Talamus yetişkin beyninin uyum yeteneğini düzenler

Genellikle yetişkin beyninin uyum yeteneğinin esas olarak kortekste gerçekleştiğine inanılır. Ancak yeni bir çalışma, gelen motor ve duyusal bilgiler için bir aktarma istasyonu olan talamusun bu süreçte beklenmedik derecede önemli bir rol oynadığını gösteriyor.

Yeni şeyler öğrenmek beynimizin muazzam bir kapasitesini gerektirir. Beynimizin yeni deneyimler sonucunda adaptasyonuna plastisite denir. Gelişimimiz sırasında, sinir ağlarının çok fazla esneklik gösterdiği, kritik dönemler olarak bilinen dönemler vardır. Ama aynı zamanda yetişkin beyni de uyum sağlama yeteneğine sahiptir. Yetişkin beyninde bu esnekliğin nerede gerçekleştiği tam olarak anlaşılamamıştır.

Bu soruyu daha iyi anlamak için Yi Qin ve meslektaşları, Christiaan Levelt'in gözetiminde farelerin görsel sistemini incelediler. Bu, manipülasyon kolaylığı nedeniyle plastisiteyi incelemek için popüler bir modeldir. Görsel bilgi retina yoluyla talamusa ulaşır. Bu beyin çekirdeği daha sonra işlenmiş bilgiyi görsel kortekse iletir ve bunun tersi de geçerlidir. Fareler üzerinde yapılan bir deney, yetişkin beyninin bu duruma ne kadar iyi uyum sağlayabildiğini açıkça ortaya koyabilir. Farenin bir gözü birkaç gün boyunca kapatıldığında, görsel korteks kapalı göze daha az, açık göze daha iyi yanıt vermeye başlar. Bunun tam olarak nasıl düzenlendiği uzun süredir belirsizliğini koruyor. Ancak bu yeni sonuçlar önemli bir oyuncuyu ön plana çıkarıyor: talamus.

Yeni bir bakışaçısı

Christiaan Levelt: "Beş yıl önce, talamusun, gelişimin kritik dönemlerinde görsel korteksin esnekliğinde çok önemli bir rol oynadığını keşfettik. Bu, tüm bu sistemin nasıl çalıştığına dair bakış açımızı değiştirdi. Hepimiz bu sürecin düzenlendiğini düşünüyorduk. Görme korteksinde, ancak hikayenin tamamı olmadığı ortaya çıktı. Farelerin görme açısından kritik dönemlerinde talamusta bulunan çok özel bir bileşeni, GABA-alfa 1 alt birimini çıkararak öğrendik. talamusu inhibe etti, dolayısıyla bunun çıkarılması inhibisyonun azalmasına neden oldu. Bu farelerde bir gözü kapattığımızda, yanıtlarda değişiklik artık meydana gelmedi. Yetişkin beyni, gelişen beyinden farklı esneklik mekanizmaları kullandığından, önemli bir soru, beyindeki adaptasyonun olup olmadığıydı. Yetişkinlerin görsel sistemi aynı zamanda talamusu da içeriyordu."

Yi Qin: "Mevcut çalışmada aynı deneyi yetişkin farelerde yaptık ve benzer sonuçlar gözlemledik. Yetişkin talamusta da plastisitenin gerçekleştiğini ancak alfa-1 alt birimini kaldırdığımızda ortadan kaybolduğunu gözlemledik. Sonuç olarak, plastisitenin olmadığını gözlemledik. Görme korteksinin aynı zamanda bir geri bildirim mekanizması yoluyla talamusa bilgi gönderdiğini bildiğimizden, talamusun esnekliğinde görsel korteksin de rol oynayıp oynamadığını merak ettik. deney ve görsel korteksi kapatma. O zaman talamustaki tepkilerdeki değişime ne olur? Yetişkin hayvanlarda herhangi bir fark görmedik: değişim devam etti. Ancak hayvanlarda kritik dönemlerinde, kapandığımızda şunu gözlemledik: Görme korteksinde aşağı doğru kayma talamusta geri döner.Yani genç yaşta talamus ve korteksteki esneklik birbirini çok daha fazla etkilerken yetişkin beyninde talamus korteksteki esneklik için özellikle önemlidir ancak Diğer taraftan."

Birçok sürece dahil oldum

Levelt şöyle devam ediyor: "Plastiklik birçok süreçte önemlidir. Şu anda duyusal plastisiteye (görme) odaklanıyoruz, ancak plastisite aynı zamanda hafıza ve diğer işlevler için de temeldir. Bu yeni anlayışlar, örneğin öğrenme güçlüğünün anlaşılmasıyla alakalı olabilir. Bu sorunların kökeninin korteksten ziyade talamusta olması muhtemeldir, bu nedenle farklı bir yaklaşıma ihtiyaç vardır, tedaviler ve bu sorunların patogenezinde sadece kortekse bakmak yerine talamusu da dikkate almak gerekir. Bu önemli ve yeni bir yorumdur."

Qin: "Göz tembelliği durumunda bile bunun korteksle ilgili bir sorun olduğu varsayılıyor ancak talamusu da kapsayabilir. Avrupa'da genç yaştan itibaren göz tembelliğinin varlığını test ediyoruz. Bu durum kritik dönemde zayıf gözle olan bağlantıları güçlendiren 'sağlam gözün' geçici olarak kapatılmasıyla düzeltilir. Örneğin ABD'de bu genç yaşta rutin olarak kontrol edilmez, bu da daha fazla insanın yetişkinliğe kadar tembel göz taşımasına neden olur. Onlar için kritik dönem çoktan geçtiği için bu bireylerin tedavisi daha da zorlaşıyor. Çalışmamız, yeni bir tedavi stratejisi için yol gösterici olabilecek korteksin ötesine bakmamız gerektiğine dair bir ipucu veriyor."

kaynakça: Netherlands Institute for Neuroscience - KNAW. "Thalamus regulates adaptability of the adult brain." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 October 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231006104518.htm>.