Kay Tye hatırlayabildiği sürece neden böyle hissettiğini merak etti. Bununla birlikte, zihin teorileriyle uğraşmak yerine, Tye uzun zamandır beyinde neler olduğunu bilmek istiyordu. 2000’lerin başında üniversitede, beynin trilyonlarca bağlantısından geçen elektriksel uyarıların nasıl duygulara yol açabileceğini anlatan bir ders bulamadı. Şu anda La Jolla, Kaliforniya’daki Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’nde bir laboratuvarın başında bulunan Tye, “Almak istediğim sinirbilim kursu yoktu” diyor ve “Bu yoktu.”
Doktorasının bir bölümünü adadığında. duygu tezi, bunun için eleştirildi, hatırlıyor. Duyguların incelenmesinin davranışsal sinirbilimde yeri olmadığı söylendi. Tye o zaman aynı fikirde değildi ve hala yapıyor. “Duyguların nerede uygulandığını düşünüyoruz – beyinden başka bir yerde?”
O zamandan beri, Tye’nin araştırma ekibi, yalnızlık ve rekabet gücü gibi tarif edilemez deneyimlerin biyolojik temellerini deşifre etmek için bir adım attı. Yakın tarihli bir Doğa araştırmasında, o ve meslektaşları temel bir şeyi ortaya çıkardı: beyinde bir deneyimi olumlu veya olumsuz olarak işaretleyen moleküler bir “anahtar”. Tye artık bu soruların peşinden koşarken bir aykırı değil. Diğer araştırmacılar da aynı doğrultuda düşünüyor. “Önemli olan herhangi bir şeye beyniniz tepki veriyorsa, bunun iyi ya da kötü olduğunu nasıl ayırt eder?” New York’taki Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu’nda nörobilimci olan Daniela Schiller, Doğa kağıt. “Bu sahada merkezi bir sorun.”
Anahtar, Tye’nin çalışmasında farelerde bulundu. İnsanlarda benzer şekilde çalışıyorsa, bir kişinin bir ayının hırlaması yerine bir dondurma kamyonu duyduğunda beyninde farklı bir izi etkinleştirmesine yardımcı olabilir. Bu geçiş mekanizması hayatta kalmak için çok önemlidir çünkü hayvanların zıt senaryolarda farklı davranması gerekir. Tye, “Bu, duyusal bilgiyi motivasyonel öneme çevirdiğimiz yerin merkezinde” diyor. “Evrimde, hayatta kalıp kalmayacağınızı belirleyecek. Günümüz toplumumuzda, ruh sağlığınızı ve yaşam kalitenizi belirleyecektir.”
Anahtar, olumsuz deneyimlerin hakim olacağı şekilde ayarlanırsa, endişe veya depresyon ortaya çıkabilir. Aksine, ödül için aşırı aktif bir iştah, bağımlılık hayaletini artırabilir. Araştırmaya dahil olmayan Texas A&M Üniversitesi’nden sinirbilimci Stephen Maren, çalışmanın “patolojiyle daha önce düşünmediğimiz bir şekilde konuşabileceğini” söylüyor. “Bunu daha çok şu ya da bu sistemin bir bozukluğu olarak düşündük.” Ama belki de bazı akıl hastalıkları, beynin deneyimlere atadığı olumlu ve olumsuz değerlerdeki bir dengesizlikten kaynaklanıyor, diyor.
Bir yüksek lisans öğrencisi olarak, Tye, duygu çalışmasına, beynin derinliklerine yerleştirilmiş bir duygusal işlem merkezi olan amigdala aracılığıyla, mantıklı bir şekilde yaklaştı. 2007’de bir konferansta yapının korkudaki bilinen rolüne ek olarak ödüllere yanıt olarak öğrenmedeki önemini vurgulayan bir konuşma yaptı. Amigdaladaki ayrı nöron gruplarının iyi ve kötü deneyimler için hafızanın temelini oluşturduğunu varsaydı.
2015’te yayınlanan bir makalede Tye, daha sonra Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde ve meslektaşları bu nöronları amigdalanın bir bölümünde buldum bazolateral amigdala denir. Farelerin bir tonun bir yudum şekerli su öngördüğünü öğrenmesi için bir sete, diğerinin ise bir gürültüyü hafif bir elektrik çarpmasıyla ilişkilendirmesi için gerekliydi. Hücreleri bulmak için araştırmacılar, Tye’nin birkaç yıl önce geliştirdiği bir tekniği kullandılar. Bu, ışığa duyarlı proteinler için genlere sahip nöronların mühendisliği olan optogenetik üzerine bükülmüştü. Tipik olarak bu, ışıkla etkinleştirilmelerini sağlar. Tye, belirli bir sinir lifi kümesinin bağlantılarını izlemek için optogenetiği kullanmanın bir yolunu tasarladı.
Ödül ve korku izleri sabitlendiğinde Tye, bir sinyalin izleyeceği yolu neyin belirlediğini merak etti: Olumlu veya olumsuz “değişim” tam olarak neydi? Ekibi bir ipucu buldu. Araştırmacılar, her bir nöron grubunda açık olan veya ifade edilen genleri katalogladıklarında, bir fark göze çarpıyordu: Negatif yoldaki nöronlar, beynin ana sistemini modüle eden bir sinyal molekülü olan nörotensin için bir reseptör için genin daha fazla ifadesini gösterdi. Bir nöronun diğer nöronlara bir sinyal göndermesine neden olan uyarıcı nörotransmitter, glutamat.
Bu ipucunun ardından, Tye ve meslektaşları – özellikle Salk Enstitüsü doktora sonrası araştırmacısı Hao Li – bazolateral amigdalaya nörotensin salan tüm nöronların haritasını çıkardılar. Beyinde üç farklı yere bağlı üç demet buldular. Hangi liflerin alakalı olduğunu anlamak için araştırmacılar alışılmadık bir şey yaptılar: Her bir nöron setinde nörotensin genini devre dışı bırakmak için ünlü gen düzenleme tekniği CRISPR’yi kullandılar. Maren, bu tür nörotransmitterleri belirli bir nöron popülasyonundan seçici olarak silmek için gen düzenlemenin ilk kullanımı olduğunu söylüyor.
Sonuç: Bu popülasyonların sadece birinde, farelerin bir tonu şeker veya şokla ilişkilendirmeyi öğrenme becerisini bozan bir şey oldu. Bu set, yakındaki bir duyusal aktarma istasyonu olan talamustan geldi. Talamustaki bu nöronlarda nörotensin silinmesi, şekerli su veren bir musluğa koşma ve bir şoku tahmin ederken donma gibi davranışlarla kanıtlandığı gibi, farelerin sakaroz ödülünü öğrenmesini daha yavaş ve şoku daha hızlı kodlamasını sağladı. Bu nöronları yapay olarak aktive etmek tam tersi bir sonuca yol açtı: gıda tepkisinde bir artış ve korkunun köreltilmesi.
Bulgular, beynin varsayılan durumunun negatif olduğunu ve onu daha pozitif bir şeye çevirmek için nörotensin girdisine ihtiyaç olduğunu gösteriyor. “Beynimizi ‘Oh, bu ödüllendirici bir ortam’ diyebilecek bir duruma sokacak bir şeye ihtiyacımız var. Sistemimin ödüller hakkında bilgi edinmesini sağlamalıyım” diyor Tye. “Üzerimde yoksa, varsayacağım [the situation] kötüdür.”
Neurotensin’in katılımı aynı zamanda bir zamanlama gizemini de çözüyor. Hayvanlar, onlarca saniye, dakika veya daha uzun bir süre ile birbirinden ayrılan uyaranları (yaralı bir askerle ateşli silah sesi veya bir büyükanne ve büyükbabanın bir hediyeyle ziyareti) ilişkilendirmeyi öğrenebilir. Ancak glutamat içerenler gibi tipik nöronal tepkiler milisaniyeler içinde gerçekleşir. Tye, nörotensin’in glutamat sinyalini güçlendirebileceğini ve daha uzun süre dayanmasını sağlayabileceğini söylüyor.
Uzmanlar, çalışmanın nihayetinde bazı zihinsel sağlık sorunları için terapilere yol açabileceğini söylüyor. Nörotensin aktivitesini azaltan bir ilaç, beyni daha fazla korkulu bir duruma yönelterek bağımlılığı ve buna eşlik eden ödül arama davranışlarını kolaylaştırabilir. Aksine, nörotensinin eylemlerini geliştirmek, endişeli veya depresif insanların dünyayı daha olumlu bir ışıkta görmelerine neden olabilir. Tye, “Hedef, çok çeşitli zihinsel sağlık bozuklukları için çok çekici bir hedeftir” diyor.
Bununla birlikte, çalışmaya dahil olmayan Cambridge Üniversitesi’nden bilişsel psikolog Michael Anderson, bu spesifik bulgunun insanlara klinik olarak yardımcı olup olmayacağının belirsiz olduğunu söylüyor. Etkisi yine de önemli olabilir, diye ekliyor. Anderson, “Duygu ve koşullanmanın altında yatan nöral devre hakkında ne kadar çok şey bilirsek, uzun vadede müdahaleler geliştirmek için bunun üzerine inşa etme olasılığımız o kadar artar” diyor.
Kısa vadede, çalışma, kısmen Tye’nin beynin makinelerini çözmek için icat ettiği yeni araçlar aracılığıyla, katı duygu bilimini önemli şekillerde genişletiyor. Maren, “İş, teknik bir güç gösterisidir” diyor. “Sinir devrelerini nasıl manipüle ettiğimiz konusunda alanı gerçekten yeni yönlere itiyor.”
Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/newfound-molecular-switch-signals-a-thumbs-up-or-thumbs-down-in-the-mouse-brain/