Hafıza nedir ve sonu var mı? Bir şeyi unuttuğumuzda bunun nedeni yeni hatıranın mevcut hatıranın “üzerine yazılması” mı? Ünlü Amerikan animasyon dizisi The Simpsons‘taki baba Homer Simpson katiyetle bu türlü olduğuna inanıyordu.
Homer bir kısımda eşi Marge’a “Hep yeni bir şeyler öğrendiğimde, beynimdeki eski şeyleri itiyor. Konutta şarap yapma kursu aldığımda, otomobil kullanmayı unuttuğumu hatırlıyor musun?” diye soruyordu.
Homer’ın bu tespiti, gerçeklerden sandığımız kadar uzak olmayabilir.
“Catastrophic forgetting” (Felaket unutma) diye isimlendirilen durumda, yeni bilgi edinme süreci, mevcut hafızayla karışabiliyor ya da onu “silebiliyor”.
Benzer bir durum, yapay zekaya güç vermek için insan beyni üzerine modellenen dijital nöron ağlarda da görülüyor. Bu sistem, yapay zekanın öğrendiği mevcut şeylerin üzerine yenilerini koymakta sıklıkla zorlanıyor.
Beyinlerimizin nasıl anı ürettiğini anlamak üzerine çalışan ABD’deki Cornell Üniversitesi’nden araştırmacılar, buluşlarının, yapay zekayı geliştirmekte ve Alzheimer üzere hastalıklarla gayrette kullanılabileceğini söylüyor.
Bunu, uyuyan fareler üzerinden tespit ettiler.
BEYNE AÇILAN PENCERE
Çalışmaları Nature mecmuasında yayımlanan araştırma takımı bir şey tespit etti: Fareler yeni ve eski anıların karışmasını, bu anıları uyku döngülerinin farklı basamaklarında işleyerek önlüyor üzere görünüyorlar.
BBC’ye konuşan Dr. Azahara Oliva “İlk sefer, göze bakarak beynin hangi anıyı işlediğini, bu kadar spesifik bir şeyi bilebiliyoruz” dedi.
Fareler, bu tıp deneyler için ülkü zira uykularının bir aralığında gözleri kısmen açık kalıyor ve bu da bilim beşerlerine beyefendisine bakabilecekleri bir pencere sunuyor.
Fareler uyuduğunda, göz bebekleri bir dakika boyunca tekrar tekrar daralıyor ve daha sonra yepyeni, daha büyük haline dönüyor.
Bilim insanları, farenin beyninin her bir uyku kademesinde farklı vazifeleri yerine getirdiğini tespit etti.
Dr. Olivia göz bebekleri büyükken beynin eski anıları sakladığını, daraldığında ise yeni anıları işlediğini söylüyor. Araştırma grubu bu iki basamaklı sistemin beynin yeni bilgileri alıp, eskilerini saklama problemine mümkün bir tahlil olabileceğine inanıyor.
GENETİĞİYLE OYNANMIŞ FARELER
Araştırmadaki bulguların elde edilmesi, beyazlardan daha akıllı olduğu düşünülen kahverengi farelerin, ışığa reaksiyon veren genetiğiyle oynanmış beyin hücrelerine sahip olmasıyla mümkün kılındı.
Araştırma grubundan Dr. Antonio Fernandez Ruiz “Farelerin genetiğiyle oynanmış, münasebetiyle beyinlerinde yapay bir protein var” diyor.
Araştırmacılardan Hongyu Changise şöyle açıklıyor:
“Beyine bir optik kablo yerleştirdiğimizde, çok az seviyede ışık bile bu nöronları ışıldatıyor ve beyindeki spesifik hücreleri isteğimiz halde faal hale getirebiliyoruz”.
Bu formda araştırmacılar kendi tasarladıkları özel ekipmanla, anı saklama sürecini tetikleyebiliyor ya da baskılayabiliyorlar.
Cornell University Deneydeki fareler, göz bebeklerinin bir ayna aracılığıyla bir kamera tarafından izlenebilmesi ve elektrotların beyne ulaşabilmesi için başlık takıyorlar. Araştırmada farelere, kamera ve aynalı özel bir kulaklık takılıyor. Böylelikle bilim insanları farenin göz bebeğini gözlemleyebiliyor ve hangi uyku durumunda olduğunu anlayabiliyorlar.
Daha sonra beyin sırf gerekli periyotta, göz bebeği büyük yahut küçük olduğunda uyarılabilir.
Beyne yerleştirilen minik elektrotlar, bilim insanlarının hem farenin beyin süreçlerini gözlemlemesine hem de anı oluşturma yeteneğini bozmasına imkan tanıyor.
Yüzlerce makul nöronu incelemek, bilim beşerlerine hangi sırayla hareket ettiklerini söylüyor. Evvelki tecrübedeki sırayla uyuşuyorsa, uyuyan farenin daha evvelki bir olayı gözden geçiriyor ve bir anı oluşturuyor yahut pekiştiriyor olabileceğini gösteriyor.
“Bir odada yürüdüğümde, kimi nöronlar muhakkak bir sırayla hareket eder ve sonra gece, birebir hücreler tıpkı sırayla tekrar aktive olur, bu anıları pekiştirir ve sabitler” diye açıklıyor Chang.
Ancak, uyuyan faredeki genetiği değiştirilmiş nörona optik fiber aracılığıyla küçük ölçüde ışık göndermek bu süreci bozar.
BİR FARENİN HAFIZASINI SİLMEK
Getty Images Araştırmada, izlenen farelere, uyuduktan sonra gerçek yolu hatırlamaları gereken mükafatlar saklanıyor. Raporun ortak müelliflerinden Dr. Wenbo Tang “Fareyi üzerinde çok sayıda delik olan bir peynir labirentine koyduk” diyor.
“Ve deliklerden birinde zımnî bir şeker mükafatı vardı.”
Fareler tatlıya giden yolu öğreniyor ve bilim insanları nöronların ateşlendiği örüntüyü haritalandırıyor.
İkinci ve farklı bir yol belirleyerek, eski bir anı ile o gün oluşan anı ortasında ayrım yapabiliyorlar.
Daha sonra grup, seçici anıları silip silemeyeceklerini araştırmaya başladı.
Ekip, şekeri nasıl bulacaklarını yeni öğrenmiş farelerin, küçük göz bebeği uyku evresindeyken hafıza oluşturan nöronları bastırıldığında, uyandıklarında onu tekrar bulamadıklarını gördü.
Bilim insanları beynin yakın vakitteki tecrübelerin işlenmesinin göz bebeği küçükken gerçekleştiğini öğrendiler.
Daha evvelki deneylerden, daha büyük göz bebeği evresinin farklı bir fonksiyonu olduğunu düşünüyorlar: Mevcut anıları güçlendirmek.
Bu, grubu, en azından farelerde, beynin yeni anıları sürece ve mevcut anıları pekiştirme vazifelerini ayırdığı sonucuna götürdü. Bu sayede, büyük olasılıkla bunların birbirleriyle etkileşime girmesini engelliyor.
ALZHEIMER, TRAVMA VE YAPAY ZEKAYA YARDIMCI OLABİLİR
Getty Images Çalışmanın fareler üzerindeki bulgularının beşerler için de geçerli olduğu düşünülüyor. Uykunun hafıza oluşumu süreci için ne kadar değerli olduğunu biliyoruz ve bu çalışma, beynin, uykunun farklı evrelerinde hafıza yaratma meselelerini önlemede kıymetli olduğunu öne sürüyor.
Ekip, öbür birçok olayda olduğu üzere, farelerdeki bulguların beşerler için de geçerli olacağına inanıyor. Göğüslü olan fareler beşerlerle birçok genetik benzerliğe sahip.
İnsan beyninin eski ve yeni hafızaları karıştırmasını önleyebilirsek, çeşitli rahatsızlıkları tedavi etmenin yollarını bulabiliriz.
Dr. Fernandez Ruiz, “Bunun doğal yaşlanma ve tahminen de Alzheimer üzere hastalıklarda görülen şey olduğunu düşünüyoruz” diyor.
Dr. Oliva, gelecekte, belirli travmatik anı yahut tecrübenin pekiştirilmesi sırasında müdahale edilebileceğini öne sürüyor.
Araştırma ayrıyeten yapay zekanın geliştirilmesine yardımcı olabilir.
Dr. Tang, “Bu çalışma uykunun anıları daha uygun depolamamıza nasıl yardımcı olabileceğiyle ilgili” diyor ve bu insan sıhhatini güzelleştirmeye yardımcı olabilir.
