Beynimizin Bilgi Filtre Sistemi

Beynimizde oluşan her olay nöronlar arasında sinyaller oluşmasına sebep olur. Genelde her bir nöron üzerinde aynı anda bin kadar sinyal sürekli aktif haldedir. Nöronlar arasında doğru sinyallerin aktarıldığından emin olmak için beynin karmaşık bir engelleyici sistemi vardır. Bonn Üniversitesi’nde Stefan Remy ve ekibi bu sistemin nasıl çalıştığını ortaya çıkardılar.

            Remy konuyla ilgili şunları söylüyor, “Sistem bir filtre gibi çalışıyor, sadece en önemli impulslara izin veriyor. Bu da uzun dönem hafıza için gerekli olan sinirsel yapıları oluşturuyor.” Sadece en önemli impulsların geçmesine izin veren geri kalanları engelleyen bir engelleyici sistem var ve bu sistem engelleyici sinyaller gönderiyor. Peki, bu kontrol mekanizması tam olarak nasıl çalışıyor? Bu ve benzeri sorular Remy ve ekibi tarafından araştırıldı. Buradaki engelleyici 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 sinir hücrelerini incelediler. Öğrendiğimiz ya da hatırladığımız bilgiler beyinde impulslar vasıtasıyla işleniyor. Gelen sinyaller hücreye uyarıcı sinyaller olarak giriyor. Burada dentrit adlı dallanmış yapılar vasıtasıyla 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 dentritlerde çok sayıda kümelenmiş sinyalin çok iyi bir şekilde çoğaltıldığını gözlemleyebildik. Zayıf dentritler sadece belirli aşamalarda sinyalleri iletebiliyorlar.” Güçlü dentritler 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.

“ 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 dentritlerden alınan sinyaller sadece zayıf engelleme aşamalarında aktarılıyor. Bu sinyallerin süreç esnasında güçlü dentritlerden geçmesi gerekiyor. Remy’e göre sadece bu güçlü dentritler kusursuz bir sinyal iletimi başarabilir. Remy bu sistem ile ilgili “bu tamamen yeni bir öğrenme mekanizması” diyor. “Burada aktarım sinapslarda değil dentritlerde gerçekleşir. Bu mekanizma çoğunlukla yeni bir şey öğrendiğimiz zamanlardaki gibi durumlarda aktif olur. Remy ve ekibinin bu keşfi öğrenme ve hafıza mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasında önemli bir adım teşkil ediyor.

                                                                                                                      Çağlayan Taybaş

Kaynak: Neuron Dergisi 75. Sayı 2012