Geçmişi nasıl anımsıyoruz?

Sinirbilimcileranılarıgerigetirmeyeadanmışbir beyindevresikeşfetti

Popular Science (Turkey) - - İÇINDEKILER -

YENIBIRDENEYIMYAŞADIĞIMIZDA,BUOLAYINHATIRASI HIPPOKAMPUSUN VE DIĞER BEYIN YAPILARININ BAZILARINI BIRBIRINE BAĞLAYAN BIR NÖRAL

Her nöron kümesi anının DEVREDE SAKLANIR. farklı yönlerini, örneğin olayın gerçekleştiği yeri ya da ilişkili hisleri depolayabilir. Bellek üzerinde çalışan sinirbilimciler yıllardan beridir bu anıları hatırladığımızdabeyinlerimizinhippokampustakiaynıdevreyi, yani anı ilk oluştuğu sırada etkinleşendevreyikullandığınıdüşünüyordu.Nevarki MIT’den sinirbilimcilerinin ilk defa kanıtladığı gibi, bir anıyıhatırlamak,özgünbellek devresinden dallanan bir “kestirme” devre gerektiriyor.

Araştırmanın kıdemli yazarı, Picower Öğrenme ve Bellek Enstitüsü RIKEN-MIT Nöral Devre Ge- netiği Merkezi müdürü ve Picower Biyoloji ve SinirbilimprofesörüolanSusumu Tonegawa şöyle diyor: “Bu çalışma beyin araştırmalarınınentemelsorularından birini, yani anıların nasıl oluştuğunu ve geri çağrıldığını ele alıyor. Sonra da hiç beklenmedik bir yanıt veriyor: Anı oluşturma ve geri çağırma için farklı devreler var.”

Bu ayrı anı çağırma devresi şu ana kadar hiçbir omurgalıhayvandagözlemlenemedi ancak geçen yıl yayımlanan bir araştırma, Caenorhabditiselegansadlı solucandadabenzeribiranı çağırma devresi saptamıştı.

MIT’den doktora derecesini kısa süre önce alan Dheeraj Roy ve araştırmacı bilim insanı Takashi Kitamura, Cell dergisinin çevrimiçi versiyonunda 17 Ağustos’ta yayımlanan bu makalenin başyazarları. Doktora sonrası araştırmacılar Teruhiro Okuyama ve Sachie Ogawa ile lisansüstü öğrencisi Chen Sun ise MIT’den diğer yazarlar. Makalede yazar olarak RIKEN Beyin Bilimleri Enstitüsü’n- den Yuichi Obata’yla Atsushi Yoshiki’nin de adı geçiyor. Bilinmeyenparçalar Hippokampus, anılarla ilgili farklı işlevlere sahip birden çok bölümden oluşuyor. Bunlarınbirçoğugayetgüzel araştırılmışdurumda,ancak subikulum adındaki küçük bir bölge şu ana kadar keşfedilmemiş. Tonegawa’nın laboratuvarı, genetiği üzerinde oynanmış, böylece subikulumdakinöronlarıışıkla açılıp kapatılabilen fareler kullanarak bu bölgeyi araştırmayakoyulmuş.

Araştırmacılar bu yaklaşımı, korku koşullamalı bir olay sırasında bellek hücrelerini kontrol etmek için kullanmışlar. Bu, farenin bellibirodayagirdiğindehafifbirelektrikşokualmasını sağlıyor.

Daha önceki araştırmalar bu anıları kodlamanın hippokampusun CA1 adlı bölgesindeki hücrelerin işe dâhil olduğunu gösteriyor. CA1 hücreleri de bu bilgiyi entorhinal korteks adlı bir başka beyin yapısına iletiyor. Her konumda küçük nöron alt kümeleri etkinleşerek adına “engram” denilen bellek izlerini meydana getiriyor.

Tonegawa, “Engram oluşumunda rol alan devrelerin, hatırlama sürecinde kullanılan hücrelerin yeniden etkinleşmesini gerektirdiğineinanılıyordu”diyor.

Akat bilim insanları daha önce CA1’den ayrılarak subikulumdan geçen, sonra da entorhinal kortekse bağ- lanananatomikbağlantıları saptamışlardı. Bu devrenin ve genel olarak subikulumunişleviysebilinmiyordu.

MIT ekibi korku koşullamasına tabi tutulan bir grup farede subikulum nöronlarını baskıladı. Bunun hayvanların deneyimi daha sonra hatırlama becerisine hiçbir etkisi yoktu. Ancak bir başka grupta subikulum nöronlarını korku koşullamasıgerçekleştikten sonra baskılayıp fareyi ilk baştaki odaya koydular. Bu fareler her zamanki korku tepkisini vermediler; yani anıyı hatırlama becerileri sekteye uğramıştı.

Bu da subikulumu içine alan kestirmenin hatıraların oluşumu için değilse bile hatıraların geri çağrılması için elzem olduğunu gösteriyor.Diğerdeneylerse CA1’denentorhinalkortekse uzanandoğrudevreninanıları çağırmak değil oluşturmak için gerekli olduğunu ortaya koyuyor.

“İlk başta sonucun böyle olmasını beklemiyorduk” diyor Tonegawa. “Biz sadece subikulumun işlevinin ne olabileceğini araştırmak istemiştik.” Hatıralarıdüzenlemek İyi ama hippokampus neden anıları oluşturmak ve hatırlamak için iki ayrı devreye gereksinim duysun? Araştırmacılar buna iki olası yanıt veriyor. Biri, iki devrenin etkileşiminin anıları düzenlemeyi ya da güncellemeyi kolaylaştırması. Çağırma devresi etkinleşince bellek oluşum devresinin de eşzamanlı olarak etkinleşmesi, yeni bilginin eklenmesine izin veriyor.

Kestirme devrenin bir diğer olası işleviyse uzun dönem stres tepkilerini uyarmak olabilir. Araştırmacılar subikulumun hipotalamusta mememsi cisim adıyla bilinen bir çift yapıya bağlandığını buldu- lar. Bu yapılar korikosteroid adlı stres hormonlarının salgılanmasını tetikliyor. Bu, korkutucu anının hatırlanmasından en az bir saat sonra gerçekleşiyor.

Araştırmacılar çift devre sistemini duygusal bileşeni (olumlu ya da olumsuz) içerendeneylerletanımladıysa da sistem büyük olasılıkla her türden epizodik (süreksiz) anıda rol oynuyor.

Araştırmacılara göre bulgular Alzheimer hastalığına ilişkin ilgi çekici bir olasılığı da akla getiriyor. Geçen yıl Roy ve diğerleri, Tonegawa’nın laboratuvarında erken dönem Alzheimer hastalığının bir türüne sahip farelerin mevcut anıları hatırlamakta zorlandığını fakat hâlâ yeni anılar oluşturabildiğini buldular. Yeni araştırma Alzheimer hastalığında bu subikulum devresinin etkileniyor olabileceğini düşündürüyor ancakaraştırmacılarhenüz bu konuyu incelemiş değil.

Düşük büyütmeli resim hippokampal CA1 nöronlarını (kırmızı) ve dorsal subikulum nöronlarını (yeşil) iki farklı protein markörle genetik olarak işaretlenmiş halde gösteriyor. Bu sayede davranışsal görevlerdeki işlevsel rollerini anlamak için CA1 ya da subikulum nöronları seçilebiliyor.

Genetiğiyle oynanmış bir fare soyunda dorsal subikulum tetikleyici nöronlar flüoresan proteinlerle (örneğin yeşil) ya da optogenetik proteinlerle işaretlenerek davranışsal manipülasyon araştırmaları yapılabiliyor. Mavi renk, çıkış kısmında subikulumun bulunduğu tüm dorsal hippokampusu gösteriyor.

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.