Hesaplamalar yapılırken beyinde bazı nöronlar toplama yaparken, bazıları ise çıkarma yaparken aktifleşiyor.
Beyin, belirli matematiksel işlemler sırasında özellikle ateşlenen nöronlara sahiptir. Bu, Tübingen ve Bonn Üniversiteleri tarafından yürütülen yakın tarihli bir çalışma ile gösterilmiştir. Bulgular, tespit edilen nöronların bir kısmının yalnızca eklemeler sırasında aktif olduğunu, diğerlerinin ise çıkarmalar sırasında aktif olduğunu göstermektedir. Hesaplama talimatının kelime veya sembol olarak yazılması da önemli değil. Sonuçlar, Current Biology dergisinde yayınlandı.
Çoğu ilkokul çocuğu, muhtemelen üç elma artı iki elmanın beş elma ettiğini biliyor. Bununla birlikte, bu tür hesaplamalar sırasında beyinde ne olduğu hala büyük ölçüde bilinmemektedir. Bonn ve Tübingen Üniversiteleri tarafından yapılan mevcut çalışma şimdi bu konuya ışık tutuyor.
Bazı nöronlar sadece özetlerken ateşlenir
Mevcut çalışmaya beş kadın ve dört erkek katıldı. Sinir hücrelerinin aktivitesini kaydetmek için beynin sözde temporal lobuna elektrotlar implant ettiler. Bu arada, katılımcılar basit aritmetik görevleri yapmak zorunda kaldılar. Bonn Üniversite Hastanesi Epileptoloji Bölümü’nden Prof. Florian Mormann, “Farklı nöronların, toplamalar sırasında çıkarma işlemlerinden daha fazla ateşlendiğini bulduk” diye açıklıyor.
Bazı nöronların yalnızca “+” işaretine, diğerlerinin ise yalnızca “-” işaretine tepki vermesi gibi bir durum gerçekleşmedi: “Matematiksel sembolleri kelimelerle değiştirdiğimizde bile, etki aynı kaldı” diye açıklıyor Esther Kutter. Doktorasını Prof. Mormann’ın araştırma grubunda yapıyor. “Örneğin, deneklerden ‘5 ve 3’ü hesaplamaları istendiğinde, toplama nöronları tekrar harekete geçti; oysa ‘7 eksi 4’ için çıkarma nöronları yaptı.”
Tübingen Üniversitesi’nden Prof. Andreas Nieder, çalışmayı Prof. Mormann ile birlikte yönetti. “Maymunlarla yapılan deneylerden, beyinlerinde belirli hesaplama kurallarına özgü nöronların da bulunduğunu biliyoruz” diyor. “Ancak insanlarda, bu konuda neredeyse hiç veri yok.” Analizleri sırasında iki çalışma grubu ilginç bir fenomenle karşılaştı: İncelenen beyin bölgelerinden biri parahipokampal korteksti. Orada da araştırmacılar, toplama veya çıkarma sırasında özellikle ateşlenen sinir hücreleri buldular. Bununla birlikte, özetlerken, farklı toplama nöronları bir ve aynı aritmetik görev sırasında dönüşümlü olarak aktif hale geldi. Mecazi anlamda, sanki hesap makinesindeki artı tuşu sürekli yerini değiştiriyormuş gibi. Çıkarmada da durum aynıydı. Araştırmacılar buna “dinamik kodlama” da diyor.
Mormann, “Bu çalışma, en önemli sembolik yeteneklerimizden birinin, yani sayılarla hesaplamanın daha iyi anlaşılmasına yönelik önemli bir adımı işaret ediyor” diye vurguluyor. Bonn ve Tübingen’den iki ekip şimdi, bulunan sinir hücrelerinin tam olarak nasıl bir rol oynadığını araştırmak istiyor.
Dergi Referansı:
1. Esther F. Kutter, Jan Boström, Christian E. Elger, Andreas Nieder, Florian Mormann. İnsan beyninde aritmetik kural işleme için nöronal kodlar. Güncel Biyoloji, 2022; DOI: 10.1016/j.cub.2022.01.054
