Bilişsel fare modelleri, zaman algısı ve karar vermede ilerleyen yaşla birlikte ortaya çıkan değişimlerin altında yatan bilişsel ve nörobiyolojik mekanizmalara ışık tutuyor!

Yaşlı yakınlarınızın zamanın kendileri için artık ne kadar daha hızlı geçtiğinden bahsettiklerini duymuşsunuzdur. Öte yandan, trafikte veya alışveriş yaparken yaşlı bireylerin daha yavaş karar verdiklerini gözlemlemiş olabilirsiniz. Günlük hayatta yaşlı bireyler ve etraflarındaki kişiler tarafından deneyimlenen bu tür bilişsel ve davranışsal farklılıklar birçok bilimsel çalışmada araştırma konusu olmuştur (örn., Paraskevoudi, Balcı ve Vatakis, 2018). Zamanlama ve karar vermedeki bu değişimlerin altında yatan bilişsel ve sinirsel mekanizmalar ile ilgili hem fare gibi model organizmaların hem de hesaplamalı yaklaşımların söyleyeceği çok şey olduğunu düşünüyoruz. Hayvan modelleri ile yapılan araştırmalar medikal ve ilaç keşif çalışmalarının olmazsa olmazı (Royal Society, 2015), hesaplamalı modeller ise bugün bizlere nöropsikiyatrik bozuklukların formüller ve parametrelerle anlaşılabilirliğini gösteriyor (Huys, Maia ve Frank, 2016).

Kaynak: http://www.clipartpanda.com/clipart_images/we-transition-from-a-baby-63682505
Kaynak: http://www.clipartpanda.com/clipart_images/we-transition-from-a-baby-63682505

TÜBİTAK tarafından desteklenen projemiz bu farklı yaklaşımları nörobiyolojik ölçümler ile bütünleştirerek yaşlılıkta zamanlamanın ve karar vermenin nasıl değiştiğini incelemeyi ve bu farklılıkların altında yatan bilişsel ve nörobiyolojik süreçlerin heseplamalı arayüzler aracılığıyla aydınlatılmasını amaçlamıştır. Araştırma bulgularımız, genç ve yetişkin fareler ile kıyaslandığında yaşlı farelerin zamanı belli bir ödül verilmediğinde, o ödülün artık gelmeyeceğinin farkına varmakta zorlandıklarını ve ödülü beklemeye uzun süreler boyunca devam ettiklerini gösteriyor. Bulgularımız, gerçek hayatta sipariş ettiğiniz yemeğiniz garson tarafından unutulduğunda, siparişinizin unutulmuş olduğunun uzun süre boyunca farkına varamamaya benzetilebilir. Fakat bulgularımız ayrıca şunu da gösteriyor, eğer bulunduğunuz restorandan sonra yapmanız gereken önemli bir işiniz varsa yaşlı bireyler de genç bireyler kadar erken bir noktada siparişlerinin unutulmuş olabileceğini idrak edebilirler. Bunu deneysel ortamda falere olasılığı çok daha yüksek fakat daha geç verilen ikinci bir ödül seçeneği sunarak test edebiliyoruz. Bulgularımız ayrıca zamana özel bu tür bir farkındalık için sağlıklı bir kolinerjik ve dopaminerjik işlevin önemli olduğuna işaret ediyor; test ettiğimiz farelerde gözlemlediğimiz bu tür bilişsel değişikliklere, sağlıklı bir sinir sistemi işlevi için büyük önem taşıyan bu molekülleri salgılayan daha az sayıda nöron sayısının da eşlik ettiğini bulduk.

Kaynak: https://www.ebi.ac.uk/about/news/press-releases/mouse-disease-models
Kaynak: https://www.ebi.ac.uk/about/news/press-releases/mouse-disease-models

Benzer bir yaklaşımla yaşlılıkta karar vermenin nasıl değiştiği de araştırma konularımızdan birini oluşturdu. İnsanlarla yapılan araştırmalar, yaşlı bireylerin genç bireylere göre daha yavaş karar verdiklerini göstermektedir (Verhaeghen ve Cerella, 2008). Fakat kararlardaki yavaşlığın iki farklı nedeni olabilir; yaşlı bireyler daha temkinli karar vermeye yatkın olabilir ve bu nedenle bir karar vermeden daha fazla bilgi işliyor olabilirler, veya yaşlı bireyler karar için gerekli olan bilgileri daha yavaş işliyor olabilirler. Bu iki alternatif, bilişsel yaşlılıkla ilişkili iki farklı kuramsal yaklaşımı temsil etmektedir. Bu araştırma konusunu çalışmak üzere, farelere bir görsel uyaranın onlara daha önceden öğretilen kategorilerden hangisine ait olduğuna dair karar vermeyi öğrettik. Bu paradigma ile test edilen karar verme fonksiyonu, günlük hayatımızda karşıdan gelen bir taksinin boş olup olmadığına karar vermemize benzetilebilir. Peki yaşlı bireyler bu tür bir senaryoda neden daha yavaş karar verirler; kararlarından daha emin olmak için mi, yoksa görsel bilgiyi gençler kadar iyi işleyemediklerinden mi? Bu deneyden elde ettiğimiz veriler ve bu verilerin hesaplamalı modeller ile değerlendirilmesi, yaşlı farelerin karar vermek için duyusal (örn., görsel) bilgiyi genç ve yetişkin fareler kadar verimli bir şekilde işleyemediklerini gösteriyor (bu durum farklı yaştaki hayvanların denk görme yetilerine rağmen ortaya çıkıyor); ayrıca farklı yaş grubundaki farelerin birbirine denk temkinlilikle karar verdiklerini gözlemledik. Dolayısıyla bulgularımız, karar vermede yaşlanma ile birlikte ortaya çıkan yavaşlamanın, bilgi işlemedeki yavaşlamadan kaynaklandığını gösteriyor. Bulgularımız ayrıca bu durumun yaşlı farelerde farklı beyin bölgelerine (örn., Striatum, prefrontal korteks) daha az dopamin girdisine bağlı olduğuna işaret ediyor.

Histolojik görüntüleme yöntemlerinden biri olan immünofluoresan (IF) boyama yöntemi ile dopamin ve asetilkolin sentezleyen sinir hücreleri -bu haberleşme moleküllerini sentezleyen enzimlerin spesifik antikorlarla bağlayıp, işaretlenmiş antikorları fluoresan bir madde ile birleştirerek- görüntülenmiştir. Sol tarafta; beyin sapında yer alan, bir bölümünü dopamin sentezleyen hücrelerin oluşturduğu substantia nigra bölgesinden bir kesit verilmiştir. İkili boyama uygulamasıyla alandaki çekirdekli hücrelerin tümü mavi renkte, dopamin sentezleyen sinir hücreleri ise yeşil renkte izlenmektedir (Görüntü için 10x objektif kullanılmıştır). Sağ tarafta; bazal ön beyin bölgesinde bulunan orta hat çekirdeklerinden bir kesit verilmiştir. Bu bölgede asetilkolin sentezleyen kolinerjik hücreler yeşil renkte izlenmektedir. DAPI kullanılmadığı için hücre çekirdekleri boyanmamıştır (Görüntü için 40x objektif kullanılmıştır)

Sonuç olarak, ilerleyen yaşımız hem zamanlama davranışımızı hem de kararlarımızı etkiliyor, bilgileri daha yavaş işlememize ve bazen yüksek olasılıklı bir olay için gereğinden fazla beklememize neden oluyor olabilir. Bunun beynimizdeki bazı moleküller ile ilişkili olması bizlere bilişsel fonksiyonu iyileştirici olasılıklar konusunda fikir vermekte.

Araştırmalarımızı takip etmeye devam edin… Sorularınız için bize tmdmlab@ku.edu.tr adresinden ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar:

Huys, Q. J., Maia, T. V., & Frank, M. J. (2016). Computational psychiatry as a bridge from neuroscience to clinical applications. Nature neuroscience, 19(3), 404.

Paraskevoudi, N., Balcı, F., Vatakis, A. (yayın aşamasında). “Walking” through the sensory, cognitive, and temporal degradations of healthy ageing. Annals of the New York Academy of Sciences. doi: 10.1111/nyas.13734

Royal Society. Statement of the Royal Society’s Position on the Use of Animals in Research. London: Royal Society, 2015

Verhaeghen, P., & Cerella, J. (2008). Everything we know about aging and response time. Handbook of cognitive aging: Interdisciplinary perspectives, 134-150.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *