Anılarımızın, beyinde dağınık halde bulunan nöronlardan oluşan bir dizi veya bir desen tarafından kodlandığı düşünülüyordu. Bu nöronlar dizisine veya desenine “engram” adı veriliyordu. Ayrıca, nöronların arasındaki bağlantıların (sinapsların) gücündeki değişimlerle anıların oluştuğu, dolayısıyla "öğrenme" sürecinin gerçekleştiği ileri sürülmüştü.

Bir süre önce Science dergisinde yayımladıkları bir makalede, J. Choi ve çalışma arkadaşlarından oluşan bir araştırma ekibi, fareler üzerinde kullandıkları yeni bir yeşil floresan protein tekniği ile engram hücrelerinin beyinde birbiriyle nasıl bağlantılı olduğunu ve engram hücreleri arasındaki sinaptik bağlantıların, hatıra oluşumunun temelinde olup olmadığını anlamayı denedikleri çalışmalarını özetledi.

Bilimciler, yaptıkları deneyde farelerin bir kısmını ya güçlü ya da zayıf elektrik şoklarıyla korkutarak, bir korku koşullanması oluşturdu. Fareler kötü bir olay yaşadıklarını (örneğin elektrik şokuna maruz kaldıklarını) anımsadıkları bir yere bırakıldığında, tipik olarak donakalır. Ekip, doksisiklin adı verilen bir tür antibiyotikle, koşullanma sürecinde etkinleşen beyin hücrelerini etiketledi. Bunlar engram hücreleri olarak adlandırılır; çünkü korku koşullanması sürecinde bellek ile ilişkidelerdir. Daha sonra, yeni geliştirilen ve “dual e-GRASP” adı verilen bir yeşil floresan protein ile etiketleme tekniği kullanarak, nöronlar arasındaki sinapslar görülebilir hale getirildi; post-sinaptik (çıktıyı alan) nöronların yanı sıra, pre-sinaptik (girdiyi veren) nöronların iki ayrı grubu tarafından oluşturulan sinapslar da belirlendi. Ardından, bu teknik kullanılarak, engram hücrelerindeki (korku koşullanması sırasında etkin olarak etiketlenmiş hücrelerdeki) ve engram hücresi olmayan hücrelerdeki sinapsların bağlantılılığı (gücü) görselleştirildi.

Teknik sayesinde, iki topluluktan çıkan sinapsların aralıklı olarak yerleşmiş olduğu durumda bile, iki ayrı girdiden, hippokampal CA1 engram nöronlarına giden, pre-sinaptik nöronların iki ayrı topluluğundan (CA3 engram nöronlarından) çıkan sinapsları görüntülemek mümkün oldu.



Engram nöronları ile engram nöronu olmayan (korku koşullanması sırasında etkin olarak etiketlenmemiş) nöronlar arasındaki sinaps etkileşimleri karşılaştırıldığında, engram hücrelerinin, bir başka engramla etkileşim sırasında, engram nöronu olmayan bir nöronla etkileşime nazaran, çok daha aktif oldukları gözlemlendi. Engram nöronları arasındaki sinaps bağlantıları daha fazla ve daha büyük; bu bağlantılar koşullanmalar sırasında daha da güçlü hale gelebiliyor. Yani güçlü ve zayıf elektrik şoklarının yol açtığı hatıra oluşumu, şokun gücüne göre değişiyor; güçlü elektrik şoku, “daha kötü” bir hatıra olarak, hippokampusteki engram nöronları arasında daha güçlü sinaps bağlantılarına sebep oluyor.

Artık biliyoruz ki; anıların oluşumunun ve güçlerinin ardında, hippokampüsteki engram nöronları ve onlar arasındaki bağlantıların gücü bulunuyor. Araştırmacılar, elde ettikleri bulguların öğrenme ve bellek açısından öneminin yanı sıra, farklı yerlerdeki nöronların aynı anda görüntülenebilmesini sağlayabilmesi dolayısıyla bu yeni tekniğin gelecek araştırmalara sağlayacağı potansiyel katkı için de heyecanlı olduklarını belirtiyor.