Beyin, uyku sırasında eski ve yeni anıları farklı zaman dilimlerinde işleyerek, hem yeni bilgileri öğrenmeyi hem de eski bilgileri korumayı mümkün kılıyor.
Beyin, gün içinde öğrenilen yeni bilgileri işlerken eski anıları korumak için özel bir mekanizma kullanıyor. Nature dergisinde yayımlanan bir araştırmaya göre, bu süreç uyku sırasında gerçekleşiyor. Bu durum, “katastrofik unutma” olarak bilinen, yeni bilgilerin eski bilgileri bozması sorununu önleyebiliyor.
Cornell Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, fareler üzerinde hafıza ve uyku arasındaki ilişkiyi incelemek için dikkat çekici bir deney gerçekleştirdi. Araştırma sırasında, farelerin uyku sırasında göz bebeklerinde düzenli bir küçülme ve büyüme döngüsü fark edildi. Bilim insanları, bu döngünün beynin hafıza işleme süreçleriyle bağlantılı olabileceğini öne sürdü. Yapılan deneyler, bu hipotezi doğruladı ve beynin anıları nasıl düzenlediğine dair önemli ipuçları sundu.
Araştırmanın bulgularına göre, farelerin uyku sırasında göz bebekleri belirli bir ritimde küçülüp büyüyor. Göz bebeklerinin küçük olduğu evrede beyin, yeni öğrenilen bilgileri işleyip hafızaya kaydediyor. Buna karşılık, göz bebeklerinin büyük olduğu evrede ise daha önce öğrenilmiş ve hafızada yer etmiş eski bilgiler gözden geçirilerek korunuyor. Bu iki farklı evrenin varlığı, beynin hem yeni bilgileri öğrenmesini hem de eski bilgileri korumasını mümkün kılıyor. Böylece hafıza süreçlerinde herhangi bir karışıklığın önüne geçilmiş oluyor. Bilim insanları, bu bulguların insan beynine de uyarlanabileceğini düşünüyor.
Önemli olan göz bebekleri
Araştırmacılar, farelerin beynindeki nöronları kontrol etmek için “optogenetik” adı verilen ileri bir teknoloji kullandı. Bu yenilikçi yöntem, ışık kullanarak farelerin beynindeki belirli hücreleri devre dışı bırakmaya veya aktive etmeye olanak tanıyor. Araştırma üç temel aşamada gerçekleştirildi.
İlk aşamada, farelere bir platform üzerindeki ödülün yerini öğrenmeleri öğretildi. Öğrenme sürecinin ardından fareler uykuya bırakıldı ve bu süreçte farelerin beyinlerindeki nöron aktiviteleri dikkatle izlendi. Araştırmacılar, küçük göz bebeği evresinde farelerin nöron aktivitelerini durduklarında, farelerin ödülün yerini tamamen unuttuğunu gözlemledi. Buna karşılık, büyük göz bebeği evresinde yapılan müdahaleler hafızayı etkilemedi ve fareler ödülün yerini hatırlamaya devam etti.
Bu bulgular, beynin uyku sırasında farklı hafıza süreçlerini yönetmek için belirli evreler kullandığını açıkça ortaya koyuyor. Küçük göz bebeği evresi, yeni bilgilerin öğrenilip hafızaya kaydedildiği kritik bir aşama olarak öne çıkıyor. Öte yandan, büyük göz bebeği evresi, mevcut bilgilerin korunması ve gözden geçirilmesi için önemli bir rol üstleniyor.
Bu bulgular neden önemli?
Beynin iki farklı işleyiş sistemine dair elde edilen bu bulgular, öğrenme ve hafıza süreçlerini daha derinlemesine anlama açısından kritik öneme sahip. Yeni bir bilgi öğrenildiğinde, eski bilgilerin zarar görmemesi veya silinmemesi hayati bir gereklilik. Araştırma, beynin bu hassas dengeyi nasıl sağladığını bilimsel olarak açıklığa kavuşturuyor. Ayrıca, bu mekanizmanın insan beyninde de benzer şekilde çalışabileceği yönündeki bulgular, potansiyel uygulamalar açısından önem arz ediyor.
Bu çalışma, yalnızca nörobilim alanında değil, aynı zamanda teknoloji dünyasında da geniş bir etki yaratma potansiyeline taşıyor. Yapay zeka sistemlerinin temeli olan yapay sinir ağları, yeni bilgileri öğrenirken eski bilgileri unutma sorunu ile karşılaşabiliyor. Beynin doğal mekanizmalarından ilham alınarak geliştirilecek yapay zeka algoritmaları, bu sorunun çözümüne yönelik yenilikçi yaklaşımlar sunabilir.
Araştırma, sağlıklı bir uyku düzeninin hafıza ve öğrenme süreçleri üzerindeki kritik rolünü de bir kez daha vurguluyor. Uyku sırasında beynin, yeni bilgileri düzenlerken eski bilgileri korumaya yönelik sistematik bir işleyiş sergilemesi, hem kısa vadeli öğrenme hem de uzun vadeli hafıza için kritik bir değer taşıyor.
Kaynak: Nature
