Hafıza ve Sınırları: Yeni Bilgiler Eski Anılara Kayıp Verebilir Mi?
Hafıza nedir ve sınırı var mı? Bir şeyi unuttuğumuzda, bunu yeni hatıranın mevcut hatıranın “üzerine yazılmasından” kaynaklanıyor olabilir mi? Ünlü Amerikan animasyon dizisi The Simpsons‘taki baba Homer Simpson kesinlikle böyle olduğuna inanıyordu.
Homer, bir bölümünde eşi Marge’a “Hep yeni bir şeyler öğrendiğimde, beynimdeki eski şeyleri itiyor. Evde şarap yapma kursu aldığımda, araba kullanmayı unuttuğumu hatırlıyor musun?” diye soruyordu.
Homer’ın bu gözlemi, aslında bazı gerçeklerden uzak olmayabilir. “Catastrophic forgetting” (Felaket unutma) adı verilen durum, yeni bilgi edinmenin mevcut hafızayla karışmasına veya onu “silmesine” yol açabiliyor.
Benzer bir durum, insan beyni üzerine temellendirilmiş dijital nöron ağlarında da görülmektedir. Bu sistemler, yapay zekanın öğrendiği mevcut bilgilerin üzerine yenilerini eklemede sıkıntı yaşayabiliyorlar.
Beyinlerimizin anı üretme mekanizmalarını inceleyen ABD’nin Cornell Üniversitesi’nden araştırmacılar, keşiflerinin yapay zekanın geliştirilmesinde ve Alzheimer gibi hastalıklarla mücadelede kullanılabileceğini belirtiyorlar. Bu bulgular, uyuyan fareler üzerinde yapılan deneylerle tespit edildi.
Beyne Açılan Pencere
Nature dergisinde yayımlanan araştırma, farelerin yeni ve eski anıların karışmasını, bu anıları uyku döngülerinin farklı aşamalarında işleyerek engellediğini ortaya koydu. BBC’ye konuşan Dr. Azahara Oliva, “İlk kez, göze bakarak beynin hangi anıyı işlediğini, bu kadar spesifik bir şekilde bilebiliyoruz” dedi.
Fareler, bu tür deneyler için ideal birer model çünkü uykularının bir aşamasında gözleri kısmen açık kalabiliyor ve bu da bilim insanlarına beynin içini gözlemleme fırsatı sunuyor. Uyku sırasında gözbebekleri bir dakika boyunca daralıyor ve ardından tekrar eski boyutuna dönüyor.
Bilim insanları, beynin uyku aşamalarında farklı işlevler yerine getirdiğini keşfetti. Dr. Oliva, gözbebekleri büyük olduğunda beynin eski anıları sakladığını, daraldığında ise yeni anıları işlediğini ifade ediyor. Araştırma ekibi, bu tasnif sisteminin beynin yeni bilgileri alıp eski bilgileri koruma sorunu için olası bir çözüm olabileceğine inanıyor.
Genetiğiyle Oynanmış Fareler
Araştırmadaki bulgular, genetiği değiştirilen ve ışığa tepki veren kahverengi fareler ile elde edildi. Araştırma ekibinden Dr. Antonio Fernandez Ruiz, “Farelerin genetiğiyle oynanmış, dolayısıyla beyinlerinde yapay bir protein var” diyor.
Diğer araştırmacılardan Hongyu Chang ise, “Beyine bir optik kablo yerleştirdiğimizde, çok az düzeyde ışık bile bu nöronları ışıldatabiliyor ve beyindeki spesifik hücreleri aktiviteye geçirebiliyoruz” açıklamasında bulunuyor. Bu yöntemle, araştırmacılar anı saklama süreçlerini tetikleyebilmekte veya baskılayabilmektedir.
Deneydeki fareler, göz bebeklerinin bir ayna aracılığıyla bir kamera tarafından izlenebilmesi ve elektrotların beyne ulaşabilmesi için özel başlıklar takıyorlar. Farelerin gözbebekleri, bilim insanlarının gözlem yapabilmesi için izleniyor ve hangi uyku durumunda olduklarını belirlemek için kullanılıyor.
Beyin yalnızca gerekli olan dönemde, gözbebekleri büyük veya küçük olduğunda uyarılabiliyor. Beyne yerleştirilen elektrotlar, farenin beyin işlemlerinin gözlemlenmesine ve anı oluşturma yeteneğinin bozulmasına olanak tanıyor. Böylece, belirli nöronların hareket sıraları izlenerek anıların hangi aşamada olduğu anlaşılıyor.
Bir Faredeki Hafızayı Silmek
Araştırmada izlenen farelere, uyuduğunda doğru yolu hatırlamaları gereken ödüller gizlendi. Raporun ortak yazarlarından Dr. Wenbo Tang, “Fareyi, üzerinde çeşitli delikler bulunan bir labirente koyduk ve bir delikte gizli şeker ödülü vardı” dedi.
Fareler tatlıya giden yolu öğreniyor ve bilim insanları, nöronların ateşlendiği örüntüyü haritalandırıyor. İkinci bir yol belirleyerek, eski bir anı ile yeni bir anı arasında ayrım yapabiliyorlar.
Ekip, seçici anıları silip silemeyeceklerini araştırmaya başladı. Farelerin, yeni öğrenilen şekeri bulmaları gerektiğinde, gözbebekleri küçülürken hafıza oluşturan nöronları baskılarlarsa, uyandıklarında ödülü bulamadıkları gözlemlendi.
Ancak, geniş göz bebeği evresinde bu baskı uygulandığında fareler doğrudan şekere yöneliyor ve bunu hatırlıyorlardı. Bu da uyku sırasında hafıza oluşumu sürecinin kesintiye uğramadığını gösteriyor.
Bilim insanları, yeni deneyimlerin gözbebekleri küçükken işlendiğini, bunun dışında daha büyük göz bebeği evresinin mevcut anıları pekiştirmeye yönelik olduğunu düşünüyor. Bu, beynin yeni ve eski anıları işlemek için görevlerini ayırdığı sonucuna ulaşmalarını sağlıyor.
Hafıza Araştırmaları: Alzheimer, Travma ve Yapay Zeka
Araştırmanın fareler üzerindeki bulgularının insanlar için de geçerli olabileceği düşünülmektedir. Uykunun hafıza oluşumu sürecindeki önemi bilinmektedir ve bu çalışma, beynin uykunun farklı evrelerinde anı oluşturmadaki sorunları önlemede etkili olabileceğini öne sürmektedir.
Ekip, farlerde elde edilen bulguların insanlara da yansıyabileceğine inanıyor. Çünkü memeli olan fareler, insanlarla birçok genetik benzerliğe sahiptir. Eğer insan beyninin eski ve yeni hafızaları karıştırmasını önleyebilirsek, çeşitli rahatsızlıkların tedavi yollarını bulabiliriz.
Dr. Fernandez Ruiz, bu durumun doğal yaşlanma ve Alzheimer gibi hastalıklarda ortaya çıkabileceğini ifade ediyor. Dr. Oliva, gelecekte, belirli travmatik anı veya deneyimlerin pekiştirilmesi sırasında müdahale şansımızın olabileceğini öne sürmektedir. Araştırma aynı zamanda yapay zekanın geliştirilmesine de katkı sağlayabilir.
Dr. Tang, “Bu çalışma, uykunun anıları daha iyi depolamamıza nasıl yardımcı olabileceğini gösteriyor ve bu insan sağlığını iyileştirmeye katkıda bulunabilir” yorumunu yapıyor.
Kaynak: BBC Türkçe
