Görme ile ilgili protez teknolojisi ya da biyonik gözler yakın gelecekte gerçeğe dönüşebilir. Araştırmacılar devam etmekte olan çalışmalarda körlük durumuna sahip olan bireylerin beyinlerindeki görsel girdilerle ilişkili olan bölümleri yeniden aktive edebilecek stratejileri geliştiriyor ve bu yönde önemli adımlar atıyorlar.

Bir sinir hücresinin uyarıldığı anda oluşturduğu elektriksel yük değişimi veya depolarizasyonu beynimizde gerçekleşen duyusal algıların da temelini oluşturmaktadır. Genel bir yargı olsa da bu geleneksel ifade; algı ile ilgili olan beyin aktivitesini açıklamaya yetmiyor.

Nöronlar genellikle sinyallerini hızlandırabilmekte veya yavaşlatabilmektedir. Salk Institute’ten araştırmacıların gerçekleştirdiği yeni bir araştırmada da bunu destekleyebilecek bir keşfe imza atıldı: Çevreyi görme süreci yalnızca ilgili sinirlerin, belli bir zaman aralığındaki depolarizasyonuna (spike) sayısına değil, aynı zamanda bu sinirsel uyarı oluşumlarının zamanlamasına bağlı.

Görme duyusu üzerine yapılan araştırmalarla, gittikçe daha fazla bilginin nöron aktivitesi paternlerinde saklı olduğu anlaşılmaya başlandı. Araştırmanın lideri ve Salk Institute’te sinirbilim profesörü olan John Reynolds, gelişen bilgisayar teknolojisi ve üretilen yeni teorilerle bu paternlerin daha derinlemesine keşfedilmeye başlandığını belirtti.

İnsan beyni çok basit şekillerden karmaşık uyaranlara kadar (örneğin kalabalık bir kafe veya bir insanın yüzü) her şeyi görmeyi sağlayan nöronların kapsamlı ağlarına ev sahipliği yapmaktadır. Araştırma ekibi; Neuron dergisinde yayımlanan çalışmalarında beynin görsel bölgelerinden biri olan - beynin görme sisteminde şekillerin sınırlarının, kenarlarının algılanmasını sağlayan alanın tam merkezinde bulunur- V4 bölgesine odaklandı. V4 bölgesindeki nöronlar, görüş açımızın neresinde olursa olsunlar bir şekli tanımamızı sağlayacak sınırları görmemizi sağlamaktadır.

Buna karşın 2013 yılında Reynolds ve post-doktoral araştırmacı Anirvan Nandy V4’ün bundan daha fazlası olduğunu ve bölgedeki bazı nöronların -özel olarak- görüş alanında özellikle belirlenmiş bir alandaki kenarları tespit etmeye yaradığını keşfetti.

Bu bulgular araştırma ekibini V4 bölgesinin aktivite kodunun çok daha detaya bağlı olabileceğini düşünmeye itti ve buna dayanarak yer odaklı uyarıya ek olarak zamana bağlı etmenlerin de paterne etkide bulunma ihtimali araştırıldı.

Aslında çevremizdeki dünyayı bir dizi fotoğraflar olarak görmeyiz, hatta tersine zaman içinde yaşarken anlık olarak nöronlarımız uyarılır, depolarize olur ve görüntüyü an be an yakalar. Bu görsel duyumsama süreci içinde zamanın büyük çoğunluğunda belli bir noktaya odaklanırız ve belirli bir alanı içindekilerle birlikte daha net ve keskin hatlarla tanımlanmış şekilde görürüz.

Salk’tan teorisyenler ile kolabore halde çalışan bilgisayar bilimciler adına ‘ideal gözlemci’ dedikleri bir bilgisayar kodu tasarladılar. Yalnızca beyin verilerine ulaşabilen bilgisayar kodu, bu veriler ile hareket ederken görülen resimleri çözmeye veya en azından tahmin etmeye çalışmak üzere tasarlandı.

Bu ideal gözlemci kodlarından biri nöronların kaç kez uyarıldığı bilgisine erişim sağlarken diğer versiyon bu uyarıların tüm zamanlama ve zamanla ilgili bilgi verilerine ulaşabiliyordu. Araştırmada yürütülen bu deneyin sonucuna göre, ikinci versiyon kod; birinciye nazaran çok daha tutarlı biçimde görüntüleri çözümlemeyi başardı.

Beyinden daha iyi kayıt almayı sağlayan ve beyni daha verimli şekilde istenilen bölgesinden uyarmayı sağlayan teknolojinin gelişmesi daha iyi teorik modellerin de geliştirilmesini sağlıyor. Araştırma ekibi de bir sonraki aşamada, V4 bölgesini yalnızca gözlemlemeyi değil aynı zamanda optogenetik yolu ile bölgesel olarak hedefli biçimde uyarmayı hedefliyor.

---

Makale Referans : Anirvan S. Nandy, Jude F. Mitchell, Monika P. Jadi, John H. Reynolds. Neurons in Macaque Area V4 Are Tuned for Complex Spatio-Temporal Patterns. Neuron, 2016; DOI: 10.1016/j.neuron.2016.07.026

---