Özgün Adı: : How Time Is Encoded in Memories
Sıçanlar ve denklemler, olayların ne zaman gerçekleştiğine dair kayıtları beynimizin nasıl tuttuğu hakkında bir teori geliştirmeleri için araştırmacılara yardım ediyor.
Albert Tsao, mevcut verilere hangi açıdan bakarsa baksın bir örüntü göremiyordu. 19 yaşındaki lisans öğrencisi, 2007 ve 2008’de birkaç hafta boyunca sıçanlara ödül olarak çikolatalı tahıl vererek onları küçük bir test sahasını keşfetmeleri için eğitti. Sonrasında onları teker teker aynı bölgede koşturarak, beyinlerindeki nöronların elektriksel aktivitelerini kaydetti. Bu deneyin sıçanların beyinlerinde belleğin nasıl oluştuğuna dair ipuçları vereceğini umsa da, elde ettikleri verinin kafa karıştırıcı olduğunu söyledi. Hayvanların sinirsel faaliyetlerinde herhangi bir örüntü yoktu.
O zamanlar Kaliforniya’daki Harvey Mudd Kolejine kayıtlı olan Tsao, bu projeyi Norveç’teki Kavli Sistem Sinirbilimi Enstitüsünde (The Kavli Institute for Systems Neuroscience) yaz stajının bir parçası olarak yapıyordu. Bu enstitüde çalıştığı laboratuvar, epizodik belleğe — insanların ve diğer memelilerin, ilk randevuya çıkmak veya birkaç dakika boyunca bir çikolata parçasını aramak gibi kişisel tecrübeleri hatırlamalarını sağlayan uzun süreli bellek türü — yoğunlaşmaktaydı. Sinirbilimciler, beynin milyonlarca olayı gerçekleştikleri yerlere göre organize ettiğinden şüpheleniyordu. Kavli Enstitüsünde çalışan Edward Moser ve May-Britt Moser, ızgara hücrelerinin (grid cells) — hayvan belirli bir bölgenin belirli bir hücre tarafından temsil edilen kısmından ne zaman geçerse, o zaman elektriksel faaliyeti artan, bu şekilde bölgenin uzamsal harita temsilini üreten beyin hücreleri — keşfiyle kısa bir zaman önce alanda çarpıcı bir buluşa imza atmışlardı. Moserlar bu hücrelerin sıçanların beyninde, birçok nöronu epizodik belleğin merkezi olan hipokampüse (hippocampus) uzanan medial entorhinal korteks (MEC) isimli bir yapıda bulunduğunu bildirdi.
Bu buluşlardan ilham alan Tsao, MEC’nin hemen yanında bulunan ve yine nöronları hipokampüse uzanan lateral entorhinal korteks (LEC) isimli bölge üzerinde çalışmaya karar verdi. Tsao ve diğerleri, MEC hafıza oluşumu sırasında uzamsal bilgi sağlıyorsa, LEC bölgesinin de deneyimlerin içerikleri gibi başka tür bilgiler sağlıyor olabileceği sonucunu çıkardı. Tsao, test sahasının rengini testler sırasında bir siyah bir beyaz yapıyor, LEC’deki nöronların tutarlı bir biçimde değişen elektriksel aktivite örüntüleri gösterip göstermediğini deniyordu. Fakat bu deneylerden eli boş çıkıyordu.
Tsao elindeki verileri anlamlandırmaya çalışırken Atlantik Okyanusu’nun öbür yakasındaki bir araştırmacı, görünürde Tsao’nunkiyle alakasız bir problem üzerine çalışıyordu. O zamanlar Syracuse Üniversitesinde çalışan teorik ve hesaplamalı sinirbilimci Marc Howard’ın yazı tahtası, beynin anıları nerede değil de ne zaman gerçekleştiklerine göre nasıl organize ediyor olabileceğini açıklayan denklemlerle doluydu. Onun matematiksel modeli, zamanın ilerleyişi sinirsel devrelerde belirli bir biçimde temsil ediliyorsa, zamana dair bu sinyallerin bellek oluşumu sırasında zihinsel “zaman damgalarına” (time stamps) çevrilerek beynin geçmiş deneyimleri kronolojik sırayla organize etmesine yardımcı olduğunu gösteriyordu. Fakat Howard’ın bu modeli verilere dayanmadıkça, bu fikir sadece bir fikir olarak kalacaktı.
İki araştırmacının birbirlerinin çalışmalarından haberdar olabilmeleri için birkaç sene daha gerekecekti. Bu zaman zarfında sinirbilimciler, beynin deneyimlerin gerçekleşme zamanlarını nasıl kaydediyor olabileceğine dair yeni fikirler üzerine düşünmeye başlamışlardı. Bugün Tsao, Howard ve alandaki diğer bilim insanları tarafından kaydedilen teorik ve deneysel gelişmeler; araştırmacıların epizodik belleğin oluşumu ve anılarımızın geçmişi-geleceği algılayışımıza olan etkisine dair anlayışlarını biçimlendiriyor.
Gelgelelim Tsao 2008’de, okulunu bitirmeye odaklanmıştı: Norveç’te geçirdiği ikinci yaz sona ererken, Kavli Enstitüsü’ndeki kafa karıştırıcı veri kümesini arkasında bırakarak Kaliforniya’ya dönmüştü.
Başka Bir Boyut
Bilişsel sinirbilimci Endel Tulving, 1972’de kitabının bir bölümünde epizodik bellek terimini ortaya attığında, anıların içeriklerini hatırlamanın o anının ne zaman ve nerede gerçekleştiğine dair güçlü bir öznel algıya bağlı olduğunu gözlemlemişti. İşin “nerede?” kısmı, on yıllardır sinirbilimsel araştırmanın odağı olmuştu. Londra Üniversitesi Akademisinde John O’Keefe isimli sinirbilimci, 1971’de yer hücrelerini (place cells) — hipokampüste bulunan ve hayvan belirli bir lokasyonda bulunduğu takdirde ateşlenen nöronlar — keşfetti. O’Keefe bu keşfiyle, 2014’te Moserlar ile Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü paylaştı. (Moserlar da MEC’deki ızgara hücrelerini keşfetmişti.) O zamandan beri yayımlanan bazı çalışmalar, ızgara hücrelerinin bellek oluşumu sırasında hipokampüste yer hücrelerinin oluşturulmasına yardımcı olduğunu öne sürüyor.
Toronto Üniversitesinden bilişsel sinirbilimci Andy Lee, beynin anıların zamanını nasıl kodladığının ise çok daha az ilgi gördüğünü belirtiyor. “Mekan görebildiğimiz bir şeydir, kolayca manipüle edilebilir…Sezgisel olarak kavramamız biraz daha kolay.” diyor. “Zaman üzerine çalışmak ise çok daha zor.”
Kaliforniya Üniversitesinde bir davranışsal sinirbilimci ve Your Brain Is A Time Machine (Beyniniz Bir Zaman Makinesi, Timaş Yayınları) kitabının yazarı Dean Buonomano’ya göre, araştırmacılar, çetrefilli bir konu olmasına rağmen yaklaşık son on yılda “beynin zamanı göstermek için birden çok yolu olduğunu” ortaya koymuş durumda. Buonomano, “Zaman; sirkadiyen ritimlerden konuşma algılamasına (speech perception), motor kontrolüne veya öngörü gerektiren herhangi bir sürece kadar birçok biyolojik olayın ayrılmaz bir parçası.” diye de ekliyor.
Epizodik bellek bağlamında zaman kavramını anlamamız için son zamanların en büyük atılımlarından biri, Albert Tsao stajını tamamladıktan birkaç yıl sonra geldi: Boston Üniversitesinden Howard Eichenbaum ve meslektaşları, ratların hipokampüslerinde zaman hücrelerinin (time cells) var olduğuna dair kanıtlar yayımladı. Hipokampüste zamana duyarlı hücrelerin var olduğuna dair bu ipuçları bazı laboratuvarlar tarafından tespit edilmiş olsa da, Eichenbaum’un çalışması, belirli hücrelerin davranışsal görevler sırasında belirli anlarda sıralı bir biçimde ateşlendiğini kesin olarak gösterdi: Bir uyaranı (stimulus) ardından gelecek olan ödülle ilişkilendirmesi için eğitilen sıçanın hipokampal bir nöronu, uyaranın gösterilmesinden birkaç yüz milisaniye sonra en yüksek elektriksel aktiviteye ulaşırken, bundan birkaç yüz milisaniye sonra da diğer bir hipokampal nöron en yüksek aktivitesine ulaşıyor ve bu böyle devam ediyordu — sanki hipokampüs bir şekilde zamanın geçişini işaretliyordu.
Lee’nin ekibi ve Texas Southwestern Üniversitesinden farklı bir takımın çalışmaları sayesinde insanlara da genişletilmeye başlanan buluşlar, epizodik anılarda mekanın yanında zamanın da temsili konusunda ilgi uyandırdı. Fakat bu hücrelere ne zaman ateşleneceklerini veya her bir epizodik anının içerisinde ve anıların arasında geçen zamanın temsilinde nasıl bir rol alacaklarını (eğer herhangi bir rol oynuyorlarsa) söyleyen şey neydi? Bu sorunun cevabı net değildi. Zamanın fiziksel doğası ve beynin onu algılayışı hakkındaki sorulardan uzun zamandır büyülenmiş olan Marc Howard’a göre bu bulmaca oldukça çekiciydi.
Eichenbaum’un makalesinden önce, Howard ve doktora sonrası öğrencisi Karthik Shankar, beynin aşama aşama aktivite değiştiren bir “zamansal içerik hücreleri” (temporal context cells) kümesini kullanarak zamanın akışına dair bir temsil oluşturduğu fikrine dayanan matematiksel bir model geliştiriyordu. Bu modele göre söz konusu kümedeki tüm nöronlar bir uyaranı takiben aktifleşiyor, sonrasında teker teker pasif hale geçiyorlar; böylece yavaş yavaş azalan ve anbean farklılaşan bir sinyal oluşturuyorlardı. Daha sonra bellek oluşumu sırasında, beyin bu sinyali birbirinin ardı sıra ateşlenen ve anı içerisindeki anları kronolojik sırayla kaydeden “zamanlama hücreleri” (timing cells) dizisine çeviriyordu. Aynı sistem, farklı anıları birer bütün olarak hangi kronolojik sırayla gerçekleştiklerine göre işaretlemede de kullanılıyor olabilirdi.
Modelin matematiksel detayları — bilhassa zamansal içerik hücrelerinin (temporal context cells) zamanı nasıl hesapladıklarını anlatmakta kullanılan Laplace dönüşümü isimli işlem ve varsayılan zamanlama hücrelerinin (timing cells) davranışlarını anlatmak için bu işlemin tersinin kullanılması — epizodik belleğin daha yakın zamanda gerçekleşen şeyleri daha rahat hatırlayabilmemiz gibi bazı bilinen yönleriyle örtüşüyordu. Hipokampüste birbiri ardı sıra örüntü oluşturarak ateşlenen zaman hücreleri (time cells) 2011’de deneysel metotlarla tanımlandığında Howard, bu zaman hücrelerinin Shankar ile birlikte matematiksel modellemeler yoluyla varlığını öngördükleri zamanlama hücreleriyle birçok ortak özelliğe sahip olduğunu görmekten hoşnuttu.
Fakat yapbozun ilk parçası hala eksikti. Henüz kimse, zaman hücrelerinin zaman sinyalini üretebilmeleri için en başta gereken zamansal içerik hücrelerini keşfedememişti. Howard, “Birilerinin bu deneyi yapmasını — yani sadece elektrotları LEC’ye yerleştirip nöronların aktivitelerine bakmalarını — uzun süre bekledik.” diyor.
Bir Sinyal Bulmak
Harvey Mudd Kolejinden 2009’da mezun olduktan sonra Tsao, doktorası için Kavli Enstitüsüne döndü. Çoğunlukla farklı projelerde çalışmasına rağmen doktorasının sonunda kendisini ve Moser’ı, enstitüdeki yaz stajından kalan deneylerin bir daha bakmaya değer olduğuna ikna etti. May-Britt Moser, Tsao’nun “istisnai bir öğrenci” olduğunu ve Kavli Enstitüsündeki ekibin onun verilerinin doğruluğuna güvendiğini, fakat “gördükleri şeyin ne olduğunu bilmediklerini” söylüyordu. LEC’deki nöronlar son derece öngörülemez bir şekilde davranıyorlardı.
Doktora programı bittikten sonra Tsao, önceki çalışmaları üzerine eğilip, elindeki verileri analiz etmek için daha iyi yollar düşünmeye başladı. “Elektriksel aktiviteye hep tekil nöronlar düzeyinde bakıyorduk.” diyor ve ekliyor: “Bir noktada bu aktiviteye artık bütün hücre kümesi düzeyinde bakmaya karar verdik.” Böyle yaparak Tsao, LEC’deki aktivitenin aslında testlerin içerisinde ve testler arasında aşama aşama değiştiğini ortaya çıkardı.
Zamanın İzini Sürmek
© IKUMI KAYAMA, STUDIO KAYAMA
Beynin, bir anı içerisindeki olayların zamanlamasını nasıl kaydettiği net değil. Bir teoriye göre, anılar oluşurken, ilgili deneyimin zaman bilgisi beynin lateral entorhinal korteks (LEC, sarı bölge) bölgesindeki bir nöron kümesinin aktivitesindeki kademeli değişikliklerle temsil ediliyor. Zamansal içerik hücreleri (temporal context cells) olarak adlandırılan bu nöronlar, bir deneyimin — bir sıçanın test bölgesini keşfetmesi gibi — en başında aktif hale geçip sonrasında kademeli biçimde ve birbirinden farklı hızlarda pasifleşiyor. Diğer beyin hücreleri de bir deneyim boyunca daha aktif bir duruma geçebiliyor ya da aktivitelerini daha uzun bir zaman dilimi boyunca kademeli biçimde değiştirerek birden fazla deneyimi kapsayabiliyor. LEC’deki nöronlardan gelen bilgiler, zaman hücrelerinin (time cells) oluşturulduğu hipokampüse (pembe bölge) iletiliyor. Hipokampüsteki hücreler, bir deneyim esnasında belirli anlarda birbirinin ardı sıra aktifleşerek zamanın akışını damgalıyor.
© IKUMI KAYAMA, STUDIO KAYAMA
Bazı araştırmacılar, herhangi bir anda LEC’den gelen sinyaller o ana özgü olduğu için, beynin bu bölgesindeki aktivitenin bir deneyim içerisinde zamanın akışını işaretlemenin yanı sıra, farklı deneyimleri birer bütün olarak zamanda işaretleyip hayatımızın bölümlerini zamansal olarak organize etmemize yardım ettiğini de varsayıyor. Zamana dair bu kayıtlar bütünü, beynimizin olayların ne zaman ve hangi sırada gerçekleştiğini anlamlandırmasına ve daha sonra, geçmişteki elektriksel aktiviteleri yeniden kurarak anıları hatırlamamıza yardımcı olabilir.
© IKUMI KAYAMA, STUDIO KAYAMA
Tsao, 2015’te doktora sonrası çalışmaları için Stanford Üniversitesine gittikten sonra Kavli Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından sürdürülen deneylerde, LEC’de bütün bir hücre kümesinin testlerin başında aktifleştiğini ve bu aktivitenin, nöronların farklı hızlarda pasif hale dönmesiyle kademeli olarak zayıfladığını gösteren veriler elde edildi. Bu sırada LEC’deki diğer nöronların, deney süresi boyunca aktivitelerinin giderek azaldığı (veya bazen arttığı) görülüyordu. May-Britt Moser’ın anlattığına göre, ekip elindeki verilere bu şekilde baktığında, farklı test seanslarını sadece duvarın renklerine göre ayırmakla kalmayıp — çok daha merak uyandıran bir şekilde — sıçanların bu testleri hangi sırayla yaptıklarını da ayırt edebiliyordu. Moser, “Bu hücreler beraberce zamanı kodluyorlar.” diyor.
Ekip 2018’in sonlarında buluşlarını yayımlarken, Howard ve Shankar’ın çalışmalarını da alıntılıyor, Tsao’nun LEC’deki nöron kümesinin aktivitesinde gördüğü örüntülerin bu ikilinin teorik öngörüleriyle ne denli örtüştüğünün altını çiziyordu. Norveçli grubun belirttiğine göre bu sürekli değişen sinyal ayrıca, zamanın akışını birden fazla zaman ölçeği içerisinde takip edebiliyor gibi duruyordu: Bir olayın içerisindeki her bir an arasında saniyeler bazında ayrım yapabilecek kadar hızlı değişen bu sinyal, bu değişkenliği sayesinde aynı zamanda dakika veya saat bazında da olayları birer bütün halinde birbirinden ayırt edebiliyordu. Howard, ekibin buluşlarını okuyunca kendinden geçtiğini söylüyor, “Benim için büyük bir olaydı.” diyor.
Makale, sinirbilim camiasındaki birçok kişi için heyecan vericiydi ve makalenin yayımlanmasını sadece Howard’ın grubunun değil, başka grupların da teorik çalışmaları takip etti. Warwick Üniversitesinden hesaplamalı sinirbilimci Edmund Rolls, Kavli ekibinin 2018’de yayımlanan buluşlarını; beyinde birbiriyle etkileşen ağların (network), LEC’de kademeli biçimde değişen aktiviteyi ardı sıra ateşlenen zaman hücrelerine (time cells) dönüştürebileceğini açıkladığı modeliyle birleştirdi. Bunu yaparken de on yıldan uzun bir zaman önce geliştirdiği, ızgara hücrelerinin (grid cells) hipokampüste yer hücrelerini (place cells) nasıl oluşturuyor olabileceğine dair geliştirdiği modeli baz aldı.
Daha fazla deneysel veri de son süratle eklenmeye başladı. Örneğin geçtiğimiz yaz bioRxiv’de (biyolojik bilimler için bir ön baskı sunucusu) yayımlanan bir ön baskıya göre Howard ve meslektaşları, maymunların entorhinal kortekslerinden (MEC ve LEC’yi içeren bölge) alınan kayıtları analiz etti ve Tsao’nun sıçanlarda gözlediğine benzer sonuçlar elde etti. Tam olarak, maymuna bir görüntü gösterildikten sonra entorhinal kortekste bir grup nöron aktifleşiyor, sonra bu nöronlar birbirinden farklı hızlarda tekrar pasif hallerindeki aktivite seviyelerine dönüyorlardı. Bundan sadece birkaç ay sonra Almanya’daki araştırmacılar; insan LEC’sinden kaydedilen aktivitenin, bir öğrenme sürecinde yaşanan olayların sonradan zamana göre sıralandırılmasında kullanılabileceğini bildirdi.
LEC’deki aktivitenin kademeli olarak değişmesi, Tsao’nun makalesinden çıkan tek yeni buluş değildi. Birkaç farklı ekip, LEC’deki — hatta beynin birçok bölgesindeki — aktivite değişimindeki hızın, o sırada yaşanan deneyimin türüne bağlı olduğuna dair sonuçlar elde etti. Bu olgu, epizodik anılarda zamanın akışının neden bu denli öznel algılandığını açıklamaya yardımcı olabilir.
Kişisel Zaman
Tsao, test sahasını içeren orijinal deneyini takiben, Kavli’deki stajı esnasında sekiz şeklinde bir labirent kullanarak sıçanlarla bazı ek testler yaptı. Bu denemelerin her birinde sıçanlar bir bölgeyi serbestçe dolaşarak keşfetmek yerine, sekiz şeklindeki labirentin bir sağ kolundan bir sol kolundan başlayarak koşuyorlardı. Tsao sıçanların bir bölgede serbestçe dolaştığı orijinal deneyde LEC aktivitesinde keşfettiği örüntülere benzer verileri, sekiz şeklindeki labirentin kullanıldığı deneyden de elde etmeyi umuyordu. Yani umduğu şey, bu yeni deneyden gelen verilerin de sıçanın denemeleri hangi sırayla gerçekleştirdiğini ayırt etme imkanı sağlayacak örüntüde olmasıydı. Tsao, “Fakat farklı denemelerden gelen verileri birbirinden kolayca ayırt edemedik.” diyor ve ekliyor: “Bir süreliğine bu son derece moral bozucuydu — bu sonuçlar orijinal deneyden elde ettiklerimizin tam tersine işaret ediyordu.”
Tsao, epizodik bellek hakkındaki literatürü irdeleyene kadar neler olduğunu anlayamayacaktı. Beyinde kodlanan zaman için; “Belki saatlerle ölçtüğünüz fiziksel zaman değil; algıladığınız şekliyle, öznel zaman hakkındadır.” diyor. Sekiz şeklindeki labirentte koşmak, serbestçe bir bölgeyi keşfetmeye göre kendini fazla tekrar eden ve sıkıcı bir görev; ve sıçanın LEC’si bu durumu, sekiz şeklindeki labirentin kullanıldığı deney sırasında, aktivite boyunca daha az değişim göstererek yansıtıyordu. Sıçanın beyni, sekiz şeklinde labirentteki her bir denemesini ayrı olaylar olarak tecrübe etmiyor gibi gözüküyordu. En azından Tsao’nun söylediğine göre, sıçanın bir bölgede serbestçe dolaştığı orijinal deneydeki verilerle karşılaştırıldığında durum buydu.
Deneyimin türü ve nöronlarda temsil edilme biçimi arasındaki bu bağ, epizodik belleğin iyi bilinen bir garipliğine parmak basıyor. Heyecanlı ve çok çeşitli aktivitelerle dolu bir haftaya dair anıları hatırlamak, sıradan ve ilginç olmayan işlerle geçen bir haftanınkileri hatırlamaktan daha kolaydır ve hatırlandığında ilki, ikincisine göre çok daha uzun hissettirir. (Buonomano, bunun sıkıcı bir iş yaparken zamanın geçmek bilmemesi hissinden — burada bir olayın hafızada temsil edilmesi yerine, sıkıcı bir iş sırasında geçen zamanı bilinçli şekilde saymak söz konusu — farklı olduğunu belirtiyor.) Tsao’nun çalışması bu öznellik etkisinin; duyulardan gelen bilgileri işleyen alanlardan girdi (input) alan LEC’nin aktivitesinin daha karmaşık deneyimler sırasında, az miktarda işlemleme (processing) gerektiren deneyimlerde olduğundan daha fazla değişim göstermesinden kaynaklanabileceğini söylüyordu. Tsao’ya göre bu durum, zamanın bellekte ayrı bir kavram olarak kodlanmak yerine, deneyimlerimizin içeriğinden beslendiğini gösteriyordu.
Sinir hücrelerinden kayıt almak (neural recording) insanlarda zor olsa bile; araştırma gruplarının fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) tekniğiyle elde ettiği veriler, korteksteki aktivitenin değişim hızı ile zamanın bellekte temsili arasındaki bağlantıyı ortaya çıkarmaya yardım ediyor. Amerika’daki Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsünde beyin cerrahı ve sinirbilimci olan ve Howard’ın çalışmalarına ve teorisine hayranlık duyan Kareem Zaghloul, Tsao’nun makalesinin yayımlandığı zamanlarda beyni uyarmanın insan belleğine etkisi üzerine bir deney yürütüyordu. Zaghloul ve meslektaşları projenin bir parçası olarak, ellerindeki verileri zamansal içeriğin bellek oluşumunu nasıl etkilediğine bakmak için kullanmaya karar verdi. Zaghloul, “Zamana dair bu sinyallerin ne kadar değişebildiğinin, anıları birbirinden ayırt etme yeteneğimizi etkilediği hipotezini kurduk.” diyor.
Zaghloul’un grubunun çalışmasında katılımcılardan “kalem” ve “ahır” gibi kelime çiftlerini öğrenmeleri ve sonra bu çiftleri, öğrendikleri diğer kelime çiftleriyle — “portakal” ve “at” gibi — karıştırmadan hatırlamaları istendi. Katılımcılar kelime çiftlerini öğrenirken beyinlerinde geniş bölgelerden elektro-ensefalografi (electro-encephalography) tekniğiyle yapılan ölçümler sonucunda araştırmacılar; kişilerde öğrenme görevi sırasında sinirsel aktivite ne kadar hızlı değişirse, sonradan kelime çiftlerini hatırlamada o kadar iyi performans gösterdiklerini tespit etti. Zaghloul, öğrenme görevi sırasında katılımcıların beyinlerini elektriksel olarak uyarmanın sinirsel aktivitedeki değişim hızı üzerinde tutarlı bir etkisinin olmadığını ekliyor, “ama değişimi hızlandırıyorsa, kişiler kelime çiftlerini daha iyi hatırlamaya yatkın hale geldiler; yavaşlattığında ise daha kötü hatırlamaya…” diyordu. Geçen yıl yayımlanan buluşlar, zamanın bu şekilde temsil edilmesinin anıların kümelenmesinde veya birbirinden ayırt edilmesinde bir rolü olduğunu söylüyor.
Epizodik belleğin içerisindeki zaman algısının geleneksel bir saate değil de sinirsel aktiviteye bağlı oluşabilmesi, bazı araştırmacıların beynin zamanı insanların tahmin ettiğinden farklı bir şekilde algıladığı yönündeki inançlarını güçlendiriyor. Buonomano ve New York Üniversitesinden sinirbilimci György Buzsáki; birbirinden bağımsız şekilde, Tsao’nun makalesinden önce ve o makaleden beri olmak üzere bilim insanlarının yerleşmiş zaman algısı fikirlerine daha az güvenerek, beynin zamana dair bilgileri nasıl kullanabileceğine odaklanmaları gerektiğini öne sürdü. Buonomano, “Belleğin tek işlevi hayvanların geleceğe daha iyi hazırlanmalarını sağlamaktır.” diyor ve ekliyor: “Bazen camia bu detayı unutuyor.”
İleriyi Düşünmek
İlgisi sinirbilimin farklı konularına kaymış olsa da, Tsao hala Stanford Üniversitesindeki doktora sonrası pozisyonunda sıçanların beyinleri üzerine çalışıyor. Fakat epizodik bellekte zamanın temsili üzerine çalışan diğer araştırmacılar için iş daha yeni başladı.
May-Britt Moser, ekibinin sıçanların hipokampüslerinde LEC ve MEC’den gelen zamansal ve mekânsal bilgilerin bellek oluşumu sırasında nasıl birleştirildikleri üzerine çalışarak Tsao’nun başlattığı araştırma çizgisini sürdürdüklerini söylüyor. Bu fikir bir zamandır ortalardaydı. Birkaç yıl önce Eichenbaum ve meslektaşları, sıçanların zaman hücrelerinin (time cells) zamansal bilginin yanında mekansal bilgiye de duyarlı olduğunu bildirmişti. Daha yakın zamanda yapılan araştırmalar, hipokampüsün dışında da zaman hücreleri tespit ederek ve bazı yer hücrelerinin LEC’den gelen zamanla alakalı sinyallere duyarlı olduğunu tespit ederek hikayeyi daha da karmaşıklaştırdı. Bu da bazı araştırmacıları, hipokampüsün zamanı takip etmede farklı zaman skalaları için farklı sistemler barındırdığı fikrini ortaya atmaya itti.
Beynin, epizodik belleğin zamanı ve mekanı kodlayan sinyalleri nasıl birleştirdiğini modelleyen birkaç teorisyenden biri olan Howard’a göre zaman ve mekan arasındaki sınırın bulanık olması sezgisel olarak anlaşılabilen bir şey. Lisans öğreniminde fizik eğitimi almış olan Howard, ölçü birimi ne olursa olsun, “Beynin zaman ve mekanı temsil etme biçimleri aynı denklemlere uymak zorundaydı, bundan emindim.” diyor. Şimdi o ve diğer birçok sinirbilimci, beynin hatırlanan deneyimlerde zaman ve mekanı tekil biçimde temsil ettiği varsayımıyla çalışıyor. En azından belleğin belirli boyutları için Howard, “Ortaya çıkmaya başlayan hikaye sanırım bu.” diyor.
Tsao’nun çalışması zamanın bellek oluşumu sırasında nasıl kodlandığına odaklanırken, bazı ekipler madalyonun diğer yüzü üzerine çalışıyorlar: Anıları geri çağırma (retrieval) sürecinde neler oluyor? Kaliforniya Üniversitesi Irvine Kampüsündeki araştırmacılar; anıları geri çağırma esnasında LEC’lerinde daha yüksek aktivite gözlenen kişilerin, herhangi bir olay dizisindeki belirli bir olayın zamanını daha iyi hatırladığını bildirdi. Bu da LEC’nin bellek oluşumunun yanı sıra geri çağırma sırasında da zamanı algılamak konusunda bir rolü olduğunu destekliyor. Bu arada Zaghloul, Howard ve diğerleri; birbirinden bağımsız yapılan ve yayımlanan çalışmalarda, kişilerin anılarını başarılı şekilde geri çağırırken medial temporal loblarında — hipokampüs ve entorhinal korteksi içeren bir bölge — o anının oluşumu esnasında var olan aktivite örüntülerini yeniden kurduklarını gösterdi. Zaghloul, bunun geri çağırma sırasında “zamanda geri gitmeyi” sağlayan bir etki olduğunu söylüyor.
Howard, geçmiş aktivite örüntülerini yeniden kurmak gibi bir yetinin, beyinde henüz yaşanmamış olayların temsili bağlamında da uygulamaları olabileceğini söylüyor: “Uzun zaman önce fark ettik ki eğer beyinde geçmişe dair denklemler varsa, aynı tipteki niteliklerden geleceğe dair bir tahmin de oluşturulabilir.” Bu fikrin test edilebileceği deneysel veriler henüz eksik. Howard, “Yapılacak ilk şeylerden biri beynin geçmiş ya da gelecekteki aktivite durumlarına nasıl atlayabildiğini çözmek olacak. Çünkü şu anda bunu çözebilecek algoritmalarımız yok.” diyor ve ekliyor: “Şu anda…Zamanda geri gitmenin nasıl gerçekleştiğini anlatan denklemler kümesi üzerine çalışıyoruz. Aslında, tam şu anda yazı tahtama bakıyorum ve oldukça ümitliyim.”
