Primatlarda ve Kemirgenlerde Beyinden Beyine Bağlantı Kuruldu


Brainet sistemlerinin deneysel uygulaması ve paradigmatik önemi

Duke araştırma grubunun çalışması, bireysel sinir kontrolü kavramını kolektif beyin ağlarına genişleterek beyin-makine arayüzlerinin (BMI) geliştirilmesinde paradigmatik bir değişimi işaret ediyor. Bu çalışmalarda, aynı türe ait birkaç hayvanın (makaklar ve fareler) beyinleri, yerleştirilen elektrot dizileri aracılığıyla ilk kez doğrudan birbirine bağlandı ve bu sayede bilişsel ve motor görevlerin birlikte çözülmesi sağlandı. Beyinler arasında gerçek zamanlı çift yönlü bilgi işlemeyi mümkün kılan bu ağ bağlantılarını tanımlamak için “brainet” terimi ortaya atıldı.


Primat Brainet: Sanal bir kolun işbirlikçi kontrolü

Primat deneyinde, üç makak maymununun motor ve somatosensoriyel korteksine elektrot dizileri yerleştirildi. Hayvanlar sanal bir kolun hareketini ortaklaşa kontrol ederken, 700’den fazla nöronun beyin aktivitesi eş zamanlı olarak kaydedildi. Her maymun kol hareketinin üç uzaysal boyutundan (x ve y ekseni) ikisini kontrol ediyordu. Üçüncü parametre (z ekseni), üç maymunun beyin sinyallerinin senkronize edilmesiyle hesaplandı. Ekrandaki hedefe başarıyla ulaşmak hassas bir sinirsel koordinasyon gerektiriyordu. Sonuçlar, artan pratikle birlikte kolektif motor kontrolünün daha verimli ve adaptif hale geldiğini gösterdi. Bu, kolektif bir ortamda sinir ağlarının esnekliğinin ve öğrenme kapasitesinin bir göstergesidir.


Kemirgen Beyin Ağı: Küçük Gruplarda Desen Tanıma ve Bilgi Entegrasyonu

İkinci deneyde, somatosensoriyel korteksleri mikrokablo dizileriyle birbirine bağlanmış üç ila dört fareden oluşan gruplar yer aldı. Hayvanlara sıcaklık ve hava basıncı verileri gibi duyusal bilgiler verildi. Görev, toplu bilgi işlemeye dayanarak hava durumunda bir değişiklik olasılığını (örneğin yağmur olasılığı) tahmin etmekti. Her bir farenin sadece kendi duyusal girdilerini yorumlaması değil, aynı zamanda bunları diğer hayvanlarınkilerle bütünleştirmesi gerekiyordu. Dikkat çekici bir şekilde, hayvan grupları belirli görevlerde bireysel hayvanlara kıyasla eşit veya daha üstün performans gösterdiler; bu da ortaya çıkan kolektif zeka mekanizmalarını düşündürmektedir.


Klinik ve teknolojik perspektifler

Sunulan sonuçlar, Brainets’in sadece sinirsel esneklik, senkronizasyon ve bilişin incelenmesi için yeni bir model sunmakla kalmayıp, aynı zamanda potansiyel olarak organik bilgisayar mimarilerinin temeli olarak da hizmet edebileceğini göstermektedir. Bu sistemler artık salt algoritmik-dijital olmayacak, bilgi işleme için biyolojik alt tabakaları kullanacak. Klinik araştırmalarda kolektif BKİ’lerin nörolojik hastalıkların tedavisinde veya motor fonksiyonların rehabilitasyonunda yeni yaklaşımlara olanak sağlayabileceği düşünülmektedir.


Metodoloji

Tüm deneyler, hem aksiyon potansiyellerini hem de yerel alan potansiyellerini kaydedebilen yüksek çözünürlüklü diziler kullanılarak gerçekleştirildi. Sinir sinyalleri algoritmalar kullanılarak çözümlendi ve hareket veya karar sinyallerine dönüştürüldü. Hayvanların başarılı bir şekilde işbirliği yapabilmeleri için bilginin çift yönlü akışı hayati önem taşıyordu.


Keşif

Brainet (birden fazla beyne bağlanan sinir ağları) kavramı, beyin-makine arayüzleri ve sinir iletişim teknolojilerindeki gelişmelerden ortaya çıkan sinir biliminde modern bir gelişmedir.

Erken sinir bilimi keşifleri:

    • Hans Berger’in EEG’si (1924): İlk insan beyin dalgası kayıtları, elektriksel beyin aktivitesini anlamak için temel oluşturdu.
    • Beyin haritalama: Broca (1861), Fritsch & Hitzig (1870) ve diğerlerinin çalışmaları, hedeflenen sinirsel arayüzlemeye olanak tanıyan yerelleştirilmiş beyin işlevlerini sağladı.

    Modern sinir bilimi altyapısı:

      • Beyin bankaları (1960’lar): Beyin dokusunun sistematik olarak korunması, sinir yapılarının karşılaştırmalı çalışmalarını kolaylaştırdı.
      • Hesaplamalı modeller: Morris–Lecar modeli (1981) ve diğerleri sinirsel aktivitenin niceliksel analizini ilerletti.

      Temel teknolojik sıçramalar:

        • Hafıza kaydı (2013): Bir farenin hafızası deneysel olarak kaydedildi ve sinirsel veri çıkarma işleminin uygulanabilirliğini gösterdi.
        • Beyin-makine arayüzleri: Elektrot teknolojisi ve sinyal işleme alanındaki gelişmeler gerçek zamanlı beyin-bilgisayar iletişimini mümkün kıldı.

        BrainNet kavramı muhtemelen bu temeller üzerine inşa edilmiştir ve işbirlikçi sinirsel görevleri başarmak için çoklu beyin sinyal kaydını (EEG veya implantlar aracılığıyla) hesaplamalı entegrasyonla birleştirir. Kaynaklar doğrudan BrainNet’e atıfta bulunmasa da temel nörofizyolojiden karmaşık beyin arayüzüne doğru kritik yörüngeyi ana hatlarıyla belirtirler. BrainNet’e özgü gelişmeler için, 2013 sonrası araştırmalardan (sağlanan kaynakların ötesinde) ek bağlam gerekecektir; çünkü terim, bu tarihi atılımların en son uygulamasını temsil etmektedir.


        İleri Okuma
        1. Nicolelis, M. A. L., & Lebedev, M. A. (2009). Principles of neural ensemble physiology underlying the operation of brain-machine interfaces. Nature Reviews Neuroscience, 10(7), 530–540. https://doi.org/10.1038/nrn2653
        2. Lebedev, M. A., O’Doherty, J. E., Zhuang, K. Z., & Nicolelis, M. A. L. (2011). Brain–machine interfaces: past, present and future. Trends in Neurosciences, 34(9), 534–546. https://doi.org/10.1016/j.tins.2011.07.001
        3. Pais-Vieira, M., Lebedev, M., Kunicki, C., Wang, J., & Nicolelis, M. A. L. (2013). A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information. Scientific Reports, 3, Article 1319. https://doi.org/10.1038/srep01319
        4. Ramakrishnan, A., Byun, Y. W., Rand, K., Pedemonte, J. C., Lebedev, M. A., & Nicolelis, M. A. L. (2015). A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Behavioral Information. Scientific Reports, 5, Article 11869. https://doi.org/10.1038/srep11869
        5. Pais-Vieira, M., Chiuffa, G., Lebedev, M., Yadav, A., & Nicolelis, M. A. L. (2015). Building an organic computing device with multiple interconnected brains. Scientific Reports, 5, Article 11869. https://doi.org/10.1038/srep11869
        6. Arjun Ramakrishnan, Peter J. Ifft, Miguel Pais-Vieira, Yoon Woo Byun, Katie Z. Zhuang, Mikhail A. Lebedev, Miguel A.L. Nicolelis. Computing Arm Movements with a Monkey BrainetScientific Reports, 2015; 5: 10767 DOI: 10.1038/srep10767

        Aşırı Yağ Tüketimi Beyin Sağlığını Etkiliyor!

        Yüksek yağ içerikli besin düzenlerinin felç ve kalp hastalıkları gibi tıbbi problemler riskini arttırdığı uzun süredir biliniyordu. Yeni bulgular, bu tıbbi problemlerin yanısıra yüksek besin diyetlerinin depresyon ve diğer psikiyatrik bozuklukların oluşum riskini arttırdığını gösteriyor.
         
        Biological Psychiatry dergisinde yayınlanan ve Lousiana Eyalet Üniversitesi araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir araştırma, yüksek yağ tüketiminin felç ve kalp hastalıkları gibi hastalıklara sebep olmasının yanı sıra, davranışlar üzerinde de etkiye sahip olduğunu gözler önüne seriyor. Daha önceden, Biological Psychiatry dergisinde yayınlanan bir diğer araştırma, yüksek yağlı besin diyetlerinin bağırsak mikrobiyomu olarak da bilinen bağırsak bakterileri karışımını değiştirerek sağlık ve davranış alanlarında değişim gözlemenin olanaklı olduğunu göstermişti.
        Araştırmacılar, yürüttükleri deneyde normal bir diyetle beslenmiş yetişkin fare grubuna, yüksek yağ içerikli yiyeceklerle beslenmiş obez bir fare grubunun bağırsak bakterilerini naklettiler. Normal beslenmiş grup, nakilden sonra artmış anksiyete, hafıza bozuklukları ve sürekli tekrar eden hareketler gibi semptomlar geliştirdi. Bunların yanı sıra farelerin vücutlarında zararlı birtakım komplikasyonlara ve beyin dâhil olmak üzere çeşitli organlarda iltihap bulgularına rastlandı. Beyinde görülen iltihap bulgularının davranış değişikliklerine katkı sağlamış olabileceği düşünülüyor. Konu hakkında Biological Psychiatry dergisi editörü Dr. John Krystal şunları söylüyor:
        “Bu araştırma, yüksek yağ diyetlerinin insanlar ve sindirim sistemi mikroorganizmaları arasındaki uyumlu ilişkiyi bozarak beyin sağlığına zarar verdiğini gösteriyor.”
        İnsan mikrobiyomu, çoğunluğu bağırsaklarda bulunan trilyonlarca mikroorganizmadan oluşur. Bu mikrobiyota, normal fizyolojik fonksiyonlar için gereklidir. Fakat araştırma, mikrobiyomda yapılan değişiklikliklerin öznenin, nöropsikiyatrik bozukluklar dahil, hastalıklara duyarlılığı üzerinde etkisi olduğunu kanıtladı.
        Bu araştırmaya öncül olmuş, bağırsak mikrobiyomu ve birçok psikiyatrik sorunu birbirine bağlayan fazla sayıda araştırma yapılmış olsa da bağırsağın davranışlarımızı nasıl etkilediği hâlâ iyi anlaşılabilmiş değil. Konu üzerinde ileri araştırmanın gerekli olduğunu düşünen araştırmacılar, bağırsağın nöropsikiyatrik bozuklukları tedavi etmede fayda sağlayabileceğini belirtiyorlar.
        Bu bulgu, Lousiana Eyalet Üniversitesindeki araştırmacıları obezite geçiren bir bağırsak mikrobiyomunun, obez olmayan bir mikrobiyomda bile davranışları değiştirip değiştirmeyeceğini test etme fikrine götürdü.
        Normal yaşamlarına ve normal diyetlerine devam eden, obez olmayan yetişkin farelere, yüksek yağ temelli beslenen donör farelerden bağırsak mikrobiyotaları nakledildi. Ardından nakil görmüş fareler, davranışsal ve bilişsel alanlarda değişiklikleri saptamak adına değerlendirmeye alındı.
        Yüksek yağ temelli diyet ile şekillendirilmiş mikrobiyotayı nakil alan farelerin davranışlarında artmış anksiyete, bozuk hafıza ve tekrarlı hareketler dahil birden çok aksama gözlendi. Bunların yanısıra farelerin vücutlarında zararlı birtakım komplikasyonlar oluştu ve iltihap bulgularına rastlandı. Beyinde iltihaba işaret eden bulgular da mevcuttu; bu bulguların davranışsal değişikliklere sebep olduğu düşünülüyor.
        Bu araştırma her ne kadar bağırsak mikrobiyomunun maruz kaldığı diyet tabanlı değişimlerin beyin fonksiyonlarını değiştirmekte yeterli olduğunu gösterse de bağırsak mikrobiyomunun davranışları nasıl etkileyebildiği sorusu hala cevaplandırılamamıştır.
        Bulgular, bağırsak biyomunun nöropsikiyatrik bozuklukları tedavi etmek yönünde potansiyel gösteren bir alan olduğunu gösteriyor.
        Kaynak:
        1. Elsevier
        2. Obese-type Gut Microbiota Induce Neurobehavioral Changes in the Absence of Obesity by Annadora J. Bruce-Keller, J. Michael Salbaum, Meng Luo, Eugene Blanchard IV, Christopher M. Taylor, David A. Welsh, and Hans-Rudolf Berthoud (doi: 10.1016/j.biopsych.2014. 07.012). The article appears in Biological Psychiatry, Volume 77, Issue 7 (April 1, 2015), published by Elsevier.

         Başkasına Yüksek Sesle Tekrar Etmek Hafızayı Güçlendiriyor

        Hepimiz zaman zaman önemli bir bilgiyi yüksek sesle tekrar etmenin hafızaya iyi geldiğini duymuşuzdur. Peki, bu tekrarları bir başka kişiye hitaben yapmanın hafızanızı çok daha fazla güçlendirebileceğini biliyor muydunuz? Montreal Üniversitesi’nden Prof. Victor Boucher ve ekibinin gerçekleştirdiği bir çalışma, bilgileri başka birine yüksek sesle tekrar etmenin sözlü hafızayı belirgin biçimde artırdığını ortaya koydu. Üstelik bu etki, kişi kendi sesini duymasa bile gerçekleşiyor. Bu araştırma, sosyal bir iletişim bağlamının hafıza üzerinde ne denli büyük bir fark yarattığını çarpıcı biçimde gösteriyor.

        Araştırmanın Tasarımı ve Yöntemi

        Prof. Victor Boucher ve öğrencisi Alexis Lafleur, deneylerinde 44 Fransızca konuşan üniversite öğrencisini bir okuma ve tekrar testine tabi tuttular. Öğrencilere bir bilgisayar ekranında art arda bazı kelimeler (dilbilimde sözlük birimi veya lexeme olarak adlandırılan, sözlükte madde başı olabilecek anlamlı sözcükler) gösterildi. Bu esnada her bir katılımcı, kulaklıklarından gelen “beyaz gürültü” sayesinde kendi sesini duyamıyordu. Amaç, işitsel geri bildirimi engelleyerek sadece tekrar şeklinin etkisini ölçmekti.

        Her öğrenci, ekranındaki kelimeleri dört farklı biçimde tekrar etti:

        1. Zihinden Sessiz Tekrar: Kelimeleri içinden tekrar etti, hiçbir ses çıkarmadı ve jest veya mimik kullanmadı.
        2. Dudak Hareketiyle Tekrar: Hiç ses çıkarmadan fakat yalnızca dudaklarını oynatarak sözcükleri sessizce tekrar etti.
        3. Yüksek Sesle Tekrar (Kendi Kendine): Karşısında kimse olmadan, ekrandaki kelimeleri yüksek sesle okudu (yanında biri olsa da, kulaklık nedeniyle kendi sesini duymuyordu).
        4. Yüksek Sesle Tekrar (Birine Hitaben): Yanında bulunan bir kişiye yönelikmiş gibi, kelimeleri yüksek sesle söyledi (yine kulaklıkla kendi sesini duymaksızın).

        Her bir koşul tamamlandıktan sonra, öğrenciler kısa bir dikkat dağıtıcı görev yaptılar. Ardından kendilerine karışık bir kelime listesi sunuldu. Bu listede, az önce ekranda gördükleri sözlük birimleri ve görmedikleri bazı başka kelimeler yer alıyordu. Öğrencilerden, hangi kelimeleri hatırladıklarını belirtmeleri istendi. Bu sayede hangi tekrar yönteminin hafızada ne kadar iz bıraktığı ölçülmüş oldu.

        Sonuçlar ve Dikkat Çeken Bulgular

        Deneyin sonuçları son derece çarpıcıydı: Bir başkasının varlığında, o kişiye hitaben yüksek sesle yapılan tekrar, diğer yöntemlere kıyasla en yüksek hatırlama oranını sağladı. Yani bilgiyi biriyle paylaşırcasına sesli tekrar etmek, hafızayı en çok pekiştiren yöntem oldu. Üstelik öğrenciler kendi seslerini hiç duymamış olsalar da, sosyal bir bağlamda sesli söylemenin getirdiği avantaj belirgindi.

        Buna karşılık, yalnızca içinden sessizce tekrar etmek, dört yöntem içinde hafızayı en az destekleyen, en zayıf yöntem olarak kayda geçti. Sadece zihinden geçirilen kelimeler, öğrencilerin belleğinde diğer koşullardaki kadar güçlü bir iz bırakmadı.

        Prof. Boucher, bu farklılığı şöyle açıklıyor: “Sessiz bir şekilde (ses çıkarmadan) bilgi tekrarı yapmak bile beynimizde bir duyu-motor bağlantı oluşturur ve hatırlama yeteneğimizi artırır. Fakat eğer bu tekrarlar konuşma fonksiyonuyla birleştirilirse, çok daha fazla bilginin akılda kalması mümkün hale geliyor.” Başka bir deyişle, kelimeleri yüksek sesle dile getirmek, sadece düşünmeye kıyasla zihinde daha kalıcı izler bırakıyor; bunu bir de karşımızdaki birine hitap ederek yaptığımızda etki katlanıyor.

        İlginç bir ayrıntı da, deneye katılanların kendi seslerini duymamasına rağmen bu sonuçların ortaya çıkması. Yüksek sesle tekrarın faydası, kişinin kendi sesini işitmesinden değil, kelimeleri sesli olarak üretme eyleminin ve iletişim durumunun beyninde yarattığı izden kaynaklanıyor. Yani hatırlamayı güçlendiren, aslında duyma değil, söyleme ve sosyal etkileşimde bulunma deneyimi.

        Duyusal-Motor Hafıza ve Çoklu Algı Etkisi

        Boucher’nin önceki çalışmalarından da biliniyor ki, bir kelimeyi sesli olarak telaffuz ettiğimizde beynimizde o kelimeye dair duyusal ve motor izler oluşuyor. Ağzımızın hareketini, dilimizin konumunu, ses tellerimizin titreşimini hissediyoruz – işte bu bedensel deneyim, öğrenilen sözcüğü zihnimize sadece görsel veya sessiz okumanın ötesinde, farklı bir açıdan sabitliyor. Tek başına bir duyunun (örneğin sadece ağzı hareket ettirmenin) devreye girmesi bile hafızayı, tamamen zihinden tekrara göre daha güçlü kılabiliyor.

        Şimdi buna sosyal iletişim boyutunu eklediğimizde neler oluyor bir düşünelim. Biriyle konuşarak öğrenmek, aslında bir çeşit çok duyulu (multisensory) deneyim yaratıyor. Karşımızda bir insan varken, sadece kelimeleri söylemekle kalmıyoruz; karşımızdaki kişiyi görüyor, belki onun gözlerine bakıyor, beden dilimizi kullanıyoruz. Episodik hafızamız (yaşantısal bellek) devreye giriyor: O an, bir iletişim anısı olarak zihnimizde kodlanıyor. Beyin, iletişim esnasındaki görsel, işitsel ve duygusal ipuçlarını da öğrenilen bilgiyle birlikte depoluyor. Sonuç olarak, bilgi tek başına kuru bir metin olmaktan çıkıp zengin bir deneyimin parçası haline geliyor ve hafızada tutulması çok daha kolaylaşıyor.

        Nitekim, günlük hayatımızda da çoklu duyusal hafıza örneklerine sıkça rastlıyoruz. Fransız yazar Marcel Proust, ünlü romanında çocuklukta yediği bir madlen kurabiyesinin tadı ve kokusunun, yıllar sonra kendisinde anıları nasıl canlandırdığını anlatır. Bir tat ve koku, onu bir anda geçmişe, annesiyle geçirdiği çocukluk günlerine götürür. Bu örnekte olduğu gibi, bir anıyı çeşitli duyularla ilişkilendirmek, onu zihinde adeta evrimsel bir avantaja dönüştürür: Çok boyutlu çağrışımlarla zenginleşen anılar, tek düze bilgilere göre çok daha sağlam kalır.

        Boucher’nin bulguları da, sözlü tekrar sırasında oluşan duyusal-motor deneyimin ve sosyal bağlamın hafıza için ne kadar önemli olduğunu bilimsel olarak destekliyor. Konuşarak öğrenmek, insanlığın binlerce yıldır kullandığı bir yöntem — düşünün, bilgiyi nesilden nesile aktarmak için hikâyeler anlatmak, birlikte eğitim görmek veya bir konuyu başkasına anlatarak pekiştirmek, hep bu yüzden etkili değil mi? Beynimiz, iletişim halinde öğrenmeye adeta evrimsel olarak yatkın: Bir bilgiyi sosyal bir eylemle birleştirdiğimizde, onu sadece aklımızda tekrar etmekten daha iyi özümsüyoruz.

        Anlam ve Bellek: Ek Bir Deneyin Gösterdikleri

        Araştırmacılar, bulgularını daha iyi anlamak için bir ek deney daha gerçekleştirdiler. Bu kez öğrencilere verilen kelimeler, Fransızcada anlamı olmayan rastgele hece dizileriydi (yani gerçek bir sözcük oluşturmayan “non-kelimeler”). Amaç, anlamsız bilgilerde de aynı tekrar avantajının ortaya çıkıp çıkmayacağını görmekti. Sonuç, tam da ekibin beklediği gibi çıktı: Anlamsız heceleri ister yüksek sesle ister sessizce tekrar etsinler, öğrencilerin hatırlama oranlarında kayda değer bir fark oluşmadı. Hiçbir yöntem, anlamsız içerikte diğerinden üstün görünmüyordu.

        Bu durum, anlamın hafızadaki rolünü vurguluyor. Anlamlı sözcükler, beynimizde zaten var olan kavramlarla, çağrışımlarla bağlantı kurabiliyor. Onları sesli tekrar ettiğimizde, bu yeni duyusal izler mevcut hafıza ağlarımıza eklenip pekişiyor. Ancak anlamsız hece dizileri, belleğimizde yerleşik bir karşılık bulamadığından hangi yolla tekrar edilirse edilsin kalıcılık sağlayamıyor. Boucher, bu sonucu “Bilginin hafızaya iyice yerleşmesi için, motor-duyusal deneyimlerin, anlamlı sözel içerikle birleşmesi gerekiyor” şeklinde yorumluyor. Yani duyusal ve motor katkılar ancak anlamla bütünleştiğinde hafızayı gerçekten güçlendiriyor.

        Hafızayı Güçlendirmek İçin Sesli ve Sosyal Tekrar

        Bütün bu bulgular, günlük hayatta hafızamızı güçlendirmek için uygulayabileceğimiz basit ama etkili bir yöntemi destekliyor: Öğrenmek istediğiniz şeyleri yüksek sesle tekrar edin, mümkünse bir başkasına anlatıyormuş gibi yapın.

        Örneğin, sınava çalışıyorsanız önemli noktaları kendi kendinize yüksek sesle anlatın veya bir çalışma arkadaşınıza konuyu açıklayın. Yeni bir dil öğrenirken kelimeleri içinizden söylemek yerine sesli telaffuz edin, hatta o dilde konuşan hayali birine hitap ediyormuş gibi pratik yapın. Bir sunum hazırlıyorsanız, aynanın karşısında sanki gerçek bir izleyici varmış gibi prova edin. Bu tür sesli ve etkileşimli tekrar yöntemleri, beyninizin bilgiyi daha derin işlemeye başlamasına yardımcı olur.

        Unutmayın, konuşarak öğrenmek, pasif okumaya veya içinden tekrara göre daha zahmetli görünebilir, ama tam da bu çaba sayesinde akılda kalıcılık artar. Hatta birisine bir konuyu anlatırken, aslında kendinize de anlatmış olursunuz – bu durum, öğrenmenin belki de en etkili formüllerinden biridir. Eğitim dünyasında “başkasına öğretme etkisi” (protégé etkisi) olarak bilinen olgu da bunu destekler: Bir bilgiyi bir başkasına aktarırken, o bilgiyi en iyi öğrenen siz olursunuz.


        İleri Okuma

        1. MacLeod, C. M., Gopie, N., Hourihan, K. L., Neary, K. R. & Ozubko, J. D. (2010). The Production Effect: Delineation of a Phenomenon. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 36(3), 671–685. DOI: 10.1037/a0018785
        2. Icht, M. & Mama, Y. (2014). The production effect in memory: Multiple species of distinctiveness. Frontiers in Psychology, 5, 886. DOI: 10.3389/fpsyg.2014.00886
        3. Lafleur, A. & Boucher, V. J. (2015). The ecology of self-monitoring effects on memory of verbal productions: Does speaking to someone make a difference? Consciousness and Cognition, 36, 139. DOI: 10.1016/j.concog.2015.06.015
        4. Bodner, G. E., Jamieson, R. K., Cormack, D. T., McDonald, D. L. & Bernstein, D. M. (2016). The production effect in recognition memory: Weakening strength can strengthen distinctiveness. Canadian Journal of Experimental Psychology, 70(2), 93–98. DOI: 10.1037/cep0000082
        5. Forrin, N. D. & MacLeod, C. M. (2017). This time it’s personal: The memory benefit of hearing oneself. Canadian Journal of Experimental Psychology, 71(4), 309–320. DOI: 10.1037/cep0000147
        6. Xavier, Z., et al. (2021). Neural correlates of the production effect: An fMRI study. Neuropsychologia, 149, 107693. DOI: 10.1016/j.neuropsychologia.2021.107693
        7. Icht, M. & Mama, Y. (2022). Effects of speech-production training on memory across short and long delays in 5- and 6-year-olds: A preregistered study. Applied Psycholinguistics. DOI: 10.1017/S0142716422000130
        8. Icht, M., Ben-David, B. M. & Mama, Y. (2023). Production benefits on encoding are modulated by language experience. Psychology & Language Learning, 5(2), 198–213. DOI: 10.1017/pll.2023.15

        Küçük Yaşta Egzersiz, Bağırsak Mikroplarını Etkileyerek Sağlıklı Beyin ve Metabolizma Sağlıyor

        İnsan bağırsağı 100 trilyondan fazla mikroorganizmadan oluşan bir hayvanat bahçesi barındırmakta. University of Colorado Boulder’ dan araştırmacılar yaşamın erken evrelerinde yapılan egzersizlerin bu mikrobiyal komünitenin (topluluk) daha iyi ve sağlıklı bir beyin ve ömür boyu metabolik aktivite sağlayabilecek şekilde değiştirebildiğini keşfetti.  

        Yakın zamanda Immunology and Cell Biology Dergisinde yayımlanan araştırma, insanın erken gelişimi boyunca bir fırsat döneminin daha iyi bir ömür boyu sağlık şansını optimize edilebileceğini gösteriyor.

        University of Colorado Boulder’ın Tamamlayıcı Fizyoloji Anabilim Dalı’nda profesör ve aynı zamanda çalışmanın kıdemli yazarı olan Monika Fleshner : ” Egzersiz  hem metabolik hem de mental (zihinsel) sağlığı birçok açıdan etkilemekte.” diyerek tam bu noktanın araştırmalarının yenilikçi tarafı olduğunu ekliyor.

        Mikroplar insan vücudundaki yerini doğumdan çok kısa bir süre sonra almakta ve bağışıklık sistemi ve birçok sinirsel yapının gelişimi için kritik öneme sahip. Bu mikroplar, insanların tüm genetik profiline 5 milyon kadar gen ekleyerek insan fizyolojisini etkileyebilecek çok büyük bir güce sahip.

        Bu çeşitli mikrobiyal komünite, yetişkinlik hayatı boyunca şekillendirilebilir ve beslenme tarzı veya uyku düzeni gibi çevresel faktörlerden etkilenebilirken, araştırmacılar bağırsaklardaki mikroorganizmaların genç yaşlarda “plastik (şekil verilebilir halde)” olduğunu buldular.

        Çalışma sonuçları, her gün gönüllü olarak egzersiz yapan genç sıçanların, egzersiz yapmayanlara ve yetişkin sıçanlara- egzersiz yapsalar dahi- oranla bağırsaktaki probiyotik bakteri türleri de dahil olmak üzere daha fazla yararlı mikrop yapısı geliştirdiğini göstermekte.

        Araştırmacılar henüz bağırsak mikroplarının değişime en açık olduğu yaş aralığını tespit edebilmiş değil; ancak ön çalışmalar “ne kadar erken o kadar iyi” diyor.

        Araştırmacı Fleshner aynı zamanda, zinde ve sağlıklı bir bağırsak mikrobu komünitesinin sağlıklı beyin fonksiyonlarını teşvik ettiğini ve anti depresan etkiler sağladığını ekliyor. Önceki araştırmalar insan beyninin bağırsaktan gelen mikrobiyal sinyallere yanıt verdiğini göstermekteydi, ancak bu iletişimin nasıl bir yöntemle sağlandığı halen araştırılmakta.

        Bu mikrobiyal ekosistem üzerine ileride yapılacak araştırmaların, mikropların uzun süreli dönemde beyin fonksiyonlarını nasıl etkilediğine odaklanacağı belirtilmekte. Araştırmacılar ileriye dönük olarak da, mikrobiyal komüniteleri daha stabil ve değişime kapalı olan yetişkinlerde pozitif bağırsak mikrobu plastisitesini teşvik edecek yeni yollar da araştırmayı planlamakta.

        Referans: Bilimfili

        Agnieszka Mika, Monika Fleshner. Early life exercise may promote lasting brain and metabolic health through gut bacterial metabolites. Immunology and Cell Biology, 2015; DOI:10.1038/icb.2015.113

        Yarı-İnsan Beyinli Zeki Fare

        Beyinlerinin yarısı insan beyni olan fareler üretildi ve tamamı fare beyni olan kardeşlerinden çok daha zeki oldukları kaydedildi. Fikir bir kurgunun taklidi değil, tamamen insan beyin hastalıklarını daha iyi anlamak ve bunu laboratuvar kaplarında değil bütün halinde yerinde araştırmak için bir gelişme niteliğinde.

        Değiştirilmiş fareler hala fare nöronlarına sahipti – “düşünmeyi” sağlayan ve beynin yarısını oluşturan hücreler, ancak gliyal hücreleri, -beyni destekleyen ve besleyen- tamamen insan hücreleriydi. Bu demek oluyor ki beyin hala bir fare beyniydi, ama nöron harici hücreler insana aitti.

        Hızlı Devir

        yari-insan-beyinli-zeki-fare-1-bilimfilicom
        Bu fotoğrafta görülen insan astrosit hücresinin yeşil renkli uzantıları sinaps bağlantılarını kuvvetlendiren tendrillerdir.

        Araştırma ekibi olgunlaşmamış gliya hücrelerini, bağışlanmış insan fetüslerinden çıkardılar. Fare paplarına (yavrularına) enjekte ettiler ve burada bu hücreler astrositlere dönüşerek , doğal olarak yıldıza benzer bir şekil aldılar ve olgunlaştılar.

        Bir yıl içinde, tüm fare gliya hücreleri insandan alınanlar tarafından tamamen gasp edildi ve kullanılmaz hale geldi. Alınan 300.000 insan hücresi bölünerek 12.000.000 tane olana kadar yerli hücrelerle yer değiştirerek bölündü.

        Bilinçli düşünce için astrositler olmazsa olmaz, çünkü nöronlar arası bağlantıları (sinaps) kuvvetlendiriyorlar. Tendrilleri (bkz. figür:1) bu işlevi, sinapslarda elektrik sinyallerini ileterek yerine getiriyorlar.

        İnsan astrositleri farelerinkinden 10 ila 20 kat daha büyük ve 100 kat daha fazla tendril taşıyor. Bu da farelerinkinden çok daha fazla bağlantıyı koordine edebildiği ve adapte edebildiği anlamına gelir.

        Zekada Sıçrayış

        Fare hafızası ve bilişsellik ile ilgili standart testler uygulandığında, insan astrositlerine sahip olan farelerin, normal fare astrositlerine sahiip olan kardeş ve arkadaşlarına nazaran çok daha zeki oldukları tespit edildi.
        Ani bir elektrik şoka bağlı olarak çıkan ses dalgalarını hatırlamayı ölçen bir testte, insanlaştırılmış olan fareler normal olanlara nazaran 4 kat daha uzun süre bekleme haline geçti, buradaki önerme hafızalarının yaklaşık 4 kat daha iyi çalıştığıdır. Hem istatiksel hem de önemsel olarak çok ciddi bir fark görünüyor.
        Geçen sene ki çalışma da araştırmanın yöneticisi olan Prof. Goldman ve ekibi farelere zaten olgunlaşmış olan gliya hücrelerini eklemişler ve statik bir gözlem yapmışlardı. Yine de benzer sonuçlar gözlenmişti. Ancak bu sefer, bu hücrelere dönüşecek olan hücreler koyuldu -gliyal öncül hücreler – (bölünebilen ve çoğalan olgun hücrelere dönüşebilen gliya hücreleri) . Bu şekilde farenin beyni ele geçirilmiş oldu, ve ancak fiziksel alan yani farenin beyni durduğunda bu ele geçirme süreci durdu ve fare beyni içine insan astrositleri yayılmış oldu.

        Türlerin Çaprazlanması

        İnsan astrositlerinin farelerde de aynı yolla fonksiyon gösterip göstermediğini anlayabilmek çok ilginç olurdu; çünkü bu aynı zamanda alıcı canlının eklenen hücrelerin kaderini değiştirip değiştirmediği ve bu hücrelerin aynı özellikleri insanda olduğu haliyle koruyup korumadığını göstermiş olurdu.

        Bir türe ait hücrelerin başka bir türe ait bir organizmada fonksiyonunu yerine getirebiliyor olması son derece ilgi çekici ve hangi özelliklerin hücrenin kendisi tarafından taşındığı ve hangilerinin çevresel koşullarla şekilllendiği sorusunu ise içinde barındırmakta.

        Yapılan bir çalışmada, insanlarda dil gelişimi ile ilişkilendirilen Foxp2 geninin farelerde öğrenmeyi kolaylaştırdığını gösterdi. Paralel başka bir deneyde ise, olgunlaşmamış insan gliyal hücreleri -sinir hücrelerine yalıtım yapan- miyelin proteinini oluşturmakta sıkıntı yaşayan fare yavrularına enjekte edildiğinde, bu hücrelerin fare beyni içerisinde yalıtım maddesi oluşturan oligodendrositleri oluşturmak üzere olgunlaştığı gözlemlendi. Bu da, hatalı hücrelerin bir şekilde tespit edildiği ve kusurların telafi edildiğini göstermekte. Bu yöntem, multipl skleroz (MS) gibi miyelin kılıfın hasarlı olduğu hastalıkların tedavisinde kullanılabilir. MS hastalığının tedavisinde gliyal öncül hücrelerin kullanım izni için ilk başvuru çoktan yapıldı bile, araştırmaların 1 ila 1,5 yıl içerisinde başlaması bekleniyor.

        Hâlâ Bir Fare

        İnsan astrositlerinin zeka, hafıza ve öğrenmeyi nasıl etkilediğini daha detaylı anlayabilmek amacıyla farelerden daha akıllı olan sıçanlara hücre aşılanıyor. Bu her ne kadar bilim-kurgu gibi gözükse de, yeni eklenen bu hücrelerin farelere onları daha “insan” haline dönüştürecek ek yetenekler sağlamaması bu kanıyı yıkıyor. Aksine, eklenen bu insan hücreleri farelerin kendi sinir ağlarının etkinliğini artırıyor, ancak fare “fare” olarak kalıyor.Bununla birlikte, insan hücrelerinin maymunlara eklenmesi potansiyel etik sorunlardan dolayı gerçekleştirilemiyor. İnsan beyni hücrelerinin hangi hayvana ekleneceği ise zor bir karar. Çünkü hayvanların insan özellikleri verilerek insanlaştırılması işlemi için nerede duracağımız sorusu akılları kurcalıyor.

        Bu çalışma Journal of Neuroscience dergisinde orijinal olarak yayımlanmıştır.<


        Referans : Bilimfili, A Competitive Advantage by Neonatally Engrafted Human Glial Progenitors Yields Mice Whose Brains Are Chimeric for Human Glia Martha S. Windrem1, Steven J. Schanz1, Carolyn Morrow1, Jared Munir1, Devin Chandler-Militello1, Su Wang1, and Steven A. Goldman1,2 —26 November 2014–Journal of Neuroscience, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1510-14.2014

        Farelerde gen terapisi ile duyma kaybı giderildi

        Genetik olan insan sağırlığını tedavi etmekte atılan yeni bir adım olarak, bilim insanları gen terapisi kullanarak farelerdeki duyma bozukluğunu kısmen de olsa gidermeyi başardı.

        Genetik duyma kaybı yaşayan bazı fareler, Science Translational Medicine‘da yayımlanan makaleye göre, mutantgenlerinin çalışan kopyaları verildikten sonra seslere tepkiler vermeye başladılar. Farelerin mutant genleri, insanda kalıtsal olan sağırlıktan sorumlu olan genlere denk geliyor ve bu da bilim insanlarının gelecekte insanda uygulanabilecek terapiler için çalışmanın son derece önemli olduğunu düşündürüyor.

        Kulaktaki sese duyarlı ‘işitme kılları’ (kıl şeklindeki hücreler) sesi işleyerek beynin algılayabileceği bilgiler haline getirmekle görevlidir. Düzgün çalışmaları için spesifik proteinler gerekmektedir ve bu proteinin sentezlenmesi düzeyinde gerçekleşen genetik ve epigenetik değişimler sağırlığa sebep olabilmektedir. Buna sebep olan mmutasyonlardan iki tanesinin etkileri ile savaşmak üzere araştırmacılar, sağır bebek farelerin kulaklarına sağlam genler eklenmiş virüsler enjekte etti. Virüsler işitme kıllarından bazılarına enfekte ederek, onlara sağlam genleri geçirmeyi başardı.

        Araştırma ekibi bu terapiyi iki ayrı sağırlığa sebep olan mutasyon üzerinde de denedi. Bir ay gibi kısa bir süre içinde mutasyonlardan birine sahip olan farelerin ( sayısal olarak farelerin yarısı) duymaya bağlı beyin dalgasıaktiviteleri ve yüksek ses verildiğinde sıçramaları gibi tepkileri gözlemlendi.

        gen-terapisi-ile-duyma-kaybi-giderildi1-bilimfilicom

        HÜCRELERİ KURTARMAK : Ses algılayıcı hücrelerin ( parlak yeşil ) hızlıca ölmesine sebep olan şey bir mutasyondur. Görselin sağ tarafındaki fotoğraflarda da görülebileceği gibi bu hücreler gen terapisi ile kurtarılabiliyor. İç kulaktaki iki ayrı noktanın fotoğrafları alt sıra ve üst sırayı ayrı ayrı oluşturuyor.  Görsel : C. ASKEW ET AL/SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE 2015

        Mutasyonlardan ikincisine sahip olan fareler ise tedaviden sonra seslere herhangi bir tepki üretmediler. Ne var ki gen terapisi onların da işitme kıllarına yardımcı oldu ve normalde mutasyondan dolayı hızla ölmekte olan hücrelerin yaşamasını sağladı.

        Sağırlığı giderilen fareler ise kısmi bir iyileşme sağladı. Temel duyma işlevini yerine getiren işitme kıllarının çoğu yeni ve mutant olmayan genleri kabul etti. Ancak sesi güçlendirip artıran işitme kıllarının ise küçük bir kısmı bu viral kargoyu kabul etti. Araştırmacılara göre dışta kalan hücrelerin tedaviye cevap vermesi çok da kolay değil ama en azından içerde kalanların ses transmisyonunun çoğunu kontrol etmesi terapinin işe yaramasını kolaylaştırıyor.

        Araştırmacılar birgün doğru virüsü tespit ederek tam olarak kusursuz genetik informasyonu yükleyip tüm işitme kıllarında gerçekleşecek olan ve tam iyileşmeyi sağlayacak yöntemi geliştirmeyi umut ediyor. Ekibin en öncelikli amacı viral enfeksiyon oranını geliştirip, yöntemin uzun zaman periyotları boyunca etkili olup olmayacağına bakmak. İnsandaki hastalık tedavilerinde virüslerin geçerli bir yol olduğu ve gen terapilerinde kullanıldığı da hali hazırda biliniyor.

        Sağırlık daha birçok genetik bozukluktan kaynaklanıyor olabilir ve her biri için ayrı bir gen terapisinin ayrı ‘en uygun’ yöntemleri tespit edilmek üzere çalışmalar gerekiyor. Ancak mevcut çalışma gen terapisi ile sağırlığın tedavisinin mümkün olduğunu göstermesi açısından dahi çok büyük bir önem taşıyor.

         


        Referans : C. Askew et al. Tmc gene therapy restores auditory function in deaf mice. Science Translational Medicine. Vol. 7, July 8, 2015, p. 108. doi: 10.1126/scitranslmed.aab1996

        Kaynak : Bilimfili, ScienceNews Website, Gene therapy restores hearing in mice, https://www.sciencenews.org/article/gene-therapy-restores-hearing-mice

        Karar Vermek: Beynin Karar Verme Yapısı

        Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsünün (OIST) yürüttüğü ve Neuroscience dergisinde yayınlanan bir araştırma, beynin karar verme mekanizmamızı etkileyen kilit bölümlerinden biri olan striatumun kendi 3 lobu arasında yürüttüğü karar verme sürecinde hiyerarşik bir yöntem izlediğini gösteriyor. Araştırmacılara göre hiyerarşi örneği yöneticiler, orta düzey yöneticiler ve çalışanları ile bir şirkete benziyor.
        Striatum, beynin karar ve hareket mekanizmasını yöneten iç çekirdeğinin (basal ganglia) bir kısmıdır. OIST araştırmacıları striatum’un 3 bölgesinin (ventral, dorsomedial ve dorsolateral) nasıl birlikte işlediğini araştırdılar. Bu araştırma öncesinde nörobilimciler, 3 ayrı bölgenin motivasyon, adaptif karar verme ve rutin aksiyonlarda farklı rollere sahip olduklarını düşünüyorlardı.
        OIST araştırmacıları bu bölgelerin birbirlerinden izole çalışmadıklarını, koordine ve hiyerarşik bir düzende çalıştıklarını gösterdi. Fakat 3 bölümün de ayrı rolleri var, iş düştüğünde bir arada çalışıyorlar. Prof. Kenji Doya, konu hakkında şunları söylüyor:
        “Ayrı davranışlar için çalışmıyorlar, bu 3 kesime hiyerarşik bir kontrol altındaymış gibi yaklaşmak büyük ihtimalle daha iyi olacaktır.”
         
        Kaynak:
        1. ScienceDaily
          1. M. Ito, K. Doya. Distinct Neural Representation in the Dorsolateral, Dorsomedial, and Ventral Parts of the Striatum during Fixed- and Free-Choice Tasks. Journal of Neuroscience, 2015; 35 (8): 3499 DOI:10.1523/JNEUROSCI.1962-14.2015

        “Sesi Duydun mu?” Beynimiz Çok Zayıf Sinyallerin Doğrulamasını Nasıl Yapıyor?

        Koluma bi damla düştü sanki, yağmur mu yağıyor? Sigara dumanı kokusu mu alıyorum? Telefonum mu titredi? Sesi duydun mu?

        Duyularımız sürekli olarak zayıf sinyaller alır ve bu durum da bizi olayı anlamlandırmak için meraka sürükler.

        John Hopkins University’den sinirbilimci Daniel O’Connor; algıladıklarımızın her zaman dış dünyada aslında gerçekleşen şeyler olmayabileceğini söylüyor. Algılarımız içinde bulunduğumuz kontekse bağlı olarak değişkenlik gösterebilir.

        Örneğin dokunma duyumuzu ele alalım.Bilim insanları yapılan deneyler neticesinde; eğer hayvanlara çok küçük bir dokunuşta bulunursanız, bazen bunu fark ettiklerini bazen de fark etmediklerini ortaya koymuşlardı. Söz konusu dokunuş ölçülmüş ve şiddeti daima sabit tutulmuştur, bu yüzden deri reseptörlerinden sinir sisteminin kalan kısmı boyunca gerçekleşen yolculuğun bir noktasında bir şey meydana gelmiş olmalı ve bu durum duyusal bilginin beyin tarafından algılanmasını ya da belirli biçimlerde karşılık bulmasına olanak tanımıştır.

        Nature Neuroscience ‘da 7 Aralık’ta yayımlanan çalışma; bu müdahalenin ilk etapta dokunuşu kaydeden deri sensörlerinde meydana gelmediğini, ancak serebral korteksteki bütün yol boyunca oluştuğunu ortaya koydu. Şaşırtıcı bir biçimde, beynin duyusal bilgiyi işleyen ve hissettiğimiz şeyin ne olduğuna karar veren bölgesi bütün dokunuşların hepsini algılamıyor ama daha üst bir bölge tarafından yönlendiriliyor.

        O’Connor; belirsiz bir uyaran aldığımızda, daha üst bir beyin bölgesinden gelen sinyallerin farelerin –bizde de aynı çıkarım yapılıyor– ne algıladıklarını belirlediğini söylüyor.

        Beynimizin zayıf sinyalleri nasıl işlediğini araştırmak için, O’Connor ve ekibi; fareleri bıyıklarına hafifçe dokunulduğunu hissettilerinde bir emziği yalamaları için eğittiler. Emzik yalnızca araştırmacılar kemirgenlerin bıyıklarını hafifçe çektiğinde bir damla su bırakıyor.

        Daha sornasında araştırmacılar farelerin bıyıklarına çok çok hafif biçimde dokunarak deneyi tekrarladılar. Fareler bazen dokunuşu fark ettiler ve emziği yaladılar, bazen de bu dokunuşları hiç fark etmediler. Bıyık dokunulmasına tepki verdikçe ya da vermedikçe, araştırma ekibi bıyıktan başlayarak yansımaları ve bıyığın mekanik sapmalarını kaydederek farelerin nöron aktivitelerini okudular. O’Connor bu bölgelerin duyusal işleme zincirinin ilk nöronları olduklarını söylüyor.

        Bu nöronlardaki aktiviteler dalgalı değildi; yani aktivite, fare bıyığında bir dokunuş hissetse de hissetmese de aynıydı. Bu da demek oluyor ki; algı (bıyık dokunuşu) için önemli olan şey; girdideki rahatsızlık değil.

        Sonrasında ekip; sinyallerin beynin kalan kısmındaki nöronlardaki seyahatini takip ettiler. Duyusal bilgiyi beynin diğer parçalarına aktaran talamustaki aktivite bile hayvanın bıyığında bir dokunuş olup olmadığına dair bir karar veremedi.

        Duyusal sinyal serebral kortekse ulaşıncaya kadar beyin aktivitesinde değişim gözlenmedi. Farenin bıyığına dokunulduğunu duyumsadığı ve emzikten su akıtıldığı sırada, araştırmacılar beynin birincil bedensel-duyusal korteks denilen bir bölgesinde daha fazla aktivite gözlemlediler.

        Ve ortaya şu çıktı; birincil bedensel-duyusal korteksteki fazla aktivite, aslında bir başka bölge olan ikincil bedensel-duyusal korteksteki nöronları tetikliyor. İsminden de anlaşıldığı üzere bu bölge işlem zincirinde birincil bedensel-duyusal korteksten sonra geliyor.

        Öte yandan, farenin bıyık dokunuşunun farkında olduğu durumlarda ise; bu bölgeden gelen mesajlar birincil bedensel-duyusal korteks tarafından ifade edilen algıyı şekillendirmek için geri gidiyordu. Yani, mesajlar daha üst bir beyin bölgesinden daha önceki bir beyin bölgesine gidiyor. 

        Şimdi de bilim insanlarının; aynı belli-belirsiz sinyale cevap olarak, ikincil bedensel-duyusal korteksteki nöronlarda ateşlemeye ya da tepki oluşturmamaya sebep olan faktörleri ortaya çıkarmaları gerekiyor. İhtimallerden birisi şu; dokunuşun hissedilip hissedilmeyeceğini belirleyen, bıyık dokunuşundan hemen önce beynin içerisinde bulunduğu ilk hal. Tıpkı oldukça düşük frekanslı bir “bip” sesinin bulunulan ortamdaki gürültüye bağlı olarak duyulup duyulmadığını belirlemesi gibi.

        Ekip sonraki çalışmalarında; aynı uyaranın neden farklı algılar oluşturabileceğini araştırmak yer alıyor. O’Connor; nöral aktiviteyi manipüle ederek, bu çeşitliliğin kaynağını anlamaya çalışacaklarını söylüyor.


        Araştırma Referansı: Yang, Hongdian, Sung E. Kwon, Kyle S. Severson, and Daniel H. O’Connor. “Origins of choice-related activity in mouse somatosensory cortex.” Nature neuroscience (2015).
        Kaynak: Bilimfili, Kate B. “Did You Hear That? How the Brain Decides to Acknowledge a Faint Signal”, https://www.braindecoder.com/did-you-hear-that-how-the-brain-decides-to-acknowledge-a-faint-signal-1508511616.html

        Rüya Görürken Gözlerimiz Neden Hareket Eder?

        Tel Aviv Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yürütülen ve Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışma, uyku sırasındaki hızlı göz hareketleri (REM’ler) ile rüya imgelemi arasındaki ilişkiye dair önemli bir kavrayış sağlıyor. Bu araştırmadan önce, bilim insanları uzun süredir REM’lerin rüyanın görsel içeriğindeki geçişleri yansıtabileceği varsayımında bulunuyorlardı. Ancak bu çalışma, bu bağlantı için doğrudan nöral kanıt sağlayan ilk çalışmadır.

        1. Rüya İmgelemi ile Sinirsel Korelasyon: Çalışma, REM uykusu sırasındaki her bir göz hareketinin, beynin rüyada yeni bir görüntüye geçişine karşılık geldiğini göstermektedir. Bu, beynin bir görsel sahneden diğerine geçtiği bir “sıfırlama” mekanizmasına benzemektedir. REM uykusu sırasında beyin aktivitesindeki ani artış bu fenomenle yakından bağlantılıdır.
        2. Metodoloji: Araştırmacılar ameliyat geçiren 19 epilepsi hastasının beyin aktivitesini kaydetmiştir. Bu hastaların beyinlerine elektrotlar yerleştirilmiş, bu da araştırmacıların on gün boyunca medial temporal lobdaki nöral aktiviteyi gözlemlemelerine olanak sağlamıştır. Bu beyin bölgesi hafıza ve görsel tanıma için çok önemlidir. Göz hareketlerini izlemek ve bunları nöral verilerle senkronize etmek, beynin rüya görüntülerini nasıl işlediğini analiz etmek için eşsiz bir fırsat sağladı.
        3. Medial Temporal Lob ve Rüya İşleme: Medial temporal lob, her REM’den kısa bir süre sonra önemli aktivite göstermiştir. Hem görsel tanıma hem de hafızayla ilgili olan bu bölge, denekler uyanıklık sırasında yeni görüntüler izlediğinde gözlemlenenlere benzer şekilde yüksek aktivite örüntüleri sergilemiştir. Bu bölgedeki nöronlar, REM’lerden sonra artan ateşleme oranları sergilemiştir; bu da beynin uyanıkken görsel uyaranları işlemesine benzer şekilde, rüyada yeni görüntüleri işlemesini yansıtmaktadır.
        4. Beyin Aktivitesinin Senkronizasyonu: Çalışma, REM uykusu sırasında ve uyanıkken gerçek veya hayali görüntüleri izlerken beyin aktivitesinin oldukça benzer olduğunu buldu. Bu, REM uykusunun rüya görürken bile görsel ve hafızayla ilgili bilgileri işlemeye ve entegre etmeye hizmet ettiğini göstermektedir. Hafıza oluşumu için kritik bir bölge olan hipokampus da REM sırasında aktivite parlamaları göstererek REM uykusunu beynin görsel ve hafıza sistemleriyle daha da ilişkilendirmiştir.
        5. Çıkarımlar: Bu araştırma sadece REM uykusu ve bunun rüya görme ile ilişkisi hakkındaki anlayışımızı ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda beynin hem uyanıklık hem de rüya görme durumlarında görsel ve hafıza bilgilerini nasıl entegre ettiğine dair daha derin bir içgörü sağlıyor. Bulguların uyku bozukluklarını ve beynin bilinçsiz durumlarda bilgiyi nasıl işlediğini incelemek için daha geniş etkileri olabilir.


        İleri Okuma
        • Andrillon, T., Nir, Y., Cirelli, C., Tononi, G., & Fried, I. (2015). Single-neuron activity and eye movements during human REM sleep and awake vision. Nature Communications, 6, 7884. DOI: 10.1038/ncomms8884.
        • American Friends of Tel Aviv University. (2015, August 12). Rapid eye movements in sleep reset dream ‘snapshots’. ScienceDaily. Retrieved from www.sciencedaily.com/releases/2015/08/150812131924.htm.

        Empati Öğrenilebilir mi?

        Yabancılara empati ile yaklaşmak ve anlayış göstermek öğrenilebilir bir davranış biçimidir. Başka bir gruptan insanlarla yaşanan pozitif deneyimler ve ilişkiler beyindeki öğrenme etkisini şaşırtıcı biçimde tetikliyor ve bu yolla da empati yeteneğini geliştiriyor.  University of Zurich’ten araştırmacıların bulgularına göre, az sayıda pozitif öğrenme tecrübesi bir insanın daha empatik olması için yeterli.

        Farklı milletlerden, kültürlerden insanlar arasındaki sürtüşmeler hatta bazen kavga ve savaşlara varan olaylar çoğunlukla yabancıya -öteki’ne- karşı şefkat ve/veya empati eksikliğinden kaynaklanır. Diğer grubun üyelerine ve mensuplarına karşı daha fazla empati gösterebilmek birlikte barışçıl bir varlığı daha mümkün kılar. University of Zurich’te gerçekleştirilen bir araştırmada da diğer gruplara karşı empati sahibi olmanın öğrenilebilir olup olmadığı ve bu gruplarla gerçekleşmiş olumlu tecrübelerin beyinde empatik tepkiler üretilmesine nasıl sebep olduğu incelendi.

        Philippe Tobler, Jan Engelmann ve Marius Vollberg ile bir ekip oluşturan psikolog ve sinirbilimci Grit Hein, kendi dahil olduğu gruba mensup olanlarla veya diğer gruplara mensup olanlarla olumlu tecrübeler yaşamış olan katılımcıların beyin aktivitesi ölçümlerini gerçekleştirdi. Test süresince katılımcılar ellerinin üst yüzeylerine acı verici darbeler almayı bekliyorlardı. Ancak bu esnada kendi gruplarından veya diğer gruptan insanların para ödeyerek kendilerinin acı çekmelerine engel olabileceğini öğreniyorlar. Beyin aktivasyonu ölçümleri de, aynı anda acı/ağrı gözlemlenirken her bir ihtimal için hem bu deneyimlerden önce hem de sonra yine her insan için ayrı ayrı kaydedildi.

        Çalışmanın başında ‘yabancı’nın (diğer grubun mensubu olan kişi veya kişiler kastediliyor) acısı katılımcının beyninde çok zayıf bir aktivasyonu tetiklerken, katılımcının kendi grubundan birisinin acısı daha güçlü bir aktivasyonu tetikledi. Buna karşılık, diğer grubun bir mensubu ile gerçekleşen yalnızca çok az sayıdaki pozitif deneyim, diğer grubun başka bir üyesine acı verildiği durumda katılımcının beyninde empatik tepkilerin oluşmasını ciddi oranda artırdı. ‘Yabancı’ ile pozitif deneyim güçlendikçe veya arttıkça, sinirsel empati de bir o kadar artış gösterdi.

        Diğer grup için artan empatik beyin tepkileri, o grubun mensuplarıyla yani ‘yabancı’yla yaşanan şaşırtıcı nitelikte olumlu deneyimlerin sebep olduğu nöronal öğrenme sinyalleri ile sağlanıyor. Sonuçlar gösteriyor ki, diğer grubun bir üyesi ile yaşanan olumlu deneyim, bütün gruba aktarılarak diğer grubun tüm üyeleri için empati duyusunun oluşturulmasını veya gelişmesini sağlıyor.

         


        Kaynak : Bilimfili, Hein, G., Engelmann, J.B., Vollberg, M., & Tobler, P.N. How learning shapes the empathic brain.Proceedings of the National Academy of the United States of America, December 2015  , DOI : 10.1073/pnas.1514539112