Uyku Hafızamızı Nasıl Güçlendirir?

Gün boyunca işlerimizi yürütebilmemiz için ihtiyacımız olan en iyi şeyin gece uykusu olduğunu hepimiz biliriz. Aynı şekilde hafızanın beyindeki nöronlar arası bağlantıların ürünü olduğu da bilim insanları tarafından uzun zamandır biliniyordu, ancak uykunun hafızamıza nasıl bir etkisinin olduğu, son dönemde yürütülen ve uyku ile hafıza arasında biyolojik bir ilişkinin olduğunu ortaya koyan deneylere kadar açıklanamamıştı.

Yetersiz uyku sonucunda kalp ve tip 2 diyabet hastalıklarının meydana gelme olasılığı yükselir. Alzheimer ve Parkinson hastalıklarının en belirgin sebeplerinden birinin de uykusuzluk olduğu bilinmektedir. Wisconsin ve Johns Hopkins Üniversitesi'nde yürütülen son 2 çalışma sonucuna göre, uykunun yararlarına hafızamızı güçlendirmek ve gün içerisinde öğrendiklerimizi şekillendirebilmek de eklendi.

Deneyimlediğimiz her yeni olayda beynimizde sinir hücreleri arasında sinaps denilen bağlantılar oluşur. Geliştirdiğimiz davranış ve anılarımız nöronlar arasında yer alan bu ağlarda şifrelenir. Mesajların sağlıklı bir şekilde iletilmesi sinapsların boyutuna ve gücüne bağlı olarak değişebilmektedir. Wisconsin Üniversitesi araştırmacılarının yaklaşık 10 yıl önce Sinaptik Homeostasis Hipotezi’nde belirttikleri gibi uyku sayesinde beynimiz, gün içerisinde nöronlar arasında geliştirdiğimiz bağlantıları şekillendirerek hafızamızı daha açık ve güçlü hale getirebilmektedir ⁽¹⁾.  Hipotezin sahibi olan biyologlara göre, uyanık iken nöronlar arası bağların güçlendirilmesinde daha az etkili olan beynimiz, uyku sırasında daha seçici olarak sinapsların sayılarını azaltabilmektedir.

(Görsel 1)

Bazı durumlarda beyinde gezinen ve sinaps avına çıkan hücreler aracılığıyla nöronların sinapsları kestiği ile ilgili birçok veri bulunmaktadır. Şimdi ise Wisconsin Üniversitesi'nden bir ekip, hipotezlerini destekleyen yeni veriler ile karşımıza çıkıyor. 4 yılı aşkın süredir biyologlar; uyuyan, oyuncaklarla oynatılarak uyutulmayan ve herhangi bir uyarıcı kullanılmadan uyanık olan farelerin beyin aktivitelerini incelediler. Araştırmacılar daha sonra beynin birçok farklı bölgesinden 6,920 sinaps bağlantısının şeklini ve uzunluğunu ölçtüler ve uyuyan farelerden alınan beyin parçalarının içerdiği sinaps sayısının uyanık olanlara nazaran %18 daha az olduğunu gözlemlediler. Kısacası, sayısı azalan sinapslar, belirgin bir şekilde nöronların küçük dendritik dikenlerine, yani bilgiyi sinapslardan alıp sinir hücrelerine aktaran çıkıntılara bağlanmışlardı ⁽²⁾.

2014 yılında yapılan araştırmanın üyelerinden olan Giulio Tononi, Wisconsin Üniversitesi’nin Uyku ve Bilinçsizlik Merkezi’nde yaptığı açıklamaya göre, uyanık olduğumuz zaman öğrenme eylemi sinaptik bağları güçlendirerek beynin yeni bilgileri işlemesindeki enerji ihtiyacını arttırır. Bunun yanı sıra uyku; beynin kendini yenilemesine, parçaları birleştirmesine ve pekiştirilmiş yeni anılarla ertesi güne daha güçlü bir şekilde başlayabilmesine olanak sağlar.

Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki biyologlardan oluşan ikinci ekip ise araştırmaya farklı bir açıdan yaklaşarak, farelerin sinapslarındaki proteinleri floresan etiketlerle işaretlediler ve fareler uyku durumundayken beyin aktivitelerini gözlemlediler. Tahmin edilebildiği gibi, sinapsların sayısı azaldığında floresan etiketlerin sayısı da aynı oranda azalacaktı. Sonuç olarak araştırmacılar, AMPA reseptörlerinde %20’lik bir düşüş gözlemlediler.

(Şekil 1) AMPA reseptörleri sinapsların gücünü arttıran protein molekülleridir. 

Araştırmanın ileri safhalarında araştırmacılar, Homer1A olarak bilinen ve sinapslardaki reseptörleri ayıran proteini farelerde genetik olarak tekrar düzenleyerek deneylerine devam ettiler. Diğer fareler ile aynı düzende uyuyabilen denek farelerin sinapslarının uyku sırasında reseptörlere bağlı kaldığı gözlemlenmiştir. İkinci aşamada ise bütün fareler, sinaptik bağlantıların hafıza üzerinden nasıl bir etkisi olduğunun saptanabilmesi için tabanına elektrik verilmiş bir kutuda koşturuldular. Ertesi gün aynı kutunun yanına konulan farelerden genetiği ile oynanmamış olanlar kutuya girmeden önce cesur bir şekilde etrafı kontrol ederken, Homer1A proteini genetik olarak değiştirilen denek fareler ise, tıpkı bir önceki gün gibi korkuyla kaçışmışlardır ⁽³⁾.

Her ne kadar bu küçük kemirgenlerin beyinlerinde neler olup bittiğini anlamak zor olsa da araştırmacılar, genetiği ile oynanmamış hayvanların uyku sırasında geliştirdikleri nöron aktiviteleri sayesinde bir önceki günü hatırlayabildikleri kanısına varmışlardır.

Biyolojik olarak bağışıklık sitemimizden sindirim sistemimize kadar bizi bir çok yönden etkileyen uyku fazlasıyla karmaşık bir davranış biçimidir. Bundan dolayı neden uyuduğumuzu araştırırken tek bir sebep üzerine yoğunlaşmak zordur, ancak modern teknolojinin etkilerini göz önüne aldığımızda sağlıklı bir uykunun yararlarını unutmamamız gerekmektedir.

Makale, http://www.sciencealert.com/science-shows-we-use-sleep-to-forget ‘in çevirisine dayanmaktadır.

Kaynaklar
1: https://pdfs.semanticscholar.org/f15b/e3dfc68f65090e9a81def42ccfc066bcf558.pdf   
2: http://science.sciencemag.org/content/355/6324/511
3: http://science.sciencemag.org/content/355/6324/507

Kapak görseli: http://www.wakingtimes.com/wp-content/uploads/2016/04/Neuro-Transmitter-Seratonin.jpg
Görsel 1: http://scientificlink.com/wp-content/uploads/2013/06/hp1-1024x404.jpg
Şekil 1: http://www.seehint.com/catalog/2013/2013_12/%EC%B9%BC%EC%8A%98.jpg