Çalışan Belleğin Gizemi: Görüşleri Değiştirmek Bölüm 1

Soyut

Çalışma belleği, bilişsel işlevlerdeki önemi, bilinçle ilişkisi ve hastalıktaki bozuklukları nedeniyle büyük ilgi görmektedir, ancak hücresel mekanizmalar anlaşılması zor ve tartışmalı olmaya devam etmektedir.

Hücresel mekanizmalar hafızadan ayrılamaz. Araştırmalar hafızanın oluşumu ve korunmasının nöronların aktivitesiyle ilişkili olduğunu gösteriyor. Hücresel mekanizmalar nöronları oluşturan temel birimler olduğundan, bunların işlevi, yapısı ve düzenlenmesi hafızanın oluşumu ve korunmasında önemli bir etkiye sahiptir. Aşağıda hafıza oluşumu, korunması ve unutma süreci hücresel mekanizmalar perspektifinden tanıtılacaktır.

Belleğin oluşumu esas olarak sinapslardaki değişikliklere dayanır. Sinapslar nöronlar arasındaki iletişimin önemli parçalarıdır. Bağlantıları sadece nöron ağlarının oluşumunu ve işlevini belirlemekle kalmıyor, aynı zamanda hafızanın oluştuğu ana yer. Araştırmalar, sinaptik bağlantıların gücünün ve sayısının, sinaptik esneklik adı verilen eğitim ve öğrenme yoluyla artırılabileceğini bulmuştur. Sinaptik plastisite esas olarak uzun vadeli güçlenmeyi (LTP) ve uzun vadeli depresyonu (LTD) içerir. LTP, nöronların uyarılabilirliğini uzatabilir, nöronal aktiviteyi artırabilir ve hafıza oluşumunu destekleyebilir. LTD ise tam tersine nöronal aktiviteyi zayıflatarak unutkanlığa ve yok olmaya yol açabilir. Sinaptik esneklik bu nedenle hafıza oluşumu ve korunmasında anahtardır.

Hücresel mekanizmalar da nörotransmiterler aracılığıyla hafızanın oluşmasında ve korunmasında önemli rol oynamaktadır. Nörotransmiterler, nöronlar arasında iletişim kuran ve nöronal aktiviteyi ve sinaptik plastisiteyi düzenleyen kimyasal sinyallerdir. Geçmiş araştırmalar, dopaminin hafızanın oluşumunda ve korunmasında önemli bir nörotransmiter olduğunu göstermiştir. Dopamin, LTP oluşumunu destekleyebilir ve LTD oluşumunu önleyebilir, böylece nöronlar arasındaki bağlantıları güçlendirebilir ve hafızanın oluşumunu ve korunmasını teşvik edebilir.

Ek olarak hücresel mekanizmalar da epigenetik düzenleme yoluyla hafızanın oluşumunu ve korunmasını etkiler. Epigenetik, DNA metilasyonu, histon modifikasyonları vb. dahil olmak üzere gen ekspresyonunu etkileyen genetik fenomeni ifade eder. Bu modifikasyonlar gen transkripsiyon seviyelerini, promotör aktivitesini vb. değiştirebilir, böylece nöronal aktiviteyi ve karşılıklı bağlantıları etkileyebilir. Araştırmalar hafıza oluşumunun ve korunmasının histon modifikasyonu ve DNA metilasyonu gibi düzenleyici mekanizmalarla ilişkili olduğunu bulmuştur.

Özetle hücresel mekanizmalar, yalnızca sinaptik plastisite, nörotransmitter modülasyonu ve epigenetik düzenleme yoluyla değil, aynı zamanda diğer birçok mekanizma yoluyla da belleğin oluşumunda ve korunmasında kritik bir rol oynar. Bu nedenle, bu mekanizmaları daha iyi kullanmak ve hafızamızın gelişimini desteklemek için bu mekanizmaları dikkatli bir şekilde incelemeli, işlevlerini ve eylem şekillerini anlamalıyız. Hafızamızı geliştirmemiz gerektiği görülebilir. Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola aynı zamanda asetilkolin ve büyüme faktörleri düzeylerini artırmak gibi nörotransmitterlerin dengesini de düzenleyebilir. Bu maddeler hafıza ve öğrenme için çok önemlidir. Ayrıca et kan akışını iyileştirebilir ve oksijen dağıtımını destekleyebilir, bu da beynin yeterli besin ve enerji almasını sağlayarak beyin canlılığını ve dayanıklılığını artırır.

Belleği geliştirmek için ekleri bil'e tıklayın

Barbosa ve meslektaşları tarafından yazılan yakın tarihli bir makale, Wolff ve meslektaşları tarafından yapılan etkili bir çalışmanın sonuçlarını altüst ediyor; bu çalışma, geçici belleğin, bilgiyi geçici olarak kodlayan dinamik nöron topluluklarını oluşturan sinaptik bağlantıların geçici esnekliği sayesinde gizli bir durumda tutulabileceği sonucuna varıyor. Verilerin yeniden analizi, EEG kayıtlarında, çalışma belleği boyunca sürdürülen, kalıcı, elektriksel olarak aktif bir imzanın bulunduğunu ortaya koymaktadır.

Bu yeniden analiz, çalışma belleğinin sürekli eylem potansiyeli ateşlemesi tarafından kodlandığını gösteren çok sayıda kanıta katkıda bulunuyor.

Bununla birlikte, çeşitli çalışmalar, bilinçdışı (gözetimsiz) çalışan anıların, ölçülebilir sinirsel aktivitenin yokluğunda bile hatırlanabildiğini göstermektedir; bu da elektriksel olarak sessiz mekanizmaların işin içinde olabileceğini düşündürmektedir. Kolayca ölçülebilecek hiçbir nöronal ateşlemeyi öne sürmediği göz önüne alındığında, bu hipotezi test etmek sorunludur.

Anahtar Kelimeler

Çalışma belleği, dikkat, gizli durumlar, bilinçaltı algı, sinaptik esneklik, EEG, fMRI ve kısa süreli bellek.

Geçmiş deneyimleri gelecekte hatırlamak üzere saklayan diğer bellek biçimlerinin aksine, çalışma belleği, bir görevi yerine getirirken bilgiyi gerçek zamanlı olarak sürdürür. Çalışma belleğinin hücresel mekanizmaları da diğer bellek türlerinden farklı olabilir ve bu, devam eden bir araştırma konusudur.

Çalışma belleğinin kapasitesi çok sınırlıdır ve kısa sürelidir (inceleme için bkz. Linden 2007), ancak bu yetenek çeşitli bilişsel işlevler ve davranışlar için gereklidir. Zekanın önemli bir bileşenidir ve çalışma belleği genellikle yaşlanma, hastalık veya sarhoşluktan kaynaklanan bozukluklar nedeniyle azalır.

Çalışan belleğin mekanizmasına ilişkin önde gelen iki teori vardır; her biri elektrofizyolojik ve fonksiyonel beyin görüntüleme verileriyle desteklenmektedir. Yakın zamanda yapılan bir çalışma (Barbosa ve diğerleri 2021), çalışma belleğinin aktiviteye bağlı sinaptik plastisiteye bağlı olduğu teorisini destekleyen ufuk açıcı bir çalışmanın (Wolff ve diğerleri 2017) sonuçlarını altüst ediyor.

Bu, yeni deneyler yapılarak değil, daha önceki makaledeki verilerin yeniden analiz edilmesiyle başarıldı. Orijinal verileri yeniden analiz etmek için yeni analitik yaklaşımlar kullanan yazarlar, alternatif bir hipotezi destekleyen kanıtlar buluyor.

Çalışma Belleğine İlişkin İki Teori

Çalışma belleğinin mekanizmasına ilişkin iki teori, "faaliyet-sessiz sinir ağları" ve "sürekli aktivite"dir. Birincisi, aktiviteye bağlı sinaptik plastisitenin, nöronları işlevsel olarak deneyimi kodlayan geçici sinirsel topluluklara bağladığını ileri sürmektedir (GoldmanRakic ​​1995). Bu teoriye göre, ani yükselme zamanlamasına bağlı esneklik, bireysel sinapslarda, deneyimi koruyan dinamik sinir ağları oluşturmak için nörotransmiter sinyallemesini artıran veya azaltan geçici biyokimyasal değişiklikleri yönlendirir.

Sinaptik iletimi etkileyen hücre içi kalsiyum dinamiği, yeni bilgilerle dinamik olarak değiştirilen geçici sinir düzeneklerini oluşturmak için yeterli olabilir (Mongillo ve diğerleri 2008). Sinaptik güçteki bu hızlı aktiviteye bağlı değişiklikler hızla azalır; sinir ağlarının işlevsel bağlantısı bozulur ve çalışan hafıza kaybolur.

Sinaptik güçteki kısa değişikliklerle bilgilerin çalışma belleğinde geçici olarak depolanması, yeni bilgilerin bellekte gerçek zamanlı olarak saklanması için dinamik olarak güncellenebilen bilgilerin hızlı bir şekilde kodlanmasına olanak sağlayacaktır. Önemli olan, sinaptik olarak bağlanmış sinir ağlarının elektriksel olarak sessiz olmasıdır. Yani, sinir ağlarında kodlanan bilgiler, kısa süreli ve uzun süreli anıların saklanması ve geri çağrılması gibi, bu devrelerde tetiklenen aksiyon potansiyelinin sürdürülmesiyle değil, geri çağırma sırasında yeniden etkinleştirilir.

Alternatif hipotez ise çalışma belleğinin sürekli aksiyon potansiyeli tetiklenmesiyle sürdürüldüğüdür. Aksiyon potansiyellerinin sürekli ateşlenmesi, bilgiyi uzun süre depolamanın olanak dışı ve enerji açısından verimsiz bir yolu olabilir, ancak çalışma belleği gerçek zamanlı olarak çalıştığı ve yalnızca birkaç saniye sürdüğü için, bilgi depolama ve geri çağırmanın sinaptik esneklik mekanizmaları kısa ve uzun vadeden sorumludur. hafızaya gerek olmayabilir.

Bunun yerine, algı ve bilgi işlemeden sorumlu olan sinir ağlarındaki sürekli eylem potansiyeli ateşlemesi, belirli bir bilişsel görevi yerine getirmek için acil amaç için bilgiyi koruyabilir. Aslında, davranış gerçekleştirilirken bir olayın bilinçli farkındalığı varsa, kortikal devrelerde sürekli aksiyon potansiyelinin ateşlenmesi beklenebilir.

Çalışma belleğinde geri çağırmadan önceki gecikme süresi boyunca aksiyon potansiyellerinin sürekli olarak ateşlendiğine dair uzun süredir devam eden kanıtlar vardır. Prefrontal korteks çalışan belleğin merkezidir çünkü burası duyusal deneyimin çeşitli yönlerinin tutarlı bir şema oluşturmak üzere birleştirildiği yerdir. İnsan olmayan primatlarda yapılan öncü çalışmalar, çalışma hafızasında prefrontal korteksin önemini ortaya koydu (Butters ve Pandya 1969) ve 1970'lerdeki elektrofizyolojik kayıtlar, maymunların prefrontal korteksindeki bir çalışma hafızası görevi süresince devam eden nöronal ateşlemeyi ortaya çıkardı (Fuster ve Alexander 1971).

Benzer şekilde, çalışma belleği görevlerinde gecikme süresi boyunca sürdürülen aktivite artışı, insanlar üzerinde yapılan fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI;Courtney ve diğerleri 1997) ve elektroensefalografi (EEG; Foster ve diğerleri 2016) çalışmaları ile de gösterilmiştir. Duyusal korteks ve diğer beyin bölgeleri sergileyebilir benzer davranış.

Ancak bir zorluk, böylesi kalıcı bir aktivitenin, çalışan belleğin temel mekanizmasına yardımcı olabilmesidir; örneğin dikkatle ilgili sinirsel aktiviteyi yansıtabilir (Lewis-Peacock ve diğerleri2012). Aslında diğer çalışmalar, hatırlamadan önceki gecikme süresi boyunca sinirsel aktivitenin artıp azalabileceğini göstermiştir. Nöral aktivite sıklıkla temel seviyeye düşer ve tekrarlanan bir görevi gerçekleştirmek için gerekli olan geri çağırmanın beklenmediği bir gecikme periyodunun sonuna doğru yeniden güçlenir (Barak ve diğerleri 2010).

Bu çalışmalar hep birlikte, sürekli aksiyon potansiyeli ateşlemesinin çalışan hafızaya katkıda bulunabilmesine rağmen, bazı durumlarda elektriksel olarak sessiz olan diğer mekanizmaların da çalışma hafızasını koruyabileceğini öne sürüyor. Cimri bir açıklama, katılımlı çalışma anılarının (bilinçli farkındalıkta tutulanlar) ve katılımsız (bilinçsiz) çalışma anılarının farklı hücresel mekanizmalar yoluyla işleyebileceğidir.

Katılımlı ve KatılımsızÇalışma Belleği

Çalışan hafıza, bilinçli farkındalık olmadan da muhafaza edilebilir ve daha sonra uygun bir ipucundan sonra geri çağrılabilir; tıpkı kişinin bir konuşma sırasındaki düşünce zincirini unutması, ancak daha sonra sadece birkaç saniye önce söylenenler hatırlatıldığında hemen hatırlaması gibi.

Bunu desteklemek üzere, tek bir TMS (transkraniyal manyetik stimülasyon) darbesi, insanlar üzerinde yapılan çalışmalarda kaybedilen görsel çalışma hafızasını geri getirebilir ve fMRI ve EEG tarafından tespit edilen ve hafızanın hatırlandığının göstergesi olan sinirsel aktivite seviyelerini artırabilir (Rose ve diğerleri 2016). Bu, gözetimsiz anıların, sürekli aksiyon potansiyeli ateşlemesinden başka mekanizmalar tarafından depolandığı hipotezini desteklemektedir.

Bu deneylerde katılımcılara bilgisayar ekranında aynı anda iki nesne sunulur. Kısa bir gecikmeden sonra ikisinden hangisini hatırlamaları gerektiği söylendi. Böylece, işaret edilen görüntü dikkatin odağı haline gelir ve katılımlı çalışma belleği durumunda tutulur.

Görüntünün tanındığı zamana karşılık gelen, fMRI ve EEG tarafından ayrı deneylerde tespit edilen artan bir nöral tepki belirlendi.

For more information:1950477648nn@gmail.com