Bebekler öğrenme sürecinde prefrontal korteksi kullanır

Bebekler öğrenme sürecinde prefrontal korteksi kullanır

8 aylık bebeklerin incelendiği bir grupta genel kanının aksine, prefrontal korteksin bebeklik döneminde öğrenmeye katkı sağladığı ileri sürüldü.

baby sitting on a woman's lap
Doçent Doktor Dima Amso’nun laboratuvarında yakın kızılötesi spektroskopi dalgalarını algılayan bir kafa bandı takan bebek. Bu fotoğraf ebeveynlerin izni alınarak paylaşılmıştır

Araştırmacılar, uzun zamandan beri beynin bilişsel ve akıl yürütme aktivitelerinin en yüksek düzeyde gerçekleştiği bölgesi olan prefrontal bölgenin (PFK) özellikle bebeklerde olmak üzere küçük çocuklarda karmaşık bilişsel görevlerde rol oynayacak kadar gelişmediğini düşünüyordu. Ancak Journal of Neuroscience (Sinirbilimi Dergisi)’daki yeni bir çalışma, aslında bu durumun başka türlü olduğunu ileri sürdü. Basit hiyerarşik kuralları öğrenme görevi göz önünde bulundurulduğunda, bebeklerin kendileriyle benzer bir görevi yapan yetişkinlerle hemen hemen aynı devreleri kullandığı ortaya çıktı.

Kıdemli araştırma yazarı ve Brown Üniversitesi’nde bilişsel, dilbilim ve psikolojik bilimler doçenti Dima Amso, tespit edilen bulguların, bebeğin PFK’sının 8 aylıkken bile o yaş için önemli sayılan türden görevlere uygun şekilde uyum sağladığını ortaya koyduğunu söyledi.

Amso, esas çarpıcı noktanın PFK’nın işleyişi değil, bu bebeklerin mevcut gelişimlerinde ihtiyaç duydukları şeyin PFK ile tam olarak uyuşması olduğunu belirtti.

Amso, bebeklerin henüz makale yazmak veya günlük işleri planlamak gibi becerilere sahip olmadıklarını ancak beyinlerinin, onların kendi dünyalarında geçerli olan esas unsurları ve bunları en iyi şekilde nasıl düzenleyeceklerini öğrenmek için uygun hale getirildiğini söyledi. Bu süreçte PFK devre dışı değildir, hatta bebeklik döneminin gerektirdiklerine uygun olarak olgunlaşır.

İki dillilik örneği

İlk olarak Collins ve Frank tarafından geliştirilen, aralarında Amso, başyazar Denise Werchan, bilişsel dilbilim ve psikolojik bilimler profesörü Michael Frank ve daha önceden doktora sonrası araştırmacısı olan şu an Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde yardımcı Doçent Anne Collins’in de içinde bulunduğu bir grup, yetişkinlerde PFK’nın işlevini test eden görev tasarladı. Aynı görevin bebeklerde test edilen versiyonu, iki dilli bir ailede büyümenin getirdiği durumla kıyaslanarak gerçekleştirildi. Örneğin, bebeğin annesi ve anne tarafı İngilizce konuşurken babası ve baba tarafı İspanyolca konuşabilir. Bebeklerin, bu farklı gruplardan oluşan insanların aynı şeyler için farklı kelimeler kullandıklarını öğrenmesi gerekir.

Bilim insanlarına göre herkesin dille kurduğu ilişki bir ”hiyerarşik kurallar düzeni” örneğidir. Konuşan kişi, hangi dilin konuşulacağını belirleyen yüksek düzeyli bağlam konumundadır. Bebeklerin, aynı evcil hayvandan bahsedilirken (örneğin bir kedi) anne ve dayının “cat” kelimesini kullandığında baba ve halanın ”gato” kelimesini kullanacağını öğrenmesi gerekir.

Araştırma ekibi, bebek beyninin bu görevle nasıl başa çıktığını tespit etmek istemiştir. 37 bebeğin beyin aktivitelerini ve davranışlarını izlerken iki dilli olarak basit ve soyutlaştırılmış kelimeleri öğrenme durumlarını gözlemledi.

Öncelikle, bebeklere önlerinde duran ekrandan bir yüz ve ardından bir oyuncak görüntüsü gösterildi. Aynı zamanda, sanki tasvir edilen kişi (ona 1. kişi diyelim) gösterilen oyuncağı bu kelimeyle adlandırıyormuş gibi bebekler gördükleri yüzle ilgili anlamsız bir kelime duyarlar. Ardından aynı oyuncağı yeni bir kelime ile adlandırarak farklı bir yüz gösterilir (2. kişi farklı bir dil konuşuyormuş gibi). Üst üste birkaç defa bebekler, 1. ve 2. kişinin birbirinden farklı olan kelime bilgisine maruz kalır.

Bu aşamadan sonra bebeklere 1. kişiyle aynı kelimeleri kullanan 3. kişi ve yeni birkaç kişi (iki dilli aile örneğindeki 1. kişiyi baba, 3. kişiyi babanın kardeşi olarak düşünelim) daha gösterilir. Bebekler kuralları öğrendiği takdirde 3. kişinin kullandığı yeni kelimelerle 1. kişiyi ilişkilendirir. Aksi takdirde aynı gramer kurallarını veya ”dil”i kullanırlar.

Göz açıp kapayıncaya kadar

Graph of sensitivity

Yer tespiti

Araştırmacılar, sağ dorsolateral PFK* dahil olmak üzere prefrontal korteksin kilit noktalarında en yüksek hassasiyetle ölçüm yaptıklarını doğrulayabildiler. Werchan ve diğerleri.

Araştırmacılar, öğrenmenin gerçekleşip gerçekleşmediğini 3. kişinin yeni kelimelerini, 1. ve 2. kişilere söyleterek test etmiştir. Öğrenen bebeklerin her seferinde farklı tepki vermesi beklenir. 2. kişi beklenmedik bir şekilde 3. kişinin kelimesini kullandığından ona daha uzun süre bakmaları gerekir. Nitekim bebekler de onlardan beklenildiği gibi tepki vermiştir. Bebekler; tutarsız bir dil kullanan 2. kişiye, diğer kişilere kıyasla daha uzun süre bakmıştır.

Bu süre içerisinde araştırmacılar, Yakın Kızılötesi Spektroskopi (NIRS) makinesinin yardımı ve TechEn A.Ş.’nin teknik desteğiyle bebeklerin beyin aktivitelerini takip ettiler. Amso, ”NIRS, kafa derisinin üzerinden beyin aktivitesini doğru bir şekilde kaydettiğinden bebeklerde yapılan araştırmalarda önemli bir yere sahip.” dedi. Bebeklere, yakın kızılötesi sensörleri algılayan özel bir kafa bandı takıldı. Sensörler, kandaki hemoglobinin kızılötesi ışığı ne kadar soğurduğunu tespit eder ve böylece beyin aktivitesinin en yüksek olduğu bölgeyi kaydeder. Beyin aktivitesinde görülen artışın nedeni, kanın beyne gitmesidir.

Son zamanlarda yapılan araştırmalar, göz kırpmaların nörotransmiter dopamininin ne düzeyde rol sahibi olduğunu ortaya çıkardığı için araştırmacılar, bebeklerin göz kırpmalarını da incelemeye başladı. Yetişkinler, hiyerarşik kuralları öğrendiğinde Frank ve Collins, deneysel verileri beyin fonksiyonunun bilgisayar modelleriyle birleştirerek ilgili ana devrenin PFK ile striyatum adlı başka bir bölge arasında bir bağlantıdan oluştuğunu ileri sürdü. Bu bağlantı, dopamin sayesinde kurulur ve güçlendirilir.

Kızılötesi kaydının ve göz kırpma takibinin sonuçları, bebeklerin de öğrenme sürecinde yetişkinler gibi PFK’yı aktif olarak kullandıkları hipotezini desteklemiştir. PFK aktivitesinde (özellikle sağ dorsolateral PFK) ve göz kırpmada, bebeklerden bir dilden başka bir dile geçiş yapmaları istendiği sırada gözle görülür biçimde yükseldiği görüntülendi. Bu, görev sırasında PFK için bilişsel açıdan en zorlu ve çaba gerektiren bir durumdur.

Werchan: ”Bu hiyerarşik yapıları öğrendiğinizde ve bunlardan herhangi birini kullanmanız gerektiğinde bu yapıyı, işleyen belleğe geçirmelisiniz. Farklı bir işle uğraştığınızda sahip olduğunuz bilgiyi PFK’ya aktarmanız gerekir.” şeklinde belirtti.

Ayrıca bebeklerin yüksek PFK aktivitesinin derecesi ve göz kırpma eylemi, bir kişinin çelişkili bir şekilde konuşması üzerine bebeklerin verdikleri tepkiyi net bir şekilde ortaya koymuştur. Bu, aynı zamanda bebeklerin kuralları ne kadar iyi öğrendiğini ölçer.

Gelişime yeni bir bakış açısı kazandırılıyor

Amso, elimizdeki bulgular ışığında erken yaştaki sinirsel gelişimin önceye kıyasla farklı bir şekilde ele alınması gerektiğini söyledi. Genç beyinleri, gelişmemiş ve daha az işlevsel görmektense onların karşılaştıkları temel zorluklarla başa çıkmak için sürekli olarak uyum sağlamaya çalıştıklarını düşünmek daha doğru bir bakış açısı olabilir. Sağlıklıyken olması gereken ölçüde gelişmiş beyinleri vardır.

Amso, atipik gelişim gösteren bebeklerde, çevresel bir zorluğa uyum sağlayamama veya olumsuz bir ortam nedeniyle daha erken uyum sağlama gibi durumlar görülebileceğini dile getirdi. Ayrıca, ”Biz ve bu alanda çalışan diğer arkadaşlar, PFK gelişimini ilgilendiren konular üzerinde araştırma yapmaya devam edeceğiz.” diye ekledi.

Çevirmenin notu: *Dorsolateral PFK; işleyen bellek, karar verme, kognitif esneklik, planlama gibi idari işlevleri yönetir ve motor hareketlerin planlanmasında görev alır.

Yazar: David Orenstein

Çeviren: Zeynep Özçelik

Düzenleyen: Erva Aksoy

Kaynak: Brown

Leave a comment