Beyin, öznel zaman deneyimini nasıl yaratır?
Herkes bir noktada, eğlenirken zamanın gerçekten "uçtuğunu" hissetti. Onunla ne yaptığımıza bağlı olarak neden farklı hissettiriyor? Yeni araştırma, öznel zaman deneyimini oluşturan nörolojik mekanizmaları incelemektedir.
Uzay ve zaman yakından ilişkilidir - sadece fizikte değil, beyinde de.
Beynimizin nasıl dönemsel anılar oluşturduğuna baktığımızda bu samimi bağlantı daha net hale geliyor.
Epizodik anılar, otobiyografik anılardır - yani, belirli bir zamanda (ve mekanda) birinin başına gelen belirli olaylarla ilgili anılardır.
O ilk öpücüğün ya da geçen hafta arkadaşınızla paylaştığınız bir kadeh şarabın anısı, epizodik anıların birer örneğidir. Aksine, anlamsal anılar, beynimizin depolayabildiği genel bilgi ve gerçekleri ifade eder.
Epizodik anılar, belirgin bir "nerede" ve "ne zaman" bileşenine sahiptir ve sinirbilimsel araştırmalar, uzamsal bilgiyi işleyen beyin bölgesinin, zaman deneyiminden sorumlu olana yakın olduğunu göstermektedir.
Spesifik olarak, yeni bir çalışma, zamanın öznel deneyimini kodlayan beyin hücreleri ağını ortaya koyuyor ve bu nöronlar, diğer nöronların uzayı kodladığı bir beyin bölgesinde yer alıyor.
Yeni çalışma, Norveç'in Trondheim kentindeki Kavli Sistem Nörobilim Enstitüsü araştırmacıları tarafından gerçekleştirildi. Albert Tsao, şu anda dergide yayınlanan makalenin baş yazarıdır. Doğa.
Değişen nöronlar ile zaman
On yıldan fazla bir süre önce, son çalışma üzerinde çalışan iki araştırmacı - May-Britt Moser ve Edvard Moser - uzayı kodlamaktan sorumlu olan grid hücreleri adı verilen bir nöron ağı keşfettiler.
Bu alana medial entorhinal korteks denir. Yeni çalışmada, Tsao ve meslektaşları zamanı kodlayan benzer bir beyin hücreleri ağı bulacaklarını umdular.
Böylece, medial entorhinal kortekse (grid hücrelerinin keşfedildiği) bitişik bir beyin alanındaki nöronları araştırmak için yola çıktılar. Bu alana lateral entorhinal korteks (LEC) adı verilir.
Başlangıçta, araştırmacılar bir model arıyorlardı ama bulmakta zorlandılar. Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde profesör olan ve yine Norveç'in Trondheim kentinde bulunan çalışmanın ortak yazarı Edvard Moser, "Sinyal her zaman değişti" diyor.
Bu nedenle, araştırmacılar sinyalin sadece zamanla değişmediğini, aynı zamanda değiştiğini varsaydılar. ile zaman.
Prof. Moser, “Zaman […] her zaman benzersiz ve değişkendir” diyor. "Bu ağ gerçekten zamanı kodluyorsa, sinyalin değişmesi gerekecekti ile deneyimleri benzersiz anılar olarak kaydetmek için zaman. "
Bu nedenle araştırmacılar, kemirgenlerin beyinlerindeki yüzlerce LEC nöronunun aktivitesini incelemek için yola çıktılar.
Deneyim, LEC zaman kodlama sinyallerini etkiler
Bunu yapmak için Tsao ve meslektaşları, farelerin sinirsel aktivitesini saatlerce kaydettiler ve bu süre zarfında kemirgenler bir dizi deneyden geçirildi.
Bir deneyde, fareler duvarları renk değiştiren bir kutu içinde koşturdular. Bu, hayvanların deney boyunca "çoklu zamansal bağlamları" tanımlayabilmeleri için 12 kez tekrarlandı.
Ekip, duvar rengindeki değişiklikleri kaydeden beyin aktivitesi ile zamanın ilerlemesini kaydeden beyin aktivitesini ayırt ederek LEC'deki nöronal aktiviteyi inceledi.
Yazarlar, "LEC'deki [Nöronal] etkinlik, dakikaların zaman ölçeğinde her deneyim dönemi için benzersiz bir zamansal bağlamı açıkça tanımladı," diye yazıyorlar.
Araştırmacılar, deneyin sonuçları "hipokampusta epizodik bellek oluşumu için gerekli olan zamansal bağlam bilgisinin olası bir kaynağı olarak LEC'ye işaret ediyor" diye ekliyorlar.
Başka bir deneyde, sıçanlar açık alanlarda dolaşmakta özgürdü, çikolata parçalarının peşinde hangi eylemleri yapacaklarını ve hangi alanları keşfedeceklerini seçtiler. Bu senaryo dört kez tekrarlandı.
Çalışmanın ortak yazarı Jørgen Sugar, bulguları şöyle özetliyor: "Bu deney sırasında [nöronal] zaman sinyalinin benzersizliği, farenin deney sürdüğü 2 saat boyunca çok iyi bir zaman kaydına ve olayların zamansal sırasına sahip olduğunu gösteriyor."
"Deneyde çeşitli olayların tam olarak ne zaman meydana geldiğini izlemek için zaman kodlama ağından gelen sinyali kullanabildik."
Jürgen Şeker
Son olarak, üçüncü bir deney, kemirgenleri daha sınırlı seçenekler ve daha az deneyimle daha yapılandırılmış bir yol izlemeye zorladı. Bu senaryoda, sıçanlar bir labirentte çikolata ararken sola ya da sağa dönmek zorunda kaldı.
Tsao, "Bu aktiviteyle, zaman kodlama sinyalinin karakterinin zaman içinde benzersiz dizilerden tekrarlayan ve kısmen örtüşen bir modele değiştiğini gördük," diye açıklıyor.
"Öte yandan," diye devam ediyor, "tekrarlayan görev sırasında zaman sinyali daha kesin ve öngörülebilir hale geldi."
"Veriler, farenin her tur sırasında zamansallık konusunda rafine bir anlayışa sahip olduğunu, ancak deney boyunca turdan tura ve baştan sona kadar geçen süre hakkında yetersiz bir anlayışa sahip olduğunu gösteriyor."
LEC nöronları deneyimi nasıl kodlar?
Çalışma yazarlarına göre, "Hayvanların deneyimleri, davranışsal görevler tarafından tekrarlanan denemelerde benzer hale gelmek üzere sınırlandırıldığında, denemelerdeki zamansal akışın kodlanması azalırken, denemelerin başlangıcına göre zamanın kodlanması iyileştirildi."
Tsao ve meslektaşlarının sonucuna göre, "Bulgular, [LEC] nöron popülasyonlarının, deneyimin kodlanması yoluyla doğal olarak zamanı temsil ettiğini gösteriyor."
Başka bir deyişle, araştırmacılar, LEC “sinir saatinin” deneyimi farklı olaylar dizisi halinde düzenleyerek çalıştığını söylüyor.
“Çalışmamız, bir olay yaşandıkça beynin zamanı nasıl anlamlandırdığını ortaya koyuyor […] Ağ, zamanı açıkça kodlamıyor. Ölçtüğümüz şey, devam eden deneyim akışından türetilen öznel bir zamandır. "
Albert Tsao
Bilim adamlarına göre bulgular, aktiviteleri ve deneyimi değiştirerek LEC nöronları tarafından verilen zaman sinyalini değiştirebileceğini öne sürüyor. Bu da zamanı nasıl algıladığımızı değiştirir.
Son olarak, sonuçlar, epizodik hatıraların, medial entorhinal korteksten gelen uzamsal bilgileri hipokampustaki LEC'den gelen bilgilerle birleştirerek oluştuğunu göstermektedir.
Bu, "hipokampusun neyin, nerede ve ne zaman olduğunun birleşik bir temsilini depolamasına" olanak tanır.
