Bir hafıza oyunu beyin hasarını anlamamıza nasıl yardımcı olabilir?

Travmatik bir beyin hasarından sonra, neden bazı insanlar becerilerini hızla geri kazanırken diğerleri uzun süreli başarısızlıklarla karşılaşıyor? Boston Üniversitesi BU’nun Sistem Sinirbilimi Merkezi’nden sinirbilimci Jerry Chen ve meslektaşları, beynin hangi bölümlerinin duyusal bilgiyi işlediğini ve hangi bölümlerinin farklı becerileri hatırladığını anlayarak bu soruyu yanıtlamaya çalışıyorlar.

Laboratuvarından son araştırma, finansman ile desteklenen Ulusal Bilim Vakfı’ndan ve yayınlanan Nöronbize yardımcı olabilir Travmatik bir beyin hasarından sonra hangi yeteneklerin kurtarılmasının özellikle zor olduğunu belirlemek — muhtemelen bu beceriler beynin yalnızca bir alanında temsil edildiğinden — ve hangisi daha esnektir.

Dokunma hissi ve önceki olayların hafızası ile ilgili bilgileri işleyen iki beyin bölgesinin işlevini incelemek için araştırmacılar, farelerin bıyıklarının uyarıldığı bir hafıza oyunu kullandılar. Chen, S1 ve S2 olarak bilinen alanların her ikisinin de aynı bilgiyi işleyip işlemediğini (dağıtılmış işleme) veya her alanın uzmanlaşmış, bağımsız rollere sahip olup olmadığını (yerelleştirilmiş işleme) görmek istedi.
Araştırmacılar, S1 ve S2 alanlarının farelerin becerilerini nasıl etkilediğini görmek için oyun sırasında farelerin beyin aktivitelerini gözlemlediler. Ek olarak, araştırmacılar ışık kullanarak S1 veya S2 bölgelerindeki beyin hücresi gruplarını seçici olarak aktive etmelerine izin veren bir genetik mühendisliği yöntemi olan optogenetik kullandılar.

Araştırmacılar, farelerin beyinlerindeki S1 ve S2 bölgelerinin aynı işlemleri yaptığını ve sıklıkla aralarında ileri geri bilgi gönderdiklerini buldular. Ama aynı zamanda, iki beyin bölgesinin bazı özel roller üstlendiğini de gözlemlediler. S1, örneğin farelerin bıyıklarının gerçek zamanlı olarak nasıl hareket ettiğini anlamlandırarak, anlık duyusal bilgileri işlemeye daha fazla dahil olmuş gibi görünüyordu, oysa S2, farelerin geçmiş olayları – oyunun ilk turunda olanları – hatırlamasına yardımcı görünüyordu.

Chen, bulguların S1 ve S2 alanlarının farklı şekilde kablolandığını, S2 alanındaki hücreler arasındaki bağlantıların S1 alanındaki hücreler arasındaki bağlantılardan daha güçlü olduğunu gösterdiğini söylüyor. Chen, S2 içindeki daha güçlü bağlantıların, bölgenin geçmişi hatırlamadaki rolüyle ilgili olduğunu tahmin ediyor. Birlikte, S1 ve S2 alanlarının yerelleştirilmiş ve dağıtılmış işleme rolleri, farelerin oyunu doğru şekilde oynayabilmesine katkıda bulundu.

Ekibin deneysel gözlemleri, insan eliyle işlenen aynı türden dokunsal bilgileri temsil edebilir.

Chen, bu bulguların travmatik beyin hasarından sonra becerilerini yeniden kazanmaya çalışan insanlara yardımcı olabilmesi için daha yapılacak çok araştırma olduğunu söylüyor. Bir insan beyninin hacmi o kadar büyüktür ki, insanlarda lokalize işlemeyi gerçekleştiren daha fazla bölge olabilir. Ya da tam tersi de olabilir, diyor ki: “Çünkü [we have] daha büyük bir beyin, çok daha fazla bağlantı var, bu yüzden bir fare kadar ya da daha fazla dağıtılmış güce sahip olabiliriz.”