Gizemini koruyan gerçek : beyin

GİZEMİNİ KORUYAN GERÇEK: BEYİN

 Zeka ile ilgili, deneyimli kişilerin tanımları arasında en çok beğendiğim özlüsöz Birleşik Amerikalı yazar F. Scott Fitzgerald'ın „Çatlak“ (The crack-up) adlı kitabında belirttiği „Üstün zeka, iki zıt fikri aynı anda zihinde tutabilme ve dengeyi bozmadan çalışmaya devam edebilme yetisidir.“ olmuştur. Canlılar arasında vücut oranına göre en büyük beyin insana aittir. Zeka saptamasını da keza biz insana göre yapmaktayız (Tablo 1). Tıp öğrencisi iken gizemini hep koruyan sinir sisteminin hem anatomisi hem de fizyolojisini öğrenmek epey zor görünmesine karşın bende hep zoru başarmak hedefi olarak algılanma nedeni olmuş, derinliklerine dalıp kayboldukça diyalektik, yaşam-ölüm, 0-1, ying-yang felsefesini pekiştirerek matematiksel yargı ile bağdaşır tarzda kolaylaşıvermişti. Buna ben de şaşırmıştım. Ama bunun bedelini eskiden yemesini çok sevdiğim beyin salatasını artık masada görmeye bile dayanamamak olarak ödedim. Bence, tıp camiası içinde, en zor dal psikiyatridir. Hala nedenlerini çözemediğimiz beyin sırlarını gözle görülür (organik) bir hastalığa (patolojiye) oturtamadığımız için tedavisinde de yenik düşmemiz, insanın o kutsal saydığım organı ile düştüğü çaresizliğe ya da bulduğunu sandığı çözümdeki dinginliğe bakınca umutsuz kalmaktansa, gözle görülür hastalıklarına karşı mücadelede daha başarılı olacağım ön-görüsü ile beyin cerrahisi dalına yönelmişimdir.

Vücut ve zeka

Son yıllarda yapılan araştırmalar göstermektedir ki beyin vücudumuzda başgösteren bir hastalığın ilk habercisi olma durumundadır. Dendritik ve kök hücre olarak adlandırılan bir dizi savunma hücrelerinin beynin değişik yerlerinde hastalıklı organa yönelmek üzere varlığı artık kanıtlanmıştır. Bir hastalığa karşı savunma ve savaşma yeteneği olan bu hücreleri devreye sokan da odur, ancak hastalık nedenleri bazen o denli donanımlı ve hazırlıklıdır ki o insanı en zayıf yerinden vurabilir. Vücut ile zekanın dengesini ifade eden Leonardo da Vinci'nin yedi prensibinden biri olan “corporalita” maddeyi işlemenin zarafetini, her iki eli de mükemmel şekilde kullanmayı, zindeliği ve özgüveni vurgular. Leonardo'nun mükemmel fiziği, sanatsal ve entellektüel dehası ile bütünleşmiştir. Vücut-zeka birlikteliği fikirleri , inanç sistemlerini ve umudu yoğurduğu gibi biyokimya, fizyoloji ve anatomiyi pekiştirir. Eski tarihlerden gelen alışkanlıklarla aşkı, sevgiyi, kahramanlığı hep kalple, yürekle eş tutmuşuzdur. Ancak onu idare eden beyin merkezindeki çekirdekleridir. Bilgi çağında artık hedef kalpler değil beyin olmaktadır. Beyin mantığın sembolü olarak da algılanmamalıdır. Beynin sol yarısı yaşam için daha gerçekçi çözümlemeler yapabilme yeteneği ile donanmıştır. Sağ yarısı ise yaratıcılığın, beyin hücreleri arasındaki iletişim ve bilişsel dünyasını daha bir insana özgü yapan değerlerle yumaklanmıştır.

 Beynimizi tam olarak kullanabilmekte miyiz?

Fonksiyonel Manyetik Rezonans (fMR) çalışmaları ile canlı insan beyninin işlevsel konumda beynin hemen her kıvrımındaki sinir hücrelerini aktif hale getirdiğini „örneğin bir türkü mırıldanıldığında“ hem sağ, hem sol, hem ön (frontal) hem de yan (temporal) loblarının değişik yerlerinde metabolizmal bir aktivite artışı görüntülenebilir bir duruma getirilebilmektedir. O nedenle 1930 yıllarında ortaya atılan beynimizin yalnızca %20'sini kullanabiliyoruz savı artık yeni bilimsel kanıtlarla ortadan kalkmıştır. Beyin ile ilgili olarak Willis ve Descartes'in kesin olarak baktığı olgulara, tutucu bir öğrencisi olan Steno şiddetle karşı çıkmış ve „Ben açıkça ifade ve itiraf etmeliyim ki beynin çalışması ile ilgili hiçbir şey bilmiyorum ve yine açık olarak söylüyor ve uyarıyorum ki bunun şifrelerinin çözülmesi birkaç neslin geçmesine mal olacaktır.“ diyebilmiştir.

 Bilgisayar ve beyin ile sinir ağları

Biyolojik dev sinir ağlarının karmaşık yapılanması ile artık günlük yaşantımıza iyiden iyiye giren bilgisayar sistemleri ile benzeştirilen beyin aslında elektriksel, kimyasal alt yapısı olan ancak organizmanın başka hiçbir hücresinde rastlamadığımız özel tasarımlı genetik şifresinin kopyalanması engellenmiş hücre formu ile kendine özgü bir markadır.    1932'de Nobel ödül sahibi ünlü Britanyalı fizyolojist Charles Scott Sherrington, Yale Üniversitesinde 1906 yılında bir konferansta söylediği „Her ne kadar ayrı ayrı mekanizmalara bölünebilirse de merkezi sinir sistemi, uyum içinde hareket eden yekpare bir bütündür.“ felsefesi hala geçerlidir. Beyin loş bir lambayı aydınlatabilecek kadar enerji yakar. Kalın sinir lifleri 400km hızla bir iletiyi taşıyabilirler.  Bu biyolojik özelikleri ile bilgisayarlarla ortak yapım yongaların (chip) üretilmesine neden olmuştur. Münih'teki Max Planck Enstitüsünden Peter Fromberz ve Günther Zeck'in 2001 yılında silikon yonga (microchip) üzerine havuz salyangozu (Lymnaea Stagnalis) nöronlarını başarı ile yerleştirme ve işlevsel olarak birbirleri ile bağlantı kurmalarını göstermeleri nöroelektronik devrenin ilk adımı sayılmaktadır (Şekil 1*). Her nöronun altındaki uyaran voltajda bir değişiklik oluşturmuş ve hücre boyunca iletişim sağlamıştır. Yongaya uygulanan elektriksel uyarım bir nörondan diğerine nakledilmiş ve yongaya geri dönerek silikon şalterli bir yolculuk yapmıştır. Bu devre genel anlamda canlı bir devredir. Nöral ağlar ile uğraşan Waltham'daki Brandeis Üniversitesinden Eve Marder bu nöron-kaynaklı devrelerin sinir sisteminin nasıl çalıştığını gözlemleyebileceğimiz bir araştırma aracı olacağı, örneğin belleğin nasıl oluştuğuna ilişkin bilgilerimizi geliştirebileceğimiz düşüncesindedir. Nöroelektronikte ana engel güvenli bir şekilde yongalar ile yaşayan dokuları birleştirebilmek. Bu sorunu Fromherz ve Zeck silikon kullanarak aşmışlar ve elektronik aygıtları standard bir yonga içinde kurmuşlardır. Bu nöronal yongalarla ilk olarak hedeflenenler toksik ve farmakolojik maddelerin nöronlar üzerindeki etkilerini deneyecek biyolojik sensörler ve nöroprotezler gibi projelerdir. Bu heyecan verici projelerden bir örnek olarak omuriliğin hasarlı bölgesini onarmada bir köprü görevi görmeleri olabilir. Ancak bütün bu projeler bilim kurgu alanında Fromherz'e göre "beyin ya da nöronlarla yaşayan nöro-bilgisayarlar" olarak adlandırılmaktadırlar. Bu yöntem kimyasal sinapslarla bağlanmış küçük nöronal-ağların   sinaptik modülasyonunun uzun etkilerini irdelemek için uygundur. Aynı zamanda bu sinir-ağları ile beynin özelliklerini taklit ederek nasıl çalıştığını öğrenmeyi de umut edebiliriz. Bu yıl Avrupa Birliği ülkeleri ki aralarında ülkemiz de vardır ve bundan ayrı olarak ABD başkanı Obama'nın direktifleri ile “İnsan Beyin Projesi” iki ayrı odakta başlatılmış ve başta Alzheimer, Parkinson Hastalıkları ve şizofreni olmak üzere birçok beyin rahatsızlıklarının nedenlerinin derinliklerine inilebilinilecektir.

 Konuşma yetisi

Strumwasser bize evrimsel gelişme sürecinde en yakın olan şempanzelerden Homo sapiensi ayıran davranışsal başlıca 4 özellik olduğunu ileri sürmektedir. Bunlar yaratıcılık, konuşma yeteneği, bilseme (merak),  kendini-düşünme ile kendini-analiz. Birçoğumuz bunların hiçbirisinin sadece insana özgü olduğunu kabul etmeyip, tartışabiliriz. Ancak özellikle konuşma sinirbilimin gizemli konularının başında gelir. İnsanda 7.kromozomun q kolunun 31inci lokusunda olduğu saptanan konuşma geni bazı konuşma bozukluğu hastalıklarında sorunlu bulunmuştur (Şekil 2). Dilbilimcilerin birçok dili birden kolayca konuşma yeteneği olanlar ile ilgili yaptıkları araştırmalar konuşma ile ilgili bilgilerin farklı modülleri olduğu gerçeğini göstermekte ve ilginç araştırmalar halen sürmektedir. 

 Uykudaki beyin       

Gözün retina tabakası beynin bir uzantısıdır. Göz siniri çıplak gözle nörolojik muayene sırasında görülebilen bir beyin parçasıdır. Uyku hala nedeni bilinmeyen, bilim adamların tartıştığı bir başka gizemli dünyadır. REM (rapid eye movement) uykusundaki bir kişinin gözlerini gözlemlerseniz gözleri kapalı bir film seyrettiğini sanırsınız. Ruslar, çocuklar ve gençlerin rüyaları üzerine yaptıkları bir araştırmada sol beyin yarısının rüyanın gerçekleşmesinde, sağ yarısının ise rüyanın canlılığına, değişimsel şekillenmesine ve duygusal derinliğine etkisi olduğunu ortaya koymuşlardır. Bataryası tükenen bir cep telefonumuzu çalışması için yeniden yüklemek zorunda kalışımız gibi bir mekanizma mı? Derin uykuda iken beyin elektrosunda (EEG) kaydedilen elektriksel dalgaların işlevi nedir? Görme merkezine yakın beyin bölgelerindeki nöronlardan kayıtlanan alfa dalgalarının gizemi hala sürmektedir. Dünya güneş etrafında dönerken karanlıkta kalan yarısındaki canlılar uykuda iken enerjilerini başka bir güç ile mi paylaşmaktalar? Kış uykusuna yatan canlıların beyinsel enerjileri bir başka sistemin yedekleme modu olarak mı algılanmalı?

Yazdığı tıp kitabı 17. yüzyıla değin Avrupa'da standard ders kitabı olarak okutulmuş olan ünlü İbn-i Sina „Bütün düşünülenler vardır ve var olanlar tasarlanabilen düşünülür biçimlerdir“ der. Beynin daha çok çalışması savı ile günde bir öğün yemek yiyen, günlerce uyumamaya çalışan İbn-i Sina bu yöntemle „atıl kalan beyin merkezlerini devreye sokabilir miyim acaba?“ demektedir.

 Modern felsefe: Nörobilim

İlki 1999'da Kuzey Arizona'da yapılan “Kuantum ve Zeka” konferansı sonrası kuantum ölçümü, kuantum kriptografisi, kuantum teleportasyonu gibi devrimsel bilgi teknolojilerinin ışığında bilinç düzeyi, kuantum fiziği ve beyin ile ilgili toplantılarda kuantum bilgisi ile beyin arasında bir sentez amaçlanmakta (Şekil 3). Beynin sinaptik bağlantıları çalışmaları nöral-ağların yapısının, biyolojik kuantum bilgisi de kuantum bilgi teknolojilerinin gelişmesine yardımcı olacaktır. Nöronlar-arası birleşkede elektronların kuantum tüneli 1970'de Evan Harris Walker tarafından ileri sürülmüştü. Dendritler arasındaki sıkı bağlantılar da kuantum tünelleşmesini olanaklı kılmaktadır. Hafıza, nöral ağlarda bilginin saklanması, anımsanması, kuantum bilincinin birleştirici tubulin elektron olayı ile tanımlanmaktadır. Biyojenik ferrimanyetik maddenin beyindeki fonksiyonu, iyon kanalları, hangi boyuttaki beyin bilinci yaşar? sorularına yanıt aranmaktadır kuantum bilgileri ışığında. Kuantum bilinç durumu ile biyolojik siklus süperpozisyonu, nöronları birleştiren sinapsın her iki tarafındaki mikrotubulinlerin kuantum siklüsünü sürdürmesi çalışmaları ön planda gözükmektedir. Nöro-kuantolojinin diğer ilgi alanları ise görsel dikkat, fotonlardan fenomolojiye vizyon, gama ossilasyon, ayrık beyin, kaos ve beyin, v.b. gibi bilimsel gizemini koruyan konulardır. 

Geçen yüzyılda fiziksel dünyayı tanımamız amprikti. Kuantum fiziği, madde ve alan teorileri bilgileri ile dünyamızı değiştirdi. Önümüzdeki yüzyıl kuantum mekaniği temel nörolojik bilimler yanı sıra tüm bilim dallarında temel bir kavram ve asal bir araç olarak önemini sürdürecektir. 

Bu kısa beyin fırtınası benzeri yazıda da görüldüğü gibi beyin, hemen tüm bilim dalllarına ilgi yumağını uzatmıştır. Başına nöro- ön ekini getirerek tüm bilim dallarına göndermeler yapabiliriz.

Eskiden felsefe tüm bilim dallarını kapsamakta idi; bugün bu konuma en güçlü aday olarak nörobilim gösterilebilir.

Beyin cerrahı olarak kafatasını her açışta karşılaştığımız beyin belki morfolojik olarak birbirine benzeşir yapıdadır ancak her hastada, her hastalıkta, her tümörde farklıdır. Ona yaklaşırken bir Mozart'ın, bir Van Gogh'un, bir Einstein'ın, bir Yunus Emre'nin beyni gibi görerek kutsal bir mabede girer gibi gireriz. Ünlü beyin cerrahı Mahmut Gazi Yaşargil'in beyin dokusuna saygıyı öğreten nesilin öğrencileriyiz. Her yaklaşımımızda yeni bir şey öğreniriz.

Tablo 1.

Zeka saptaması

Şekil 1. L.Stagnalis'in ayak ganglionundan alınan her bir nöronun mikro-yonga ile kültüründeki üç gün sonraki elektromikrografisi; hücre gövdelerinde yer değiştirme olmadan dokunma yerlerinde uzantılar, sinir hücrelerinde filizlenmelerin oluşumu (ölçek: 20µm) [*Bu resim "Copyright (2001) National Academy of Sciences, U.S.A." "Noninvasive neuroelectronic interfacing with synaptically connected snail neurons on a semiconductor chip." by, Zeck, G. & Fromherz, P. published in PNAS, August 28, 2001;98,10457-10462.izni ile elektronik ortamda yayımlanmaktadır. Kendilerine teşekkür ederim]

 Şekil 2. Broca ve Wernicke konuşmanın motor ve sensoryel merkezleri olarak bilinmektedir (beyaz alanlar).Peki ya diğer merkezler insan konuşurken susmakta mıdırlar?

Şekil 3. Uyku ile rüya, bilinç düzeyi ve beyin ile ne ölçüde barışık, kime teslim olunuyoruz? Yanıtları hala bilinmezlerle dolu.

Şekil 4. Nörokuantoloji, kaos, entropi, negentropi, beynin sınırları modern felsefenin Kabe'si olarak nörobilimi işaret etmektedir.