Beynimiz duygusal olayları neden bu kadar net hatırlıyor? Nature mecmuasında yayınlanan yeni bir araştırmaya nazaran, beyindeki ”astroglia” ya da ”astrozit” ismi verilen bir hücre tipi, anıların uzun müddetli belleğe aktarılmasında kilit bir rol oynuyor.
Astrositler, merkezi hudut sistemindeki, beyin ve omurilik, nöronları destekleyen ve koruyan nöronal olmayan hücreler olarak tanımlanıyor. Yıldız halinde olan bir tıp glial hücre olan bu yapılar, beyin dokusu boyunca uzanırlar ve çok sayıda çıkıntıya sahiptir.
BEYİN DEĞERLİ ANILARI NASIL FİLTRELİYOR?
Uzun yıllar boyunca astrogliaların sadece nöronlara dayanak sağlayan yardımcı hücreler olduğu düşünülüyordu. Japonya’daki RIKEN Beyin Bilimi Merkezi’nden sinirbilimci Jun Nagai ve grubunun yürüttüğü bu çalışma, astrogliaların çok daha etkin bir vazifeye sahip olduğunu ortaya koydu.
Araştırma, bu hücrelerin tekrarlanan duygusal tecrübelerle direkt harekete geçtiğini gösteriyor. Bilim insanları, bu bulguların travma sonrası gerilim bozukluğu (TSSB) ve Alzheimer üzere hafızayı etkileyen bozuklukların tedavisinde yeni sonuçlar sunabileceğini belirtiyor.
“Belirli bir anının uzun vadeli olarak nasıl saklandığı sorusuna cevap bulduk,” diyor Nagai. “Astrogliaları inceleyerek beynin değerli anıları nasıl filtrelediğini hücresel seviyede anlamaya başladık.”
Araştırma takımı, kısa müddetli bir anının beyinde nasıl kalıcı hale geldiğini anlamaya odaklandı. Evvelki çalışmalar, hipokampus ve amigdala üzere bölgelerde nöron ağları ortasında anı izlerinin oluştuğunu göstermişti. Bu izlerin, tekrarlanan tecrübelerden sonra nasıl kalıcı belleğe dönüştüğü bilinmiyordu.
Bilim insanları, bir fare beynindeki astroglia hücrelerinin aktiflik seviyesini bir hafıza vazifesi sırasında ölçmek için yeni bir metot geliştirdi. Çalışmada, hücre aktifliğinin erken göstergesi olan Fos geninin aktivasyonu incelendi. Fos geni, hücre büyümesi, gelişimi ve farklılaşması üzere çeşitli hücresel süreçlerde rol oynayan, fosfoprotein-1 ismi verilen bir proteini kodlayan proto-onkogeni olarak tanımlanıyor. Fos proteini, transkripsiyon faktörü olarak misyon yaparak ve gen sözünü düzenleyerek bu değerli hücresel fonksiyonlara aracılık eder.
Farelere uygulanan klasik bir dehşet şartlanması testinde, hayvanlar belli bir kafesi ayaklarına verilen hafif elektrik şoklarıyla ilişkilendirmeyi öğrendi. Günler sonra tıpkı kafese döndüklerinde, bu rahatsız edici tecrübesi hatırladılar. Araştırmacılar, bu sırada bilhassa amigdala bölgesindeki astroglialarda güçlü Fos aktivasyonu gözlemledi. Şaşırtan halde bu aktivasyon birinci öğrenme sırasında değil, yalnızca anı tekrar çağrıldığında ortaya çıktı.
“En büyük sürpriz, astrogliaların birinci kaygı tecrübesine reaksiyon vermeyip sadece ikinci müsabakada aktive olmalarıydı,” diyor Nagai.
Ekip, astrogliaların bu süreçte nasıl rol oynadığını anlamak için transkriptomik tahlil sistemiyle RNA değişimlerini inceledi. Sonuçlara nazaran, dehşet şartlanması sırasında etkinleşen astroglialar, yüzeylerinde noradrenerjik reseptör ismi verilen proteinlerin sayısını artırdı. Bu reseptörler, norepinefrin isimli kimyasalla etkileşime girerek astrogliaların nöronlarla irtibat kurmasını sağlıyor.
“Astroglialar bir şeylerin korkutucu olduğunu ‘biliyor’ ve moleküler reaksiyonları saatler ila günler ortasında sürüyor,” diyor Nagai.
Bu vakit aralığı, tekrarlanan tecrübelerin 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 müddettir hafızayı kodlayan tek hücre cinsinin nöronlar olduğu düşünülüyordu. Bu çalışma, bu anlayışı kökten değiştirebilir; nörosentrik bakıştan astrosentrik bir yaklaşıma geçişe yol açabilir.
Zubiaurre’ye nazaran bu bulgular sırf sağlıklı bireylerde değil, Alzheimer üzere hastalıklarla uğraşta de yeni tedavi yollarının önünü açabilir.
Öte yandan astrogliaları gayeye alarak hafızayı güçlendirmek de mümkün olabilir.
