Algının Sırrı Çözülüyor: Bilim İnsanları Beyindeki İllüzyon Kodunu Işıkla Kırdı
Bilim İnsanları, Beynin İllüzyonları Nasıl Yarattığını Işıkla Açığa Çıkardı
Bir illüzyon, gerçekte var olmayan bir şeyi algılamamızdır. Örneğin, dört Pac-Man benzeri siyah şekil, beynimiz tarafından var olmayan beyaz bir kare olarak yorumlanır.
Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley ve Allen Enstitüsü’nden araştırmacılar, Nature Neuroscience dergisinde yayımlanan çalışmalarında, bu tür “kontur” illüzyonlarını algılamamızdan sorumlu kritik bir beyin devresini ve hücre tipini keşfettiler.
Anahtar Oyuncu: “IC Kodlayıcı” Nöronlar
Hyeyoung Shin ve Hillel Adesnik liderliğindeki ekip, “tekrarlayan desen tamamlama” sürecinin parçası olan ve beynin parçalardan bütün oluşturmasını sağlayan özel bir nöron grubu keşfetti. Bu nöronlara IC kodlayıcılar adı verildi.
Bu nöronların iki önemli özelliği vardır:
-
Üst Görsel Bölgelerden Geri Bildirim Alırlar: İllüzyonun temsili önce beynin üst seviye görsel alanlarında oluşur. Buradan birincil görsel kortekse geri iletilen “bir kare gör” talimatını, IC kodlayıcı nöronlar alır.
-
Özel Bağlantılara Sahiptirler: Sahip oldukları sinaptik bağlantılar, bu talimatı alıp etkili bir şekilde “beyaz kare” algısını yaratmalarını sağlar.
Bu süreç, bir yöneticinin çalışanına “bu raporu tamamla” talimatı vermesine benzetilebilir. Üst seviyeler (yönetici) girdiyi bir kare olarak yorumlar ve alt seviyelere (çalışan) bu algıyı “tamamlaması” için talimat gönderir.
Işıkla Kontrol Edilen Algı
Araştırmacılar bu keşfi, farelere Kanizsa üçgeni gibi illüzyonlar gösterip beyin aktivitelerini izleyerek yaptı. Daha sonra, iki fotonlu holografik optogenetik adı verilen bir teknikle, illüzyon olmadığı zamanlarda bu özel IC kodlayıcı nöronlara lazer ışınları gönderdiler.
Sonuç çarpıcıydı: Bu nöronlar lazerle uyarıldığında, fare beyninde, tıpkı gerçek bir illüzyon varmış gibi aynı algısal aktivite modeli tetiklendi. Yani bilim insanları, fiziksel bir uyaran olmadan sadece nöronları ışıkla uyararak bir algı yaratmayı başardı.
Araştırmanın Önemi ve Sonuçları
Bu çalışma şu açılardan büyük önem taşıyor:
-
Temel Algıyı Anlamak: Görsel sistemin ve beynin gerçekliği nasıl inşa ettiğine dair temel bir mekanizmayı ortaya koyuyor.
-
Nörolojik Hastalıklara Işık Tutmak: Şizofreni gibi, beynin gerçekte olmayan şeyleri algıladığı (halüsinasyon) hastalıkların anlaşılmasına ve tedavisine katkı sağlayabilir. Hangi hücrelerin anormal aktivite ürettiğini bilmek, tedavi için kritik öneme sahiptir.
-
Algının Doğasını Yeniden Tanımlamak: Algı, dünyadan pasif bir veri toplama süreci değildir. Aksine, beyin, geçmiş deneyimlere dayanarak gelen ham veriyi yorumlayıp anlamlı bir bütüne dönüştüren aktif bir inşa sürecidir. Gördüklerimiz, dünyanın ham bir kaydı değil, beynimizin yorumudur.
Çalışmanın bir kısmı, Allen Enstitüsü’nün dış araştırmacılara açık olan OpenScope programı kapsamında yürütüldü. Bu program sayesinde ekip, beyin genelindeki geri bildirim döngülerini milisaniye hassasiyetinde izleyebilen son teknoloji ekipmanlara erişim sağladı.
Araştırma, Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı.