Saatler, zamanı ölçebilmek amacıyla insanlar tarafından üretilmiş cihazlardır. Aktivitelerimizi saate göre koordine etme konusunda tüm insanlar sosyal bir mutabakat sağlamış durumda. Fakat buna rağmen beynimiz, süreyi kol saatimizde standartlaştırılmış dakika ve saat birimleri zamanıyla algılamaz. Deneyimlerimiz ve hatıralarımızdaki zaman işareti, tamamen farklı bir zamansallığa aittir.

Evrimsel süreç boyunca insanlar da dahil olmak üzere tüm organizmalarda, zamanı takip edebilmeyi mümkün hâle getiren birden fazla biyolojik saat evrimleşmiştir. Beynin çeşitli zaman sayaçlarını ayıran şey yalnızca ölçülen zamanın ölçeklendirilmesi değil aynı zamanda da nöral saatlerin ayarlı olduğu olgudur.

Bazı zaman sayaçları dışsal süreçlere ayarlanır; örneğin, sirkadiyen ritimlerimiz Güneş'in doğuşu ve batışına ayarlıdır. Bu saat, canlıların günün ritmini yakalamalarına yardımcı olur. Diğer zaman sayaçlar ise daha içsel kökleri bulunan fenomenler tarafından ayarlanır; örneğin, zamanın 10 saniyeye kadar hassas bir şekilde takip edildiği domino benzeri bir zincir sinyali oluşturan hipokampal zaman hücreleri gibi.

Bugün, artık beynimizin saniye gibi küçük zaman kesitlerini ölçebilen mekanizmaları hakkında oldukça fazla şey biliyoruz. Ancak bunun yanı sıra, beynin saniyelerden dakikalara, saatlere kadar sürebilen deneyimlerimizi ve anılarımızı kaydetmek için kullandığı zaman aralığı hakkında ise çok az şey biliyoruz.

Zaman Deneyiminde Nöral Saat

Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar, beyin hücrelerinden oluşan bir populasyondan kayıtlar elde ederek, beynin derinliklerinde deneyimler anında zaman takibini yapan güçlü bir zaman kodlama sinyali belirledi. 29 Ağustos'ta (2018) Nature'da yayımlanan araştırma makalesinde, bir olayın deneyimlenmesinde beynin zamanı nasıl anlamlandırdığı ortaya koyuldu. Araştırmaya göre, bu nöral ağ, açıkça zamanı kodlamıyor ama devam eden deneyim akışından kaynaklanan subjektif bir zaman ölçümü yapıyor.

Nöral saat, deneyimlerimizin akışını düzenli bir olaylar dizisine organize ederek çalışıyor. Bu aktivite de öznel zaman ölçümü yapan bir beyin saatini ortaya çıkarıyor. Deneyim ve deneyimin içindeki olayların ard arda oluşu, böylece beyin tarafından üretilen ve ölçülen öznel zamanın konusu oluyor.

Hafıza, Zaman ve Mekân

Araştırmacılara göre, bugün beynimizin mekân işleme sürecine dair oldukça iyi bir kavrayış sahibi olmamıza karşın, zamana dair işleyiş süreci hakkında daha az bilgi sahibiyiz.

Beynimizdeki mekân işlemesi, araştırması görece daha kolay olan bir fenomendir. Çünkü bu süreç, özel görevleri bulunan özelleşmiş hücre tiplerinden oluşur ve bu hücreler, birlikte; sistemin basit ayrıntılarını oluşturur.

2005 yılında, May-Britt ve Edvard Moser, çevreyi altıgen birimlere bölerek çevremizi farklı ölçeklerde haritalandıran grid hücrelerini keşfettiler. 2014 yılında, beyinde yer ve konumlandırmayı belirleyen hücreler olan grid hücreleri keşfinden dolayı sinirbilimciler John O´Keefe ile birlikte May-Britt Moser ve Edvard Moser'e Fizyoloji ve Tıp Nobel Ödülü'nü getirdi.

2007 yılında, Moserlerin keşfinden ilham alan Kavli Enstitüsü'nden Albert Tsao ise gizemli lateral entorhinal kortekste (LEC) olup bitenlerin kodlarını kırmaya başladı. Beynin bu bölgesi, Moser çiftinin grid hücrelerini keşfettiği yer olan orta entorhinal korteksin (MEC) tam yanında bulunuyor.

Araştırma ekibi, bu sinir ağının işlevsel kimliğini ortaya çıkaracak benzer bir anahtar işletim hücresi bulmayı umuyordu. Ancak hücrelerin aktivitesi için belirli bir model açığa çıkmamış, sinyal her zaman değişkenlik göstermişti. Bu yüzden de uzun soluklu bir araştırma haline gelen çalışmada, son birkaç yıl içinde araştırmacılar sinyalin; zamana bağlı olarak değiştiğinden şüphelenmeye başladılar ve aniden kaydedilen veriler anlamlı gelmeye başladı.

Eğer bu ağ, gerçekten de zamanı kodluyorsa, deneyimleri benzersiz hatıralar olarak kaydetmek için ortaya çıkardığı sinyalin de zamana bağlı olarak değişmesi gerekiyordu.

Zamanın Şekli

Bu süreçte artık, sadece medial entorhinal kortekste mekânın nasıl kodlandığını keşfetmek için tek bir grid hücresinin sinyalini çözmek gerekiyordu. Öte yandan, lateral entorhinal kortekste kodu çözme süresi daha karmaşık bir işti. Yalnızca yüzlere hücreden elde edilen aktiviteye bakıldığında; zamanı kodlayan sinyal fark edildi.

Zamanın yapısı, filozoflar ve fizikçiler tarafından uzun yıllardır tartışılan bir konudur. Peki, yeni keşfedilen; beynin olaylara dayalı bu zaman mekanizması, zamanı nasıl algıladığımız noktasında bize ne söyleyebilir? Zaman algımız, akmakta olan bir ırmak gibi lineer yapıda mı yoksa bir tekerlek ya da sarmal gibi döngüsel mi?

Bu yeni araştırmadan elde edilen sonuçlara bakarak, her ikisinin de doğru olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü zaman-kodlayan ağdaki sinyal yapısı deneyime bağlı olarak pek çok form alabiliyor.

2016 yılında, doktora öğrencisi Jørgen Sugar, lateral entorhinal korteksin olaylara dayalı zamanı kodladığı hipotezini test etmek için bir dizi yeni deney gerçekleştirmek üzere Kavli projesine katıldı. Yapılan deneylerin birinde; bir sıçan, çok çeşitli deneyimlere ve hareket seçeneklerine sokuldu. Deneyde, sıçan, bir dizi açık alan ortamını ziyaret ederken, etrafta dolaşmak, çikolata parçalarını aramak ve takip etmek için özgür bırakıldı.

Bu deney sırasında zaman sinyalinin benzersizliği, sıçanın, deneye devam ettiği iki saat boyunca, çok iyi bir zaman ve olayların zamana bağlı dizisine sahip olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, çeşitli olayların meydana geldiği zamanın tam olarak ne zaman olduğunu takip etmek için sıçanın zaman kodlama ağından gelen sinyali kullanabildi.

Araştırmacılara göre, içinde bulunduğunuz aktiviteleri, deneyiminizin içeriğini değiştirerek, LEC'deki zaman sinyalinin gidişatını ve böylece de zamanı nasıl algıladığınızı değiştirebilirsiniz.