Beyindeki Saatler Nasıl Çalışır?

Beyindeki Saatler Nasıl Çalışır?

Bu sabah işinize tam zamanında gidebildiniz mi? Muhtemelen siz de çoğu kişi gibi sabah kalktığınızda okulunuza, işinize gitmek için bir program yaptınız ve zamanında oraya vardınız. Sizi kaldırdığı için eşinize, annenize hatta alarm saatine bile teşekkür edersiniz. Peki, hiç beyninize teşekkür ettiğiniz oldu mu? Beyindeki saatler de en azından çalar saatiniz kadar teşekkürü hak ediyor.

İnsan beyninin şaşırtıcı derecede hassas iç saatleri vardır.  Hepimizde var olan bu beyindeki saatler zaman akışını sürekli denetler ve günlük hayatımızda birçok işimizi kolaylaştırmak için bizi yönlendirir. Eğer bu beyindeki saatler çalışmasaydı, saatlerce duşta kalabilir veya çok uzun süre uyuyabilirdik.

Beyindeki Saatler Saniye Ölçeğinde Hassastırlar

Beyin nasıl bu kadar hassas bir iç saate sahip olabiliyor? Sinirbilim araştırmacıları farklı zaman türlerini işlemek için beynin farklı nöral sistemlere sahip olduğunu düşünüyor. Bu zaman türleri arasında vücut hareketlerinin zamanlaması, zaman sürecindeki farkındalık ve 24 saatlik sirkadyen sürecimiz yer alıyor. Günümüze kadar, çoğu sinirbilim araştırmacısı bu zaman işleme mekanizmasının tek bir beyin sistemi tarafından yönetildiğini düşünüyordu. Ancak ortaya çıkan son bulgular gösteriyor ki tek bir nöral saat modeli beynin karmaşık yapısı düşünüldüğünde çok basitleştirilmiş bir sistem gibi görünüyor.

California Üniversitesi’nde çalışan sinirbilim uzmanlarının son araştırmalarına göre beynin aslında ikinci bir saati daha olduğu ortaya çıktı. Dahası bu ikinci saat birinci saate bağlı olarak çalışıyor hatta onunla yarıştığı durumlar bile olabiliyor. Beynin içinde iki bölgenin yarış halinde olması olumsuz bir durum gibi gözükebilir ama aslında bu durum beynin daha mükemmel çalışması için var olan bir gereklilik.

Birden Fazla Saat Var

Beynin içindeki saatlerden birinin olduğu bölgenin adı striyatum, diğeri hipokampüs. Striyatum için merkezi iç saatimizin tam kalbinde bulunuyor diyebiliriz. Striyatum zamansal bilgileri birleştirmek için beynin neokorteksiyle birlikte çalışıyor. Örneğin, insanlar ne kadar zaman geçtiğine dikkat ettiğinde striyatum hemen devreye giriyor ve neokortekse haber verip zaman konusunda bir farkındalık oluşuyor. Parkinson hastalarında striyatum zamanla bozulduğundan bireyler saati söylemede güçlük çekiyor.

Geçen sürenin yarattığı farkındalık hem zamanı ölçmeye hem de ne kadar zaman geçtiğini hafızaya almak için beyni tetikliyor. Hipokampüsün anıları hatırlamada çok önemli bir rol oynadığı uzun zamandır biliyordu. Araştırmacılar artık bu bölgenin zaman akışını hatırlamada da bir rol üstlendiğini düşünüyorlar. Ancak hipokampüs zaman akışını izlemek ve denetlemek için her zaman gerekli değil. Şaşırtıcı bir şekilde hipokampüsü zarar görmüş kişiler hassas bir biçimde kısa süreli zaman süreçlerini hatırlayabiliyorlar ama uzun süreli süreçleri hatırlamada ciddi zorluklar yaşıyorlar. Elde edilen deneysel sonuçlar ve gözlemler hipokampüsün zamansal bilgiyi işlemede tamamen olmasa da kısmen görev aldığını söylüyor.

Hipokampüs ve Striatum

Araştırmacılar fareleri eğiterek beynin zaman aralıkları arasındaki farkı nasıl ayırt ettiğini çözmeye çalıştılar. Araştırmacılar farelere farklı kokular arasında seçim yaptırdılar ve bunun sonucunda onları yiyeceklerle ödüllendirdiler. Burada amaç farenin bir kokuyu seçtiğinden itibaren ikinci bir kokuyu ayırt etmesine kadar geçen süreyi kaydetmekti.  Ayrıca bazı denemelerden önce farelere hipokampüslerini etkisizleştirecek kimyasal bir madde verildi. Bu kimyasal maddenin varlığı farklı zaman aralıklarını ayırt etmede hipokampüsün gerekliliğinin test edilmesini sağlıyordu.

Normal hipokampüse ve etkisiz hipokampüse sahip fareler uzun zaman aralıkları arasındaki farkı ayırt edebiliyordu ama kısa zaman aralıklarını ayırt etmede iki grup da neredeyse aynı oranda başarılı oldular. Bu durum hipokampüsün benzer uzunluktaki süreleri ayırt etmede önemli olduğunu gösterirken süre uzunlukları birbirinden çok farklı olduğunda gerekli olmadığını gösteriyor. Örnekle açıklamak gerekirse zaman aralıklarından biri 10 dk. diğeri 2 dk. olduğunda hipokampüsün bir önemi yok ama zaman aralıkları 9 ve 10 dk. olduğunda hipokampüs önem kazanıyor.

Striyatum Saniye Saniye Ölçüm Yapıyor

Hipokampüsü beynin diğer birçok bölgesinden ayıran en önemli özelliği onun aynı anda birden çok bağımsız işi yapabiliyor olmasıdır. Hipokampüs hatıralarımızın içinde yer alan zaman süreçleri, yerler ve nesneler arasındaki ince farklılıkları ustalıkla tespit edip ayırt edebilir. Ancak hipokampüsün olayları saniye saniye işleme özelliği olmayabilir. Striyatumun zamanı saniye ölçeğinde takip ettiği düşünülürse, hipokampüs ve striyatum burada muhtemelen birbirleriyle rekabet halindeler. Hipokampüs yeterli olamadığında devreden çıkıyor ve striyatum işlevsel hale geliyor. Beynin iki bölgesindeki bu rekabet insanların kısa zaman aralıkları arasındaki farkı daha iyi algılayabilmesine olanak tanıyor.

Bu birbirini engellemeye dayalı ilişkinin karşılıklı mı yoksa tek taraflı mı olduğu henüz bilinmiyor. Bilim insanları şu an striyatuma zarar vermenin zamanı işleme konusunda çok sayıda soruna yol açtığını biliyorlar. Striyatum ve hipokampüsün iki ayrı yapı olarak mı çalıştığı yoksa aralarında engellemeye dayalı bir ilişki mi olduğu ileriki araştırmalar neticesinde ortaya çıkacak.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar
  1. http://www.scientificamerican.com/article/your-brain-has-two-clocks/
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Striatum
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Hippocampus
Yazıyı beğendiyseniz 5 yıldız verebilir misiniz?

Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an Johnson & Johnson'a bağlı olarak Erenköy Ruh ve Sinir Hastalıkları hastanesinde klinik araştırma koordinatörü olarak çalışıyorum. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.