İnsan beyniyle ilgili fikirleri çürüten çalışma

Yeni Araştırma: İnsan Beyni Daha Fazla Bilgi Depolayabilir

Kaliforniya Üniversitesi, San Diego ve Salk Enstitüsü’nden oluşan bir araştırma ekibi, sıçan beynindeki sinapsların gücünü değerlendirmek için oldukça hassas bir yöntem geliştirdi. Neural Computation dergisinde yayımlanan çalışmanın bulguları, beyin bilimleri alanında önemli bir dönüm noktasını işaret ediyor. Sinapslar, beyin hücrelerinin birbirleriyle iletişim kurduğu ve bilgi depoladığı kritik yapılar olarak biliniyor. Bu sinapsların nasıl güçlendiğini ve zayıfladığını anlayan bilim insanları, bu bağlantıların bilgi depolama kapasitesini tam olarak ölçmeyi başardılar.

İnsan beyninde nöronlar arasında 100 trilyondan fazla sinaps bulunmaktadır. Bu sinapslar, kimyasal habercileri harekete geçirerek beyin boyunca bilgi transferini kolaylaştırır. Öğrenme süreciyle birlikte, belirli sinapslar güçlenmekte ve yeni bilgileri tutmamıza yardımcı olmaktadır. Bu süreç, sinaptik plastisite olarak adlandırılmaktadır. Nöronlar arasındaki iletişim, tıpkı bir ses düzeyi gibi farklılık gösterir; bazı nöronlar birbirlerine fısıldarken, diğerleri yüksek sesle iletişim kurabilir. Sinapsın ‘ses’ ayarı veya sinaptik güç, statik bir süreç değildir; bu, hem kısa vadede hem de uzun vadede değişim göstermektedir. Sinaptik esneklik, sinaptik güçteki bu değişiklikleri ifade eder.

BAZI HASTALIKLARIN ETKİLERİNİ AZALTABİLİR

Yaşlanma ve Alzheimer gibi nörolojik hastalıklar, sinapsların zayıflamasına sebep olur. Bu durum, bilişsel yeteneklerimizin zamanla azalmasına yol açar. Bilim insanlarının mevcut çalışması, dünya genelinde milyonlarca insanı etkileyen nörodejeneratif hastalıkları önleyebilecek veya tedavi edebilecek yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Ekip, deney hayvanlarında öğrenme ve hafıza ile ilişkili bir beyin bölgesi olan hipokampüsünden alınan sinaps çiftlerini analiz etti. Yeni çalışmanın yöntemi, bilim insanlarının sinapsların ne kadar bilgi depolayabileceğini ve iletebileceğini ölçmesine olanak tanıyan bilgi teorisinden faydalanmaktadır. Sinapsların tutabileceği bit sayısını tahmin etmek için genellikle bilgisayarlara ayrılmış bir çerçevenin beyne uygulanması gerekmektedir. Araştırmacılar, bu sinaps çiftlerinin aynı tür ve miktarda beyin sinyaline yanıt verdiğini ve sinaptik güç ayarlaması gerçekleştirdiğini keşfettiler.

Sonuç olarak, bu analiz, hipokampal sinapsların, beynin her bir lateral ventrikülünün tabanındaki esas olarak gri maddeden oluşup hafızanın işlenmesinde merkezi bir role sahip olan çıkıntı, 4,1 ila 4,6 bit arasında bilgi depolayabileceğini göstermiştir. Daha önce, bilim insanları her bir sinapsın yalnızca bir bit depolayabileceğini düşünüyordu. Bu da, insan beyninin daha önce varsayılandan on kat daha fazla bilgi depolama potansiyeline sahip olduğu anlamına gelmektedir.

Çalışma, sıçan beyninin küçük bir bölümüne odaklansa da, gelecekteki araştırmalar, bilgi depolama kapasitesinin farklı beyin bölgeleri ve türler arasında nasıl değiştiğini anlamamıza yardımcı olabilir. Bu yöntem, ayrıca sağlıklı ve hastalıklı beyin durumlarını karşılaştırarak bilişsel işlevleri etkileyen koşullara dair yeni içgörüler sunabilir.