Araştırmacılar uzun süredir yiyecek veya para gibi ödüllerin, yeni bilgilerin depolanmasını güçlendirdiği bilinen “iyi hissetme” hormonu dopaminin salınmasına neden olarak beyinde öğrenmeyi teşvik ettiğini düşünüyorlardı.
Şimdi, kemirgenler üzerinde yapılan yeni bir çalışma, acil bir teşvik olmadığında öğrenmenin nasıl gerçekleştiğini açıklıyor.
New York Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen çalışma, dopamin ile öğrenme ve hafızada da rol oynadığı bilinen beyin kimyasalı asetilkolin arasındaki ilişkiyi araştırdı.
Geçmişte yapılan araştırmalar, bu iki hormonun birbiriyle yarıştığını, dolayısıyla birinde yaşanan artışın diğerinde düşüşe neden olduğunu göstermişti. Ödüllerin aynı anda dopamin artışını ve asetilkolin düşüşünü tetikleyerek öğrenmeyi teşvik ettiği düşünülüyordu.
Bu ani hormon dengesizliğinin, beyin hücrelerinin yeni koşullara uyum sağlaması ve daha sonra kullanmak üzere anılar oluşturması için bir fırsat penceresi açtığına inanılıyor. Nöroplastisite olarak bilinen bu süreç, öğrenmenin yanı sıra yaralanma sonrası iyileşmenin de önemli bir özelliğidir.
Ancak, bu hafıza sisteminin tek itici gücünün yiyecek ve diğer dış ödüller mi olduğu, yoksa beynimizin dışarıdan yardım almadan öğrenmeye uygun koşulları yaratıp yaratamayacağı sorusu hala ortadaydı.
Biraz netlik sağlamak için, çalışmanın yazarları, asetilkolin düzeyleri düşükken aynı zamanda dopamin düzeylerinin ne zaman ve hangi koşullar altında yüksek olduğuna odaklandılar.
Ödül olmadığında bile bu durumun sıklıkla meydana geldiğini bulmuşlardır. Aslında, hormonların beyinde sürekli olarak alçalıp aktığı, dopamin seviyelerinin düzenli olarak yükseldiği, asetilkolin seviyelerinin ise düşük olduğu ve sürekli öğrenmeye zemin hazırladığı ortaya çıktı.
Araştırmanın başyazarı Anne Krok, “Bulgularımız, dopamin ve asetilkolinin beyinde ne zaman ve nasıl birlikte çalıştığına dair mevcut anlayışa meydan okuyor” dedi.
Aynı zamanda Krok, “Ödüller, öğrenme için benzersiz koşullar yaratmak yerine, halihazırda mevcut ve sürekli işleyen bir mekanizmanın avantajından yararlanıyor” diye ekledi.
Nature dergisinde çevrimiçi olarak yayınlanan araştırma için , çalışma ekibi düzinelerce fareye, istedikleri gibi koşabilecekleri veya dinlenebilecekleri bir tekerleğe erişim hakkı verdi. Araştırmacılar zaman zaman hayvanlara bir bardak su ikram etti. Daha sonra kemirgenlerin beyin aktivitelerini kaydettiler ve farklı anlarda salınan dopamin ve asetilkolin miktarını ölçtüler. Beklendiği gibi, içecek ikramları, ödüllerle tetiklenen tipik dopamin ve asetilkolin salınım modellerini yarattı. Ancak ekip ayrıca su ikramı almadan çok önce dopamin ve asetilkolinin saniyede yaklaşık iki kez “gel-git” döngülerini takip ettiğini, bu sırada bir hormonun seviyesinin düştüğünü, diğerinin ise yükseldiğini gözlemledi.
Krok, kemirgenlerin koşmasına ya da hareketsiz durmasına bakılmaksızın bu modelin devam ettiğini belirtiyor. İç gözlem ve dinlenme dönemlerinde insanlarda da benzer beyin dalgalarının gözlemlendiğini ekliyor.
Araştırmanın kıdemli yazarı ve sinir bilimci Nicolas Tritsch, “Bu sonuçlar, beynin dış teşviklere ihtiyaç duymadan kendi başına nasıl öğrendiğini ve prova yaptığını açıklamaya yardımcı olabilir” dedi. “Belki de bu nabız gibi atan devre, beyni geçmiş olaylar üzerine düşünmeye ve onlardan ders almaya tetikliyordur.”
Bununla birlikte, Tritsch, araştırmalarının fare beyinlerinin, bu “kendi kendine güdümlü” öğrenme sırasında bilgiyi insan beyniyle aynı şekilde işleyip işlemediğini söylemek için tasarlanmadığı konusunda uyarıyor.
Bununla birlikte, çalışmanın sonuçlarının aynı zamanda şizofreni, dikkat eksikliği/hiperaktivite bozukluğu (DEHB) ve depresyon gibi yanlış dopamin düzeylerine bağlı nöropsikiyatrik durumları anlamanın yeni yollarına da ışık tutabileceğini söylüyor.
Örneğin şizofrenide hastalar sıklıkla gerçeklikle çelişen sanrılar yaşarlar. Tritsch, eğer dopamin-asetilkolin devresi beyindeki bağlantıları sürekli olarak güçlendiriyorsa, o zaman bu mekanizmadaki problemler çok fazla ve yanlış bağlantının oluşmasına yol açarak gerçekte gerçekleşmemiş olayları “öğrenmelerine” neden olabilir, diyor.
Benzer şekilde motivasyon eksikliği de depresyonun yaygın bir belirtisidir ve yataktan kalkmak, diş fırçalamak veya işe gitmek gibi temel görevleri yerine getirmeyi zorlaştırır.
