Beyninizde bir pusula mı gizli?

Bazı kişiler kolayca yönlerini, gideceği yolu bulurken, bazı kişiler bu konuda sıkıntı çeker. Kolay yön bulan kişiler bir yerden bir kez dahi geçse, daha sonra buraya geldiklerinde kolay yön bulurlar. Yönlerini bulmada sıkıntı çekenlerde, aynı yerden defalarca geçse bile yeniden geldiklerinde yönlerini bulmakta zorlanırlar. Bir otoparka araçlarını park ettiklerinde, geri dönüşte araçlarını bulmakta zorlanırlar. Bu şekilde yön bulunması nasıl oluyor, yeniden geldiğimizde yolu nasıl hatırlıyoruz ya da yolu bulamıyoruz. Bu bizlere beynin gizli kalmış ön bulma sisteminin olup olmadığı konusunda bazı bilgiler verebilir. Bu konu bilim adamlarını da uzun yıllar meşgul etmiştir. Beyinde yer belirleme sisteminin yani bir anlamda GPS sisteminin keşfedilmesi, araştırmacılara 2014 yılında Nobel Tıp Ödülünü kazandırmıştır.

Beyinde yer belirleme hücreleri

İlk kez 1948 yılında Amerikalı Edward Tolman, yer ve mekânların beyinde harita gibi olduğunu düşünmüştür. Ancak beyindeki haritaların olduğu yer ve bu davranışların nasıl hesaplandığı konusuna bir açıklık getirilememiştir. 19602lı yıllarda hayvanlar üzerinde yapılan araştırmalarla birlikte, 1971 yılında Londra Üniversitesinde fareler üzerinde yapılan bir araştırmada, beyindeki yer belirleme hücrelerinin bir bölümü keşfedilmiştir. Hücreler önceden görülmeyen yerle karşılaşıldığında aktifleşiyordu.  Değişik yer belirleme hücreleri, farklı yerlerde aktif oluyor, aynı hücrelerin aktivasyonuyla beyinde harita oluşuyordu. Bu şekilde hücrelerdeki aktiflik, hipokampusta bulunan kombinasyon sayısınca haritaların oluştuğunu göstermektedir. Daha sonraki çalışmalarda yer belirleme hücrelerinin aynı zamanda hafıza özelliğine sahip olduğu belirlenmiştir.

Grid hücreler

Yapılan araştırmalarda medial entorhinal kortekste hipokampusta bulunan yer belirleme hücreleriyle iletişimde olan hücreler tespit edilmiştir. Bu hücrelere kare ağı yapısında grid hücre adı verilmiştir. Bu hücreler ilginç bir şekilde ateşleme deseni veriyordu. Çoğu yerde aktif haldelerdir. Bu noktalar bal peteğinde olduğu gibi altıgen köşe noktaları şeklindedir. Bu bölgelerdeki grid hücreleri uyumlu şekilde, aynı aralıklarla ancak farklı fazda ateşleme yapmaktadır. Böylece her noktayı kaplayan hücre görünümünde olurlar.

Grid hücreleri gidilmesi gereken mesafeyi ölçmekte ve hipokampusta bulunan haritaları ölçeklemektedir. Hücreler yer belirleme hücrelerine yönelmiş haldedir, aralarında etkileşim vardır. Ayrıca grid hücreleri yer belirleme hücrelerindeki ateşleme deseninin üretilmesine yardımcı olur. Beyinde büyük bir hipokampus entrohinal korteks yapı bulunmaktadır. Bunların içinde grid hücreleri olur.

Yer belirleme hücreleriyle grid hücrelerinin önemi

Hücreler yer belirleme ve kayıt altına alma konusunda görev üstlenmiştir. Kişinin bulunduğu konuma göre, beyinde bunu kaydederler. Bağlantılı şekilde yer bilgilerini kaydeder, hatırlatır ve yön bulmada etkili olurlar. Mekânın haritası grid hücreleriyle oluşturulur, yer belirleme hücreleri de grid hücrelerinin üzerinde yer alır. Bu nedenle hücrelerin ikisi de beynin yön bulma fonksiyonunda önemli yer tutar.

Yönlerini bulmada zorlanmayan, kolayca yön bulabilen, bir kere gittiği yeri unutmayan kişilerde daha aktif çalışan bir hipokampus bulunur. Grid hücreleri mekanı döşeyerek, altıgen şekilde harita oluşturup kodlama yapar. Bu mekanın tekrar tekrar kullanılması sonucunda, mekanın haritası beyinde oluşturulur. Grid hücreleri esnek bir kodlama diline sahiptir. Beş duyudan gelen veriyi direkt olarak kullanmazlar. Kodlar sayesinde beynin dış dünya özelliklerini yani ışık, ses, koku gibi özellikleri haritalar ve canlandırır. Grid hücreleri haritayı ve koordinat bilgisini oluşturarak, izler. Bu yüzden yer ve yön duygusu insanlarda kaybolmaz, mekan hafızası korunur.