Beynin yavaş dalgaları nasıl çalışıyor?

Beyin derin uyku sırasında veya anestezi altında bile, yavaş salınımlar olarak bilinen ritmik elektriksel aktiviteyi sürdürüyor.  İspanya Ulusal Araştırma Konseyi (CSIC) ve Elche Miguel Hernández Üniversitesi’nin (UMH) ortak bir merkezi olan Nörobilimler Enstitüsü’nde Ramón Reig liderliğindeki ekip, bu dalgaların yönünü neyin belirlediğini keşfetti.

Normal koşullar altında, bu salınımlar, dinlenme sırasında beyin aktivitesini düzenlemeye yardımcı oldukları için derin uyku ve anestezi sırasında önemli bir rol oynar.  Ancak, onları düzenleyen mekanizmalar değiştiğinde, uyanıklık sırasında da ortaya çıkabilir ya da epilepsiyle ilişkili elektriksel paternlere (beynin normal ritmik aktivitesinden farklı, düzensiz ve aşırı uyarılmaya yol açan elektriksel dalgalar) dönüşebilir.

iScience’da yayınlanan çalışma, anahtarın daha önce düşünüldüğü gibi anatomik yapıda değil, nöronal uyarılabilirlik derecesinde yattığını ortaya koyuyor. Çalışmada izole sinir ağlarının yerel aktivitesi ve farklı beyin alanları arasındaki etkileşim izlendi. Şu ana kadar yapılan çalışmalarda bu iki ölçeğin ayrı ayrı izlendiğini bu çalışmada izle beraber analiz yapıldığını söyleyen Ramon Reig  “Bu ağlar bağlandığında yerel farklılıkların nasıl kaybolduğunu görmemizi sağlıyor” diyor.

Beyin yavaş dalgalarının yalnızca anatomik bağlantılarla değil, aynı zamanda nöronların elektriksel özellikleriyle de şekillendiğini ortaya konuldu. Uzun süredir bu dalgaların, beynin yapısal ağları üzerinden yayıldığı düşünülüyordu. Ancak yeni bulgular, nöronların uyarılabilirlik derecesinin de dalgaların hangi bölgelerde güçleneceğini, hangi bölgelerde ise zayıflayacağını belirlediğini gösteriyor.

Çalışma birkaç beyin bölgesi birleştiğinde, aralarındaki farklılıkların en uyarılabilir bölge tarafından belirlenen ritmi takip ederek senkronize olma eğiliminde olduğunu gösterdi. 

Araştırmacı Javier Alegre Cortés bu işleyişe sınıf benzetmesi yapıyor:

“Bir sınıfta olanlar gibi: Her öğrencinin kendi tarzı olabilir, ancak biri bir trend belirlerse, diğerleri takip eder”. 

Bu beyin bölgelerindeki özelliklerin çeşitliliğine rağmen, yavaş dalgaların uyarılabilirlik yönüne doğru koordineli bir şekilde yayıldığını açıklıyor. Bu durum, beyin anatomisinin sabit etkisinin yanında, nöronal uyarılabilirlik değişimlerinin de yönü belirlemede çok önemli rol oynadığı vurguluyor.

Kaynak: Eurekalert