Beynimizde yalnızca şarkı söylemeye tepki veren nöronlar keşfedildi

Imma Perfetto

Bilim insanları ilk defa insan beyninde şarkı söylemeye yanıt veren ama müziğin diğer türlerine tepkisiz kalan nöronlar tespit ettiler. İşitsel kortekste bulunan bu nöronlar, belirli ses ve müzik kombinasyonlarına yanıt veriyor gibi görünürken, gündelik konuşma ya da enstrümantal müziğe cevap vermiyorlar.

Current Biology adlı bilimsel dergide yayınlanan yeni araştırma, sinirsel faaliyetin bir göstergesi olarak beyindeki kan akışını ölçen ‘fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme’ (fMRI) tekniğini kullanarak beyinde genel olarak müziğe yanıt veren bir nöron grubunu daha önce keşfeden aynı ekip tarafından yapılan eski araştırmalara dayanıyor.

HASSAS YÖNTEMLER KULLANILARAK KEŞFEDİLDİ

ABD’de bulunan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde bilişsel sinirbilim profesörü olarak görev yapan, araştırmanın kıdemli yazarı Nancy Kanwisher, “İnsan bilişsel sinirbilimi alanında kullanılan yöntemlerin büyük kısmıyla sinirsel temsilleri görmeniz mümkün değil” diyor: “Ulaşabileceğimiz veri türlerinin çoğu, bize burada bir şeyler yapan bir beyin bölümü olduğunu düşündürse de bu fazlasıyla sınırlı. Orada neyin temsil edildiğini anlamak istiyoruz.”

Şimdi, araştırma ekibi bir adım daha ilerleyerek, beynin yüzeyinden elektriksel faaliyet kayıtlarını topladı ve bu çok daha kesin olsa da ortada bir sorun var: Bu işlemin ‘intrakranial’ olarak [kafatası içerisinde] gerçekleştirilmesi gerekiyor.

Daha yüksek çözünürlüğe sahip olan veriler, beynin elektriksel faaliyetlerinin kafatasının içine yerleştirilen elektrotlar aracılığıyla kaydedildiği ‘elektrokortikografi’ (ECoG) tekniğiyle toplandı. ECoG, aslında insanlar üzerinde gerçekleştirilmiyor, çünkü bu ‘invaziv’* türden bir işlem; buna karşın, çoğunlukla, yaşanan nöbetleri tedavi etmek amacıyla ameliyata girmek üzere olan epilepsi hastalarını gözlemlemek için kullanılıyor.

Ameliyat öncesinde nöbetlerinin kökenini anlamak amacıyla birkaç gün boyunca gözlemlenen hastaların bir kısmı, bilimsel araştırma doğrultusunda belirli görevleri yerine getirdikleri esnada beyin aktivitelerinin ölçülmesini de kabul ettiler. Bu araştırmada, birkaç yıl boyunca, daha önceki fMRI çalışmasında kullanılanlarla aynı seslerden oluşan 165 seslik bir koleksiyonu dinleyen 15 katılımcıdan elde edilen veriler toplandı.

TAMAMEN BAĞIMSIZ BİR BEYİN BÖLGESİ

Eski MIT araştırmacısı ve şu anda ABD’deki Rochester Tıp Merkezi Üniversitesi’nde sinirbilim dalında yardımcı doçent olan Sam Norman-Haignere, “Şarkı söylemeye yanıt veren nöronlardan oluşan bir küme söz konusu ve daha sonra hemen yanında çok geniş bir yelpazedeki müziğe yanıt veren nöronlardan oluşan başka bir grup mevcut” diye izah ediyor: “fMRI ölçeğinde, onları ayırt edemeyeceğiniz kadar birbirlerine yakınlar; buna karşın, kafatası içinden alınan kayıtlar sayesinde ek bir çözünürlüğe sahip oluyoruz ve onları birbirinden ayırt etmemize imkân tanıdığını düşündüğümüz şey de işte bu.”

Araştırmacılar, geliştirdikleri yeni bir istatistiksel analiz tekniğini kullanarak, her bir elektrotun kaydettiği verileri üreten nöral grup türlerini saptayabildiler. Norman-Haignere, “Yöntemimizi bu veri kümesi üzerinde kullandığımızda, yalnızca şarkı söylemeye yanıt veren bu sinirsel tepki modeli ortaya çıktı” diyor: “Bu, gerçekten de beklemediğimiz bir bulguydu; hâl böyleyken, potansiyel olarak aramayı akıl edemeyeceğiniz yeni şeyleri ortaya çıkarmayı amaçlayan yaklaşımımızı her noktada doğruluyor.”

Araştırmanın ikinci bölümünde, bilim insanları ECoG ve fMRI verilerini birleştirmek amacıyla yeni bir matematiksel yöntem geliştirdiler. fMRI tekniği beynin çok daha geniş bir alanını tarayabildiği için, araştırmacıların, şarkı söylemeye tepki veren sinir gruplarının tam olarak nerede bulunduğunu tespit etmelerine olanak sağladı.

Bu nokta, daha fazla işlem için beynin diğer kısımlarına bilgi göndermeden önce, algılanan ses aralığı ya da kelimeler ile algılanan ses aralığı arasındaki etkileşim gibi şarkıların özelliklerine tepki verdiği düşünülen temporal lobun üst kısmında, beynin dil ve müzik bölgelerine yakın bir yerde bulunuyor. İlerleyen zamanda, araştırma ekibi şarkı söylemenin hangi yönlerinin bu nöronların tepki vermesine neden olduğuyla ilgili daha fazla bilgiye ulaşmayı umuyor.

*İnvaziv işlem; tedavi gerektiren, cerrahi müdahale gerektiren uygulamalar için kullanılan bir terimdir.

Yazının orijinali Cosmos Magazine sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)