California Los Angeles Üniversitesi‘nden (UCLA) yapılan yeni bir araştırma, beynimizdeki nöronların bir bölümünün önceden ortaya çıkarılamayacak kadar aktif olduğunu keşfetti. Beyinlerin hem analog hem de dijital bilgisayarlar olduğunu ve nörolojik rahatsızlıkların tedavisinde daha iyi yollara yol açabileceğini gösteriyor.
Çalışmanın odağı, nöronları oluşturmak için soma olarak adlandırılan yuvarlak bir cisime bağlanan dendritler, uzun dal benzeri yapılardır. Daha önce, dendritlerin, soma içinde üretilen elektriksel aktivitelerin diğer nöronlara sivri uçlar gönderdiği kanallardan başka bir şey olmadığı düşünülüyordu. Ancak çalışma, dendritlerin kendilerinin son derece aktif olduğunu ve önceden inandıklarının 10 katına kadar kendi hızlarına ulaştığını gösterdi. Beyinlerimiz inanılandan 100 kat daha güçlü olabilir
Bulgu, uzun zamandır devam eden, somatik sivri uçların, anıları ve algıları öğrenip biçimlendirmenin başlıca yolu olduğuna olan inancımızla karşı karşıyayız.
Çalışmanın kıdemli yazarı UCLA nörofizikçi Mayank Mehta, “Dendritler sinir dokusunun yüzde 90’ından fazlasını oluşturuyor söylendi. Soma’dan çok daha aktif olduklarını bilmek, beynin bilgiyi nasıl hesapladığı konusundaki anlayışımızı kökten değiştiriyor ve nörolojik bozuklukları anlamanın ve tedavi etmenin yollarını açıyor ve beyin benzeri bilgisayarlar geliştiriyor
Araştırmacılar ayrıca, somalar tarafından üretilen elektriksel aktivitenin artışından farklı olarak, dendritler, toplamda gerçekten somatik yükselmelere göre daha güçlü olan daha uzun süreli gerilimler çıkardığını buldular. Dendritik akışlar analog bilgisayarlarla benzerken, sivri uçların sayısal işlemciye benzediğini, hepsinin ya da hiçbir şeyin gerçekleşmediğini söylüyorlar.
Mehmet, “Dendritlerin hem analog hem de dijital hesaplamaları yapan, dolayısıyla tamamen dijital bilgisayarlardan farklı ancak biraz benzer olan kuantum bilgisayarlara benzeyen melez olduğunu bulduk” dedi. “Sinirbilimine temel bir inanç, nöronların dijital cihazlar olması, ya bir sivri uç oluşturması ya da üretmemesi olarak ortaya çıkıyor. Bu sonuçlar, dendritlerin tamamen dijital bir cihaz gibi davranmadığını gösteriyor. Dendritler dijital, hepsi ya da hiçbiri sivri uçlar üretmiyor ancak Aynı zamanda hepsi ya da hiçbirini içermeyen büyük analog dalgalanmalar da gösteriyor Bu, nöralistlerin yaklaşık 60 yıldır inandığından önemli bir ayrım olduğu söylendi.
Keşiflerini gerçekleştirirken, UCLA ekibi dendritlerin yanına çıkan sıçanların beyinlerine elektrot yerleştirmeyi başardı. Bu, önceki çalışmaların, sensörlerin dendritlere doğru gittiği, onları öldürdüğü ve faaliyetlerinin ölçülmesini imkânsız hale getirdiği bir hareketti. Dendritlerin, sıçanlar uyurken somalardan beş kat daha aktif olduğunu ve uyanıkken ve hareket ederken 10 kat daha aktif olduğunu bulmuşlardır. Beyinlerimiz inanılandan 100 kat daha güçlü olabilir
Bu yeni keşif, öğrenmenin muhtemelen daha önce inandıklarından daha fazla esneklikle gerçekleştiğini gösteriyor.
UCLA doktora sonrası araştırmacı ve araştırmanın ilk yazarı olan Jason Moore, “Önceki modellerin çoğunda, iki nöronun hücre gövdeleri aynı anda aktif olduğunda öğrenmenin gerçekleştiğini varsaymaktadır” dedi. “Bulgularımız, girdi nöronunun bir dendritin aktif olduğu zaman aktif olduğu zaman öğrenmenin gerçekleşebileceğini gösteriyor ve farklı zamanlarda dendritlerin farklı bölümlerinin aktifleşebileceği, bunun da çok daha fazla esneklik sağlayabileceğini gösteriyor. Öğrenme tek bir nöron içerisinde gerçekleşebilir. ”
Teknolojik zorluklar nedeniyle, beyin fonksiyonlarının araştırılması büyük oranda hücre vücudu üzerinde yoğunlaştı” diye ekledi. Ancak nöronların gizli hayatlarını, özellikle geniş nöronal dallarda keşfettik. Sonuçlarımız, nöronların nasıl hesaplandığına dair anlayışımızı büyük ölçüde değiştirdi. Beyinlerimiz inanılandan 100 kat daha güçlü olabilir