Anıl Yetim
İçindekiler
Giriş
Köpek beyni ağları üzerine yapılan bir araştırma, memeli beyninin evrimi sırasında, serebral korteksin derinlerinde yer alan çift taraflı bir yapı olan singulat korteksin rolünün kısmen problem çözmeyi, görev değiştirmeyi ve amaca yönelik davranışı kontrol eden yanal ön loblar tarafından devralındığını ortaya koyuyor. Çalışma, beyin alanları arasında işlevsiz entegrasyon ve iletişim ile karakterize edilen hastalıkların analizine yardımcı olabilecek yeni bir köpek dinlenme durumu fMRI beyin atlasına dayanmaktadır.
Köpeklerin nasıl düşündükleriyle ilgilenen araştırmacılar, bunu yalnızca davranışlarından çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda köpek dış uyaranlara tepki verdiğinde beynin hangi bölgelerinin aktif olduğunu belirlemek ve görmek için fMRI (fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme) kullanarak beyin aktivitelerinide araştırmaktadırlar.
Yöntem, köpeğin öğrenmesini ve hafızasını etkileyen beyin mekanizmalarını tanımlayarak üstün köpek eğitim yöntemlerinin yanı sıra insan beyni işlevinin gelişmesine yol açan evrimsel adımlar hakkında bilgi sağlar.
Eötvös Loránd Üniversitesi’ndeki (ELTE) Etoloji Bölümü, 2006 yılından beri köpeklerde fMRI ölçümleri için metodoloji geliştirmede hep önde yer alıyor. Bu konuda Macaristan’da köpek eğitim metodolojisi konusunda önemli katkılarda bulunan Márta Gácsi tarafından geliştirilmiştir.
“Bu yaklaşımda, öğrenci eğitimli bir köpeğin çalışmasını gözlemleyerek ve bunun için övgü almayı arzulayarak görevi öğrenmek için güçlü bir şekilde motive edilir. fMRI eğitiminin bir sonucu olarak, eğitimli köpek, beklenen sevişme ve ikramlar karşılığında, MRI tarayıcısında sekiz dakika boyunca hareketsiz kalabilir (ve buna heveslidir!).”
Son yıllarda köpeklerde fMRI, genellikle hayvanlara ses çalmayı ve beyinde bu seslerin işlenmesi sırasında hangi beyin bölgelerinin aktive edildiği konusunda araştırmayı kapsadı.
Beyin aktivite sinyalleri, hangi beyin bölgesinin etkilendiğini belirlemek için tipik olarak anatomik atlas üzerine yansıtılır. Beynin bölümleri genellikle belirli olan girdileri birlikte işlemeye dahil olur, yani eşzamanlı olarak hareket ederek işlevsel bir beyin ağı oluştururlar. Brain Structure And Function dergisinde yayınlanan çalışmanın ilk yazarı Dora Szabo, “Anatomik bölgeleri işlevsel ağlar halinde düzenleyen, hangi bölgelerin bir görev türüne ait olduğunu gösteren ve konumlarını sergileyen bir köpek beyni atlası oluşturmaya karar verdik.” dedi.
Köpek Beyni Araştırmacıları İçin Yeni Atlas!
fMRI kaydı sırasında, fonksiyonel beyin atlasını oluşturmak için 33 eğitimli aile köpeği tarayıcıda hareketsiz yatırılarak çalışmaya dahil edildi. Bu dinlenme durumu fMRI veya rs-fMRI’dir ve özne herhangi bir özel görevle uğraşmadan, konsantre olmadan veya belirli bir şey hakkında düşünmeden, “dinlenme durumunda” beyin aktivitesini inceler. Bu şekilde elde edilen veriler, hangi beyin bölgelerinin işlevsel olarak birbiriyle ilişkili olduğunu ve hangilerinin en yakından bağlantılı olduğunu ortaya çıkarabilir ve araştırmacıların beyin ağlarını ve bağlantılarını incelemesine olanak tanır.
Orjinal metodoloji, Orta Avrupa Üniversitesi’nde bir ağ ve veri bilimcisi olan Milan Janosov’un yardımıyla ağ teorisi uygulanarak daha da geliştirildi. Önceki araştırmacılar, anatomik sınırlardan bağımsız olarak yalnızca model tabanlı ağları tanımlayabilirken, anatomik bölgeleri gerekli çözünürlükte yansıtan yeni MRG köpek beyin atlasları ve ölçülen çok sayıda köpek araştırmacıların ağlar ve ağ üyeleri arasındaki bağlantıların gücünü incelemesine ve ayrıca türleri karşılaştırmasına olanak sağladı.
Köpeklerde ve İnsanlarda Hakim Olan Farklı Beyin Alanları
Yapılan çalışmaya göre, problem çözmeyi, görev değiştirmeyi ve hedefe yönelik davranışı kontrol eden lateral frontal lobdaki (frontoparietal) ağların köpeklerde insanlardan daha küçük bir rolü vardır. Onların yerine, serebral korteksin derinlerinde yer alan iki taraflı bir yapı olan singulat korteks merkezi rol oynar. Ödül işleme ve duygu düzenlemenin yanı sıra bir dizi hayati süreçte yer alır. Köpeklerde singulat korteks orantılı olarak insanlardan daha büyüktür.
Yaşlanmanın Etkileri
Araştırmacılar, en yaşlısı 14 yaşında olan çeşitli yaştaki köpekleri hareketsiz bir biçimde olmak şartıyla ölçtüler.
Veriler, yaşlı köpeklerin başlangıçtaki konumlarını koruma konusunda biraz daha az yetenekli olduğunu tespit etti. Ancak bu fark çok küçüktü, çünkü onların durumunda bile başın yer değiştirmesi 0,4 mm’den azdı. Köpeklerde bilişsel yaşlanmayı inceleyen kıdemli bir araştırmacı olan Eniko Kubinyi, “Yaşlı insanlar aynı zamanda genç bireylere kıyasla uzun süre hareketsiz kalmayı daha zor buluyor” dedi.
Çalışma, insan beyninin evrimine bir bakış sağlayarak, memeli beyninin evrimi sırasında singulat korteksin rolünün kısmen frontoparietal bölgeler tarafından üstlenildiğini öne sürüyor. Ek olarak, yeni rs-fMRI beyin atlası, beyin alanları arasındaki bütünleşme ve iletişimin bozulduğu ve bunun işlevsiz bir görev dağılımına yol açtığı durumların araştırılmasına yardımcı olabilir . Yaşlanma, kaygı ve psikiyatrik bozukluklar bu tür durumlara bazı örneklerdir.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-05-networks-dog-brain-insights-mammalian.html
Görsel Kaynak: https://sinirbilimt.com/
Editör: Meryem Melisa KAR