Yeni bir araştırmaya göre, farelerde vagus sinirini uyarmak sadece uzun süreli öğrenmeyi iyileştirmekle kalmıyor, aynı zamanda beyindeki kan akışında ritmik değişikliklere de yol açıyor. Dergide yayınlanan bulgular,
, sinir uyarımının faydalarının, nöronlar arasındaki kimyasal sinyalizmenin yanı sıra, damar tepkilerinden kaynaklanabileceğini gösteriyor.
Vagus siniri, beyin ile vücut arasında sürekli bir iletişim yoludur. Beyindeki en uzun sinir olarak, beyin saplğından başlayıp boyun, göğüs ve karın bölgesine uzanır ve kalp atış hızı, solunum ve sindirim gibi otomatik süreçleri düzenler. Elektriksel vagus siniri uyarımı, epilepsi ve depresyon gibi bazı durumlar için zaten tıbbi bir tedavi olarak kullanılmaktadır. 2021 tarihli bir inceleme,
, hafif elektrik darbelerinin vagus sinirine gönderilmesinin beyin devrelerini yeniden şekillendirmeye ve iyileşmeyi artırmaya yardımcı olduğu düşünülmektedir.
Tipik olarak, bilim insanları bu uyarımın beynin kimyasal ortamını nasıl etkilediğine odaklanmıştır. Örneğin,
PsyPost’ta 2025 yılında yayınlanan araştırma
, tek bir vagus siniri uyarımı seansının, çeşitli beyin bölgelerindeki hücreler arası iletişimle ilgili belirli proteinlerde büyük düşüşlere yol açabileceğini göstermiştir. Bu kimyasal değişikliklerin genellikle öğrenme ve hafıza için temel itici güçler olduğu düşünülmektedir.
Ancak, öğrenme önemli miktarda enerji gerektirir ve bu enerji beynin kan damarları tarafından sağlanır. 2026 yılında PsyPost’ta yayınlanan bir çalışma,
PsyPost’ta 2026 yılında yayınlanan araştırma
, kan hacminin ve metabolik dinamiklerin REM uykusu gibi farklı beyin aktivitesi durumlarıyla yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. Ayrıca, 2017 tarihli bir inceleme,
, beyin hücreleri ve yakınlardaki kan damarlarının birlikte çalışarak enerji tedarikini metabolik taleplere göre ayarladığını açıklamıştır. Ancak, vagus siniri uyarımının öğrenme üzerindeki etkilerini nasıl etkilediği konusunda kan akışındaki değişikliklerin potansiyel rolüne yeterince dikkat edilmemiştir.
Çalışmanın yazarı ve Tohoku Üniversitesi’ndeki Süper-ağ Beyin Fizyolojisi Bölümü profesörü Ko Matsui, “Laboratuvarımızda, nöronların, glial hücrelerin, kan damarlarının, metabolizmanın ve vücuttan gelen sinyallerin beyin fonksiyonunu nasıl etkilediğini anlamakla ilgileniyoruz” dedi. “Vagus siniri uyarımı, vücut ile beyin arasındaki önemli bir yolu etkinleştiren güçlü bir yoldur ve zaten klinik olarak kullanılmaktadır, ancak etkileri genellikle nöromodülatör sistemler açısından tartışılmaktadır.”
Yeni çalışmanın yazarları, vagus siniri uyarımının tetiklediği periferik sinyallerin doğrudan beyin damarı aktivitesini etkileyip etkilemediğini anlamak istemişlerdir. Matsui, “Damar dinamiklerinin de hikayenin bir parçası olup olmadığını merak ettik” diye ekledi. “Çünkü öğrenme, eğitim seansı bittikten sonra bile devam eder, bu nedenle VNS’yi eğitimi takiben uyguladık ve bunun uzun süreli öğrenimi destekleyen gecikmiş süreçleri nasıl etkileyebileceğini görmek istedik.”
Araştırma, bir dizi deney içermektedir. Bilim insanları, hayvanlara özel olarak tasarlanmış bir elektrotu boyundaki vagus sinirinin etrafına yerleştirmiştir. Bu düzenleme, kontrollü elektrik darbeleri uygularken hayvanların serbestçe hareket etmesini sağlamıştır. Uyarımın etkili olduğundan emin olmak için araştırmacılar, hayvanların göz bebeklerini ve kalp atış hızlarını izlemişlerdir; çünkü etkili vagus siniri uyarımı genellikle göz bebeklerinin genişlemesine ve kalp atış hızının düşmesine neden olur.
Öğrenmeyi test etmek için ekip, yatay optokinetik tepki adı verilen bir motor eğitim görevi kullanmıştır. Bu görevde, başı sabitlenmiş fareler, ekranlarda yatay olarak hareket eden dikey şeritleri izlemiştir. Zamanla, fareler doğal olarak bu hareketli şeritleri gözleriyle daha doğru takip etmeyi öğrenirler. Fareler, tek günde arayla yerleştirilmiş dört adet 15 dakikalık eğitim seansına katılmışlardır. Her bir seanstan sonra, bazı farelere vagus siniri uyarımı farklı yoğunluklarda uygulanırken, kontrol grubuna herhangi bir uyarı verilmemiştir.
Araştırmacılar, uzun süreli öğrenmeyi ölçmek için farenin göz takibi performansını ikinci ve beşinci günlerde tekrar test etmişlerdir. Sonuçlar, eğitimi takip eden vagus siniri uyarımının uzun süreli performansı seçici olarak artırdığını göstermiştir. Fareler, ilk günde aynı hızda öğrendiği kontrol grubundaki farelerle karşılaştırıldığında, ikinci ve beşinci günlerde uyarılmış fareler daha iyi bir göz takibi performansı sergilemiştir.
Uygulanan elektrik darbelerinin yoğunluğu, faydaların zamanlamasını etkilemiştir. Daha yüksek yoğunluklu darbeler alan fareler, performanslarında erken bir iyileşme gösterirken, daha düşük yoğunluklu darbeler alan farelerin benzer iyileşmeleri beşinci güne kadar göstermiştir.
Matsui, “Etkinin zamanlaması da şaşırtıcıydı” dedi. “VNS, performansı hemen iyileştirmedi, ancak artış daha sonra ortaya çıktı. Bu gecikmiş etki, VNS’nin uzun süreli plastisite veya hafıza konsolidasyonu ile ilgili süreçleri etkileyebileceği fikriyle uyumludur.”
Beyinde neler olduğunu gözlemlemek için ekip, fiber fotometri adı verilen bir teknik kullanarak cerebellar flocculus adı verilen beyin bölgesindeki kan hacmini ölçmüştür. Bu bölge, belirli bir tür göz hareketi öğrenmesinde rol oynar. Beynin içindeki doğal floresanını izlemek için bir optik fiber beyne yerleştirilmiştir. Araştırmacılar ayrıca, hayvanların kan dolaşımına floresan proteinleri enjekte ederek kan hacmi değişikliklerini doğrudan görselleştirmek için kullanılmıştır.
Ölçümler, her vagus siniri uyarımı darbesinin, başlangıçta kısa bir daralma ile başlayan ve ardından daha büyük bir genişlemeyle sonuçlanan iki aşamalı bir tepkiye neden olduğunu göstermiştir. Uyarım, 20 dakikalık bir süre boyunca tekrar tekrar uygulandığı için, bu reaksiyonlar yerel kan hacminde ritmik dalgalanmalara yol açmıştır.
Matsui, “Vagus siniri uyarımının, uyanıklık veya nöromodülatör yollar yoluyla beyin fonksiyonunu etkileyebileceğini bekliyorduk, ancak cerebellar flocculus’daki damar tepkilerindeki ritmik değişiklikler dikkat çekiciydi” dedi. “Bu, vagus siniri uyarımının öğrenmeyle ilgili bir bölgedeki yerel damar dinamiklerini güçlü bir şekilde etkileyebileceğini gösterdi.”
Araştırmacılar, en büyük damar dalgalanmalarını sergileyen farelerin, beşinci günde göz takibi performanslarında en büyük iyileşmeleri gösterme eğiliminde olduğunu gözlemlemişlerdir. Ancak, okuyucuların, kan akışındaki değişikliklerin doğrudan gelişmiş hafızaya neden olduğunu varsaymamaları önemlidir.
Matsui, “Bu çalışmanın, damar dalgalanmalarının öğrenmeyi nasıl etkilediğini doğrudan gösterdiğini iddia etmediğimizi belirtmek önemlidir” dedi. “Ayrıca bu makalede ATP, laktat, piruvat veya oksijen metabolizmasını ölçmedik.”
Matsui, “Bu, invaziv boyun uyarımı kullanılan bir fare çalışmasıdır, bu nedenle bulgular doğrudan insanlara veya tüketici uyarı cihazlarına genelleştirilmemelidir” diye uyardı. “Ancak, vücuttan gelen sinyallerin beyin ortamını uzun süreli plastisite ile ilişkili yollarla nasıl etkileyebileceğini gösterir.”
Gelecekteki çalışmalar, kan damarı aktivitesini doğrudan manipüle ederek, bloklayıp veya bu dalgalanmaları zorlayarak, bunun öğrenme üzerindeki etkilerini değiştirip değiştirmeyeceğini araştırmalıdır. Farklı uyarım zamanlamalarını test etmek de vagus sinirinin beyin enerji tedarik ağalarıyla nasıl etkileşimde bulunduğunu daha iyi anlamaya yardımcı olabilir.
Matsui, “Bir sonraki hedefimiz, VNS, uyku ve öğrenme sırasında metabolik sinyalleri doğrudan izlemektir” dedi. “ATP, laktat, piruvat, oksijen ve damar dinamikleri arasındaki etkileşimleri anlamakla özellikle ilgileniyoruz.”
Matsui, “Uzun vadede, öğrenmenin sadece nöron ateşlenmesi ve sinaptik aktivite tarafından değil, aynı zamanda glial hücreler, kan damarları, metabolizma ve vücuttan gelen sinyaller tarafından sağlanan dinamik destek tarafından da belirlenip belirlenmediğini anlamak istiyoruz” diye ekledi.
Matsui, “Birlikte, REM uykusu çalışması ve VNS çalışması, beyin fonksiyonunun değişen damar ve metabolik bir ortamda gömülü olduğu daha geniş bir fikre işaret etmektedir” dedi. “Bu bakış açısının öğrenme, hafıza, uyku ve vücut-beyin iletişimi hakkında nasıl düşündüğümüzü genişleteceğini umuyoruz.”
Çalışma, “Vagal sinir uyarımı, damar dalgalanmalarını tetikleyerek uzun süreli öğrenmeyi artırıyor” başlıklı makalede yayınlanmıştır.
