Bazı anılar ömür boyu sürer. Tam güneş tutulmasını görmenin heyecanı. Partnerinizle paylaştığınız ilk gülümseme. Az önce uykusunda ölen sevilen bir evcil hayvanın görüntüsü.

Diğer anılar pek fazla değil. Çok azımız bir hafta önce öğle yemeğinde ne yediğimizi hatırlıyor. Neden bazı anılar kalıcı olurken bazıları silinip gidiyor?

Şaşırtıcı bir şekilde cevap, kırık DNA ve beyindeki iltihaplanma olabilir. Görünüşte bu süreçler beyin fonksiyonuna son derece zararlı gibi görünmektedir. Kırık DNA iplikçikleri genellikle kanserle ilişkilendirilir ve iltihaplanma yaşlanmayla bağlantılıdır.

Fakat yeni bir çalışma farelerde yapılan deneyler, nöronlardaki DNA'nın parçalanması ve onarılmasının uzun süreli anıların önünü açtığını öne sürüyor.

Beynin derinlerinde denizatı şeklindeki bir bölge olan hipokampustaki nöronlar arasında elektrik sinyalleri geçtiğinde anılar oluştururuz. Elektrik darbeleri, nöron gruplarını anıları kodlayan ağlar halinde bir araya getirir. Sinyaller değerli bir deneyimin yalnızca kısa parçalarını yakalıyor, ancak bazıları onlarca yıl boyunca tekrar tekrar oynatılabiliyor (yine de bozuk bir plak gibi yavaş yavaş bozuluyorlar).

Günümüzün yapay zekasının çoğuna güç veren yapay sinir ağları gibi, bilim adamları da uzun süredir beyindeki bağlantıların yeniden yapılandırılmasının hızlı gerçekleştiğini ve değişime açık olduğunu düşünüyorlardı. Ancak yeni çalışma, uzun süreli anıları kodlamak için bağlantılarını değiştiren bir nöron alt kümesini buldu.

Bunu yapmak için, garip bir şekilde, nöronlar normalde bakterileri savuşturan ve iltihaba neden olan proteinleri toplar.

"Beyin nöronlarının iltihaplanması genellikle kötü bir şey olarak kabul edilir, çünkü Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi nörolojik sorunlara yol açabilir." şuraya Albert Einstein Tıp Fakültesi'nden çalışma yazarı Dr. Jelena Raduloviç bir basın açıklamasında. "Fakat bulgularımız, beynin hipokampal bölgesindeki belirli nöronlardaki iltihaplanmanın, uzun süreli anılar oluşturmak için gerekli olduğunu gösteriyor."

Kalmalı mıyım yoksa gitmeli miyim?

Hepimizin hayatımız için zihinsel bir not defteri var. Bir anıyı (ne zaman, nerede, kimin ve ne olduğunu) oynatırken, zihnimiz bizi o deneyimi yeniden yaşamak için zamanda gezdirir.

Hipokampus bu yeteneğin merkezinde yer alır. 1950'lerde HM olarak bilinen bir adamın epilepsiyi tedavi etmek için hipokampüsü alındı. Ameliyattan sonra eski anıları korudu ancak artık yenilerini oluşturamıyordu, bu da beyin bölgesinin anıları kodlamak için sıcak bir nokta olduğunu akla getiriyor.

Peki DNA'nın hipokampus veya hafızayla ne ilgisi var?

Bu beyin hücrelerinin nasıl bağlandığına bağlıdır. Nöronlar birbirleriyle sinaps adı verilen küçük çıkıntılar aracılığıyla bağlanır. İki karşıt kıyı arasındaki limanlar gibi, sinapslar da mesajları bir nörondan diğerine iletmek için kimyasalları pompalar. Sinyallere bağlı olarak sinapslar, komşu nöronlarla güçlü bir bağlantı kurabilir veya iletişimi kesebilir.

Beyni yeniden yapılandırma yeteneğine sinaptik esneklik denir. Bilim adamları uzun zamandır bunun hafızanın temeli olduğunu düşünüyorlardı. Yeni bir şey öğrenirken, elektrik sinyalleri nöronlardan geçerek bir dizi molekülü tetikler. Bunlar, komşularla bağlantılarını artırmak veya azaltmak için sinapsı yeniden yapılandıran genleri uyarır. Hipokampustaki bu "kadran", yeni anıları kaydetmek için genel sinir ağı bağlantılarını hızla değiştirebilir.

Sinaptik plastisitenin bir bedeli vardır. Sinapslar, hücrelerin içindeki DNA'dan üretilen proteinlerin bir araya gelmesinden oluşur. Yeni öğrenmeyle birlikte nöronlardan gelen elektrik sinyalleri, nöronların içindeki DNA'da geçici kesintilere neden oluyor.

DNA hasarı her zaman zararlı değildir. 2021'den beri hafıza oluşumuyla ilişkilendiriliyor. Bir çalışma genetik materyalimizin kırılmasının beyinde yaygın olduğunu ve şaşırtıcı bir şekilde farelerde daha iyi hafızayla bağlantılı olduğunu buldu. Bir görevi öğrendikten sonra farelerin birden fazla beyin hücresinde daha fazla DNA kırılması görüldü, bu da geçici hasarın beynin öğrenme ve hafıza sürecinin bir parçası olabileceğine işaret ediyor.

Ancak sonuçlar yalnızca kısa anılar içindi. Benzer mekanizmalar uzun vadeli olanları da tetikliyor mu?

Dr., "Sadece saniyeler içinde kodlanan kısa deneyimlerin bir ömür boyunca tekrar tekrar oynatılabilmesini sağlayan şeyin ne olduğu bir sır olarak kalmaya devam ediyor" dedi. Çalışmada yer almayan Iowa Nörobilim Enstitüsü'nden Benjamin Kelvington ve Ted Abel, yazdı Tabiat.

Hafızalı Omlet

Ekip bir cevap bulmak için hafızayı değerlendirmek için standart bir yöntem kullandı. Fareleri farklı odalarda barındırıyorlardı: Bazıları rahattı; diğerleri, yaratıkların patilerine küçük bir elektrik kesintisi verdi; bu da onların yaşam alanından hoşlanmamalarına yetecek kadardı. Fareler konforlu odayı tercih etmeyi hızla öğrendi.

Ekip daha sonra yakın zamanda hafızası olan (testten yaklaşık dört gün sonra) farelerdeki gen ekspresyonunu, kalıştan yaklaşık bir ay sonrakilerle karşılaştırdı.

Şaşırtıcı bir şekilde, normal olarak sinaptik plastisite ile ilişkili olanlara ek olarak iltihaplanma ile ilgili genler de alevlendi. Ekip daha derine inerek TLR9 adında bir protein buldu. Genellikle vücudun tehlikeli bakterilere karşı ilk savunma hattının bir parçası olarak bilinen TLR9, vücudun istilacı bakterilerden gelen DNA parçalarına karşı bağışıklık tepkisini artırır. Ancak burada gen, hipokampus içindeki nöronlarda, özellikle de günlerce süren kalıcı DNA kırılmalarına sahip olanlarda oldukça aktif hale geldi.

Bu ne işe yarıyor? Bir testte ekip, hipokampusta TLR9'u kodlayan geni sildi. Oda testiyle karşılaşıldığında bu fareler, geni sağlam olan akranlarıyla karşılaştırıldığında, uzun süreli hafıza testinde "tehlikeli" odayı hatırlamakta zorlandı.

İlginç bir şekilde ekip, TLR9'un DNA kırılmasını algılayabildiğini buldu. Genin silinmesi, fare hücrelerinin DNA kırılmalarını tanımasını engelledi; bu durum, yalnızca uzun süreli hafıza kaybına değil, aynı zamanda nöronlardaki genel genomik istikrarsızlığa da neden oldu.

Kelvington ve Abel, "Bu çalışmanın en önemli katkılarından biri, DNA hasarı ile uzun süreli hafızayla ilişkili kalıcı hücresel değişiklikler arasındaki bağlantının anlaşılmasıdır" diye yazdı.

Hafıza Gizemi

Uzun süreli anılar nasıl kalıcı olur? Bir sır olarak kalır. Bağışıklık tepkileri muhtemelen sadece bir yönüdür.

2021 olarak, aynı takım Nöronların etrafındaki ağ benzeri yapıların uzun süreli hafıza için çok önemli olduğunu buldu. Yeni çalışma, TLR9'un bu yapıları oluşturmaya yardımcı olan ve kalıcı anıları destekleyen farklı beyin bileşenleri arasında moleküler bir mekanizma sağlayan bir protein olduğunu belirledi.

Sonuçlar, "sinyal sistemi olarak kendi DNA'mızı kullandığımızı" gösteriyor Raduloviç söyledi Tabiat, böylece "bilgiyi uzun süre saklayabiliriz."

Geriye pek çok soru kalıyor. DNA hasarı belirli nöronları hafıza kodlayan ağların oluşumuna yatkın hale getirir mi? Ve belki de daha acil olanı, iltihaplanmanın sıklıkla Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif bozukluklarla ilişkilendirilmesidir. Bu çalışmada farelerin tehlikeli odaları hatırlamasına yardımcı olan TLR9, daha önce mikroglialarda ifade edildiğinde demansın tetiklenmesinde rol oynuyordu. Beynin bağışıklık hücreleri.

"Nasıl oluyor da nöronlarda TLR9'un aktivasyonu hafıza oluşumu için çok önemliyken, mikroglialarda hafızanın antitezi olan nörodejenerasyona neden oluyor?" diye sordu Kelvington ve Abel. "Zararlı DNA hasarını ve iltihaplanmayı hafıza için gerekli olandan ayıran nedir?"

Resim Kredi: geralt/Pixabay

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2024/04/08/your-brain-breaks-its-own-dna-to-form-memories-that-can-last-a-lifetime/