Beynimizde zaman akışını kodlayan hücreler keşfedildi

Peter Dockrill

İnsan beyni, olayların sıralamasını nasıl takip eder? Araştırmalar, beynin ‘hipokampüs’ bölgesinde bulunan ve zamana ilişkin bilgiyi temsil ettiği düşünülen nöronlar olan ‘zaman hücrelerinin’, olayların gerçekleştiği sırayı doğru bir şekilde hatırlayabilmemiz için anılarımızı doğru sırayla birbirine ekleyen bir tür ‘yapıştırıcı’ olabileceğini gösteriyor. Daha önce, sıçanlarda belirli nöron gruplarının olayların hatırlanmasını ve eylem dizilerinin planlanmasını desteklediği düşünülen bu tür bir sıralama izleyen zaman hücrelerinin varlığına dair kanıtlar bulunmuştu ancak uzun zamandan beridir, insan beyninde olaylarla bağlantılı belleğin nasıl kodlandığına dair daha az şey biliniyordu.

EPİLEPSİ HASTALARININ BEYİN FAALİYETLERİ İZLENDİ

Fransa’da bulunan Beyin ve Biliş Araştırma Merkezi’nden (CerCo) sinirbilimci Leila Reddy liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu meseleyi aydınlatmak için hipokampüs bölgesine yerleştirilen mikroelektrotlar aracılığıyla 15 epilepsi hastasının beynindeki elektrik aktivitelerini gözlemledi. Araştırmacılar, geçen sene yayınlanan çalışmalarında “Epizodik [bölümlerden oluşan] anılar oluşturmak, bir deneyimdeki farklı olayları zamansal doğrulukla birbirine eklemeyi gerektirir” diyorlar: “Hipokampüsün sıra düzeni öğrenimi ve zamansal düzen yargılarındaki önemi göz önünde bulundurulduğunda, katılımcılar bir dizi öğenin sıralamasını öğrenirken, insanlardaki hipokampüs nöronlarının zamansal bilgiyi temsil edip etmediğini test ettik.”

Deneyler, beyindeki nöbetlerin kaynağını bir bölgede sınırlamak amacıyla elektrotların kullanıldığı tıbbi testler esnasında gerçekleştirildi. Netice itibariyle, araştırma, ileriye dönük epilepsi tedavisi amacıyla hastaların halihazırda kullanmayacakları herhangi bir hasar verici ya da riskli bir yerleştirme işlemini gerektirmedi. Gerçekleştirilen deneyler esnasında, katılımcılara önceden belirlenen bir sırayla bir dizi görüntü izletildi ve diziyi ezberlemeleri istendi.

ZAMAN ALGIMIZI DÜZENLEYEN NÖRONLAR TESPİT EDİLDİ

Seanslar sırasında, elektrotlar, hem görüntülerin izletildiği belirli anlarda hem de herhangi bir görüntünün izletilmediği boşluklar esnasında ve katılımcılardan hâlihazırda görüntülenen bir dizinin ardından hangi görüntünün izletileceğini tahmin etmelerinin istendiği duraklama anlarında, deneye yanıt olarak hipokampüste faaliyete geçen belirli nöronları kayıt altına aldı. Araştırmacıların aktardığı kadarıyla, faaliyete geçen nöronlar zaman hücrelerinin kanıtı niteliğinde. Bunlar, “aktivitesi iyi tanımlanmış bir zaman penceresi içinde zamansal bağlam tarafından niteliği değiştirilen nöronlar” idi.

Araştırmacılar, bu nöronların bir kısmının deneylerde izletilen görüntü dizisini ezberlemek ya da hatırlamakla aktif biçimde meşgul olduklarını, buna karşın diğer kısmının görsel bir uyarıcı yokken de aktif olduğunu ve hatta hiçbir şey izletilmediğinde dahi zamanın akışını kodladıklarını savunuyorlar.

Araştırmacılar, yayınladıkları makalede “Zaman hücrelerinin bu boşluklarda, ardışık anlarda ateşlendiği gözlemlendi” diyorlar: “Bu boşluk dönemlerindeki zamansal modülasyon [ayarlama], dış olaylar tarafından yönlendirilmiş olamazdı; bundan ziyade, bu bekleme zamanı boyunca hastaların deneyimlerindeki değişimlerin bir neticesi olarak, gelişen bir zamansal sinyali temsil ediyor gibi görünüyorlar.”

ZAMAN HÜCRELERİ ÇOK BOYUTLU BİR YAPIYA SAHİP

Araştırmacılara kalırsa, insan beyninde bulunan zaman hücreleri “çok boyutlu”; yani, bilgiyi zamana göre kodlayabiliyor ve aynı esnada farklı duyusal bilgi ya da uyaranlara da yanıt verebiliyor. Araştırma ekibi, karmakarışık girdilerden tutarlı anılar meydana getirmek için öğeleri bir araya getiren deneyimlerin ‘ne’, ‘nerede’ ve ‘ne zaman’ olduğunu kaydeden şeyin, zaman nöronlarının bu çok boyutlu davranışı olabileceğini düşünüyor.

Araştırmacılar, “Kişisel ‘zihinsel zaman yolculuğu’ olgusu, epizodik hafızanın temel taşı niteliğinde” diye belirtiyorlar: “Geçmişi yeniden yaşama deneyimimizin odağında, belirli bir mekân ve zaman düzeni içinde gerçekleşen belirli olayları yoğun bir biçimde hatırlama yeteneğimiz bulunuyor... Ulaştığımız sonuçlar, insan hipokampüs nöronlarının, bir deneyime dair zaman akışını temsil ettiğini gösteren daha fazla kanıt sunuyor.”

Araştırma bulguları The Journal of Neuroscience adlı dergide yayınlandı.

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)