UCLA Health ve Tel Aviv Üniversitesi’nden araştırmacılar, beynin uyku sırasında hafızayı güçlendirdiği teorisini destekleyen kanıtlar buldular. Çalışma, epilepsi hastalarında hedeflenen derin beyin stimülasyonunu kullandı ve bu da gelişmiş hafıza konsolidasyonu ile sonuçlandı. Bu bulgular, potansiyel olarak hafıza bozukluklarının tedavisinde yardımcı olabilir.
Araştırmacılar ayrıca insan hafızasının uyku sırasında nasıl pekiştirildiğine dair ana teoriyi destekleyen ilk doğrudan kanıtı da rapor ediyor.
{6 }Uykunun hafızayı güçlendirmede çok önemli bir rol oynadığı bilinmesine rağmen, bilim adamları hala bu sürecin beyinde bir gecede nasıl gerçekleştiğini çözmeye çalışıyor.
Los Angeles, California Üniversitesi’nden (UCLA) bilim adamları tarafından yürütülen yeni araştırma ) Sağlık ve Tel Aviv Üniversitesi, beynin uyku sırasında hafızayı nasıl pekiştirdiğine dair baskın bilimsel teoriyi destekleyen insan beyninin içinden ilk fizyolojik kanıtı sağlıyor. Ayrıca araştırmacılar, uyku döngüsünde kritik bir süre boyunca hedeflenen derin beyin stimülasyonunun hafıza sağlamlaştırmayı iyileştirdiğini keşfettiler.
1 Haziran’da Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan araştırma, bunun nasıl yapılacağına dair yeni ipuçları sunabilir. Doktor Itzhak Fried, uyku sırasında derin beyin stimülasyonunun bir gün Alzheimer hastalığı gibi hafıza bozuklukları olan hastalara yardımcı olabileceğini söyledi. Bu, başka bir bölgeden kaydedilen beyin aktivitesiyle tam olarak senkronize olan bir beyin bölgesine elektrik darbeleri ileten yeni bir “kapalı döngü” sistemiyle başarıldı.
Beynin yeni bilgileri nasıl uzun sürelere dönüştürdüğüne ilişkin baskın teoriye göre -kapatma sırasındaki anılar, beynin hafıza merkezi olan hipokampus ile akıl yürütme ve planlama gibi daha yüksek beyin işlevleriyle ilişkili olan serebral korteks arasında bir gecede gerçekleşen bir diyalog vardır. Bu, beyin dalgalarının özellikle yavaş olduğu ve beyin bölgelerindeki nöronların hızlı bir şekilde senkronize ve sessiz bir şekilde ateşlenmesi arasında gidip geldiği derin uyku evresi sırasında meydana gelir.
“Bu, tek nöronların düzeyine kadar inen ilk büyük kanıtı sağlıyor. UCLA Sağlık’ta epilepsi cerrahisi direktörü ve UCLA’da David Geffen Tıp Fakültesi’nde beyin cerrahisi, psikiyatri ve biyodavranış bilimleri profesörü olan Fried, “gerçekten de hafıza merkezi ile tüm korteks arasında bu etkileşim mekanizması var” dedi. “Hem insanlarda hafızanın nasıl çalıştığını anlamak hem de bu bilgiyi hafızayı gerçekten güçlendirmek için kullanmak açısından bilimsel değeri var.”
Araştırmacılar, beyinlerindeki elektrotlar aracılığıyla bu hafıza birleştirme teorisini test etmek için eşsiz bir fırsata sahip oldular. UCLA Health’te 18 epilepsi hastası. Elektrotlar, genellikle yaklaşık 10 gün hastanede kaldıkları süre boyunca nöbetlerinin kaynağını belirlemeye yardımcı olmak için hastaların beyinlerine yerleştirildi.
Çalışma, iki gece ve sabah saatlerinde gerçekleştirildi. Yatmadan hemen önce, çalışma katılımcılarına hayvanların ve Marilyn Monroe ve Jack Nicholson gibi kolayca tanımlanabilen yıldızlar da dahil olmak üzere 25 ünlünün fotoğraf çiftleri gösterildi. Hangi ünlünün hangi hayvanla eşleştiğini hatırlama yetenekleri hemen test edildi ve kesintisiz bir uykuyla geçen bir gecenin ardından sabah tekrar test edildi.
Başka bir gecede onlara 25 yeni hayvan ve ünlü gösterildi. yatmadan önce eşleşmeler. Bu sefer, gece boyunca hedeflenen elektriksel stimülasyon aldılar ve eşleştirmeleri hatırlama yetenekleri sabah test edildi. Bu elektriksel stimülasyonu iletmek için araştırmacılar, Fried’in bir müzik kondüktörüne benzettiği gerçek zamanlı kapalı döngü bir sistem oluşturmuşlardı: Sistem beynin elektrik sinyallerini “dinledi” ve hastalar derin uyku dönemine düştüğünde hafızanın birleştirilmesiyle ilişkilendirildi. , hızla ateşlenen nöronlara senkronize bir şekilde “oynamaları” talimatını veren hafif elektrik darbeleri sağladı.
Test edilen her birey, elektrik stimülasyonu ile bir gece uykusunun ardından, kesintisiz uykuyla geçen bir geceye kıyasla hafıza testlerinde daha iyi performans gösterdi. Önemli elektrofizyolojik belirteçler ayrıca bilgilerin hipokampus ile korteks boyunca aktığını göstererek, hafızanın sağlamlaştırılmasını destekleyen fiziksel kanıtlar sağladı.
“Bilginin beyindeki daha kalıcı depolama yerlerine aktığı bu yolu temel olarak geliştirdiğimizi gördük. beyin,” dedi Fried.
2012’de Fried, elektrik stimülasyonunun hafızayı güçlendirebileceğini ilk kez gösteren bir New England Journal of Medicine çalışması yazdı ve çalışmaları, bunun nasıl olduğunu keşfetmeye devam etti. derin beyin stimülasyonu, şimdi uykunun kritik aşamasına geçerek hafızayı geliştirebilir. Yakın zamanda, yapay zekanın beyindeki belirli anıları saptamaya ve güçlendirmeye yardımcı olup olamayacağını incelemek için 7 milyon dolarlık bir NIH hibesi aldı.
“Yeni çalışmamızda, genel olarak belleği geliştirebileceğimizi gösterdik,” dedi Fried. “Bir sonraki zorluğumuz, belirli anıları modüle etme yeteneğimizin olup olmadığıdır.”
Referans: “Uyku sırasında derin beyin stimülasyonu, insan beyninin senkronizasyonunu ve hafızasını geliştirir” 1 Haziran 2023, Nature Neuroscience.
DOI: 10.1038/s41593-023-01342-3
Tel Aviv Üniversitesi’nden Yuval Nir, çalışmayı Fried ile birlikte yönetti. Diğer yazarlar arasında baş yazar Maya Geva-Sagiv’in yanı sıra UCLA’dan Emily Mankin, Dawn Eliashiv, Natalie Cherry, Guldamla Kalender ve Natalia Tchemodanov ve Tel-Aviv Üniversitesi’nden Shdema Epstein yer alıyor.
Fon: Ulusal Bilim Vakfı , ABD-İsrail İkili Bilim Vakfı, NIH/Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü, Avrupa Araştırma Konseyi