Beyin Gereksiz Bağlantıları Kesmek İçin REM Uykusunu Kullanıyor
REM uykusu beyin gelişimi ve hafızanın güçlenmesi için önemlidir.
REM uykusunun hafızanın kuvvetlenmesine yardımcı olduğu biliniyor fakat bu mekanizma, anıları daha kalıcı kılmak için yeteri kadar iyi anlaşılamamıştır. Yakın zamanda Nature Neuroscience’de yayınlanan bir çalışmada, REM uykusu sırasında, nöronların birbirleriyle bağlantı kurmak için kullandığı yapıların bazılarının budandığından, diğerlerinin ise korunduğundan ve kuvvetlendirildiğinden bahsedilmiştir. Bulgular, anıların pekişmesinde uykunun rolünün, beyin zamanının yeni oluşan sinir bağlantılarını seçicilikle ortadan kaldırmasına veya korumasına izin verme yoluyla ortaya koyduğunu göstermektedir.
Dendritik dikenler, nöronun dendriti üzerindeki küçük büyümelerdir, bu nöronun diğer nöronlardan kimyasal sinyaller alan kısmıdır. Bu dikenler yeni sinirsel devrelerin güçlenmesinde ve yeni anıların pekiştirilmesinde önemli rol oynayabilmek için nöronlar arasındaki bağlantıların gücünü arttırır. Bu dikenler kalıcı yapılar değildir; bunun yerine, farklı bağlantıların öneminin değişmesiyle sinir hücreleri yenilerini yaratabilir veya var olandan kurtulabilir(budama adlı işlem).
Bu çalışmada bir koşu bandı benzeri motor görevini tamamlamak için yetiştirilen farelerde yeni anılar oluşturuldu. Ardından, fareler ya REM uykusundan mahrum bırakıldı ya da farelerin uyku biçimlerini yaşamalarına izin verildi. REM uykusuna izin verilen farelerde, REM uykusundan mahrum bırakılan farelere kıyasla, yeni dendritik dikenlerin budanmasının önemli ölçüde arttığı tespit edildi. Budamadaki bu fark sadece yeni dendritik dikenler için görülmüştür, daha önce mevcut olan dendritik dikenler aynı oranda budanmıştır.
Araştırmacılar, farelerin hayatlarındaki çeşitli dönemlerde, REM uykusunun dendritik diken budama işlemini nasıl etkilediğine baktılar. Bu sinir budamalarının, farelerin gelişimleri süresince(fare ergenlik eşdeğerinde) REM uykularındayken meydana geldiğini buldular fakat fareler motor öğrenme görevlerinden daha sonra REM uykusu yaşadıklarında da bunun gerçekleşme ihtimali bukunuyor. REM uykusu hem gelişim süresince hem de motor öğrenme görevlerinden sonra budanmamış olan dikenlerin boyutlarını arttırmıştır. Bu budanmamış yeni dikenler güçlenmiş ve gelişmekte olan sinirsel devre sistemini kuvvetlendirmiştir.
Başka bir deyişle, REM uykusu sırasında beyin, yeni sinirsel devrenin hangi bölümlerini ortadan kaldırmak ve hangilerini gelecekte kullanmak için çoğaltıp güçlendirmek istediğini seçer.
Daha sonra araştırmacılar, hücrelerdeki kalsiyum düzeyindeki değişimler beynin aktivitesinin normal bir parçası olduğundan ve bu kararlarda oynama yapabileceğinden, zarlar boyunca kalsiyum iyonlarının geçmesine izin veren kalsiyum kanallarının da rolünü inceledi. Araştırmacılar, REM uykusu sırasında görülen kalsiyum miktarındaki ani değişimlerin budama ve güçlendirme seçimleri için kritik olduğunu buldu. Bu kalsiyum kanalları bloke edildiğinde, daha önce dendritik dikenlerde görülen değişimler artık gerçekleşmedi.
REM uykusunun gelişme süresince çok az alınmasının, beynin olgunlaşması üzerinde zararlı etkileri olduğu bilinmektedir ve bu yakın zamanda yapılan çalışma, burada oynamakta olabilecek düzenek hakkında yeni bir bakış açısı sağlamaktadır. Gelişme sırasında yeterli REM uykusu alınmadığında, çocuk ve ergen beyinleri, öğrendiklerini tutmak için nöronlar arasındaki bağlantıları ayarlayamayabilirler. Benzer şekilde, REM uykusunun yetişkinlik dönemi de dahil olmak üzere, gelişimin tüm aşamalarında öğrenmeye yardımcı olduğu bilinmektedir. Her iki durumda da, REM uykusundan mahrumiyet, beynin öğrenme sırasında üretilen gereksiz dikenleri ortadan kaldırmasına ve yeni öğrenilen görevleri tutacak olan önemli yeni dikenlerin güçlenmesine engel olacaktır.
Kaynak: arstechnica.com
Çeviri: Zeynep Kübra Akpınar