Beynin karar mekanizmasına ışık tutan çarpıcı keşif

ABD'nin önde gelen bilim merkezlerinden MIT'de gerçekleştirilen son araştırma, fare beyinlerinde karar verme süreçlerinde etkili olan yeni bir devrenin keşfedildiğini ortaya koydu. Araştırmacılar, beynin pulvinar adı verilen bölgesinin, hayvanların mevcut gördükleriyle birkaç saniye önceki görsel deneyimlerini karşılaştırarak, bir sonraki adımlarına karar vermelerini sağladığını gösterdi. Bu bulgu, özellikle kararların yalnızca anlık verilere değil, geçmiş deneyimlerin değerlendirilmesine de dayandığını vurguluyor.

Prof. Sur ve ekibi: Pulvinar, karar sürecinin anahtarı

MIT'nin Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü ile Beyin ve Bilişsel Bilimler Departmanı'ndan Prof. Mriganka Sur liderliğinde yürütülen çalışmada, beynin derinliklerinde yer alan pulvinar bölgesinin, mevcut görsel sahneyi öncekiyle karşılaştırarak kararları şekillendirdiği tespit edildi. Fareler üzerinde yapılan deneylerde, araştırmacılar, beynin ön kısmına (frontal korteks) sürekli olarak "sahnedeki değişim" raporu ileten bir devreyi izledi. Bu rapor, hayvanların önceki cevaplarını sürdürüp sürdürmeyeceklerine veya yanıtlarını değiştirip değiştirmeyeceklerine karar vermelerinde belirleyici oldu. Prof. Sur, "Bu devre, yeni duyusal dünyada olanlarla az önce olanlar arasında bir karşılaştırma düzenliyor ve bu karşılaştırmayı eyleme geçmek için kullanılabilir hale getiriyor" diyerek, pulvinarın karar mekanizmasındaki kritik rolünü özetledi.

Deneyler: Fareler görsel değişiklikleri kararlarına yansıttı

Çalışmada, 24 fareye özel olarak tasarlanmış bir video oyunu oynatıldı. Ekranda hareket eden noktaların yönünü doğru tahmin eden fareler ödüllendirilirken, yanlış yanıtlar cezalandırıldı. Denemeler sırasında araştırmacılar, noktaların hareketinin belirginliğini değiştirerek, farelerin görsel değişiklikleri ne kadar iyi ayırt edebildiklerini inceledi. Sonuçlar, ardışık denemelerde sahneler birbirine benzer olduğunda farelerin önceki yanıtlarını tekrarlama eğiliminde olduğunu; sahneler belirgin şekilde farklılaştığında ise kararlarını değiştirdiklerini gösterdi. Araştırma ekibi, pulvinar bölgesinin bu karşılaştırma sürecinde anahtar rol oynadığını, böylece beyin devresinin yalnızca bilgiyi taşımakla kalmayıp, mevcut kanıtların yorumlanmasını da etkilediğini vurguladı.

Işık uyarımıyla pulvinar devresinin rolü kanıtlandı

Deneyin bir sonraki aşamasında, araştırmacılar pulvinar bölgesinden frontal kortekse giden hücrelere ışığa duyarlı proteinler yerleştirdi. Fareler görev sırasında, bu hücre uçlarına ışık gönderildiğinde, hayvanların kararlarında belirgin bir değişim gözlendi. Sol taraf uyarıldığında farelerin sağa hareket eden noktaları seçme olasılığı azalırken, sağ taraf uyarıldığında ise tam tersi oldu. Her iki durumda da, denemeler arasındaki görsel değişikliğin büyüklüğü, mevcut kararın bir öncekiyle ne kadar farklı olduğunu yansıtıyordu. Sadece bir tarafın uyarılması, hayvanı tek bir yöne yönlendirmedi; her iki tarafın aynı anda uyarılması ise bu etkiyi ortadan kaldırdı. Bu bulgular, pulvinar devresinin karar sürecinde aktif olarak karşılaştırma ve yönlendirme işlevi üstlendiğini gösterdi.

Pulvinar ve frontal korteks: Bilgi iletimi ve kararın şekillenmesi

Araştırmacılar, pulvinar bölgesinin karar verme sürecindeki gerçek rolünü anlamak için, fareler oyunu oynarken frontal korteksteki 1.035 pulvinar ucu ve 126 nöronun aktivitesini mikroskopla izledi. Pulvinar uçlarının, görsel kanıtı rapor ettiği ve hareketin yönü ile şiddetini belirlediği tespit edildi. Özellikle mevcut deneme, bir öncekinden belirgin şekilde farklı olduğunda, pulvinar uçlarının aktivitesi iki denemeyi daha net ayırdı. Buna karşın, bu uçlar farenin hangi seçimi yapacağını doğrudan tahmin etmedi. Sinyali alan frontal korteks nöronları ise farenin kararını öngörebiliyordu. Bu durum, pulvinarın karar vermediğini, sadece tarih referanslı karşılaştırma bilgisini frontal kortekse ilettiğini gösterdi. Ayrıca, devrenin bir simülasyonunu oluşturan ekip, iki yarım kürenin rekabet halinde olduğunu ve yalnızca bir tarafın uyarılmasının dengesizliğe yol açtığını, her iki tarafın aynı anda uyarılmasının ise dengeyi sağladığını ortaya koydu.