Duygusal anılar beyne nasıl kazınıyor?

Beynimiz duygusal olayları neden bu kadar net hatırlıyor? Nature dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, beyindeki ”astroglia” ya da ”astrozit” adı verilen bir hücre türü, anıların uzun süreli belleğe aktarılmasında kilit bir rol oynuyor.

Astrositler, merkezi sinir sistemindeki, beyin ve omurilik, nöronları destekleyen ve koruyan nöronal olmayan hücreler olarak tanımlanıyor. Yıldız şeklinde olan bir tür glial hücre olan bu yapılar, beyin dokusu boyunca uzanırlar ve çok sayıda çıkıntıya sahiptir.

BEYİN ÖNEMLİ ANILARI NASIL FİLTRELİYOR?

Uzun yıllar boyunca astrogliaların yalnızca nöronlara destek sağlayan yardımcı hücreler olduğu düşünülüyordu. Japonya’daki RIKEN Beyin Bilimi Merkezi’nden sinirbilimci Jun Nagai ve ekibinin yürüttüğü bu çalışma, astrogliaların çok daha aktif bir göreve sahip olduğunu ortaya koydu.

Araştırma, bu hücrelerin tekrarlanan duygusal deneyimlerle doğrudan harekete geçtiğini gösteriyor. Bilim insanları, bu bulguların travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) ve Alzheimer gibi hafızayı etkileyen bozuklukların tedavisinde yeni sonuçlar sunabileceğini belirtiyor.

“Belirli bir anının uzun süreli olarak nasıl saklandığı sorusuna yanıt bulduk,” diyor Nagai. “Astrogliaları inceleyerek beynin önemli anıları nasıl filtrelediğini hücresel düzeyde anlamaya başladık.”

Araştırma ekibi, kısa süreli bir anının beyinde nasıl kalıcı hale geldiğini anlamaya odaklandı. Önceki çalışmalar, hipokampus ve amigdala gibi bölgelerde nöron ağları arasında anı izlerinin oluştuğunu göstermişti. Bu izlerin, tekrarlanan deneyimlerden sonra nasıl kalıcı belleğe dönüştüğü bilinmiyordu.

Bilim insanları, bir fare beynindeki astroglia hücrelerinin etkinlik düzeyini bir hafıza görevi sırasında ölçmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Çalışmada, hücre etkinliğinin erken göstergesi olan Fos geninin aktivasyonu incelendi. Fos geni, hücre büyümesi, gelişimi ve farklılaşması gibi çeşitli hücresel süreçlerde rol oynayan, fosfoprotein-1 adı verilen bir proteini kodlayan proto-onkogeni olarak tanımlanıyor. Fos proteini, transkripsiyon faktörü olarak görev yaparak ve gen ifadesini düzenleyerek bu önemli hücresel işlevlere aracılık eder.

Farelere uygulanan klasik bir korku koşullanması testinde, hayvanlar belirli bir kafesi ayaklarına verilen hafif elektrik şoklarıyla ilişkilendirmeyi öğrendi. Günler sonra aynı kafese döndüklerinde, bu rahatsız edici deneyimi hatırladılar. Araştırmacılar, bu sırada özellikle amigdala bölgesindeki astroglialarda güçlü Fos aktivasyonu gözlemledi. Şaşırtıcı şekilde bu aktivasyon ilk öğrenme sırasında değil, sadece anı yeniden çağrıldığında ortaya çıktı.

“En büyük sürpriz, astrogliaların ilk korku deneyimine tepki vermeyip yalnızca ikinci karşılaşmada aktive olmalarıydı,” diyor Nagai.

Ekip, astrogliaların bu süreçte nasıl rol oynadığını anlamak için transkriptomik analiz yöntemiyle RNA değişimlerini inceledi. Sonuçlara göre, korku koşullanması sırasında aktifleşen astroglialar, yüzeylerinde noradrenerjik reseptör adı verilen proteinlerin sayısını artırdı. Bu reseptörler, norepinefrin adlı kimyasalla etkileşime girerek astrogliaların nöronlarla iletişim kurmasını sağlıyor.

“Astroglialar bir şeylerin korkutucu olduğunu ‘biliyor’ ve moleküler tepkileri saatler ila günler arasında sürüyor,” diyor Nagai.

Bu zaman aralığı, tekrarlanan deneyimlerin astroglialarda kalıcı moleküler değişimlere dönüşmesiyle hafızanın sabitlenmesini yansıtıyor.

İspanya’daki Navarra Üniversitesinden sinirbilimci Maite Solas Zubiaurre, çalışmayı bu alan için çığır açıcı olarak nitelendiriyor:

Sinirbilimde uzun süredir hafızayı kodlayan tek hücre türünün nöronlar olduğu düşünülüyordu. Bu çalışma, bu anlayışı kökten değiştirebilir; nörosentrik bakıştan astrosentrik bir yaklaşıma geçişe yol açabilir.

Zubiaurre’ye göre bu bulgular yalnızca sağlıklı bireylerde değil, Alzheimer gibi hastalıklarla mücadelede de yeni tedavi yollarının önünü açabilir.

Öte yandan astrogliaları hedefe alarak hafızayı güçlendirmek de mümkün olabilir.