Alışkanlıkları Beynimizde Nasıl Oluşturuyoruz ve Onlardan Nasıl Vazgeçiyoruz?

Bütün alışkanlıklar kötü değildir. Ve hatta bazıları gereklidir. Örneğin; otomatiğe bağlayarak eve gidiş yolunu bulmamız ya da yıkamanın her adımını düşünmeden ellerimizi yıkayabilmek iyi şeylerdir. Fakat alışkanlık olarak sürdürdüğümüz bazı şeylerin bir bağımlılık noktasına gelmesi veya hayatımızın günlük akışını engelleyen bir hale evrilmesi bizi obsesif-kompulsif bozukluğa hapsedebilir.

Araştırmacılar, alışkanlıkların davranışlarımızı kontrol ettiğinde beynimizde neler olduğunu araştırmak üzere fareler üzerinde çalışmalar yürüttüler.

Neuron ‘da yayımlanan çalışma bugüne kadar ki en güçlü delilleri sağlayarak; beynin alışkanlığa bağlı ve amaca yönelik davranışlardan sorumlu –beynin karar verme bölgesi olanorbitofrontal korteksteki–  devrelerini ve amaca yönelik devre üzerinde bir tür fren gibi davranarak bütün sorumluluğu alışkanlığa devreden endokanabinoidler gibi nörokimyasalları kontrol etmeyi amaçladı.

Endokanabinoidler insanlar ve diğer hayvanlar tarafından doğal olarak üretilen bir kimyasal grubudur. Endokanabinoid reseptörleri vücut ve beyin boyunca bulunur ve endokanabinoid sistem; açlık, ağrı hissi, mod ve hafızanın da içerisinde olduğu çeşitli fizyolojik süreçleri içerir. Bu sistem aynı zamanda da kanabisin psikoaktif etkilerine aracılık eder.

Geçmişte yapılan çalışmalarda; orbitofrontal korteksin (OFC), amaca yönelik davranışlarda bilgiyi yeniden aktarmada görevli önemli bir bölge olduğu gösterilmişti. Söz konusu bu araştırmada OFCdeki nöron veriminde optogenetik kullanılarak (temel olarak nöronun ışık flaşları ile açık ve kapalı hale getirilmesi ile) yapılan artışlar ile amaca yönelik davranışların artırılabildiği bulgusuna erişilmişti. Tersi biçimde de, kimyasal bir yaklaşımla aynı bölgedeki aktivite azaltıldığında, amaca yönelik davranışlarda aksama meydana getiriliyor ve fare alışkanlığa dayalı hale geliyordu.

Yani orbitofrontal korteks yatıştırıldığında; kontrolü, alışkanlıklar ele alıyor.

aliskanliklar-insan-beyni-bilimfilicom

Geçmişte yapılan çalışmalarda; orbitofrontal korteksin (OFC), amaca yönelik davranışlarda bilgiyi yeniden aktarmada görevli önemli bir bölge olduğu gösterilmişti.

Bu araştırmada ise, madem ki endokanabinoidler genel olarak nöron aktivitesini azaltıyordu, o halde araştırmacılar endokanabinoidlerin OFC’deki aktiviteyi yatıştırabileceği ya da azaltabileceği ve bununla da amaca yönelik davranışlara geçiş yapılabileceği hipotezini kurdular. Dolayısıyla da ekip; orbitofrontal korteksten çıkarak dorsomedial striyatuma giren nöronlara odaklandılar.

Bu doğrultuda da, fareler; farklı yargılarla şekillenen –amaca yöneliğe karşı alışkanlığa dayalı davranışlar- iki farklı çevrede aynı kolu bastırarak aynı ödülü aldığı bir deney düzeneği için eğitildiler. Tıpkı herhangi birnöropsikiyatrik bozukluğu olmayan insanlar gibi sağlıklı fareler de amaca yönelik davranışa karşı alışkanlığa dayalı davranış stratejisini kullanarak aynı eylemler arasında kolaylıkla geçiş yapabilecekti. Yani, girişte verdiğimiz eve gitme örneğindeki gibi, yeni ya da farklı bir yere gitmeye ihtiyaç duyduğumuzda, eve gidiş için açık olan otomatik pilotumuzu kapatarak amaca yönelik davranışa kolaylıkla geçiş yapabiliriz.

Endokanabinoidlerin rol aldığı hipotezlerini test etmek için, araştırmacılar; önce OFC-striyatum yolundaki kanabinoid tip 1 (CB1) isimli bir endokanabinoid reseptörünü sildiler. Böylelikle de bu reseptörü olmayan fareler alışkanlıklar oluşturamadılar, bu da bize nörokimyasalların ve geçiş yollarının kritik bir role sahip olduğunu gösteriyor.

Amaca yönelik eylemlerimiz ve alışkanlığa dayalı eylemlerimiz arasında bir dengeye ihtiyaç duyarız. Her gün yaptığımız şeyler için, oldukça hızlı ve etkili rutinler oluşturabilmeliyiz ve tam bu noktada da alışkanlıklarımız bu amaca hizmet eder. Öte yandan değişen koşullarla da karşılaşırız ve tam bu noktada da alışkanlıklarımızdan vazgeçme ve güncellenmiş bilgiye dayalı amaca yönelik eylemler gerçekleştirebilme kapasitesine ihtiyaç duyarız. Bunu yapamadığımızda da, yıkıcı sonuçlarla karşı karşıya kalabiliriz.

Araştırma bulguları, obsesif-kompulsif bozukluğa ya da bağımlılığa sahip insanlar için yeni bir iyileştirici hedefe işaret edebilir. Yani, alışkanlıklara aşırı bağımlılığı durdurmak ve alışkanlığa dayalı eylemden amaca yönelik eyleme geçiş yapabilme kapasitesini iyileştirmek için, beynin endokanabinoid sistemini iyileştirmek bu noktada yardımcı olabilir ve böylelikle de alışkanlıkların davranışlar üzerindeki kontrolü azaltılabilir. Bu tedavi, ilaç kullanımı şeklinde ya da davranışsal terapi şeklinde olabilir, ancak bunun için de daha fazla araştırmaya ihtiyacımız var.


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • UCSD. “How the Brain Makes and Breaks Habits.” http://neurosciencenews.com/endocannabinoids-habits-4318/ (accessed May 26, 2016).
  • Christina M. Gremel, Jessica H. Chancey, Brady K. Atwood, Guoxiang Luo, Rachael Neve, Charu Ramakrishnan, Karl Deisseroth, David M. Lovinger, Rui M. Costa Endocannabinoid Modulation of Orbitostriatal Circuits Gates Habit Formation Neuron  DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.04.043 showArticle Info

Gözdeki Nöronlar Hareketi Algılamak İçin Matematikten Yararlanıyor

Gözlerimiz beynimize sürekli olarak çevremizde olup bitenler hakkında bilgi gönderir. Gelen bilgi beyinde tanıyabileceğimiz nesneler biçiminde düzenlenir. Bu süreçte gözde bulunan bir dizi nöron, bilgi taşınımı içinelektriksel ve kimyasal sinyaller kullanır. Ulusal Sağlık Enstitüleri’nde (İng. National Institutes of Health – NIH) fareler üzerinde yapılan bir çalışmada bir nöron türünün bu sayede nasıl hareket eden nesneleri ayırt edebildiği ortaya kondu. Buna göre, normalde öğrenme ve bellek ile ilişkilendirilen bir protein olan NMDA reseptörü, gözdeki ve beyindeki nöronlara bu bilgiyi taşımada yardımcı olabiliyor.

Araştırmadan elde edilen bulgular Neuron dergisinde yayımlanan ve baş yazarlığını Jeffrey S. Diamond’ın yaptığı bir makale ile açıklandı. “Göz hem dış dünyaya, hem de beynin içsel işleyişine açılan bir penceredir. Yaptığımız çalışma, gözdeki ve beyindeki nöronların karmaşık bir görsel dünyada hareketi algılamalarına yardımcı olması için NMDA almaçlarını nasıl kullanabileceklerini gösterdi,” diyor Dr. Diamond.

Işık göze girip, göz küresinin arkasındaki retinaya ulaştığında görme başlar. Retinada bulunan nöronlar, ışığı sinirsel sinyallere dönüştürerek beyne iletir. Dr.Diamond’un laboratuvar ekibinden Dr. Alon Poleg-Polsky, fare retinası üzerinde yaptığı çalışmalar sırasında yönelimsel seçici retina ganglion hücrelerini (İng. directionally selective retinal ganglion cells – DSGC) incelemiş. DSGC hücrelerinin göze göre belli yönlerde hareket eden nesneler olduğunda ateşlenerek, beyne sinyal gönderdiği biliniyor.

Elektriksel olarak kaydedilen verilere göre bu hücrelerin bir bölümü retinaya ışık hüzmesi soldan sağa doğrudüştüğünde ateşlenirken, hücrelerin diğer bir bölümü ise ışık hüzmesi retinaya ters yönde düştüğünde ateşleniyor. Daha önce yapılan çalışmalarda, bu benzersiz tepkilerin komşu hücrelerin kimyasal iletişim noktaları olan sinapslardan gönderilen sinyallerin alımı ile kontrol edildiği öne sürülmüştü. Bu çalışmada Dr. Poleg-Polsky bir sinaps kümesindeki NMDA reseptörlerinin aktivitesinin, DSGC hücrelerinin beyne yöne duyarlı bilgi gönderip göndermeyeceğini düzenleyebileceğini keşfetti.

NMDA almaçları, glutamat ve glisin nörokimyasallarına tepki olarak elektriksel sinyaller üreten proteinlerdir. Etkinleştiklerinde, elektriksel yük taşıyan iyonların tıpkı kapağı açılmış bir kanala akan su gibi hücrelerden içeri ve dışarı akışına izin verirler.

1980’lerin başlarında Fransa’da ve NIH Enstitüleri’nde yapılan çalışmalarda, nöron kuvvetle aktifleştirilmediği ve elektriksel durumu belli bir gerilimin üstüne çıkmadığı sürece magnezyumun akışı engellediği görülmüştür. Bu düzenlemenin belli öğrenme ve bellek türleri için ve ayrıca nöronlardaki sinyallerin yükseltilmesi (İng. amplify) için kritik olduğu düşünülmüştür.

Dr.Poleg-Polsky tarafından yapılan başka deneylerde de magnezyumun NMDA almaçları üzerindeki kontrolünün DSGC hücrelerinin ateşlenmesini nasıl düzenleyebildiği incelendi. Gerçek koşulları taklit etmek için Dr.Poleg-Polsky farklı arka plan ışıklarına maruz bıraktığı retinaların üzerinden ışık hüzmeleri geçirdi. Araştırma sonuçları, arka plandaki ışıkların ürettiği sinyal akışının karışmasına rağmen, geçen ışık hüzmelerine yanıt olarak hücrelerin beyne sürekli bilgi iletiminin değişken magnezyum engeli ile güvencelendiğini ortaya koydu.

NMDA almaçları hücrelerin hüzmelere verdiği tepkileri çarpımsal ölçekleme (İng. multiplicative scaling) adı verilen bir işlemle yükselterek bunu gerçekleştiriyor. “Gözdeki hücreler çarpma işlemi yapabiliyor. Bu da hücrelerin bir kaplanın aheste bir biçimde geziniyor mu yoksa hızlı hareketlerle yemek peşinde mi olduğunu belirlemesine yardımcı oluyor,” diyor Dr.Poleg-Polsky. Bu çalışmanın sonuçları, NMDA almaçlarının nöronların bilgi iletiminde nasıl kritik bir rol oynadığını öneren ve giderek artan kanıtlar yığınını destekliyor. “Elde ettiğimiz sonuçlara bakılırsa, NMDA almaçları nöronların kendilerini ilgilendiren bilgiyi gereksiz arka plan gürültüsünden ayırmalarına yardımcı oluyor,” diyor Dr.Diamond.

 


Kaynak:

  • Bilimfili
  • MedicalXpress, “Eye cells may use math to detect motion”
    < http://medicalxpress.com/news/2016-03-eye-cells-math-motion.html >

İlgili Makale: Alon Poleg-Polsky et al. “NMDA Receptors Multiplicatively Scale Visual Signals and Enhance Directional Motion Discrimination in Retinal Ganglion Cells”, Neuron (2016). DOI: 10.1016/j.neuron.2016.02.013