Beynimizin Bilgi Filtre Sistemi

Beynimizin Bilgi Filtre Sistemi

Hepimizin bildiği gibi beyinde nöronlar arasındaki tüm etkileşimler impuls dediğimiz elektriksel sinyallerle aktarılır. Beyinde bulunan nöronlarda ortalama olarak bin sinyalin sürekli alınıp verildiği düşünülüyordu. Son yapılan araştırmalara göre ise bu sayı tahmin edemeyeceğimiz kadar fazla olabilir. Sinirbilim araştırmacılarının yeni bulgularına göre nöronlar arasındaki oluşabilecek sinapsların sayısı evrendeki atomların sayısından bile fazla. Buna başka bir yazımızda mutlaka değineceğiz, şimdi tekrar konumuza dönelim.

Engelleyici Bir Sistem

Nöronlar arasında doğru sinyallerin aktarıldığından emin olmak için beynin karmaşık bir engelleyici sistemi vardır. Her gün yüzlerce insan yüzü görürüz, gerekli gereksiz (çoğunlukla gereksiz) çok sayıda ses duyarız. Aynı zamanda beynimizin hiçbir bilgiyi yok etmediğini de biliyoruz, o zaman bu bilgi nereye gidiyor?

Bonn Üniversitesi’nde Dr. Stefan Remy ve ekibi bu sistemin nasıl çalıştığını ortaya çıkarmayı başardılar. Remy araştırmasını şu sözlerle özetliyor, “Sistem bir filtre gibi çalışıyor ve sadece en önemli sinyallere izin veriyor. Bu da uzun dönem hafıza için gerekli olan sinapsları oluşturuyor.” Sadece en önemli sinyallerin geçmesine izin veren ve geri kalanları engelleyen bir sistem var. Bu sistem sürekli etkin bir durumda ve her daim beyinde engelleyici sinyaller gönderiyor. Beynimiz hiçbir şeyi yok etmiyor ve hep saklıyor ancak işine yaramayanları öyle derinlere saklıyor ki, onlara ulaşmamız da mümkün olmuyor.

Alzheimer Hastalarında Filtre Sistemi Doğru Çalışmayabiliyor

Gelelim kontrol mekanizmasının tam olarak nasıl çalıştığına. Bu bilgileri filtreleme sistemin öğrenme açısından kritik bir öneme sahip olduğu bir süredir biliniyordu. Son yapılan araştırmalardan biri gösteriyor ki, Alzheimer hastalarında bu sistem ya çalışmıyor ya da kısmen çalışıyor. Remy ve ekibi hafıza oluşumunda çok önemli bir görevi bulunan hipokampüsteki nöronları incelediler. Bilgi girişinin beyinde ilk olarak işlendiği yer hipokampüs. Bilgi burada depolanmasa bile eğer hipokampüs zarar görürse beynin hafıza mekanizması çöküyor. Gelen sinyaller burada işlenip ilgili hücrelere uyarıcı sinyaller olarak giriyor. Burada sinyaller dendrit adlı nöronların dallanmış yapıları vasıtasıyla alınıp işleniyor ve içlerinden bazıları seçilerek diğer nöronlara gönderiliyor. Beynin bu bölgesindeki nöronlar eş zamanlı sinyaller için bir çoklaştırıcı görevi görüyor.

Araştırmada görevli Christina Müller konuyla ilgili şunları söylüyor, “Güçlü dendritlerde çok sayıda kümelenmiş sinyalin çok iyi bir şekilde çoğaltıldığını gözlemleyebildik. Zayıf dendritler sadece belirli aşamalarda sinyalleri iletebiliyorlar.” Güçlü dendritler eş zamanlı uyarıcı sinyalleri mükemmel bir şekilde iletiyorlar. Onlar herhangi bir engellemeye karşı direnç gösterebilirler. Böylece öğrenme ve hafızayla ilgili belirli sinyaller güvenle iletilir. Böylece belirli hücre gruplarının birleşmesiyle eş zamanlı uyarılarak yaratılarak sürekli tekrar eden olaylar beyinde düzene kavuşturulmuş olur.

Bir Sistem Olmazsa Bilgi Alışverişi Verimli Gerçekleşmez

“ Hücre gruplarının bir arada çalışmasının öğrenme için oluşturulan hücresel bir bağlantı olduğu düşünülüyor” diyor Müller. Eğer bağlantılar uzun dönem hafızada depolanacaksa, belirli hücre grupları aynı düzende mükemmel bir şekilde hareket etmeliler. Bu işlemlerin her zaman uygulanması engelleyici sistemin sayesinde mümkün oluyor. Araştırmanın sonuçları neden Alzheimer hastalarında bu sistemin eksikliğinin büyük sorunlara yol açtığını açıklıyor. Sistem olmadan uzun dönem hafızasında bağlantıların depolanması gerçekleşmiyor.

Zayıf dendritlerden alınan sinyaller sadece zayıf engelleme aşamalarında aktarılıyor. Bu sinyallerin süreç esnasında güçlü dendritlerden geçmesi gerekiyor. Remy’e göre sadece bu güçlü dendritler kusursuz bir sinyal iletimi başarabilir. Remy ve ekibinin bu keşfi öğrenme ve hafıza mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasında önemli bir adım teşkil ediyor.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar
  1. http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131027140632.htm
  2. http://articles.timesofindia.indiatimes.com/2013-10-28/science/43461740_1_spikes-dendrites-brain
  3. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120906112605.htm

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.