Davranışsal Sinirbilime Giriş

Davranışsal nörobilim, sinir sisteminin insanlarda ve hayvanlarda davranışları nasıl yönlendirdiğinin incelenmesidir. Bu alandaki araştırmacılar, beynin fonksiyonel alanlarının ve ağlarının belirli davranışlarla ve ilgili hastalık durumlarıyla nasıl ilişkilendiğini çalışmak için hayvan eğitim tekniklerinden nörogörüntüleme deneylerine kadar çeşitli yöntemler kullanırlar.

Bu video, davranışsal nörobilimin kısa bir tarihçesini gözden geçirecek, bu alandaki araştırmacıların sorduğu temel soruları inceleyecek, bu soruları yanıtlamak için kullanılan önde gelen yöntemlerden bazılarını değerlendirecek ve günümüzde davranışsal nörobilim laboratuvarlarında yürütülen deney türlerine genel bir bakış sunacaktır.

Davranışsal nörobilim tarihinin bazı önemli dönüm noktalarına genel bir bakışla başlayalım. Antik Yunan'da, Hipokrat ve takipçileri, insan düşüncesini beynin kontrol ettiğine inanan ilk kişiler arasındaydı.

Ardından, 1662 yılında René Descartes, beynin davranışı nasıl kontrol ettiğini tanımlayan ilk modellerden birini geliştirmiştir; ruhun vücudu epifiz bezi aracılığıyla kontrol ettiğini öne sürmüştür.

Takip eden birkaç yüzyıl, Descartes'ın yanıldığını kanıtlayan pek çok kanıt ortaya koymuştur. Örneğin, 1848 yılında demiryolu şefi Phineas Gage, kafatasından bir demir çubuğun geçtiği bir kazaya karışmıştır. Gage hayatta kalmış ancak ağır kişilik değişiklikleri göstermiş, bu da frontal lobdaki hasarın davranış üzerinde derin bir etkisi olduğunu kanıtlamıştır.

Daha sonra, 19. yüzyılın sonlarında Paul Broca ve Carl Wernicke, okuma ve/veya konuşma yetilerini kaybetmiş hastaları incelemiş ve beynin dilden sorumlu olan, günümüzde Broca ve Wernicke alanları olarak bilinen bölgelerini keşfetmişlerdir.

1890 yılında William James, psikolojinin biyoloji aracılığıyla çalışılması gerektiğini beyan etmiş ve bunu takiben davranışsal modifikasyonda birçok önemli keşif yapılmıştır. 1930'larda, James'in tavsiyelerini izleyen BF Skinner, hayvanlarda ceza ve ödülün davranışı nasıl pekiştirebileceğini incelemek için hala kullanılan Skinner kutusu adlı bir düzenek geliştirmiştir.

Ardından, 1900'lerin sonlarında, manyetik rezonans görüntüleme veya MRI gibi gelişmiş nörogörüntüleme teknikleri erişilebilir hale gelmiştir. 1990 yılında Seiji Ogawa, araştırmacıların basit bilişsel görevler sırasında beyin aktivitesini zaman içinde görselleştirmesine olanak tanıyarak nörobilim alanında devrim yaratan, günümüzde fonksiyonel MRI için kullanılan yöntemi geliştirmiştir.

Davranışsal nörobilim tarihinin bazı önemli olaylarını tartıştıktan sonra, günümüzde davranış nörobiyolojisi ile uğraşanların sorduğu bazı temel soruları inceleyelim. Bu soruların tamamı, nöral korelatların veya belirli bir fonksiyondan sorumlu olan spesifik beyin bölgelerinin incelenmesini içerir.

Örneğin, hareketin sinir sistemi kontrolüyle ilgilenen bir bilim insanı, denge ve koordinasyonu kontrol eden mekanizmaları araştırabilir. Bu fonksiyonların primer motor korteks, premotor korteks, serebellum ve substantia nigra ile eşleştiği belirlenmiş olsa da, bilim insanları her bir bölgenin içindeki ve bölgeler arasındaki devrelerin lokomosyonu nasıl sağladığını hala araştırmaktadır.

Alternatif olarak, araştırmacılar sinir sisteminin uyaranları nasıl değerlendirdiğini ve bu uyaranlara dayanarak davranışı nasıl yönlendirdiğini inceleyebilirler. Burada araştırmacılar, farklı ödül türlerinin hayvan davranışını nasıl etkileyebileceğini sorabilirler. Belirli ödüllerin ne zaman ve neden motive edici olduğunu anlamak, bağımlılık gibi sorunları çözmemize yardımcı olabilir. Motivasyon ve ödül için nöral korelatlar, limbik sistem ve ventral tegmental alandır.

Diğer davranışsal nörobilimciler, sinir sisteminin öğrenmeye ve bellek oluşumuna nasıl izin verdiğini çalışırlar. Örneğin, beynin korku uyandıran uyaranlarla ilgili anıları nasıl oluşturduğu ve sakladığı araştırılabilir; bu, travma sonrası stres bozukluklarının tedavisi için önemlidir. Bu fonksiyonlar genellikle hipokampus ve amigdala ile eşleşir.

Diğer temel sorular, yüz tanıma gibi daha yüksek bilişsel süreçlere odaklanır. Burada bir araştırmacı, bir deneğin tanıdık yüzlere karşı yeni yüzlere kıyasla nasıl tepki verdiğini inceleyebilir. İnsanlarda, yüz tanımaya özgü bir nöral korelat, fusiform gyrus içindeki fusiform yüz alanıdır.

Davranışsal nörobilimcilerin sorduğu temel sorulardan bazılarını incelediğimize göre, şimdi bu soruları yanıtlamak için kullanılan önde gelen yöntemlerden bazılarına derinlemesine bakalım. Bu alandaki pek çok yaklaşım, nörobiyoloji ile davranış arasındaki bağlantıyı incelemek amacıyla, belirli beyin bölgelerine müdahale edildikten sonra hayvanlar üzerinde gerçekleştirilen davranışsal deneyleri içerir.

Lokomosyon gibi süreçler, hayvanların düşmemek için sürekli hareket etmesini gerektiren dönen bir çubuk olan rotarod gibi özel ekipmanlar veya el becerisini test etmek için hayvanın yiyeceğe ulaşmasını gerektiren bölmeler kullanılarak hayvanlarda çalışılabilir.

Davranışsal modifikasyonu içeren yöntemler arasında operant koşullanma yer alır ve yiyecek veya ilaç gibi ödüllendirici veya itici uyaranları içeren kendi kendine uygulama deneyleri için Skinner kutusu kullanılabilir.

Öğrenme ve hafızayı araştıran yöntemlerde, hayvanların cihazdan çıkış yolunu bulması ve ardından hatırlamasının gerektiği T-kol veya Morris su labirenti tasarımları gibi labirentler sıklıkla kullanılır.

İnceleme altındaki davranışın karmaşıklığı arttıkça, insan deneklere olan ihtiyaç da artar. Örneğin, dil gibi yüksek bilişsel süreçlerin çalışılması, bir denek belirli bir bilişsel görevi yerine getirirken uygulanabilen elektroensefalografi gibi nöral aktiviteyi saç derisi üzerinden ölçen yöntemleri içerebilir.

İnsan bilişini incelemek için Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme veya fMRI gibi fonksiyonel görüntüleme yöntemleri de kullanılır. Bu yöntem, kan akışıyla ilişkili bir sinyali ölçer ve bu sinyal görev tabanlı nöronal aktivasyonla ilişkilendirilerek aktif beyin bölgelerinin istatistiksel bir haritasıyla sonuçlandırılabilir.

Davranışsal nörobilimdeki bazı öne çıkan yöntemleri incelediğimize göre, şimdi bu tekniklerin bazı uygulamalarına göz atalım.

Bu deneyde, bir fareye bir Skinner kutusundaki manivelaya tekrar tekrar basmanın bir gıda ödülüyle sonuçlanacağı öğretilir. Daha sonra hayvan, beyin aktivitesinde meydana gelen değişikliklerin gıda elde etme motivasyonunu nasıl etkilediğini değerlendirmek için leptin hormonu gibi nöroaktif maddelerle tedavi edilir.

İnsanlarda, karar verme gibi yüksek bilişsel süreçleri incelemek için sıklıkla fonksiyonel MRI kullanılır. Bu çalışmada, katılımcılardan bir fMRI taraması sırasında nokta deseninin hızlı mı yoksa yavaş mı hareket ettiğine karar vermeleri istenmiştir.

Elektroensefalografi veya EEG; demans ve Alzheimer hastalığı gibi hastalık durumlarını incelemek için kullanılabilecek non-invaziv bir tekniktir. Bu deneylerde katılımcılar, bir görev gerçekleştirilirken beynin elektriksel aktivitesini ölçen non-invaziv elektrotları kafa derisinde taşırlar. Analizler, nörolojik veya psikiyatrik hastalıklarla ilişkili anormal paternleri ortaya çıkarabilir.

JoVE'nin davranışsal nörobilim girişini izlediniz. Bu çalışma alanının kısa bir tarihçesini gözden geçirdik, temel sorularından bazılarına değindik, bu soruları yanıtlamak için kullanılan bazı önde gelen yöntemleri tartıştık ve bu yöntemlerin bazı spesifik uygulamalarını inceledik.

İzlediğiniz için teşekkürler!