Beyninde Bir Şehir Var: Hafızan Sıradan Olanından Çok Daha Dayanıklı

Okurken bir anda "ne??" dediğim bir şeyle karşılaştım. Hemen anlatayım.

Genelde hafızanın beyindeki sinaptik bağlantıların gücünde saklandığını düşünürüz. "Birlikte ateşlenen nöronlar birlikte bağlanır" sözünü duymuşsunuzdur. Bu fikir long-term potentiation'ın (uzun süreli güçlenme) temeli: bir sinir yolunu ne çok kullanırsan, o kadar güçlenir. Bir patikayı ne çok yürersen o kadar belirginleşir ya, aynı mantık.

Mantıklı, değil mi?

Ama işler burada ilginçleşiyor. Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki bir ekip bu varsayımı test etmeye karar verdi. Kullandıkları yöntem? Kış uykusu.

Neden kış uykusu? Çünkü hayvanlar kış uykusuna yattığında beyinlerinde dramatik şeyler olur. Nöronal aktivite ciddi şekilde düşer ve işin can alıcı noktası—o değerli sinaptik bağlantıların bir kısmı tamamen kaybolur. Dendrit çıkıntıları (sinapsların oluştuğu küçük yapılar) küçülür ya da tamamen yok olur. Sanki doğa periyodik olarak beynin sıfırlanmasını sağlıyor.

Araştırmacılar şu soruyu sordu: Bir farenin bir beceri öğrenmesini sağlayıp, kış uykusuna yatırırsan ve sinapslarının büyük kısmı çözülürse... fare öğrendiğini hatırlar mı?

Fareleri bir labirentte şeker parçacıkları bulmaya eğittiler. Basit ama belirli beceriler. Sonra yapay kış uykusu uyguladılar, iki gün boyunca. Bu sürede beyin aktivitesi yüzde 70 civarında düştü ve sinapslar, boyutlarına ya da güçlerine bakılmaksızın rastgele yok oldu.

Fareler uyandı.

Ve hatırladılar.

"Şaşırtıcıydı," diyor araştırmanın baş yazarı Yu-Ju Lin. "Mantıken, geleneksel düşüncede olduğu gibi tüm engram sinapsları hafıza tutulması için gerekli olsaydı, hafıza ciddi şekilde bozulmalıydı."

Ama bozulmadı.

İşin daha ilginç kısmı: Deneyin bir versiyonunda, fareleri anestezi altında tuttukları halde sinaps güçlenmesini engellediler ve bu sefer hafızanın tamamen kaybolduğunu gördüler. Yani mesele sadece aktivitenin yokluğu değil. Başka bir şeyler dönüyor.

CLEM (ilişkili ışık ve elektron mikroskopisi) adlı gelişmiş bir görüntüleme tekniği kullanan ekip, yakından incelediğinde ilginç bir şey keşfetti. Sinapslar yerle bir olurken, hayatta kalanların özel bir düzeni vardı. Bunlar, engram hücreleri arasında kümelenmiş şekilde organize olmuşlardı—yani belirli hafızalardan sorumlu gerçek beyin hücreleri.

Başka bir deyişle, hafıza için önemli olan şey bireysel sinapsların boyutu ya da gücü değilmiş. Belirli bir kümelenmiş ağın parçası olup olmadıklarıymış.

"Bu, uzun süreli hafıza için yalnızca belirli sinaps kümelerinin önemli olduğunu gösteriyor—geri kalanı gereksiz olabilir," diyor araştırmanın kıdemli yazarı Kazumasa Tanaka.

Bunun ne anlama geldiğini düşün. Hafızan güçlü bağlantıların oluşturduğu bir kalede saklanmıyor. Daha çok... yedek sistemleri olan bir şehre benziyor. Doğru mahalleler ayakta kaldığı sürece—çevreleri yanıp kül olsa bile—şehir yaşamaya devam ediyor.

Bu, evrimsel açıdan da mantıklı aslında. Kış uykusuna yatan hayvanların kışı atlatmak için massive sinaptik budamayı survive etmeleri gerekiyordu. Eğer hafıza her bir bağlantının sağlam kalmasını gerektirseydi, kış uykusu hafıza için felaket olurdu. Ama evrim bir çözüm buldu: önemli şeyleri kümele, böylece sıfırlanmaya dayanabilsinler.

Peki bu biz insanlar için ne anlama geliyor? İlk olarak, hafızamızın sandığımızdan çok daha dayanıklı olmasının nedenini açıklayabilir. Ayrıca yaşlanan beyinler, Alzheimer ve bir hafızanın onlarca yıl boyunca nasıl kalabildiği sorularını da gündeme getiriyor.

Araştırmacılar şimdi bu kümeleri daha derinlemesine incelemeyi planlıyor—onları manipüle ederek hafızada tam olarak ne olduğunu görmek istiyorlar. Çünkü Tanaka'nın dediği gibi, bu sinaptik kümeler "kimlik motorlarımız" ise, onları anlamak epey önemli.

Ben şimdi sadece şunu düşünüyorum: tam da bu anda beyninde, kim olduğunu, becerilerini, deneyimlerini tutan kümelenmiş bağlantılar var—ve bunlar hayal ettiğinden çok daha dayanıklı.

İlginç, değil mi?

Kaynak: Popular Mechanics https://www.popularmechanics.com/science/animals/a73608540/hibernation-memory