Aynı Filmi Tekrar İzleyen Farelerde Aynı Beyin Bölgeleri Aktive Olmuyor!

St. Louis'teki Washington Üniversitesi'nden yapılan yeni araştırma, beynin görsel uyaranları işleyen parçası olan görsel korteksteki nöronların, zaman içinde aynı uyarana tepkilerini değiştirdiğini ortaya koydu.

Diğer çalışmalar, beynin koku ve uzamsal bellekle ilişkili bölümlerindeki nöronlarda "temsili sürüklenmeyi" belgelemiş olsa da, bu sonuç şaşırtıcı; çünkü birincil görsel korteksteki nöral aktivitenin nispeten stabil olduğu düşünülüyordu.

Nature Communications'da yayınlanan çalışma, fizik profesörü Ralf Wessel'in laboratuvarından yeni mezun olan Ji Xia tarafından yönetildi.^[1] Xia, şimdi Columbia Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacıdır. Xia şöyle diyor:

Beynin esnek bir yapı olduğunu biliyoruz, çünkü beyindeki nöral aktivitenin, öğrendiğimizde veya deneyim kazandığımız günlerde -hatta yetişkinlerde bile- değişmesini bekliyoruz. Beklenmedik olan şey ise, öğrenme olmadığında veya hiçbir deneyim değişikliği olmadığında bile sinirsel aktivitenin farklı beyin bölgelerinde günler içinde değişmesidir.

Wessel'in grubundaki araştırmacılar, beyindeki duyusal bilgi işlemeyi araştırıyorlar ve beynin görsel korteksinin nöral devrelerindeki hesaplamayla ilgili dinamik soruları cevaplayabilmek için yeni veri analizi yöntemleri kullanıyorlar.

Santa Barbara'daki California Üniversitesi'ndeki Nörobilim Araştırma Enstitüsü'nden kıdemli ortak yazar Michael J. Goard, bir kısa film klibi döngü halinde farelere gösterdi. Araştırma için, Orson Welles'in klasik bir siyah-beyaz filminin, günümüzde farelerde görme yetisi araştırmalarında yaygın olarak kullanılan kullanılan açılış kısmından bir bölüm kullandılar.

fare filmi izlerken, araştırmacılar iki fotonlu kalsiyum görüntüleme kullanarak birincil görsel kortekste birkaç yüz nöronda eşzamanlı aktivite kaydettiler. Bilim insanları, aynı 30 saniyelik film klibini izlerken aynı farelerdeki aynı nöronların aktivitesini kaydederek, görüntüleme seanslarını yedi haftaya kadar haftalık olarak tekrarladılar.

Daha sonra Washington Üniversitesi'ndeki fizikçiler, zaman içinde nöronal popülasyon aktivitesindeki değişiklikleri analiz etmek için yeni hesaplama yaklaşımları kullanarak, film izleyen farelerden gelen verileri ayrıştırdı.

Araştırmacılar, doğal filmlere verilen tek nöron tepkilerinin haftalar boyunca kararsız olduğunu keşfettiler. Başka bir deyişle, fare filmi bir hafta izlediğinde, başka bir haftayla karşılaştırıldığında, tek tek nöronlar görsel uyaranlara (filmde tam olarak aynı anda ekranda olana) aynı şekilde tepki vermedi. Xia, bu araştırma bulgusunun ortakları tarafından aynı dergi sayısında yayınlanan bir diğer çalışma ile de tutarlı olduğunu söylüyor.

Ancak, bu çalışmada, Washington Üniversitesi fizikçileri, belirli bir fare için izlenen tüm nöronların popülasyon aktivitesini hesaba katarlarsa, görsel uyaranlara verilen yanıtı haftalar boyunca çözmenin bir yolunu geliştirebildiler. Sadece tek tek nöronları kullanarak bunu yapamadılar.

Xia, popülasyon aktivitesini kullanarak film klibinin tutarlı bir temsilini çıkarmasına rağmen, bilim insanları, birincil görsel korteksten gelen bu temsilin, aşağı akış beyin alanlarının gerçekte okuduğu şey olup olmadığını hala bilmiyorlar.

Son 10 yılda sinirbilimciler, beynin farklı bölgelerindeki sinirsel aktivitedeki bu "temsili kaymanın" benzer örneklerini giderek artan sıklıkta belgelemeyi başardılar. Örneğin bu alandaki ilk çalışmalar hipokampus ve posterior parietal korteksteki nöronların aktivitesinde kayma olduğunu bildirdi.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Ancak Xia, bu çalışmalar halihazırda yayınlanmış olmalarına rağmen, birçok bilim insanının beynin diğer alanlarında da kayma olabileceği olasılığını kabullenmeye hazır olmadığını söyledi. Xia şöyle diyor:

İnsanlar hala bu tür bir kaymanın birincil görsel korteksten gelmesini beklemiyorlar. Genel kanı, bu birincil duyusal kortekslerin çok güvenilir olması gerektiğidir, çünkü onlardan duyusal uyaranlardan gelen bilgileri sadık bir şekilde kodlamaları beklenir.