Stanford Üniversitesinden bilim insanları, fareler üzerinde yaptıkları çalışmada, beynin “iç GPS sistemi” olarak bilinen medial entorhinal korteksin yaşla birlikte nasıl değiştiğini inceledi.
Zihinsel haritalar yaşla birlikte neden silinir?
Konumları hatırlamak günlük hayatta en çok kullandığımız bilişsel becerilerimizden biri. Ancak mekan hafızası yaş ilerledikçe zayıflıyor. Stanford Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar yaşlanan beyinlerde mekansal belleğin neden bozulduğunu ve bu değişikliklerin önlenip önlenemeyeceğini araştırıyor.
Genç, orta yaşlı ve yaşlı fareler üzerinde yapılan yeni bir çalışmada, araştırmacılar beynin Medial Entorhinal Korteks (beynin Küresel Konumlandırma Sistemi’ne benzetilir) bölgesindeki aktivitenin yaşlı hayvanlarda daha az istikrarlı ve çevreye daha az uyumlu hale geldiğini buldu. Bu beyin bölgesindeki aktivitesi en çok bozulmuş olanlar, mekan hafızası testinde en çok kafası karışanlar olarak kaydedildi.
Çalışmanın yazarlarından Dr.Lisa Giocomo “Medial entorhinal korteksi, bir mekan haritası oluşturmak için ihtiyaç duyduğunuz tüm bileşenleri barındıran bir yapı olarak düşünebilirsiniz. Bu çalışmadan önce, sağlıklı yaşlanma sürecinde bu mekansal haritalama sisteminde gerçekte ne olduğu hakkında son derece az araştırma vardı.” dedi.
Medial entorhinal korteks, beynin yön bulma sisteminin temel bir parçası. Bu bölge, hayvanın hızı ve başının yönü gibi bilgilerin yanı sıra, bulunduğu mekanın boyutları ve sınırlarını takip eden çeşitli hücreleri barındırıyor. 3 Ekim’de Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmada araştırmacılar, çevrenin haritasını neredeyse bir enlem-boylam sistemi gibi oluşturan ızgara hücreleri (grid cells) olarak adlandırılan hücrelere odaklandı.
Araştırmada üç yaş grubundaki fareler incelendi: 3 aylık genç fareler, 13 aylık orta yaşlı fareler ve 22 aylık yaşlı fareler. (Bu yaşlar, sırasıyla yaklaşık 20, 50 ve 75-90 yaşındaki insanlara karşılık geliyor.)
Araştırmacılar, hafif susamış farelerin gizli ödülleri aradıkları sırada sanal gerçeklik parkurlarında koşarken beyin aktivitelerini kaydetti. Buna paralel olarak, fareler, medial entorhinal korteksteki ızgara hücreleri her parkur için kendine özgü ateşleme (firing) desenleri geliştirdi. Her bir fare kendi için özel zihin haritaları oluşturdu.
Genç ve orta yaşlı fareler, daha önce öğrendikleri iki farklı sanal parkur arasında başarıyla geçiş yapabilirken, yaşlı fareler hangi parkurda olduklarını ayırt edemedi.
Çalışmanın kıdemli yazarı, nörobiyoloji profesörü Dr. Lisa Giocomo, yaşlı farelerin bu ayrımı yapmakta zorlandığını belirterek “Bu görev, iki farklı şehirdeki favori kahvecinizi ya da iki farklı otoparktaki arabanızın yerini hatırlamaya daha çok benziyor,” dedi.
Yaşlı fareler, ne durumda olduklarını kestiremedikleri için genellikle parkurun geri kalanında ödül aramadan hızla koşmayı tercih etti. Bazı fareler ise farklı bir strateji izleyerek her yerde ödül aramaya başladı.
Farelerin medial entorhinal korteksindeki ızgara hücreleri de bu kafa karışıklığını yansıttı. Her parkur için özgün ateşleme desenleri geliştirmiş olmalarına rağmen, parkurlar rastgele değiştirildiğinde bu hücrelerin etkinliği düzensiz hale geldi.
Buna karşın, genç ve orta yaşlı fareler altıncı güne gelindiğinde hangi parkurda olduklarını net biçimde ayırt edebildi. Beyinlerindeki ızgara hücreleri de bulundukları ortama uygun şekilde hızla tepki verdi.
Genç ve orta yaşlı fareler kendi yaş grupları içinde benzer başarılar gösterirken, en yaşlı fare grubunda mekansal hafıza performansı daha büyük bir çeşitlilik sergiledi. Genel olarak erkek fareler dişilere göre daha iyi performans gösterdi, ancak araştırmacılar bunun nedenini henüz bilmiyor.
Bu grup içinde özellikle bir yaşlı erkek fare dikkat çekti: Değişen parkurlarda gizli ödüllerin yerini genç ve orta yaşlı fareler kadar, hatta belki daha da iyi hatırlayarak testi başarıyla geçti.
Bu olağanüstü performansa sahip süper yaşlı fare, araştırmacıları yaşlanmadaki bireysel farklılıkların genetik temellerini araştırmaya teşvik etti. Genç ve yaşlı farelerin RNA dizilimlerini karşılaştıran ekip, ızgara hücrelerinin kararsız olduğu farelerde daha yüksek düzeyde ifade edilen 61 gen tespit etti. Bu genlerin bazıları, mekansal bellek kaybını tetikleyebilirken bazıları da bu kayba karşı koruyucu bir rol oynayabilir.
Örneğin Hapln4 adlı gen, nöronları çevreleyen protein ağı olan perinöronal ağın oluşumuna katkıda bulunuyor. Bu yapı, ızgara hücrelerinin kararlılığını artırarak yaşlanan farelerde mekansal belleği koruyabilir.
Kaynak: Eurekalert
