Beyin Uykuda Problem Çözüyor

Hiç gece boyunca uğraştığınız bir Candy Crush oyununu ya da Sudoku bulmacasını sabah saatlerinde kolaylıkla yapabildiğiniz oldu mu? Bunun nedeni, uyuyarak zaman geçirmeyi seven kişileri oldukça memnun edecek.

Şimdiye kadar, uykunun insanların kaslarını ve düşüncelerini etkili biçimde çalışmalarını sağlayan bir durma süresi, yani vücudun toparlanma dönemi olduğunu düşündük. Ancak, Padraic Monaghan ve meslektaşlarının çalışması, uykunun aktif bir işlevinin de söz konusu olduğunu iddia ediyor. Aristo’ya kadar geri gidecek olursak, insanların uykuda zihin etkileşimini arttırdığı eskiden beri söz konusu olan bir iddiaydı. Mem Cognit’te yayımlanan çalışmayla ortaya çıkan şey ise, uykunun bir dinlenme sürecinden çok aktif bir dönem olduğu.

Uykunun insanların günlük hayatında derin etkileri olduğunu bilinen bir gerçektir. Uyku hafızayı güçlendirir, hali hazırda bildiklerimizi de yeni bilgilerle pekiştirmeye yardımcı olur. Aynı zamanda, var olan bilgilerin kalitesini de değiştirir böylece uykudan önceki deneyimler daha net bir şekilde beyne yerleşir. Ve biz, karar ve yargıda bulunurken, arka plandaki yanıltıcı bilgileri daha kolay eleriz.

Ancak uykunun problem çözme üzerinde de olumlu bir etkisi olduğu ortaya çıktı. İnsanların gece saatlerinde ilham kazanması oldukça yaygın görülen bir durum. Hatta gecenin bir saatinde kalkıp hayat memat meselesi olan ya da oldukça önemsiz bir problemi çözebilirsiniz bile. Bu çalışma, bu sezgilerin kesinlikle doğru çıktığını iddia ediyor.

Bu konuyu derinlemesine araştırmak için yapılan çalışmada, gönüllülere 3 kelimeden oluşan bir dizi problem verildi. Görev, bu 3 kelimeyle bağlantılı olan bir başka kelimeyi bulmaktı. Örnek olarak; İsviçre, bağ evi ve pasta (cevap makalenin sonundadır.) Soruların yarısı kolay, diğer yarısı ise zor olarak hazırlandı.

Uyumuş olan gönüllü grubu (“sleep”) soruları öncelikle gece gördü ve ertesi sabah soruları tekrar çözmeyi denedi. Uyanık olan grup (“wake”) ise soruları öncelikle sabah görüp aynı günün akşamı soruları bir kez daha çözmeyi denedi. Ayrıca gündüz ya da akşam saatlerinde problemleri çözen, ekstra bazı gruplar da çalışmada yer almıştır. Bunun nedeni günün saatinin çalışmadan etkilenmemesini sağlanmasıdır. Kolay problemlerde, uyanık grubun biraz daha etkili olduğu gözlenmiş, zor sorularda ise, uyumuş grubun cevaplarını önemli ölçüde düzelttiği görüldü.

Parlak fikirler

Böyle kelime sorularının çözümü oldukça kolay görünüyor. Bu yüzden, deneyin ardından şu sorular önem kazandı: Uyku daha karmaşık soruların da çözülebilmesini sağlar mı? Ve bu durum uyku hafızayı güçlendirdiği için mi gerçekleşir? Soruların cevabı eski ve yeni bilgilerin adaptasyonundan geçiyor. İyi karar verme ve problem çözmedeki anahtar beceri, bir problemin çözümünü başka bir probleme adapte edebilme yeteneğidir.

Bunun basit bir örneği olarak 8 + 4 = ? sorusu veriliyor. 5 + 3 = ? ve 2 + 7 = ? de benzer çözüm stratejileri gerektirir. İnsanlar bir kere aradaki bağlantıyı fark ettiler mi, genellikle cevap bariz hale gelmekte. Öğrendiğiniz şeyleri benzer sorunlarda uygulayamadığınızı bir düşünün, hayat ne kadar da zor olurdu. Ancak yine de insanların benzer çözümler uygulama alanında kötü bir ünü var.

Daha yeni bir çalışmada, insanlara birbiriyle alakalı iki dizi soru soruldu. Gece uyumuş olanlar iki soru dizisinin çözümünde, soruları gün boyunca çözmeye çalışanlardan daha başarılı oldular. Enteresan bir şekilde, bu durum katılımcıların kendilerini daha iyi hissetmelerinden, soruları hatırlamalarından ya da problemlerin birbiriyle ilişkisini kurabilmelerinden kaynaklanmıyordu. Bunlar yerine, gelişmenin, uyku esnasında problemin bilgisinin yeniden yapılanması aşaması sayesinde gerçekleştiği gözlendi.

Binlerce yıl sonra geliştirilmiş olsalar da, beyindeki uyku sürecinin nörofizyolojik etkileri üzerine olan modern teorilerin, Aristoteles’ın görüşüyle şaşırtıcı derecede tutarlı olduğu ortaya çıkarıldı. Öne çıkan yeni bir çalışma, uykunun hipokampus –beynin günlük deneyimleri kodladığı bölge– ve neokorteks – uzun dönem deneyimlerinin depolandığı bölge – arasındaki bilgi aktarımını sağladığını göstermektedir. Eğer çözümleri etkili bir şekilde düşüncelerimizdeki geçmiş sorunların kapsamına alabilirsek, yeni sorunları çözmek için de daha donanımlı hale gelmiş oluruz.

Bu araştırma bize sorunları çözmek için günden güne gelişim yaklaşımıyla rehberlik etmektedir. Eğer zor bir probleminiz varsa, gece onu bir kenara koyun ve sabah tekrar üzerine düşünün. Hali hazırda karmaşık bir karar aldıysanız bile, onu yeniden değerlendirin. Ertesi gün ulaşabileceğiniz en iyi sonuçlara varırsınız. Artık bu bilimsel bir şekilde destekleniyor.

Hala merak edenler için sorunun cevabı “peynir.”

 


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • Padraic Monaghan “How We Showed ‘Sleeping On It’ Really Is The Best Way To Solve A Problem,”
    http://www.iflscience.com/brain/how-we-showed-sleeping-it-really-best-way-solve-problem
  • Sio UN, Monaghan P, Ormerod T. Sleep on it, but only if it is difficult: effects of sleep on problem solving. Mem Cognit. 2013 Feb;41(2):159-66. doi: 10.3758/s13421-012-0256-7.
  • Monaghan P, Sio UN, Lau SW, Woo HK, Linkenauger SA, Ormerod TC. Sleep promotes analogical transfer in problem solving. Cognition. 2015 Oct;143:25-30. doi: 10.1016/j.cognition.2015.06.005. Epub 2015 Jun 23.
  • Susanne Diekelmann & Jan Born The memory function of sleep Nature Reviews Neuroscience 11, 114-126 (February 2010) | doi:10.1038/nrn2762

Beyin Gelişiminde Temel Aç/Kapa Mekanizması Keşfedildi

Mainz’daki Institute of Molecular Biology (IMB -Moleküler Biyoloji Enstitüsü) bilimcileri beyin hücrelerinin oluşumunu yürüten tek bir genin karmaşık düzenlenme (regülasyon) mekanizmasını çözümledi ve ortaya çıkardı. Araştırma The EMBO Journal‘de yayımlandı ve beyin gelişiminin anlaşılması yönünde büyük bir adım daha atılmış oldu.

Nörodejeneratif hastalıklar (Parkinson vb. ) genellikle nöronların (beyindeki sinir hücrelerinin) geri döndürülemez kaybı olarak karakterize edilmektedir. Vücutta bulunan diğer hücre tiplerinden farklı olarak, nöronlar genellikle kendilerini yenileyemezler. Yani eğer beyin bir kez zarar gördüyse, öyle kalır. Benzer hasarları tedavi etmeyi sağlayacak yöntemlerin keşfi için tek umut da, beyin gelişimini anlamak ve süreci taklit etmeyi başarabilmek olacaktır. Ne var ki, beyin vücuttaki en karmaşık organlardan birisidir ve gelişimine öncülük eden moleküler mekanizmaları ile ilgili de çok az şey bilinmektedir.

Johannes Gutenberg University Mainz’daki Institute of Molecular Biology’den Dr. Vijay Tiwari’nin öncülük ettiği araştırma ekibi bir süredir beyin gelişiminde görev alan temel bir geni araştırıyordu,  NeuroD1. Bu gen gelişmekte olan beyinde ekspres edilir ve nörogenez (sinir hücrelerinin oluşumu) başlangıcına işaret eder.

Araştırmanın makalesinde, Tiwari ve ekip arkadaşları NeuroD1’in yalnızca beyin kök hücrelerinde ekspres edilmekle kalmaz aynı zamanda bu hücrelerin nörona dönüşmesini sağlayan çok sayıda genin temel regülatörü (düzenleyici) olarak rol oynar. Nörobiyoloji, epigenetik ve yazılımsal biyoloji yaklaşımları bir araya getirilerek gelişim sırasında bu çok sayıda genin ‘kapalı’ durumda olduğu saptandı. Ancak NeuroD1 aktivitesi bu genlerin epigenetik statülerini değiştirerek onları ‘açık’ konuma getirir.

Çarpıcı bir sonuç olarak bu genlerin NeuroD1 ortadan kalktıktan sonra dahi (sonraki ekspres edilmediği süreçlerde de) açık konumda kaldıkları tespit edildi. Bunun sebebi ise daha sonraki deneylerde, NeuroD1 aktivitesinin epigenetik etkilerinin bu genler üzerinde kalıcı etkiler bırakması olarak saptandı. Ekip bu fenomeni kısaca nöron gelişimini sağlayan ‘epigenetik hafıza’ olarak tanımlıyor.

Araştırmanın önemi ise, tek bir faktör olarak NeuroD1’in hücrenin epigenetik manzarasını etkileme ve değiştirme yeteneğinin/kapasitesinin ortaya çıkması olarak görülüyor. Bu epigenetik etki de aynı zamanda nöronların jenerasyonunu (üretilmesini veya oluşumunu) yürüten temel etken olarak karşımıza çıkıyor.

Dr. Tiwari bulguların uygulama alanları ile ilgili : ” Bu; DNA dizileri, epigenetik değişimler ve hücre gelişimi ilişkisinin anlaşılması yönünde atılmış önemli bir adımdır. Araştırma yalnızca embriyonik gelişim sırasındaki beyin oluşumunu aydınlatmakla kalmıyor aynı zamanda rejeneratif terapilerin keşfedilmesi yönünde yeni yolların açılmasını da sağlıyor” açıklamasında bulundu.

 


Kaynak :  Bilimfili, A. Glahs, R. P. Zinzen. Putting chromatin in its place: the pioneer factor NeuroD1 modulates chromatin state to drive cell fate decisions. The EMBO Journal, 2015; DOI: 10.15252/embj.201593324

Müzik aleti çalmak çocukların beyin gelişimini etkiliyor!

Keman çalabilen ya da piyano dersleri alan çocuklar neredeyse Mozart kadar iyi öğrenebiliyorlar. Vermont College of Medicine Üniversitesi çocuk psikiyatrisi bölümünden araştırmacılar müzik eğitiminin, çocuklarda odaklanmayı arttırdığını, duygularını kontrol etmeye yardımcı olduğunu ve çocuklarda kaygıları azalttığını buldular. AraştırmaJournal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry ‘de yayınlandı.

İçlerinde psikiyatri profesörü James Hudziak, doktora dereceli Matthew Albaugh ve mezun araştırma asistanlarının bulunduğu araştırmacılar çalışmalarını şu ana kadar ki yapılmış beyin gelişimi ile müzik aleti çalmak arasındaki ilişkiyi inceleyen en büyük araştırma olarak tanımlıyorlar.

Çocuk yaşlarda beyin korteksinin kalınlığı değişir. MRI tekniği kullanılarak yapılan araştırmada çocuk yaşlarda kortikal kalınlaşma ya da incelmenin, beyin sağlıklı olsa bile, depresyona, kaygıya, saldırganlığa ve dikkat problemlerine neden olabildiği bulunmuştu. Şimdi yapılan araştırma ile de Hudziak, müzik eğitiminin bu problemlere etkilerini bulmayı amaçladı.

Hudziak’ın yarattığı, ‘’genç insanların bütün çevrelerinin psikolojik sağlıklarına olan etkilerini bir araya getirmek’’ olarak tanımlayabileceğimiz Vermont Aile Temelli Yaklaşımı modelini de destekleyen çalışmada; Hudziak’ın deyimiyle ‘’ Müzik en kritik rolü üstleniyor.’’

Çalışmada araştırmacılar aslında tam da tahmin ettikleri sonuca ulaştılar. Bir müzik aleti çalarken beynin motor bölümlerinde değişiklikler oluyor, çünkü müzik aleti çalma aktivitesi hareketlerin kontrolünü ve koordinasyonunu gerektiriyor. Daha da önemlisi, müzik aleti çalmak beyindeki davranış düzenleyen alanları etkiliyor. Örneğin, müzik aleti çalma pratikleri yapmak korteksin ‘’yürütme görevi, çalışma hafızası, dikkat kontrolü, gelecek için organizasyon ve planlama yapma’’ gibi görevleri üstlenen bölümünün kalınlığını etkiliyor.

Çocuktaki müzik altyapısının aynı zamanda önleyici kontrolde ve duygusal gelişimde kritik öneme sahip beyin bölgelerinin kortikal kalınlıklarıyla da ilişkili olduğu da görülüyor.

Araştırmacıların bulgularına göre mental olarak daha sağlıklı bireyler yetiştirmek için müzik aleti eğitimi şart. Hudziak’ın hipotezine göre keman çalmanın çocukların psikolojik rahatsızlıklarına bir şişe dolusu haptan daha fazla yararı var.


Kaynak: Bilimfili

Referans: James Hudziak, M.D. et al. Cortical Thickness Maturation and Duration of Music Training: Health-Promoting Activities Shape Brain Development. Journal of American Academy of Child and Adolescent Psychiatry, December 2014 DOI: 10.1016/j.jaac.2014.06.015