Hipokampüste Yürüyüş Mesafesini Ölçen Yeni Bir Nöral Kod Keşfedildi

Bilim insanları, beynin kat edilen mesafeyi takip etmek için kullandığı, daha önce tanımlanmamış bir mekanizmayı gün yüzüne çıkardı. Bu mekanizma, nöronların elektriksel aktivitesinde kademeli değişimlere dayanıyor. Yol entegrasyonu olarak bilinen bu süreç, Alzheimer hastalığının erken evrelerinde sıkça görülen ve hastaların yön bulma yeteneğini kaybetmesine yol açan bozukluklarla yakından ilişkili olduğu için büyük önem taşıyor.

Florida'nın Jupiter şehrinde yerleşik olan Max Planck Nörobilim Enstitüsü (MPFI) bünyesindeki araştırma ekibi, fareler üzerinde deneyler gerçekleştirdi. Bu deneylerde hayvanlar, dışsal işaretlere başvurmak zorunda kalmadan tamamen kendi motor duyumlarına güvenerek sanal bir ortamda kat ettikleri mesafeyi doğru bir şekilde tahmin etme konusunda eğitildi. Araştırmada, lisansüstü öğrencisi Raphael Heldmann ve kıdemli yazar, araştırma grubu lideri Xue-Song Wang yer aldı. Çalışma sırasında, “yer hücreleri” ile ünlü olan hipokampüsteki binlerce nöronun elektriksel sinyalleri kaydedildi.

Yapılan analizler, nöronların büyük bir kısmının belirli bir konumu ya da zamanı kodlamadığını gösterdi. Bunun yerine, kat edilen mesafeyle doğrudan ilişkili olan, birbirine zıt iki artan aktivite paterni sergilediler. Nöronların bir popülasyonu, farenin hareketi ilerledikçe kademeli olarak azalan yüksek bir ateşleme hızıyla başlarken, diğer bir grup ise kat edilen yol arttıkça aktivitesini yavaşça yükselten ters bir dinamik sergiledi. Bu iki artan aktivite türü, iki fazlı bir kod oluşturuyor: Hareketin başlangıcını işaret eden hızlı bir ilk değişim ve ardından kat edilen mesafeyi saymaya yarayan daha yavaş bir eğim geliyor.

Bu sinirsel mekanizmanın önemi, araştırmacılar optogenetik yöntemler kullanarak bu nöral devrelerin işleyişini bozduğunda kanıtlandı. Devrelerin manipülasyonu, farelerin mesafeyi doğru bir şekilde yargılama yeteneğinde ciddi bir aksamaya neden oldu. 2025 yılı sonu tarihli yayın, hücresel bileşenleri daha da netleştirdi: Somatostatin (SST) ifade eden internöronlar, artan nöronların ilk grubunu etkilerken; Parvalbumin (PV) ifade eden internöronlar ikinci grubu modüle ediyor.

Uzamsal navigasyonun temelini oluşturan mekanizmaları anlamak, temel bir öneme sahiptir. Zira yol entegrasyon fonksiyonundaki düşüş, genellikle Alzheimer hastalığının en erken belirteçlerinden biri olarak karşımıza çıkar. Kuzey Amerika'daki Max Planck Cemiyeti'nin ilk ve tek kurumu olan Florida'daki Max Planck Enstitüsü, nöral devrelerin yapısını ve işlevini araştırmaya devam ediyor. Ekibin gelecekteki çabaları, bu artan paternlerin nasıl üretildiğini ayrıntılı olarak incelemeye odaklanacak; bu da anlık deneyimlerin kalıcı hafızaya dönüşümünü daha bütüncül bir şekilde açıklamamıza olanak tanıyabilir.