Neurobilimciler, erken yaşam kokularının beyinde nasıl geliştiğini ve hareket ettiğini haritaladı
Belirli bir parfümün veya çocukluk evinin kokusu genellikle kişinin en erken yıllarından canlı, duygusal yüklü anıları geri getirebilir. Yapılan yeni bir araştırmaya göre, bu erken yaşam koku anılarının ilk olarak doğumdan kısa süre sonra gelişen belirli nöronlar tarafından depolandığı, ancak zamanla ve koku tekrar karşılaşıldığında, bu belleğin beyindeki daha geniş ağlara taşındığı gösterilmiştir.
dergisinde yayınlanan araştırma, beynin anıları nasıl kodladığını, sürdürdüğünü ve sonunda yeniden düzenlediğini gösteren kanıtlar sunmaktadır.
İnsanlarda, kokuyla ilişkili otobiyografik anılar genellikle yaşamın ilk on yılından kaynaklanır. Bu anılar, görsel veya işitsel belleklerden daha güçlü ve olumlu duygusal bir tona sahip olma eğilimindedir.
Bu fikri destekleyen
, kokuyla ilişkili pozitif kişisel anıların bir kişinin ruh halinde benzersiz bir etkiye sahip olduğunu ve genellikle olumlu duyguları artırarak stresin fizyolojik belirtilerini azalttığını göstermiştir. Bu güçlü duygusal etki rağmen, bu uzun süreli koku anılarının beyin tarafından nasıl oluşturulduğu ve depolandığı hala gizemini koruyordu.
Bir kişi veya hayvan bir koku aldığında, bilgi ilk olarak beynin ön kısmında bulunan küçük bir yapı olan olfaktör buruna girer. Bu yapıda, granül hücreler adı verilen belirli nöronlar kokuyu işlemek için yardımcı olur. Kemirgenlerde, bu granül hücrelerinin büyük bir kısmı yaşamın ilk günlerinde doğar. Bu neonatal nöronların çocukluk döneminde yüksek aktiviteye sahip olması ve uzun süre hayatta kalması nedeniyle, erken yaşam koku anılarının depolanması için ideal adaylar oldukları düşünülmektedir.
Ayrıca, beyinlerin bellek sistemlerinin statik olmadığı da bilinmektedir. Tartışılan bir modele göre (
), zamanla bellekler farklı beyin bölgeleri arasında kayar. Bir anı başlangıçta hipokampus gibi belirli bölgelere bağlı olabilir, ancak daha sonra beynin dış katmanlarındaki daha geniş ağlara yeniden düzenlenir ve aktarılır.
Araştırmanın yazarı olan ve Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nde (CNRS) Lyon Nörobilim Araştırma Merkezi’nde araştırmacı Nathalie Mandairon, “Doktora tezimi yaparken Lyon’da koku algısı ve olfaktör öğrenmenin arkasındaki beyin plastisitesi mekanizmalarıyla ilgilendim, daha sonra Cornell Üniversitesi’ndeki doktora sonrası araştırmalarım sırasında da bu konuya devam ettim. Bu çalışma, önceki çalışmalarımın doğal bir uzantısıdır” dedi.
Mandairon, “Özellikle beni meraklandıran soru şuydu: Çocukluk döneminde çok sayıda kokuya maruz kalıyoruz. Bunlardan bazıları neden onlarca yıl boyunca belleğimizde yer alırken, diğerleri kayboluyor? Bu erken yaşam koku anılarının nasıl devam ettiği veya daha sonra hayatta nasıl yeniden ortaya çıktığına dair beyin mekanizmaları nelerdir?” diye sordu.
Bunu araştırmak için, araştırmacı ekip 647 yetişkine en erken koku temelli anılarını sorarak bir anket yaptı. “Anketimizde, bu belleğin genellikle çocukluk dönemine ait olduğunu ve genellikle yaşın 10’undan önceye denk geldiğini gördük” dedi Mandairon. “Bu anılar genellikle hoş bir kokuyla ilişkilendirilirken, aynı zamanda özellikle olumlu veya bazen neşeli bir bağlamla da bağlantılıydı.”
“Çoğu durumda, bu deneyimin çocukluk döneminde birkaç kez tekrarlanmış olduğunu da gördük” diye ekledi. “Bu gözlemlerden yola çıkarak, erken yaşam koku anısının oluşumunu ve uzun süreli bakımını araştırmak için bir fare modeli geliştirdik.”
Farelerin çocukluk dönemine eşdeğer olan süreçte, hayvanlar oyuncaklar, tüneller ve sosyal etkileşim fırsatlarıyla dolu zenginleştirilmiş bir kafese yerleştirildi. Bu eğlenceli ortam aynı anda belirli bir çekici koku ile ilişkilendirildi. Mikrofonlar, farelerin olumlu bir duygusal durumu gösteren yüksek perdeli tıslama sesleri (ultrasonik vokalizasyonlar) olarak bilinen daha yüksek sayıda ve sıklıkta ses çıkardığını kaydetti.
Fareler genç yetişkinliğe ulaştığında, yani iki aylıkken, çocukluk dönemindeki kokularına verdikleri tepkileri test ettiler. Araştırmacılar, aynı kokuyu standart, eğlenceli olmayan bir kafeste alan kontrol grubuna kıyasla, eğlenceli ortamda kokuyu deneyimlemiş farelerin bu kokuya daha fazla zaman ayırdığını gördüler.
Beyinde neler olup bittiğini anlamak için, araştırmacılar doğumlarının ilk günlerinde doğan granül hücrelere baktılar. “Sonuçlarımız, olfaktör burunda bulunan nöronların önemli bir rol oynadığını gösterdi” dedi Mandairon. “Bu nöronlar yüksek derecede plastiktir ve beyin ödül sistemi ile birlikte erken yaşamda öğrenilen bir kokunun belleğine katkıda bulunur.”
Bu nöronların bellek için kesinlikle gerekli olup olmadığını test etmek için, araştırmacılar optogenetik adı verilen bir teknik kullandılar. Bu teknoloji, araştırmacıların belirli beyin hücrelerini ışık kullanarak açıp kapatmalarına olanak tanır. Araştırmacılar, doğumda oluşan bu granül hücreleri geçici olarak susturmak için ışık kullandığında, fareler artık çocukluk dönemindeki kokuya karşı bir tercih göstermedi.
Araştırmacılar ayrıca genç yetişkinlikteki farelerin beyin aktivitesini de incelediler. Çocukluk dönemindeki kokuyu alan bu farelerde, beyin ödül merkezleri ve bellek sistemleri arasında yüksek düzeyde senkronize aktivite olduğunu gördüler. Bu ağlar, ayrıntılı anıları içeren hipokampus ve karmaşık karar vermeyi yöneten prefrontal korteks gibi bölgeleri içeriyordu.
Daha sonra, araştırmacılar farelerin altı aylık yaşa ulaştığında bu belleğin nasıl devam ettiğini araştırdılar. “Aynı zamanda, farelerin yetişkinlikte bile bu kokuyu yalnızca daha önce birkaç hafta boyunca tekrar maruz kalmışlarsa koruyabildiklerini de gördük” dedi Mandairon PsyPost’a. “Bu yeniden maruz kalma olmadan, bu fareler o belirli kokuya karşı tercihini kaybetti.”
Ancak, araştırmacılar fareleri her üç haftada bir kısa süreliğine tekrar kokuya maruz bıraktığında, olumlu bellek altı aylık yaşa kadar devam etti. Şaşırtıcı bir şekilde, bu uzun süreli bellek artık doğumda oluşan granül hücrelerde bulunmuyordu. İki ayda işe yarayan ışık tabanlı susturma tekniği, altı ayda etkili değildi.
Araştırmacılar, kokuyu işlemede doğrudan rol oynayan bir beyin yapısının bu belleğin devam etmesi bekleniyordu. “Ancak, zamanla diğer beyin devrelerinin, özellikle de duygularla güçlü bir şekilde ilişkili olan limbik sistem bölgelerinin devraldığını gördük” dedi Mandairon.
“Özellikle ilginç olan, belleği destekleyen beyin devrelerinin zaman içinde değiştiğidir” diye açıkladı. “Yetişkinlikte, olfaktör burun ve ödül sisteminin katkısı azalırken, duygularla daha fazla ilişkili limbik sistem bölgeleri daha önemli hale gelir. Başka bir deyişle, bellek devam edebilir, ancak bunu destekleyen beyin mekanizmaları yaşam boyunca gelişir.”
Bu devre değişiklikleri, genç sıçanlarda erken yaşam anılarının yetişkinlikte latent izler olarak nasıl devam ettiğini ve daha sonra hatırlatıcı ipuçlarıyla nasıl yeniden etkinleştirilebileceğini gösteren (
PsyPost tarafından 2016’da yayınlanan bir çalışma
) bulgularıyla tutarlıdır. Bulgular ayrıca, tehditlere karşı aversif anıların oluşumunu kullanan (
PsyPost tarafından 2016’da yayınlanan başka bir çalışma
) bulgularıyla da uyumludur, ancak mevcut çalışma farelerde olumlu koku ilişkilerinin gelişimini ölçmüştür.
Unutulmaması gereken önemli bir nokta, insan otobiyografik belleğinin sıçanlarda modellenmesinin doğal sınırlamaları olduğu gerçeğidir. “Anatomi ve fonksiyonel organizasyonun koku algı sisteminin fareler ve insanlar arasında birçok benzerliğe sahip olmasına rağmen, çalışmanın bir fare modeli kullanılarak yapıldığı unutulmamalıdır” diye uyardı Mandairon. “Çalışmamız öncelikle genel ilkeleri ve beyin mekanizmalarını belirlememize olanak tanır ve bunlar daha sonra insanlarda daha fazla araştırılabilir.”
Gelecekte, araştırmacı ekibi hangi koşulların bazı koku ilişkilerinin kalıcı olmasına neden olduğunu ve diğerlerinin kaybolduğunu anlamayı umuyor. “Bir kokunun çocukluk döneminde karşılaşıldığında yaşam boyu bir bellek haline gelmesini sağlayan ortak bir ‘tarifi’ olup olmadığını belirlemek istiyoruz: bu kokunun ne olduğu, hangi bağlamda karşılaşıldığı, kiminle birlikte olunduğu ve hangi duyguların yaşandığı” dedi Mandairon.
“, Jules Dejou, Anna Athanassi, Théo Brunel, Marc Thevenet, Anne Didier ve Nathalie Mandairon tarafından yazılmıştır.
