Fareler beyin bağlantılarının yarısını kaybetse de hafızalarını koruyor

Uzun süreli hafıza, nörobilimcilerin uzun süredir inandığı gibi nöronlar arasındaki bireysel bağlantıların gücüne bağlı olmayabilir. Bunun yerine hafıza, sinaptik mimarinin dayanıklı kümeleri sayesinde varlığını sürdürüyor gibi görünüyor. Bu bulgu, farelerin yapay kış uykusuna sokulması ve hafızaları sağlam kalırken beyin bağlantılarının yarısından fazlasının kaybolmasının izlenmesiyle ortaya çıkarıldı.

Perşembe günü Science dergisinde yayımlanan çalışma, Japonya'daki Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST) araştırmacıları tarafından yürütüldü ve beynin fiziksel yapısı dramatik biçimde değişse bile bilgiyi nasıl koruduğunu anlamak için yeni bir çerçeve sunuyor.livescience+2

Doğal Bir Stres Testi Olarak Kış Uykusu

OIST'in Hafıza Araştırmaları Birimi'nden Kazumasa Tanaka liderliğindeki araştırma ekibi, fareleri belirli bir ortamı hafif bir ayak şokuyla ilişkilendirmek ve yiyecek bulmak için bir labirentte gezinmek üzere eğitti. Ardından, daha önceki çalışmalarda belirlenen bir grup hipotalamik nöronu aktifleştirerek yapay kış uykusunu tetiklediler: bu durum metabolik aktivitede ve vücut sıcaklığında hızlı bir düşüşe yol açtı.livescience

30 dakika içinde beyin sinapsları elimine etmeye başladı. 24 saat içinde, hafıza için kritik önem taşıyan hipokampal sinapsların yarısından fazlası yok oldu. Yine de fareler uyandıklarında, şoka maruz kaldıkları ortamda donup kaldılar ve labirentte eskisi kadar kolayca gezindiler: bu da hafızalarının tamamen sağlam kaldığını gösterdi.news-medical+2

Tanaka, Live Science'a yaptığı açıklamada, "Kış uykusuna yatan ve yatmayan hayvanları karşılaştırdığımızda, davranışları arasında hiçbir fark yok" dedi.livescience

Bireysel Bağlantılar Değil, Kümeler

Nörobilimin temel ilkelerinden biri, hafızanın uzun süreli potansiyelleşme adı verilen bir süreçle bireysel sinapsların güçlenmesi sonucu oluştuğunu savunur. Yeni bulgular, bu mekanizmanın hafıza oluşturmak için gerekli olduğunu reddetmiyor; ancak zaman içinde hafızayı canlı tutan şeyin bu olmayabileceğini öne sürüyor.news-medical+1

Araştırmacılar kış uykusundaki fareleri, sinapsları anestezi ve kimyasal bir engelleyici kullanılarak bozulan başka bir grupla karşılaştırdıklarında, anestezili fareler hafızalarını kaybetti, kış uykusundaki fareler ise kaybetmedi. Aradaki fark şuydu: Kış uykusundaki beyinlerde, hafızayı kodlayan nöronlar arasındaki mekansal olarak kümelenmiş sinaps grupları seçici olarak korunurken, kümelenmemiş bağlantılar budandı.genengnews+1

Tanaka bir OIST basın bülteninde, "Bu durum, uzun süreli hafıza için yalnızca belirli sinaps kümelerinin önemli olduğunu, geri kalanının ise gözden çıkarılabileceğini gösteriyor" dedi.oist+1

Nörobilimin Ötesindeki Etkileri

Bulgular, beyindeki hafızanın fiziksel izlerinin bir zamanlar düşünüldüğünden çok daha dinamik olduğuna dair giderek artan kanıtlara yenilerini ekliyor. Hafıza, sabit bir devre olmaktan ziyade üst düzey bir topolojik organizasyona, yani bireysel bileşenler kaybolduğunda bile hayatta kalabilen bir bağlantı kalıbına dayanıyor gibi görünüyor.eurekalert+1

Tanaka, araştırmanın mühendislerin bilgisayarlardaki veri depolama sistemlerini nasıl tasarladıklarına da ışık tutabileceğini belirtti. Ekibi şimdi bu sinaptik kümeleri moleküler düzeyde tanımlamak ve kış uykusunun geniş çaplı yeniden yapılanması sırasında beynin bunları neden seçici olarak koruduğunu anlamak için çalışıyor.livescience

Tanaka, "Bu çalışmayla birlikte bu sorunu ele almak için başka bir kapı açmış olduk" dedi.livescience