Vagus siniri uyarımı farelerde algısal öğrenmeyi artırdı

Son bilimsel çalışmalar, özellikle vagus siniri olmak üzere bazı sinirlerin elektriksel impulslar ile uyarılmasının memeli beynindeki sinirsel aktiviteyi nasıl etkilediğini araştırıyor.

İnsan vücudundaki en uzun kranial sinir olan vagus sinirinin, kalp atış hızı, sindirim, stres ve diğer fizyolojik süreçlerin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Bazı çalışmalar, vagus sinirini uyarmanın beynin, deneyimler sonrasında kendini yeniden organize etme yeteneğini artırabileceğini öne sürüyor. Bu da, insanların ve diğer hayvanların farklı duyusal girdileri ayırt etme ve yorumlamada daha iyi hale geldiği süreç olan algısal öğrenmeyi kolaylaştırabilir.

New York Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki araştırmacılar, vagus siniri stimülasyonunun (VNS) farelerde sinirsel aktivite ve algısal öğrenme üzerindeki etkilerini incelediler. Nature Neuroscience'ta yayınlanan araştırma bulguları , vagus sinirini uyarmanın, merkezi kolinerjik sistemi aktive ederek farelerin algısal öğrenme görevindeki performansını artırdığını öne sürüyor.

VNS uyarımının farelerin beyin aktivitesi ve öğrenmesi üzerindeki etkisini değerlendiren deneylerini yürütmek için Robert C. Froemke ve meslektaşları önce yeni bir minik elektrot ve uygun bir algısal öğrenme görevi geliştirmek zorundaydı. Daha sonra ekip, VNS'nin duyusal algıyı nasıl artırabileceği (yani, eğer artarsa beyinde neyin aktif hale geleceği veya değişeceği) hakkında bir hipotez oluşturdu.

Froemke; "Fareleri işitsel bir görev için eğittik. Bir ses duyduklarında (A tonu) sola yalamak ve başka bir ses duyduklarında sağa yalamak zorundaydılar. Diğer sesler A tonuna çok yakınsa, görev zordu ve kafaları karışabiliyordu, tıpkı göz doktorunda göz çizelgesinde giderek küçülen harfleri okumanız gerektiği gibi” dedi.

Fareler algısal öğrenme görevini tamamlamayı kademeli olarak öğrendikçe, araştırmacılar geliştirdikleri elektrotu kullanarak vagus sinirlerini uyardılar. Eş zamanlı olarak, hayvanların işitsel korteksindeki (sesleri işlemede rol oynar) ve beyin sapının locus coeruleus'unda ve bazal ön beyinde, dikkatle ilgili iki bölgede aktiviteyi de kaydettiler.

Froemke, "VNS'nin eğitimi gerçekten de artırabileceğini ve algısal ayrımcılığı yalnızca eğitim ve çabayla elde edilen sınırın ötesinde iyileştirebileceğini bulduk. Ancak, en zorlu zorluk seviyelerinde kalıcı kazanımlar görmek için bir süre, birkaç haftalık günlük eğitim ve uyarım gerekiyor. Ayrıca bu algısal iyileşmeyi destekleyen sinirsel değişiklikler de belirledik.” dedi.

New York Üniversitesi'ndeki ekip tarafından toplanan kanıtlar, farelerde VNS'nin merkezi kolinerjik sistemi, diğer nöronlarla iletişim kurmak ve çeşitli beyin fonksiyonlarını desteklemek için nörotransmitter asetilkolini kullanan bir sinir ağını aktive ettiğini göstermektedir.

Bu sinir ağının aktivasyonunun, farelerin geliştirdikleri algısal öğrenme görevindeki performansını artırdığı bulunmuştur. Araştırmacılar, bundan sonraki çalışmalarında VNS'nin koklear implantların etkinliğini artırma potansiyelini değerlendiren daha ileri deneyler yapmayı planlıyor.