Beynin Gizli Mekanizması: Kendi Sesimizi Nasıl Tanıyoruz?
New York Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, epilepsi hastalarında kendi ürettikleri sesleri dış seslerden ayırt etmeye yardımcı olan beynin işitsel yan deşarj yollarının haritasını çıkardı.
Çalışma, motor korteksin bu sinyalleri yönetmedeki rolünü tanımlamakta ve işitsel halüsinasyonları bu yollardaki bozulmalar olarak açıklayarak şizofreniye dair içgörü sağlamaktadır.
İşitsel Korolar Deşarjı Anlamak
Epilepsi hastaları üzerinde yapılan deneyler, beynin, kişinin kendi sesi gibi kendi ürettiği sesleri arka plandaki gürültüden ayırt etmesini sağlayan elektrik devrelerini ortaya çıkardı.
İşitsel korollary deşarjlar olarak bilinen bu sinyaller, beynin katlanmış dış tabakasının veya korteksin belirli bölgelerinde ortaya çıkar ve sonlanır. Konuşmada kullanılanlar da dahil olmak üzere istemli kas hareketlerinden sorumlu olan motor korteks, işitmeyi yöneten işitsel korteks ile birlikte çalışır.
Evrimsel Perspektifler ve Klinik Çıkarımlar
Evrimsel bir perspektiften bakıldığında, kişinin kendi sesini diğerlerininkinden ayırt etme becerisi muhtemelen hayatta kalmada kritik bir rol oynamıştır. Hızlı, milisaniyeler süren elektrik sinyalleriyle çalışan bu mekanizma, cırcır böcekleri gibi hayvanların kendi çiftleşme cıvıltılarını ayırt etmelerine yardımcı olur, ötücü kuşların şarkılarına odaklanmalarını sağlar ve yarasaların ses yankılarını kullanarak yönlerini bulmalarını sağlar.
Çalışmanın yazarları, insanlarda bu sistemdeki bozulmaların, gerçek sesleri dış seslerden ayırt edemeyen şizofreni hastalarında görülen işitsel halüsinasyonların ya da “sesler duyma ”nın da ayırt edici özelliği olduğunu söylüyor. İşitsel yan deşarj sinyallerindeki bozuklukların da kekemelikte rol oynadığı düşünülmektedir.
İnsan Beyni Sinyal Araştırmalarındaki Zorluklar
Önceki deneyler bu elektriksel beyin devresini diğer memelilerde motor kortekse kadar takip etmişti, ancak alan, deşarj sinyallerinin insan motor korteksinde nereden kaynaklandığını belirlemek için mücadele etti. Bunun nedeni kısmen insanlar uyanıkken ve konuşurken beyin aktivitesini kaydetmenin zorluğu, ancak esas olarak kayıtları analiz etmek için gereken bilgisayar analizinin karmaşıklığıdır.
Epilepsi Hastalarında İşitsel Sinyaller Üzerine NYU Çalışması
NYU Langone Health, Nörobilim Enstitüsü ve NYU Tandon Mühendislik Okulu’ndaki araştırmacılar tarafından yürütülen yeni çalışma için nörobilimciler epilepsi hastası sekiz yetişkin üzerinde ses deneyleri gerçekleştirdi. Hepsi nöbetlerinin kaynağını belirlemek için rutin bir ameliyat geçiriyordu ve kelime egzersizlerine katılmaya gönüllü oldular.
3 Aralık’ta Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlanan raporda, araştırmacıların motor korteksin alt ya da ventral kısmından, precentral girus adı verilen bir alt bölgeden gelen işitsel yan deşarj sinyallerini nasıl haritaladıkları anlatılıyor. Ortalama 120 milisaniye süren elektrik sinyallerinin daha sonra precentral girusun kıvrımları boyunca aşağıya ve superior temporal girus adı verilen komşu bir işitsel kortikal alt bölgeye doğru hareket ettiği bulunmuştur.
Şizofreniye İlişkin Temel Bulgular ve Anlayışlar
Çalışmanın baş araştırmacısı Amirhossein Khalilian-Gourtani, PhD, “Çalışmamızın insan konuşmasını anlamamızda uzun süredir devam eden bir bulmacayı çözdüğüne ve konuşurken bile çevremize karşı uyanık kalmamızı sağlayan korelar deşarjda yer alan motor korteks beyin devrelerinin ilk doğrudan kanıtını sunduğuna inanıyoruz” dedi. Dr. Khalilian-Gourtani, NYU Grossman Tıp Fakültesi Nöroloji Bölümü’nde doktora sonrası araştırma görevlisidir.
Çalışmanın kıdemli araştırmacılarından nörobilimci Adeen Flinker, “Bulgularımız aynı zamanda şizofreniye özel bir bakış açısı sunarak, işitsel halüsinasyonların kaynağının beynin motor ve işitsel korteksleri arasındaki bozulmuş korelasyon deşarjından kaynaklandığına dair bir açıklama getiriyor” dedi.
Nöroloji Bölümü ve NYU Tandon Mühendislik Okulu’nda doçent olan Dr. Flinker, “Bizim ve diğer birçok araştırmacının şizofreni hastası bazı kişilerde olduğundan şüphelendiğimiz şey, bu kişilerin kendi seslerini diğerlerinden ve hatta diğer dış uyaranlardan ayıramamalarıdır” dedi.
Çalışmanın Metodolojisi ve Veri Analizi
Yeni çalışmanın bir parçası olarak araştırmacılar, hastalar ameliyatlarında planlanan molalar sırasında bir dizi ses deneyini tamamlarken 3.200’den fazla elektriksel beyin aktivitesi kaydı yaptı. Tüm hastaların beyinlerine, öncelikle nöbete bağlı elektriksel aktiviteyi izlemek için 200’den fazla sonda yerleştirildi. Araştırma ekibi daha sonra, deşarjı takip etmek için tasarlanan kelime deneylerinde konuşma sırasında hangi bölgelerin korelasyon deşarjında aktif olduğunu değerlendirmek ve tahmin etmek için bir bilgisayar modeli kullandı.
Alıştırmalardan birinde hastalardan “balon” gibi bir kelimeyi dinlemeleri ve ardından tekrarlamaları; “Çocuk bir … patlattı mı?” sorusuna cevap verirken aynı kelimeyle bir cümleyi tamamlamaları; ve bir balon resmine bakıp aynı kelimeyle tarif etmeleri istendi.
Her test, hastanın görsel ve akustik çevresine karşı tetikte olurken, odaklanmaya devam ederken ve aynı kelimeyi yüksek sesle söylerken duydukları kelimeyi ayarlamalarını gerektirdi.
Çalışmaya katılanlar çoğunlukla 30’lu ve 40’lı yaşlarındaki kadın ve erkeklerden oluşuyordu ve 2019’dan beri NYU Langone’da kayıt altına alınmışlardı. Araştırmacılar, hastalar başkaları tarafından yüksek sesle okunan ifadelerin kayıtlarına yanıt verdiklerini duyduklarında, hastaların beyinlerinin çoğu alt bölgesindeki elektriksel aktiviteyi kaydetti. Bu tür ses-geribildirim testleri, insan beyninin konuşmayı nasıl öğrendiğini ve işlediğini güvenli bir şekilde incelemek için geliştirilmiştir.
Gelecekteki Araştırma Yönelimleri
Dr. Flinker, ekibin beyin stimülasyonu sırasında indüklenen halüsinasyonlardan hemen önce bağlayıcı deşarj devresinin nasıl ve aktif olup olmadığını daha fazla değerlendirmek için testler planladığını söylüyor. Ayrıca şizofreni hastalarında sinyali test etmenin noninvaziv yolları üzerinde psikiyatristlerle birlikte çalışmayı planlıyorlar.
Kaynak: https://scitechdaily.com