Bilim insanları uzun süredir, uzun süreli hafızanın beyindeki nöronlar arasındaki bağlantıların — sinapsların — güçlenip kalıcı hale gelmesine bağlı olduğunu düşünüyordu. Ancak Japonya'daki Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (OIST) araştırmacıların Science dergisinde yayımladığı yeni bir çalışma, bu köklü varsayımı sarsıyor: Fareler, beyinlerindeki sinapsların yarısından fazlasını geçici olarak kaybettikten sonra bile edindikleri anıları hatırlayabiliyor.
Araştırma ekibi, farelerde yapay olarak kış uykusuna benzer bir durum oluşturdu. Kış uykusuna yatan memeliler, bilim insanları için özel bir fırsat sunuyor: Bu süreçte beyin faaliyeti ve yapısı dramatik biçimde geriler, ancak hayvanlar uyandıklarında anılarını hala koruyor.
Ekip önce farelere iki tür hafıza kazandırdı: "korku hafızası" ve "mekânsal hafıza". Ardından farelerin metabolizma hızını ve vücut sıcaklığını keskin biçimde düşürerek onları kış uykusuna benzer bir duruma soktular. Bu süreçte hipokampüs (hafızayla ilişkili beyin bölgesi) faaliyeti yaklaşık %70 azaldı ve sinapsların yarısından fazlası ortadan kalktı.
Buna rağmen fareler uyandıklarında, daha önce keşfettikleri labirentte yiyeceğin nerede olduğunu hatırlayabildi ve orijinal nöral organizasyonlarını normale döndükten sonra yeniden kazandı.
Araştırmacılar beyinleri daha yakından incelediğinde önemli bir fark keşfetti. Kış uykusuna yatan farelerde, belirli sinaps kümelerinin dayanıklı olduğu ve sinaps "temizliğinden" korunarak hayatta kaldığı görüldü.
Bu korunan bağlantılar genellikle, tek bir nöronun çok sayıda komşu hücreye aynı anda mesaj gönderdiği merkezi "istasyon" noktalarında ya da birçok nörondan aynı anda mesaj alan yoğun sinyal alım bölgelerinde bulunuyordu.
Kaybolan sinapsların da tamamen yok olmadığı ortaya çıktı: Vücut sıcaklığı normale döndükçe, kaybolan bağlantı noktalarının %82,1'i tam olarak eski konumlarında yeniden büyüdü.
Araştırmacılar bunu doğrulamak için bir karşılaştırma da yaptı. Farklı bir fare grubuna, sinapsları yapay olarak dengesizleştiren bir ilaç verildi ve bu farelerde de benzer düzeyde sinaps kaybı yaşandı — ama kış uykusundaki farelerin aksine, bu grubun hafızası korunmadı. İşte tam bu noktada araştırmacılar kritik farkı buldu: hafızayı koruyan şey tek tek sinapsların varlığı değil, belirli "çekirdek" sinaps kümelerinin korunmuş olmasıydı.
Çalışmanın sonuçları, hafızanın beyinde tek tek sinaptik bağlantıların gücüne değil, daha üst düzey bir yapısal mimariye — nöral ağlar içine gömülü dirençli örüntülere — dayanıyor olabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar bu korunan yapıları bir tür "çekirdek hafıza izi" olarak tanımlıyor: Beyin, büyük bir yeniden yapılanma geçirdikten sonra bile bu çekirdek etrafında işlevsel ağını yeniden inşa edebiliyor.
Bu bulgunun uygulama alanı sadece kış uykusu araştırmalarıyla sınırlı değil. Bilim insanları, hafızanın nasıl bu kadar dayanıklı olabildiğini anlamanın, demans gibi nörodejeneratif hastalıklar ve beyin travması sonrası hafıza kaybı üzerine yürütülen araştırmalara yeni bir yön verebileceğini belirtiyor.
Yine de bir uyarı var: Bu, insan beyninde doğrudan test edilmiş bir bulgu değil, fare modelinde elde edilmiş bir sonuç. Ayrıca araştırmacılar, bu "çekirdek sinaps" örüntülerinin tam olarak nasıl korunduğu ve hafızayı nasıl "okunabilir" tuttuğu sorusunun hala tam olarak çözülmediğini vurguluyor.
