uykuda daha yüksek olduğunu keşfettiler.

Uyku yoksunluğu, benzer veya daha yüksek oranda keskin dalga dalgalanmalarına karşılık geliyordu, ancak daha düşük genlikli dalgalar ve daha düşük güç dalgalanmaları.

Diba, “Ancak vakaların neredeyse yarısında keskin dalga dalgaları sırasında labirent deneyiminin yeniden etkinleştirilmesi, uyku yoksunluğu sırasında tamamen bastırıldı” dedi.

Uykudan yoksun fareler uykuyu yakalayabildiğinde, yeniden aktivasyon hafifçe toparlansa da normal uyuyan farelerinkiyle asla eşleşmediğini ekledi. Dahası, tekrar oynatma da benzer şekilde bozulmuştu ancak kaybedilen uyku yeniden kazanıldığında düzelmedi.

Yeniden etkinleştirme ve tekrar oynatma hafıza için önemli olduğundan, bulgular uyku yoksunluğunun hafıza üzerindeki zararlı etkilerini göstermektedir.

Diba’nın ekibi uyku sırasında hafıza işlemenin doğasına, bunların neden yeniden etkinleştirilmesi gerektiğine ve uyku baskısının hafıza üzerindeki etkilerine bakmaya devam etmeyi umuyor.

Ek yazarlar arasında Hiroyuki Miyawaki, Caleb Kemere, Nathaniel Kinshy, Utku Kaya ve Ted Abel yer alıyor.

Bu uyku ve hafıza araştırması haberi hakkında

Soyut

Uyku kaybı hipokampal reaktivasyonu ve tekrarlamayı azaltır

Anılar uykudan faydalanır ve hipokampal keskin dalga dalgaları (SWR’ler) sırasında uyanıklık deneyimlerinin yeniden etkinleştirilmesi ve tekrarlanmasının bu süreç için çok önemli olduğu düşünülmektedir. Ancak bu düzenlerin uyku kaybından nasıl etkilendiği hakkında çok az şey biliniyor.

Burada, labirent keşfi, uyku ve uyku yoksunluğu ve ardından iyileşme uykusu boyunca sıçanlarda 12 saat boyunca CA1 nöron aktivitesini kaydettik. SWR’lerin uyku yoksunluğu sırasında sürekli veya daha yüksek oranlar gösterdiğini ancak daha düşük güç ve daha yüksek frekans dalgalanmaları gösterdiğini bulduk.

Piramidal hücreler, uyku yoksunluğu sırasında sürekli ateşleme ve uyku sırasında daha az ateşleme sergiledi; ancak bunların ateşleme oranları, uyku durumundan bağımsız olarak SWR’ler sırasında karşılaştırılabilir düzeydeydi.

Uyku yoksunluğu sırasında SWR’lerin güçlü ateşlemesine ve bolluğuna rağmen, nöronal ateşleme düzenlerinin yeniden aktivasyonu ve tekrarının bu dönemlerde azaldığını ve bazı durumlarda isteğe bağlı uykuya kıyasla tamamen ortadan kalktığını bulduk. Yeniden aktivasyon, toparlanma uykusundan sonra kısmen toparlandı ancak doğal uykuda bulunan seviyelere ulaşamadı.

Bu sonuçlar, uyku kaybının hipokampal fonksiyon üzerindeki olumsuz sonuçlarını ağ düzeyinde tasvir etmekte ve uyku yoksunluğu sırasında ortaya çıkan birçok SWR ile bu olaylar sırasında meydana gelen birkaç yeniden etkinleştirme ve tekrarlar arasındaki ayrışmayı ortaya koymaktadır.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/sleep-memory-formation-26319/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu