İnsan hafızasının önemli bir özelliği; belirli anları, herhangi bir ortamda meydana gelen geniş deneyimler dizisinden bir araya getirme yeteneğidir. Örneğin birçok kez ziyaret ettiğiniz bir şehir için bir turist rehberi önermeniz istenirse, beyniniz bir şekilde belirli anıları seçici bir şekilde hatırlamanızı ve farklı seyahatlerinizdeki yanıtları ayırt etmenizi sağlar.
Araştırmalar, bildirimsel belleğin -ev adresiniz veya annenizin adı gibi bilinçli bir şekilde hatırlayabileceğiniz bir tür hafıza-, hipokampus ve entorhinal korteks (EC) dahil olmak üzere beyindeki sağlıklı mediyal temporal lob yapılarına dayandığını göstermiştir. Bu bölgelerin ayrıca mekânsal biliş için de önemli olduğu söyleniyor ancak bu ‘mekânsal haritanın’, bir kişinin o konumlardaki olay hafızası ile ilgili olup olmadığıyla ilgili net bir bilgi bulunmuyor.
Sanal gerçeklik, nesne-yer hafızası için kullanıldı:
Columbia Üniversitesi'nin Mühendislik Okulu’ndaki nöro-mühendislerin öncülüğünde bir ekip, insan beynindeki her bir nöronun ‘hatırlama’ sırasında belirli hatıraları hedeflediğinin ilk kanıtını buldu. Araştırma kapsamında ekip, beyinlerine elektrot yerleştirilmiş beyin cerrahisi hastalarının kayıtlarını incelediler ve sanal gerçeklik (VR), nesne-yer hafızası görevi görürken hastaların beyin sinyallerinin davranışlarına nasıl karşılık geldiğini saptadılar.
Araştırmayı yöneten biyomedikal mühendisliği profesörü Joshua Jacobs, “Bu hafıza izlemeli nöronları öncelikle, Alzheimer hastalığının başlangıcından etkilenen ve beynin ilk bölgelerinden biri olan entorhinal kortekste (EC) bulduk” diyor. Profesörün geri kalan açıklamaları ise şu şekilde:
“Bu nöronların aktivitesi, bir kişinin hatırlamaya çalıştığı şeyle yakından ilişkili olduğu için aktivitelerin Alzheimer gibi hastalıklar tarafından kesilmesi ve hafıza eksikliklerine yol açması mümkündür. Bulgularımız, entorhinal korteks ve mediyal temporal lobdaki nöral aktivitenin hatırlama gibi geçmiş olayları nasıl tespit edip bulduğumuz konusunda yeni araştırmalara yol açacaktır.”
Ekip, hastaların nöron aktivitelerini ölçmeyi başardı:
Ekip, nadir görülen bir fırsattan yararlanarak tek nöronların aktivitesini ölçmeyi başardı: Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi de dahil olmak üzere birçok hastanede 19 beyin cerrahisi hastasının beyninden invazif kayıt yapılması. Kayıt alınan hastalar, ilaca dirençli epilepsiye sahipti ve bu yüzden zaten klinik tedavileri için beyinlerine yerleştirilmiş kayıt elektrotları vardı.
Bu noktada araştırmacılar, hastalar için özel olarak ilgi çekici ve sürükleyici VR bilgisayar oyunu deneyimleri tasarladılar ve yatalak hastalar, sanal ortamda gezinmek için dizüstü bilgisayarları ve joystickleri kullandılar. Denekler, görevi yaparken dört benzersiz nesnenin yerini öğrenmek için önce çevrede gezindi. Araştırmacılar, daha sonrasında bu nesneleri oyundan çıkardılar ve hastalardan çevreyi dolaşmalarını ve her bir denemede belirli bir nesnenin yerini işaretlemelerini istedi.
Nöronlar, tıpkı saf GPS’ler gibi çalışıyor:
Ekip, hastalar çevrede ilerlerken ve hafıza hedeflerini belirlerken nöronlarının aktivitesini ölçtüler. Başlangıçta hastalar, öznelerin hafıza hedefinden bağımsız olarak belirli konumlardan geçtiklerinde aktif olan mekânsal olarak ayarlanmış nöronları 'yer hücrelerine' benzer şekilde tanımladılar. Profesör Jacobs'un doktora öğrencisi ve araştırmanın baş yazarı olan Salman E. Qasim, “Bu nöronlar, kişinin yalnızca mekânsal konumuyla ilgileniyor gibiydiler, tıpkı saf GPS gibi” açıklamalarında bulundu.
Araştırmacılar ayrıca, diğer nöronların yalnızca hastanın bu denemeden hatırladığı şeyler ile bağlantılı olan yerlerde aktive edildiğini de fark ettiler. Jacobs ve Qasim'i özellikle heyecanlandıran şey, bir hastanın, bu nöronların aktivitesini merkez alarak hedef alması oldu. Bu sayede spesifik hafızanın kodunu çözebilirlerdi.
“Çalışmamız, insan beynindeki nöronların, kasten hatırladığımız deneyimleri takip ettiğini ve hareket modellerini anılar arasında ayrım yapmak için değiştirebileceğini kanıtlıyor. Tıpkı Google haritadaki önemli etkinlikler için hatırlamanız gereken yerleri işaretlemenize yarayan işaretçilere benziyor.”
“Bu keşif, geçmişteki farklı deneyimleri seçici bir şekilde çağırma yeteneğimize yönelik potansiyel bir mekanizma sağlayabilir ve bu hatıraların, beynimizin mekânsal haritasını nasıl etkileyebileceğini vurgulayabilir.”
Jacobs ve Qasim’in gelecek planları arasında, bu nöronların hafıza işlevindeki rollerini daha iyi karakterize etmek için mekânsal olmayan bağlamlardaki hatıraları temsil ettiğini gösteren çalışmalar yapmak bulunuyor. Bu noktada Qasim, “Nöronların, anılarımızın nerede gerçekleştiğini umursadıklarını biliyoruz ve şimdi bu nöronların bu anların diğer özellikleriyle ilgilenip ilgilenmediklerini görmek istiyoruz” diyor.
