Bilim insanları beyinde şaşırtan bağlantıyı kanıtladı! Uykusuzluk hafızayı köreltiyor

Öğrenci olduğunuzu, final haftası olduğunu ve önemli bir sınava hazırlandığınızı düşünün. Gece boyunca mı çalışırsınız yoksa biraz dinlenir misiniz? Bir sınava boş gözlerle bakan birçok kişinin bildiği gibi, uyku eksikliği bilgileri hatırlamayı son derece zorlaştırabilir. Araştırmalar uyku ve anı oluşumu arasındaki bağlantıyı ortaya koydu. 

Uyku veya uyku eksikliği, hipokampüsteki nöronlar üzerinde önemli bir etkiye sahip. Michigan Üniversitesi’nden yapılan iki yeni araştırma, uyku ve uyku yoksunluğu sırasında beynin içinde anıların oluşumuna yardımcı olan veya zarar veren şeylerin neler olduğunu ortaya koyuyor. 

Belirli nöronlar belirli uyaranlara ayarlanabilir. Örneğin, bir labirentteki farelerin labirent içindeki belirli noktalara ulaştığında aydınlanan nöronları olacaktır. Yer nöronları olarak adlandırılan bu nöronlar insanlarda da aktiftir ve insanların çevrelerinde gezinmelerine yardımcı olur. 

UYKU SIRASINDA NELER OLUR? 

MU Tıp Fakültesi Anesteziyolojide Doç. Dr. Kamran Diba, “Eğer bu nöron uyku sırasında tepki veriyorsa, bundan ne sonuç çıkarabilirsiniz?” diye sordu.

Nature dergisinde özetlenen ve Diba ile Dr. Kourosh Maboudi tarafından yürütülen bir araştırma, beynin derinliklerinde hafıza oluşumunda rol oynayan denizatı şeklindeki bir yapı olan hipokampüsteki nöronları inceledi ve bir hayvan uyurken bir konumla ilişkili nöronal örüntülerin ayarını görselleştirmenin bir yolunu buldu. 

ANILAR NASIL OLUŞUYOR? 

Keskin dalga adı verilen bir tür elektriksel aktivite, dinlenme hallerinde ve uyku sırasında saatlerce süren bir süre boyunca, her birkaç saniyede bir hipokampüsten yayılır.

Araştırmacılar, dalgaların ne kadar eşzamanlı olduğu ve ne kadar uzağa seyahat ettiği, beynin bir bölümünden diğerine bilgi yayıyor gibi göründüğü konusunda meraklıydı.  

Bu ateşlemelerin nöronların mekan da dahil olmak üzere anılar oluşturmasını ve güncellemesini sağladığı düşünülüyor.

Çalışma kapsamında ekip, farenin yeni bir labirenti tamamlamasının ardından, uyku sırasındaki beyin aktivitesini ölçtü. Bayesçi öğrenme adı verilen bir istatistiksel çıkarım türünü kullanarak, ilk kez hangi nöronların labirentteki hangi yerlere tepki vereceğini izleyebildiler.

Diba, “Diyelim ki bir nöron labirentin belirli bir köşesini tercih ediyor. Bu nöronun uyku sırasında benzer bir tercih gösteren diğerleriyle birlikte aktive olduğunu görebiliriz. Ancak bazen diğer alanlarla ilişkili nöronlar o hücreyle birlikte aktive olabilir. Daha sonra onu labirente geri koyduğumuzda, nöronların konum tercihlerinin uyku sırasında hangi hücrelerle ateşlendiğine bağlı olarak değiştiğini gördük” dedi. 

Bu yöntem, nöronların esnekliğini veya temsili kaymasını gerçek zamanlı olarak görselleştirmelerine olanak sağlıyor.  Ayrıca, uyku sırasında nöronların yeniden aktif hale gelmesinin, uykunun anılar için önemli olmasının nedenlerinden biri olduğu yönündeki uzun süredir devam eden teoriyi de destekliyor. 

UYKUSUZ KALINCA BEYİNDE NELER OLUYOR? 

Uykunun önemi göz önüne alındığında, Diba’nın ekibi uyku yoksunluğu durumunda beyinde neler olduğunu incelemek istedi. 

Nature dergisinde yayımlanan ikinci çalışmada, Diba ve Dr. Bapun Giri liderliğindeki ekip, labirent keşfi sırasında ateşlenen nöronların dinlenme halinde kendiliğinden tekrar ateşlenmesi anlamına gelen nöron yeniden aktivasyonunun miktarını ve yeniden aktivasyon sırasını (tekrar olarak ölçülür) uyku sırasında ve uyku kaybı sırasında karşılaştırdı. 

Labirent deneyimini yeniden etkinleştirme ve yeniden oynatmada rol oynayan nöronların ateşleme düzenlerinin, uyku yoksunluğuna kıyasla uyku sırasında daha yüksek olduğunu keşfettiler.

Uyku yoksunluğu ‘keskin dalga’ dalgalanmalarının benzer veya daha yüksek oranına, ancak daha düşük genlikli dalgalara ve daha düşük güç dalgalanmalarına karşılık geldi.  

Diba, “Ancak vakaların neredeyse yarısında, keskin dalga dalgalanmaları sırasında labirent deneyiminin yeniden etkinleştirilmesi uyku yoksunluğu sırasında tamamen bastırıldı” dedi.  

Uykusuz fareler uykularını telafi edebildikleri zaman, yeniden aktivasyonun hafifçe toparlandığını ancak normal uyuyan farelerinkiyle asla eşleşmediğini ekledi. Dahası, tekrar oynatma da benzer şekilde bozuldu ancak kaybedilen uyku geri kazanıldığında düzelmedi. 

UYKUSUZLUK HAFIZAYI OLUMSUZ ETKİLİYOR 

Yeniden etkinleştirme ve tekrarlamanın hafıza için önemli olduğu göz önüne alındığında, bulgular uyku eksikliğinin hafıza üzerindeki olumsuz etkilerini ortaya koymaktadır. 

Diba’nın ekibi, uyku sırasında hafıza işlemenin doğasını, neden yeniden etkinleştirilmesi gerektiğini ve uyku baskısının hafıza üzerindeki etkilerini incelemeye devam etmeyi umuyor. 

Araştırmada ek yazarlar arasında Hiroyuki Miyawaki, Caleb Kemere, Nathaniel Kinshy, Utku Kaya ve Ted Abel yer alıyor.