Beyin, dışardaki ritim algısının zihinsel bir simülasyonunu oluşturarak doğru zamanlı cevaplar veriyor.
Yazan: Jennifer Michalowski
Çeviren: Gizem Özkabak
Her ne kadar saatler, bilgisayarlar ve metronomlar hassaslıkla kesin olarak zamanı ölçebilseler de bizler harici bir süreölçerimiz olmadan da kendi başımıza zamanı takip edebiliriz. Dans ederken, şarkı söylerken ve bir müzik aleti çalarken ritim tutabiliriz çünkü dakikaların ve saatlerin ne kadar sürdüğünü biliriz. UNAM (Meksika Ulusal Özerk Üniversitesi) ve MIT’deki McGovern Enstitüsünde yer alan nörobilimciler, beyindeki bir ritim tutma örüntüsünü keşfettiler: Beyin, dışardaki ritim algısının zihinsel bir simülasyonunu oluşturarak doğru zamanlı cevaplar veriyor.
“Science Advances”ta yayımlanan bu çalışma, hayvanların hayali olaylar üzerine düşünmelerini sağlayarak dünya ile etkileşimlerini yönlendiren içsel mekanizmalarını betimliyor. Mehrdad Jazayeri’ye göre, bu çalışma zihinsel durumun bağımsız bir davranış güdüsü olduğunu belirtiyor.
Geleceği öngörmek
Jazayeri ve Victor De Lafuente beynin zaman ölçme yeteneğini araştırmak amacıyla bir ekip kurdu. Araştırmanın yürütücüsü De Laufente, beynin öngörüde bulunma ve dünyanın geleceğine ve getireceklerine karşı nasıl hazırlandığına dair meraklarının, motivasyon kaynakları olduğunu dile getirdi.
De Lafuente ve ekibi, ekrandaki bir noktanın iki konum arasında gidip gelmesiyle oluşturdukları görsel metronomu kullanarak, maymunlara basit ritmi öğrettiler ve sonrasında metronomu durdurdular. Değişken ve öngörülemeyen bir duraklamadan sonra maymunlara eğer metronom çalışmaya devam etseydi noktanın nerede olacağını sordular.
Maymunlar bu görevi başardılar ve metronom durduktan sonra zamanı başarıyla ölçtüler. Bekleme periyodundan sonra, zamanı doğru bir biçimde ölçüp dairenin beklenilen konumunu dokunmatik ekrana uzanarak tespit ettiler.
Araştırmacılar, hayvanların metronom ritmini nasıl tuttuğunu anlamak amacıyla beyin aktivitelerini gözlemlediler ve maymunlar metronomu izlerken; kilit nokta olarak bazı beyin bölgelerinde, metronomla aynı frekansta dalgalanan ritmik örüntüler buldular. Aynı frekansta dalgalanan ritmik örüntüler, dikkat çekici bir şekilde, metronom durdurulduktan sonra da gözlemlendi.
Araştırmacılardan Jazayeri durumu şu şekilde anlatıyor: “Hayvan, bir şeylerin hareket ettiğini ve durduğunu görüyor. Bizim beyinde bulduğumuz şey ise bu sürecin hayvanın zihninde sürerlilik göstermesi. Tüm bir zihinsel ağ metronomun yaptığını kopyalıyor ve tekrar ediyor.”
Metronom dairesi ekranın sol tarafındayken, bir grup hücre görsel kortekste, nöron yığınlarının gözün görüş alanında uyaranlara cevap verdiği yer ateşlendi; bir diğer grup hücre ise daire ekranın sağ tarafındayken ateşlendi. Araştırmacılar, görsel metronomu takip eden maymunların beyinlerinde bu hücrelerin ritme göre değişen aktivitelerini görebiliyorlardı. Metronom durduğunda ise beyinde ileri-geri hareket eden nöral aktivite sürdürüldü ve ritim korundu. Laufente: “Uyaran görüş alanında olmasa bile, onlar uyaranı zihinlerinde görmeye devam ettiler.”
Araştırmacılar, görsel korteksteki nöral aktiviteye benzeyen bir durumu da hareketlerin hazırlandığı ve icra edildiği motor kortekste buldular. De Laufente, maymunların zaman ölçme görevlerinin çoğunluğunda hareketsiz olduklarını ve yalnızca metronom dairesinin nerede olması gerektiği sorulduğunda, bir ellerini ekranda işaret etmek amacıyla kaldırdıklarını ifade etti. Görevde metronom dairesinin olması gereken yeri işaret etme aşamasına gelinmeden önce de beklenenin aksine motor korteks, zihinsel aktiviteye dahil olmaya başlamıştı.
“Beyinlerinde, sağa ve sola değişen bir sinyal vardı. Yani maymunlar, hareket etmeseler ve içinde yer aldıkları mekan sabit kalsa da zihinlerinde ‘sol-sağ-sol-sağ’ hareketini düşünüyorlardı.”
Bazı bilim insanları, beynin, merkezi bir zaman ölçme mekanizması olduğunu ileri sürseler de; araştırmacıların bulguları süre takibinde tüm nöral ağların kullanılabileceği yönünde. De Lafuente’ye göre, maymunların, belirli duyusal uyaranları temsil ederek geleceğe yönelik hareket planlaması yapan bu modellemeleri şaşırtıcı bir şekilde açık ve belirgin. Jazayeri modeli şu şekilde açıklıyor: “Bu bulgular, bize dünyadaki dinamiklerin zihinsel takiplerini göstererek bu dinamiklerin gerçekte nasıl gerçekleşmiş olacağına dair düşünce sürecinin potansiyel bir çözümlemesini sunuyor.”
Haber Kaynağı: “The brain runs an internal simulation to keep track of time” https://mcgovern.mit.edu/2024/01/24/how-the-brain-keeps-time-3/ (son erişim tarihi: 10.02.2024).
Paper: “Keeping time and rhythm by internal simulation of sensory stimuli and behavioral actions” https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh8185 (son erişim tarihi: 10.02.2024).
