Günün Saati Küresel Beyin Dalgalanmalarını Etkiler

Gün ilerledikçe, beynin küresel sinyal dalgalanmasının gücü, 18 Şubat’ta Csaba Orban’ın açık erişimli PLOS Biyolojisi dergisinde ve Mühendislik Fakültesi’nden çok disiplinli bir bilim ekibince yayınlanan bir araştırmaya göre beklenmedik bir düşüş gösteriyor, Singapur Üniversitesi Yong Loo Lin Tıp Okulu ve Bir Numaralı Sağlık Enstitüsü.

Sirkadyen ritim, uyku-uyanıklık döngüsü, biliş, gen ifadesi, sıcaklık düzenlenmesi, endokrin sinyalizasyonu gibi fizyolojinin çeşitli yönlerini idare eder. (Sirkadyen ritim, organizmanın metabolizmasının 24 saatlik döngü boyunca düzenlenmesidir.) Fakat, sirkadyen ritmin fizyoloji üzerindeki etkisi açık olmasına rağmen, beyin fonksiyonu çalışmalarının çoğunda günün saati üzerindeki etkileri rapor edilmez veya dikkate alınmaz.

Bu alandaki bilgi boşluğunu gidermek üzere “Human Connectome Project” kapsamında 2 farklı günde sabah 8 ile akşam 10 arasında taranan 900 katılımcının fonksiyonel manyetik rezonans (fMRI) verileri analiz edildi. Birden fazla çalışma, beynin küresel sinyalinin kişi uykulu olduğu zamanda (örneğin yetersiz uyku sonrasında) daha güçlü dalgalandığını, kişi daha uyanık halde olduğunda (örneğin kahve içtikten sonrası) daha az dalgalandığını göstermiştir. Uykusuzluğun bilinen sirkadyen ritim değişimine dayanarak araştırmacılar, küresel sinyal dalgalanmasının sabah en düşük seviyede olup, öğleden sonra artış gösterip,akşamın erken saatlerinde düşeceğini varsaydılar.

Bunun yerine araştırmacılar, gün ilerledikçe küresel sinyal dalgalanmalarında birikimli bir düşüş gözlemlediler. Bu küresel azalma, bireylerin zaman içindeki dinamik dalgalanmalarını ifade ettiği bilinen,görsel ve somatosenroriyel beyin bölgelerinde en belirgindi. Tüm beyin boyunca, günün saati, dinlenme durumunun fonksiyonel bağlantısında belirgin düşüşlerle de ilişkilendirildi-açık bir görev gerçekleştirilmediğinde ilişkili farklı beyin bölgeleri arasındaki aktivitelerde düşüş olması.

Araştırmanın başyazarı Csaba Orban “Küresel fMRI sinyali, birçok faktörden etkilendiği ve bireyler arasında önemli farklılıklar olduğu için, tüm günün saati etkilerinin büyüklüğü bizi şaşırttı. Şu anda bulgularımızın yönlülüğü açısından iyi bir açıklamamız yok. Bununla birlikte, katılımcıların nefes alma modellerinin de günün saatiyle ilgili hafif farklılıklar gözlemlediğimiz gerçeği, bu etkileri tam olarak anlamak için beyin dışındaki ipuçlarını da düşünmemiz gerekebileceğini düşündürmektedir.” dedi.
Bu bulgulara dayanarak, yazarlar araştırmacıların fMRI taramalarının ve diğer deney protokolleri ile ölçümleri açıkça rapor etmelerini önermektedir, çünkü bu sonuçlar arasındaki farklılıkları çoğaltmak,potansiyel olarak bile başarısızlığa neden olabilir.

Çalışmanın kıdemli yazarı Thomas Yeo, “Bu bulguların, özellikle de konuların lojistik nedenlerle gün boyunca tarandığı diğer büyük ölçekli çalışmalarda, diğer sinirbilimcileri beyin aktivitesinin önlemleri üzerindeki potansiyel etkilerine daha fazla dikkat etmeleri için motive edeceğini umuyoruz.” dedi

Sonuç:
Günün bir saati, küresel sinyal dalgalanmasında ve fonksiyonel bağlantıda çelişkili azalmalarla ilişkilidir. Beyin, fizyoloji ve fonksiyonda önemli günlük farklılıklar gösterir, ancak sinirbilim çalışmaları nadiren günün saati etkilerini rapor eder veya değerlendirir.

Burada 2 farklı günde sabah 8 ile akşam 10 arasında taranan 900 katılımcının dinlenme durumu fonksiyonel manyetik rezonans (fMRI) farklılıkları incelendi. Hayvanlar ve insanlar üzerinde yapılan çok sayıda çalışma, beynin küresel sinyal (GS) genliğinin (bundan böyle “dalgalanma” olarak anılacaktır) azalmış uyarılma ile arttığını göstermiştir. Bu nedenle, uyarılmada bilinen sirkadiyen farklılıklara uygun olarak, GS dalgalanmasının sabah en düşük seviyede olacağını, öğleden sonra artacağını ve akşamın erken saatlerinde düşüş yaşanacağını varsaydık. Bunun yerine, gün ilerledikçe GS dalgalanmalarında birikimli bir düşüş gözlemledik. Solunum farklılıkları gün içinde azalsa da, kontrol analizi bunun GS dalgalanmalarındaki azalmayı hesaba katmadığını öne sürmüştür. Son olarak, günün zamanı, tüm beyin boyunca dinlenme durumu fonksiyonel bağlantısında belirgin azalmalar ile ilişkilendirildi.

Düşüşün büyüklüğü, işlevsel bağlantısallık ve davranış arasındaki ilişkiden önemli ölçüde daha güçlüydü. (Örneğin akışkan zekâ) Bu bulgular, beklenen uyarılma durumu veya fizyolojik yapay dokuyla kolayca açıklanamayan küresel beyin aktivitesi üzerindeki günün zaman üzerindeki etkilerini ortaya koymaktadır. Çalışmayı, dinlenme durumundaki beyin aktivitesindeki günlük değişim olasılıklarını ve gelecekteki çalışmalarda günün saatinin etkilerinin önemini tartışarak sonlandırıyoruz.

Çeviri: Müge Ayşe Öztürk

Kaynak: Neurosciencenews

Bir cevap yazın