Araştırmacılar, Beynimizin Görselleri Depolamak İçin Kullandığı Bellek Biçimini Keşfediyor

Beynin önemli bir bellek türü oluşturmak için kullandığı "gizli kod" sonunda kırıldı.

Çalışan bellek olarak adlandırılan bu tür bellek, insanların bilgileri geçici olarak tutmasına ve değiştirmesine olanak tanır.

Örneğin, bir telefon numarasını aradığınızda ve ardından çevirmek için rakamların sırasını kısaca hatırladığınızda veya bir arkadaşınızdan bir restoranın tarifini istediğinde ve sonra oraya giderken dönüşleri takip ettiğinizde, çalışan hafızayı kullanırsınız.

Florida Eyalet Üniversitesi'nde psikoloji ve sinirbilim yardımcı doçenti olan Derek Nee, verdiği demeçte, yeni araştırma, çalışma belleği çalışmasında "ileriye dönük temel bir adımı" temsil ediyor, dedi.

Onlarca yıldır bilim insanları, beynin geçici anıları nasıl ve nerede kodladığını merak ettiler.

Bir teori, uzun süreli hatıraların – baloya kiminle katıldığınıza dair hatıralar gibi – beyindeki özel “depolarda” saklandığını öne sürüyor. Bir başka karşıt teori ise, "böyle özel depoların olmadığını" öne sürüyor.

Bu alternatif teoride, çalışma belleği esasen, duyusal ve motor temsiller geçmişi geleceğe bağladığımızda ortaya çıkan bir fenomendir.

Bu teoriye göre, aynı beyin hücreleri, bir telefon numarasını ilk okuduğunuzda, o numarayı işleyen hafızada tekrar tekrar okuduğunuzda olduğu gibi aydınlanır.

7 Nisan'da Neuron dergisinde yayınlanan yeni çalışma, bu teorilerin her ikisine de meydan okuyor.

Algılama sırasında olanları yansıtmak ya da özel bellek depolarına güvenmek yerine, işleyen bellek, duyusal bilgi toplamanın bir adım ötesinde çalışıyor gibi görünüyor; çevreden yalnızca en alakalı duyusal bilgiyi çıkarır ve ardından bu bilgiyi nispeten basit bir kodda toplar.

New York Üniversitesi'nde (NYU) psikoloji ve sinir bilimi profesörü olan kıdemli yazar Clayton Curtis, "On yıllardır [çalışan bellekte] depoladığımız şeyin algıladığımızdan farklı olabileceğine dair ipuçları var" dedi.

NYU'da doktora öğrencisi olan Curtis ve yardımcı yazar Yuna Kwak, işleyen belleğin gizemlerini çözmek için, beynin farklı bölgelerine kan akışındaki değişiklikleri ölçen, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) adı verilen bir beyin tarama tekniği kullandılar. Aktif beyin hücreleri daha fazla enerji ve oksijen gerektirir, bu nedenle fMRI beyin hücresi aktivitesinin dolaylı bir ölçüsünü sağlar.

Ekip, bu tekniği, çalışan hafızalarını meşgul eden bir görevi yerine getirirken dokuz gönüllünün beyinlerini taramak için kullandı.

Denemelerden birinde, katılımcılar yaklaşık dört saniye boyunca bir ekranda ızgaralardan veya eğik çizgilerden oluşan bir daire gördüler; ardından grafik kayboldu ve 12 saniye sonra katılımcılardan eğik çizgilerin açısını hatırlamaları istendi.

Diğer denemelerde, katılımcılar aynı yöne kayan bir hareketli nokta bulutu gördüler ve onlardan nokta bulutunun hareketinin tam açısını hatırlamaları istendi.

Katılımcılardan yalnızca eğik çizgilerin yönüne veya nokta bulutunun hareketinin açısına dikkat etmeleri istendi, bu nedenle araştırmacılar beyin aktivitelerinin yalnızca grafiklerin belirli özelliklerini yansıtacağını teorileştirdi.

Araştırmacılar, karmaşık beyin aktivitesini görselleştirmek için bilgisayar modellemesini kullandılar ve farklı beyin hücresi gruplarındaki aktivitenin zirvelerini ve vadilerini temsil eden bir tür topografik harita oluşturdular.

Görsel verileri işleyen beyin hücrelerinin belirli bir "alıcı alanı" vardır, yani bir kişinin görsel alanının belirli bir bölgesinde görünen uyaranlara yanıt olarak aktive olurlar.

Ekip, modellerinde bu alıcı alanları hesaba kattı ve bu, katılımcıların beyin aktivitelerinin hafıza görevi sırasında ekranda gözlemledikleriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamalarına yardımcı oldu.

Bu analiz, beynin her grafiğin tüm ince ayrıntılarını kodlamak yerine, yalnızca eldeki görev için gereken ilgili bilgileri depoladığını ortaya çıkardı.

Topografik haritalarda bakıldığında, bu bilgiyi kodlamak için kullanılan beyin aktivitesi basit, düz bir çizgi gibi görünüyordu.

Çizginin açısı, katılımcılara hangi grafiğin gösterildiğine bağlı olarak ızgaraların oryantasyonu veya nokta bulutunun hareketinin açısı ile eşleşti.

Bu çizgi benzeri beyin aktivite kalıpları, beynin görsel bilgiyi aldığı ve işlediği görsel kortekste ve hafıza işleme ve depolama için önemli bir bölge olan parietal kortekste ortaya çıktı.

Nee, "Bu, temsilin ızgaralardan [veya] hareketten farklı bir şeye soyutlandığı gerçeğidir" dedi.

Nee, çalışmanın bir sınırlamasının, ekibin gerçek dünyanın görsel karmaşıklığını mutlaka yansıtmayan çok basit grafikler kullanması olduğunu kaydetti.

Bu sınırlama, işleyen bellekle ilgili birçok çalışmayı kapsar ve Nee, kendi araştırmasında benzer basit grafikleri kullandığını söyledi.

"Alanın, bizi laboratuvardan pratik faydaya getirmek için doğal görsel deneyimlerimizle daha iyi eşleşen daha zengin uyaranlara doğru ilerlemesi gerekecek" dedi.

Çalışan bellek, esasen algı (bir telefon numarasını okuduğumuzda) ve eylem (o numarayı çevirdiğimizde) arasında bir köprü görevi görür.

Nee, "Bu çalışma ne algılanana ne de yapılacak olana benzeyen, ancak görsel sinyallerden açıkça okunabilen bir temsili formatı belirlemede, algı ve eylem arasındaki bu gizemli ara bölgeye eşi görülmemiş bir bakış sunuyor," diyor.