Beynin Öğrenme Mekanizması

Beynin Öğrenme Mekanizması

Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesi’nde Sinirbilimi Profesörü olan Matthew Shapiro’nun liderliğinde yürütülen çalışmada öğrenme mekanizması ile ilgili çok önemli bilgiler bulundu. Araştırmacılar bir süredir hafızanın esnekliğini, beynin yeni bir bilgiyi nasıl öğrendiğini, yorumladığını ve olayların muhtemel sonuçlarını tahmin edeceği mekanizmalarını araştırıyordu. Temporal lopta yer alan hipokampüs, gerçekleşen en son olayları hatırlamanızı sağlar. Örneğin, en son yemek yediğiniz yeri hatırlamanız.  Prefrontal korteks, karşıdan karşıya geçerken önce sola sonra sağa sonra tekrar sola bakmak gibi günlük yaşantıdaki kuralları hatırlamanızı ve bu kurallar arasındaki bağlantıyı kurmanızı sağlar. Eğer hayatınızdaki belli başlı kuralları hatırlıyor olmasaydınız, anılarınız birbirine karışır ve olayların sonucu hakkındaki tahminleriniz yanlış olurdu.

İleri Okuma: Prefrontal Korteksin Görevleri Nedir?

Önceki araştırmalar, şizofreni, depresyon ve dikkat eksikliği bozukluğu da dahil olmak üzere birçok nöropsikiyatrik hastalıkta hipokampüs ve prefrontal korteks arasındaki etkileşimin bozulduğunu gösteriyor. Şimdiye kadar beyin bölgeleri arasındaki bu etkileşim mekanizmaları büyük bir sırdı.

“Olayları önceden tahmin etmemizi, olayları hatırlamamızı, olayların sonuçlarını tahmin etmemizi sağlayan beyin mekanizmalarını anlamak istiyoruz” diyor Dr. Shapiro.

Öğrenme Mekanizması Hangi Bölgeleri Kapsıyor?

Araştırmada, prefrontal korteks sayesinde sıçanların bir hedeften diğerine geçmeyi öğrendiğini, hipokampüs sayesinde gideceği hedefleri ayırt etmeyi öğrendikleri bulundu. Hipokampal hücreler, sıçanlar farklı hedefler seçmeden önce farklı oranlarda uyarılarak ileriye dönük kodlama yoluyla kararlarının sonuçlarını tahmin ettiğini zaten biliniyordu. Araştırmada, prefrontal korteksin çalışmasının azaltılması durumunda ileriye dönük kodlamanın hipokampüste de azaldığını gözlendi.

İleri Okuma: Hipokampüs Nedir, Ne İşe Yarar?

Araştırma ekibi, artı şeklinde bir labirent kullanarak sıçanların hipokampal işlevini test etti.  Sıçanlar yiyecek bulmak için, labirentin kuzey veya güney yönünden batı veya doğu yönüne yürüyecek şekilde eğitildi. Sıçanlar, yiyeceğin olduğu yöne doğru (örn:doğu)  güvenli bir şekilde gidip gelmeyi öğrendikten sonra sonra, zıt yöndeki (örn:batı) hedefe yiyecek koyuldu ve hayvanlar ters yöne gitmeyi öğrenmek zorunda kaldılar. Araştırma ekibi, prefrontal korteksinde işlev bozukluğu olmayan sıçanların günde üç kere zıt yöne gittiğini buldular. Hipokampal işlev bozukluğu olan sıçanlar hep aynı yöne doğru gitti ve zıt yönde yöne gitmeye dair hiçbir şey öğrenmedi. Bu gözlem prefrontal korteksin hipokampüse hedefle ilişkili anıları ayırt etmeyi öğrettiğini ileri sürdü.

Beyne Elektrotlar Yerleştiriliyor

Bu hipotezi test etmek için, araştırmacılar hem prefrontal kortekse hem de hipokampüse elektrot yerleştirdiler. Bundan sonra artı şeklindeki labirentte öğrenme, hafıza performansı sırasında her iki yapıdaki nöron topluluklarının faaliyetini kaydettiler. Her iki beyin bölgesi aynı anda kaydedildiğinden araştırma ekibi, farelerin bir başka yöne geçmeyi öğrenmesi sırasında bir bölgedeki etkinliğin diğerine göre önceden veya aynı zamanda değişip değişmediğini test edebildiler.

Dr. Shapiro, “İki yapıdaki nöronlar eş zamanlı faaliyete geçirildiğinde ve prefrontal korteksdeki nöronların öğrenme sırasında hipokampal hücre aktivitesini düzenlediğini bulduk. Prefrontal kortikal ve hipokampal hücre aktivitesi yaklaşan seçimleri öngörüyor. Ayrıca prefrontal korteksin, bir sıçanın yeni bir hedef seçmeyi öğrenme sırasında hipokampal hücre aktivitesini değiştirdiğini bulduk. Dahası, prefrontal korteks hipokampüse ne kadar hızlı zıt yönü seçmeyi öğretirse sıçan da o kadar hızlı zıt yönü seçmeyi öğrenir” dedi.

Depresyon prefrontal korteksi zayıflatıyor

Öğrenme mekanizması çok karmaşık bir şekilde çalışıyor. Beynin küçük bir bölgesindeki aksaklık sistemi ciddi şekilde bozabilir. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme çalışmaları, prefrontal kortekse özgü yapıların bilgileri nasıl kullanılacağı belirleme ve duygusal tepkileri değiştirebilme özelliğinin olduğunu göstermektedir. Bu prefrontal hareketlilik, depresyondan muzdarip insanlarda azalır ve depresif belirtiler ortadan kalktığında düzelir.

Bu çalışma ile ortaya çıkarılan yeni mekanizmalar, muhtemelen, hipokampal ve prefrontal korteks etkileşimlerini içeren psikiyatrik durumlarda yeni tedavi anlayışımızı geliştirecektir. Devam eden araştırmalar, bu çalışmada tanımlanan mekanizmaların, hipokampüs ve diğer prefrontal yapılar arasında nasıl bir etkileşim olduğunu araştırıyor.

Hazırlayan: Rukiye Akgün

Kaynaklar:


Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.