Neokorteksin en üst katmanında, bellekle ilgili bilgiler talamustan (turuncu) gelen sinapslar tarafından aktarılır ve bunlar da yerel ‘bekçi’ nöronları (mavi) tarafından kontrol edilir. / Science Codex / M. Belén Pardi

 Beyin, duyularımız tarafından toplanan bilgileri kodlar.  Çevreyi algılamak ve etkileşimde bulunmak için ise; bu duyusal sinyallerin beyinde depolanan geçmiş deneyimler ve bireyin mevcut amaçları bağlamında yorumlanması gerekir. Freiburg Üniversitesi Tıp Fakültesi Profesörü ve Frankfurt’daki Max Planck Beyin Araştırmaları Enstitüsü Araştırma Grubu Lideri Prof. Dr. Johannes Letzkus liderliğindeki bir ekip, bu deneyime bağlı  yukarıdan aşağıya bilginin temel bir kaynağını belirledi.

Neokorteks; insan beyninin en büyük ve en güçlü alanıdır. Tüm önemli bilişsel işlevleri, iki farklı bilgi akışının yakınsamasıyla mümkün kılınmıştır. (Çevreden gelen sinyalleri temsil eden bir “aşağıdan yukarıya” akış ve geçmiş hakkında dahili olarak üretilen bilgileri ileten “yukarıdan aşağıya” akış deneyimler ve güncel amaçlar…) Letzkus, dahili olarak üretilen bu bilginin tam olarak nasıl ve nerede işlendiği sorusunun hala büyük ölçüde keşfedilmediğini söylüyor. Cevap bulunamayan bu soru da, kendisini ve ekibini yukarıdan aşağı sinyallerin kaynaklarını aramaya yönlendirdi. Bilim insanları, bu tür içsel bilgiler için anahtar aday bölge olarak ön beynin derinliklerine gömülü bir beyin bölgesi olan talamus bölgesini tanımlamayı başardılar.

 Buna dayanarak, Letzkus Laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Dr. M. Belén Pardi, bir öğrenme paradigmasından önce ve sonra farenin neokorteksindeki bireysel talamik sinapsların tepkilerini ölçmek için bir strateji geliştirdi. 

Dr. Pardi: “İlgisiz nötr uyaranlar; bu yoldaki küçük ve geçici tepkilerle kodlanırken, öğrenme etkinliklerini güçlü bir şekilde artırdı ve sinyalleri zaman içinde hem daha hızlı hem de daha sürdürülebilir hale getirdi.” 

Dr. Letzkus: “Kazanılan hafızanın gücünü talamik aktivitedeki değişimle karşılaştırdığımızda gerçekten ikna olduk: Bu, talamustan gelen girdilerin, uyaranların öğrenilen davranışsal uygunluğunu belirgin bir şekilde kodladığını gösteren güçlü bir pozitif korelasyon ortaya çıkardı.” 

 Berlin Teknik Üniversitesi’nden Dr. Henning Sprekeler ekibi ile birlikte yürütülen diğer deneylerde ve bilgisayar modellemesinde; bu bilgiyi hassas bir şekilde düzenleyebilen daha önce bilinmeyen bir mekanizma keşfettiler ve en dış katmanında (yukarıdan aşağıya sinyallerin akışını dinamik olarak kontrol eden neokorteks) özel bir nöron türü belirlediler.  Bu da, bilim insanlarının, talamusun duyusal neokortekse projeksiyonlarının, duyusal uyaranlarla ilişkili önceki deneyimler hakkında önemli bir bilgi kaynağı olarak hareket ettiği varsayımını doğrular.  

Dr. Letzkus: “Bu tür yukarıdan aşağıya sinyaller; otizm ve şizofreni gibi bir dizi beyin hastalığında bozuluyor. Umudumuz, mevcut sonuçların; bu ağır koşulların altında yatan uyumsuz değişikliklerin daha derin bir şekilde anlaşılmasına da olanak vermesidir.”

You May Also Like

Düşünce için Sessizlik: İnsan Beynindeki Özel İnternöron Ağları

İnsan beyninin analizi; sinirbilimin temel amacıdır. Bununla birlikte, metodolojik nedenlerle, araştırmalar büyük…

Geniş Etkilere Sahip Bulgularda Çoğu ‘Sessiz’ Gen Mutasyonun, Nötr Değil Zaralı Olduğu Ortaya Çıktı

1960’ların başında, Michigan Üniversitesi mezunu Marshall Nirenberg ve diğer birkaç bilim insanı,…

Elektrik Üretmek için Vücudun Kendi Şekerini Kullanan Ultra İnce Yakıt Hücresi

Glikoz, yediğimiz gıdalardan aldığımız şekerdir. Vücudumuzdaki her hücreye güç veren yakıttır. Glikoz,…

BioNTech CEO’su Uğur Şahin: Hasarlı veya eski organların yaşlanma süreci tersine çevirilebilir

Prof. Dr. Uğur Şahin, gelecekte hasar görmüş organların gençleştirilmesinin mümkün olabileceğine inandığını…