Uykuda Öğrenme – Beyin ve uyku konusunda çalışan bilim adamları, beynimizin gün içinde kayıt altına aldıklarını, hem gözden geçirmek hem uzun süreli hafızaya aktarmak için uykuya ihtiyacı olduğunu uzun zamandır biliyorlar.
Öğrencilere ertesi gün yapılacak bir sınav için hafıza egzersizleri yapmaları tavsiye edilir. Ancak beynin anılarımızı ve bilgilerimizi depolayan bölümüne giden yol tam olarak da anlaşılamamıştır.
Bunun gibi belirsizlikler, beyinle ilgili deneysel çalışmalar ve bu çalışmalarda kullanılan mikro aletlerle ortadan kalkmakta, anlaşılması kolaylaşmaktadır.
Son Çalışmalara Bakalım
Uykuda Öğrenme – İlk defa iki kişinin beynine yerleştirilen minik mikroelektrotlar ile beyin nöronları incelendi. Buna göre, uyku sırasında nöronların, bilgileri kısa süreli geçici hafızadan kalıcı hafızaya taşımak için nasıl “yeniden” harekete geçtiğini gösteriyor.
Çalışma Cell Reports’ da yayınlandı.
Weill Cornell Tıp ve New York-Presbiteryen Hastanesinde Alzheimer Önleme Kliniğini yöneten Dr. Richard Isaacson, “Bu çalışma büyüleyici” dedi.
“On yıllardır süren araştırmalara rağmen, ‘kısa dönem’ hafızada yer alan bilgilerin daha sonra hatırlanabilecek ‘uzun dönem’ hafızada kalıcı bilgi haline gelmek için nasıl dosyalandığı konusu belirsizliğini koruyordu.” dedi.
“Bir “beyin-bilgisayar ara yüzü” kullanmak suretiyle, hafıza üzerinde çalışmak heyecan vericidir. Çünkü beyin hücresi, geçici aktivite kalıplarını kaydedebilir ve daha sonra beyindeki kesin kalıplara dönüştürebilir” diye ekledi.
Braingate Çalışmaları: Bireysel Nöronları İzleme
Çalışma, Brown Üniversitesi, Providence VA Tıp Merkezi, Massachusetts Genel Hastanesi, Stanford Üniversitesi ve Case Western Reserve Üniversitesi’nden oluşan akademik bir araştırma konsorsiyumu olan BrainGate’te gerçekleştirildi.
Braingate Ne İş Yapıyor?
Uykuda Öğrenme – Braingate, 10 yıldan fazla bir süredir “beyin-bilgisayar ara yüzü” geliştirmekle uğraşıyor. Çalışmalar amyotrofik lateral skleroz (amyotrophic lateral sclerosis – ALS) üzerinde yoğunlaşıyordu. Bu kapsamda, beyin hasarı veya uzuv kaybı olan kişilerin beyin sinyallerini, bilgisayar imleçlerini, robotik kolları, hastanın kendi dünyasıyla iletişim kurması ve kontrol etmesi için diğer nörolojik hastalıkları anlamak ve diğer yardımcı teknik cihazları geliştirmekle ilgili çalışmalar yapıyor.
Bilgisayar sinirbilimcisi ve çalışmanın yazarı Beata Jarosiewicz, “Nöronlar miniciktir. Yaklaşık 10 mikron ölçüsündedir” diyor. “Ve derin beyin uyarıcı elektrotları gibi, insan kullanımı için hazırlanmış makro elektrotlar, her bir nöronun bireysel yükselme aktivitesini kaydediyor.”
Braingate’de cerrahlar, duyusal ve motor felci olan iki kişinin beyinlerine bir dizi çok ince elektrotları yerleştirdiler. Böylece kişinin elini bir yöne hareket ettirmeyi “düşünmesini” söylediler. Burada, nöronların düşünce sırasında davranışlarını haritalandırarak, kod çözücü, takılı protez uzuvlar ve yardımcı robotik cihazlar aracılığıyla düşünceyi konuşmaya veya eyleme çevirebilir.
Çalışma sırasında Brown Üniversitesi’nde araştırma yardımcı doçenti olan Jarosiewicz, “Farklı nöronların farklı tercih edilen yönleri vardır.” dedi.
“Bazıları elini yukarı doğru hareket ettirmek istediğinde, diğerleri elini sağa veya sola hareket etmek istediğinde ateşleme oranları arttı.” dedi. “Ve kişinin elini hangi yöne hareket ettirmek istediğini tüm nöronlardaki aktivasyon modelinden anlayabiliyoruz.”
Oyuncu Simon Diyor ki…
Uykuda Öğrenme – Çalışmada, implante edilmiş cihazları takılı olan denek iki kişiden, nöron aktivitelerinin kaydedilmesi için uyuklamaları istendi. Daha sonra her biri 1980’lerin popüler elektronik oyunu olan Simon‘dan sonra modellenen bir dizi oyunu oynadı; bu oyunlarda oyunculardan oyunun henüz sergilediği aynı hafif hareket sırasını tekrarlamaları istendi.
Kolları hareket ettirerek Simon’u takip etmek yerine, iki kişi, sinirsel aktiviteleri kaydedilirken, oyunun eylemlerini tekrarlamak için zihinlerini kullandılar. Sonra da bu iki kişiden dinlenmeleri ve uyuklamaları istendi.
Sonuç
Uykuda Öğrenme – Bu uyuklamalar sırasında nöron aktivitesinin, iki deneğin, oyunu gerçekten oynarken kaydedilen aktiviteyle güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu gösterdi.
Bu, iki deneğin beyinlerinin uyuduktan sonra Simon oynamaya devam ettiği ve beyinlerinde aynı kalıpların nöronal düzeyde tekrarlandığı anlamına geliyordu.
Yeni tedaviler ve nörolojik hastalıkların önlenmesine yönelik araştırmalara fon sağlayan McKnight Beyin Araştırma Vakfı’nın mütevelli heyetinden Isaacson, “Bir belleğin beyinde nasıl depolandığını tam olarak anlamak, optimal bilişsel işlevin sırlarını çözmeye yardımcı olabilir,” dedi.
Brown Üniversitesi’nde araştırma yardımcı doçenti olan Jarosiewicz, uyku sırasında beyin hareketlerini incelemek için böyle bir teknolojinin kullanılmasının neden ” benzeri görülmemiş bir çalışma” olduğunu belirtti.
“Bir kişinin beynine çok sayıda ve tek tek nöronların ateşleme aktivitesini tespit edebilecek kadar küçük elektrotlar dizininin yerleştirildiği görülmüş bir şey değil!”
Bu işlem, açıkçası, nadirdir. Jarosiewicz, aslında, Braingate konsorsiyumunun yalnızca bu tür çalışmalarının tarihinde 14 cihazı yerleştirdiğini söyledi.
Isaacson, “Bu, hafıza işlevini ve öğrenmeyi optimize etmek için, ‘motorlarımızın’ en yüksek performansta çalışmasını sağlamak için insanların dinlendirici aktivitelere – en önemlisi yeterli uykuya – öncelik vermesi gerektiği fikrini destekliyor.”
Isaacson, bellek konsolidasyonu için en önemli olabilecek farklı uyku aşamalarını izlediğini iddia eden bileğe takılan elektronik kayışlar ve halkalar gibi, evde izleme cihazları olduğunu söyledi.
“Gelecekteki çalışmalar, derin uyku, REM uykusu gibi, uyku aşamalarından hangilerinin hafızanın uyku sırasında yeniden harekete geçmesini ve ne sıklıkla meydana geldiğini netleştirmesini anlamamıza yardımcı olacaktır.” dedi.
Tavsiye Edilen Makaleler:
Hafıza ve Öğrenme – Her Öğretmen ve Her Öğrencinin Bilmesi Gerekenler
