31 Ocak 2013 Perşembe

MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ (Bölüm 2)

Beyinin bütün loblarında çağrışım alanları olarak adlandırılan geniş bölgeler vardır. Genel olarak uzmanlar, beyin kabuğundaki farklı alanlardan gelen bilginin çağrışım alanlarında birleştirildiğine ve öğrenme, düşünme, hatırlama ile dili anlama ve kullanma gibi fiziksel süreçlerin yerinin bu alanlar olduğuna inanmaktadırlar.


Oksipital Lob, eyin yarımkürelerinin en arka kısmında bulunur ve görsel bilgiyi alıp işler. Çevremizdeki şekil, renk ve hareket deneyimlerini yaşadığımız yer oksipital lobdur. Bu bölgedeki bir hasa, gözler ile beyin arasındaki nöral bağlantılar ram olmasına rağmen, körlük yaratabilir. Oksipital lobun önünde şakakların hemen arkasında yer alan temporal lob, yüzlerin tanınması gibi karmaşık görsel görevlerde önemli bir rol oynar. Beyinde birincil "koku merkezidir"; ayrıca kulaklardan bilgiyi alır ve işler, dengeye katkıda bulunur ve kaygı, hoşnutluk ve kzıgınlık gibi duyguları ve güdüleri düzenler. Son yıllardaki araştırmalar paretial ve frontal lobun da dilin kavranmasında rol aldığını göstermesine rağmen, dili anlama ve kavrama yeteneğinin birincil olarak temporal lobun arka bölümünde yer aldığı düşünülmektedir.

Paretial lob, temporal lob ve oksipital lobun üstünde bulunur ve her iki beyin yarım küresinin tavanının arka kısmının yarısını işgal eder. Bu lob tüm vücudumuzdaki deri, kas ve eklemlerdeki duyusal alıcılardan bilgi alır. Bu duyusal alıcılardan gelen mesajlar duyusal yansıtma alanları olarak adlandırılan bölgelerde kayıt edilir. Aynı zamanda, paretial lobun bir haritayı izlemek ya da bir kişiye bir yere nasıl ulaşacağını anlatmak gibi mantıksal yeteneklerde de rol oynadığı görülmektedir. Frontal lob, alnın hemen arkasında yer alır ve insan beyninin yaklaşık yarısını oluşturur. Beyinden gelen tepki mesajları, geriye dönüş yolculuklarına frontal lobun motor yansıtma alanlarından başlarlar ve buradan vücuttaki çeşitli kaslara ve salgı bezlerine giderler. Bilim adamları beynin bu bölümü tarafından ortaya konan tüm işlevler konusunda hala emin değillerdir. Bunun nedeni, kısmen beyin işlevleri konusundaki bilgilerimizin çoğunun, frontal lobları göreceli olarak gelişmemiş olan hayvanlarla yapılan çalışmalardan ya da seyrek olarak frontal lob hasarı olan vaka çalışmalarından geliyor olmasıdır.

Böyle ünlü bir vaka 1848'de gerçekleşmiştir. Phineas Gage isimli bir adamın başına gelen garip kazayı içermektedir.

Gage demiryolu yapım işçilerinin ustabaşısıdır ve yanmış barut ve demir barut sıkıştırma çubuğu kullanırken dikkatsizlikten bir hata yapar. Sonuç olarak, demir çubuk çenesinden geçerek frontal lobda ciddi bir hasara neden olur. Gage bilinçli bir şekilde yürüyerek doktora gider ve kaza sonrası kendinde, hayret verici bir şekilde birkaç önemli yan etki görülür. Hiçbir fiziksel bozukluk yoktur ve belleği ve becerileri kaza öncesi kadar iyi görünmektedir. Fakat önemli bir kişilik değişikliğine maruz kalmıştır. İşine bağlı biriyken, çalışma isteği kaybolmuştur ve sürekli iş değiştirmeye başlamıştır. Kişilik değişiklikleri o kadar büyüktür ki arkadaşlarına göre Gage artık aynı insan değildir.

Gage olayından bu yana birçok ayrıtılı araştırma, frontal lob işlevleriyle ilgili bu ilk izlenimleri belirginleştirmiştir. Beynin bu kısmının amaca yönelik davranışlara izin verdiği ve önceden tahminde bulunduğu görülmektedir. Frontal lob hasarı olan hastaların, karmaşık yönergelerin izlenmesini içeren görevleri tamamlamamakta ya da çalışma sırasında yönergelerin değiştiği görevleri yerine getirmede problemleri vardır. Frontal lobun bazı bölümlerindeki düşük faaliyet düzeyiyle bazı kişilerde gözlenen hiperaktivite ve dikkat bozukluğunun birbiriyle bağlantılı olduğu gösterilmiştir. Şizofren olan hastalarda da sıklıkla frontal lobda anormallikler gözlenmektedir.

Frontal lobun ayrıca bir kişinin normal duygusal yaşamını sürdürmesi için gerekli olduğu görülmektedir. Frontal lob hasarı olan kişiler genellikle duygusuz görünür ve duygularını sadece yüzeysel olarak gösterirler. Ayrıca frontal lob hasarı olan bazı kişiler ani öfke patlamaları gösterebilirler. Çok küçük tahriklere uygunsuz, amaçsız ve ani öfke ile tepkide bulunurlar. Sonra da bu davranışlarından dolayı utanç duyarlar. Bazı araştırmalar de frontal lobun duygusal mizaç ile bağlantılı olduğunu ileri sürmektedir. (Neşeli ve iyimser yada melankolik ve telaşlı olmak gibi) Frontal lob ayrıca beyin kabuğunun bu kısmının bu kadar ustalık isteyen zihinsel faaliyetlere nasıl katkıda bulunduğunu anlamak için daha pek çok araştırmaya gerek duymaktadırlar.

Rus fizyolog Pavlov'un öğrencisi ve izleyicisi olan, Profesör Pyotr Anokhin tarafından yapılan çalışma, insan beyni hakkında oldukça önemli bilgiler sunmaktadır. Yüzyıllar boyunca beyin sadece bir buçuk kiloluk gri madde yığını olarak düşünüldü. Mikroskobun geliştirilmesiyle beynin dış yüzeyindeki kıvrımların o güne kadar sanıldığından çok daha karmaşık olduğu ve binlerce damar ve sinir yollarından meydana geldiği keşfedildi. Büyüteç yolculuğunda devam ettikçe bilim adamları her kolun üzerinde ahtapotun kollarındaki vantuzlara benzer, fakat kolun her tarafında, binlerce ufak çıkıntı olduğunu buldular. Araştırmanın bu aşamasına geldiklerinde ortalama her beynin gerçekten şaşırtıcı sayıda nöron (sinir hücresi) içerdiğini hesaplamışlardı.
10.000.000.000 (on milyar)

Frederic Vester tarafındna kurulan "Biyoloji Enstitüsü Grubu" beyin üzerinde çeşitli araştırmalar yaptılar. Bu araştırmalarını ilk kez 1978 yılında yayınladılar. Aydın Arıtan tarafından dilimize kazandırılan bu önemli çalışmada Vester, beyin hücreleri arasındaki elektriksel bağlantıyı açıklayamamaktan şikayet ediyor; "Sinapslar arasında oluşan basit bilgi aktarmalarından yola çıkarak, son derece karmaşık ve bilgi sistemine varan insan beyninin nasıl işlediğini, ancak yeni yeni anlamaya başlıyoruz. Beynin işleyiş yasaları, tek boyutlu ve nedenselliğe dayalı bir mantıkla kavranılmayacak derecede karmaşıktır. Onu anlayabilmek için yeni sibernetik yasalara gerek duymaktayız. Çok olağanüstü gibi gelse bile şu bir gerçek: iki yumruk büyüklüğündeki, katlanmış, sıkıştırılmış bir madde hissini veren beyin, yaklaşık 15 milyar hücreden meydana gelmiştir. Bu, iğne başı kadar olan bir alanda yüz binlerce minicik bağlantı ve işlem merkezi bulunması demektir ve bu çok küçük merkezlerde sayılamayacak kadar fazla miktarda değişik bağlantı yapma imkanı vardır. Yani gözle seçilmesi mümkün olmayan o sinir hücreleri, aynı anda saklama, hesaplama, veri alma, cevap verme ve programcılık görevlerini birlikte yerine getirmektedirler.

Vücudumuzu saran sinirler "nöron" adı verilen yüzlerce, kimi zaman binlerce sinir hücresinden oluşurlar. Bir nöronun ortalama genişliği 10 mikrondur (1 mikron, milimetrenin binde birine eşittir) Bir insan beyninin içindeki 100 milyar nöronu, tek bir çizgi halinde yan yana getirebilseydik; 10 mikron genişliğindeki ve çıplak gözle görülmeyen bu çizginin uzunluğu tam 100 km olurdu. Nöronların küçüklüğünü şöyle bir örnekle de gözümüzde canlandırabiliriz: Bir nokta işaretine 50 tane, bir iğne başına ise 30.000 tane nöron sığdırabilirsiniz..

Nöronların tasarımı, vücuttaki uyarıları taşımak üzere hazırlanmıştır. Nöronların çoğunun görevi komşu nöronlardan sinyaller almak, daha sonra bunları bir başka nörona ya da hedef hücreye iletmektir. Nöronlar bir saniyede binlerce kez bu işlemi yaparak birbirleriyle haberleşebilirler.

Bir nöron, duruma göre kapatılıp açılan bir elektronik prizine benzetilebilir. Tek başına bir nöron, sinir sisteminin birbirleriyle bağlantılı elektrik devrelerinin içinde sadece çok küçük bir parçadır. Ancak bu küçük devreler olmadan canlılıktan söz etmek mümkün değildir. Alman Federal Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nde profesöt olan Werner Gitt bu küçük alana sığdırılmış dev kompleksi şöyle tarif etmektedir.: Eğer her nöronu tek bir iğne başıyla temsil ederek, sinir sistemini bir elektrik devresiyle anlatmak mümkün olsaydı, böyle bir devre şeması için birkaç kilometrekarelik alan gerekecekti... Tüm dünyayı saran telefon ağından birkaç yüz kat daha kompleks olacaktı. Tüm nöronlar; çekirdek, elektrik sinyalleri taşıyanm "dendrit" adı verilen kısa lifler ve sinyalleri uzağa taşıyan "akson" adı verilen uzun bir lif içerirler. İplik kadar ince olabilen sinir hücresi yaklaşık 1 metre uzunluğundadır. Bazen mesajlar, sinirler boyunca çok daha uzun mesafeler kat etmek zorunda kalır.

Bir nöron hücresini ileri teknolojiye sahip bir telefon santraline benzetmek mümkündür. Ancak bu hücresel telefon santrali 0,004 ile 0,1 mm arasında değişen boyutlarıyla ve geniş çaplı iletişim mekanizmalarıyla günümüz dünyasında eşi olmayan bir tesistir. Nöronlarda, diğer hücrelerden farklı olarak dendrit ve aksonlar yer alır. Akson ve dendritler de sözü edilen muazzam tesisin diğerleriyle iletişimini sağlayan haberleşme hatlarını meydana getirirler. Dendritler mesaj alırken, aksonlar mesaj gönderirler.


Bir nöronun uyarı göndermesi saniyenin binde biri kadar kısa bir süre içinde gerçekleşir. Bu nedenle bir nöronun saniyede 1000 sinir uyarısı göndermsi mümkündür. Fakat genel olarak saniyede 300-400 uyarı gerçekleşir. Hem büyük ve kalın sinir lifleri, elektriği saniyede 150 m hızla iletirken, en ince olanlar saniyede 90 metre hızla iletir.

Dendritler çok sayıda kısa uzantıdan oluşurlar ve hücrenin kökleri gibidirler. Dallanmış yapıdaki dendritler, diğer nöronlardan gelen haberlerin alınması ve hücrenin gövdesine iletilmesinde görev alırlar. Diğer bir deyişle dendritler, elektrik kabloları gibi hücreye giren sinyalleri iletmek için hizmet verirler. Her bir nöron, sinyalleri hücreye taşıyan 100.000 kadar dallanan dendrite sahiptir.

Aksonların diğer bir çarpıcı özelliği ise, tek bir aksonun 10.000 kadar terminale (uç kısım) ayrılabilmesidir. Böylece her bir terminal, farklı bir nöron ile bağlanabilir ve aynı anda birden fazla bölgenin uyarılmasını sağlayabilirler. Her bir nöron binden fazla nörondan sinyal alabildiği için,  tek bir nöron aynı anda birkaç milyon farklı bilgiyi de taşıyabilmektedir. Bu olağanüstü bir rakamdır. Bu özellik, birden fazla kas lifinin hareket ettirilmesinin gerektiği durumlarda çok önemli bir rol oynar. Bu yapılarıyla sinir hücreleri uzun zincirlerden oluşan yoğun bir şebeke gibidir.

Sinapslar, iki nöronun akson terminallerinin uçlarındaki boşluklardır. İki nöron arasındaki iletişim, "sinaps" denilen bu bağlantı noktalarında kurulur. Nasıl bir telefon santrali sayesinde aynı anda çok sayıda insan birbirleriyle konuşabilirse; benzer bir şekilde nöron da sinapsları kanalıyla çok sayıda nöronla aynı anda haberleşebilir. Her bir nöronda 10.000 civarında sinaps vardır. Bu, bir nöronun aynı anda 10.000 ayrı sinir hücresi ile bağlantı kurabileceği anlamına gelmektedir. Dünyada tek bir telefon şebekesi üzerinden aynı anda yüz milyonlarca telefon görüşmesi yapılacağını farz etsek dahi, beynin kapasitesi bu kapasitenin çok üstündedir: İnsan beyni, içindeki sinapslar aracılığıyla bir katrilyon (1.000.000.000.000.000) haberleşme yapabilir. Bir kişinin 10 hatlı bir telefon santralinde çalıştığında ne kadar zorlandığını düşünecek olursak, tek bir sinir hücresinin 10 bin bağlantıyı eş zamanlı gerçekleştirmesinin ne kadar olağanüstü bir yaratılış örneği olduğu daha iyi anlaşılacaktır.

Nöronlar gelen sinyalleri toplar, mesajın kuvvetine göre iletilmesine karar verir ve başka bir nörona geçişi sağlarlar. Nöronların birbirine bağlantı noktaları olan sinapslar, iletilen sinyallerin dağılma yönünü saptayarak bu iletişimin kontrolünü sağlarlar. Sinir sisteminin çeşitli bölgelerinden gelen tetikleyici (harekete geçiren) ya da engelleyici (hareketi durduran) sinyaller, sinapsları bazen iletime açarak bazen de kapatarak bu kontrolü sağlarlar. Böylece sinpslar zayıf sinyalleri durdururken, kuvvetlilerin geçişine izin verirler. Aynı zamanda zayıf sinyallerden bazılarını seçip büyüterek sinyalleri tek bir yöne değil, çeşitli yönlere göndererek seçici bir faaliyet de gösterirler.

İki sinir hücresinin birleşme noktalarındaki, "sinaps" denilen boşluklar, ancak binlerce kez büyütülerek görülebilecek kadar küçüktür. Oysa ki iki hücre arasındaki bu boşluk, bir hücreden ötekine elektrik uyarısının  sıçramasını önleyecek kadar geniştir. Sinir sisteminde milyarlarca nöron olmasına rağmen, bunlar hiçbir şekilde birbirlerine değmezler. Ancak bu kopukluklara rağmen, vücudumuzdaki sinir ağında hiçbir kesinti yaşanmaz. Çünkü nöronlar boyunca elektriksel olarak iletilen sinyaller, nöronlar arasındaki bu boşluklarda kimyasal olarak devam ederler.

Saatte 390 km hızla hareket eden bir sinyalin (elektrik akımının) aksonun ucuna ulaştığını düşünelim. Bu uyarı dalgası nereye gidecektir? Sinaps denilen bu boşluğu nasıl aşıp yoluna devam edecektir? Bu sinyal bu boşlukta elektriksel özelliğini yitirdikten sonra, diğer nöronda elektriksel bir sinyal olarak nasıl devam edecektir? Bu durum, bir bakıma araba kullanırken bir nehirle karşılaşmaya benzer. Bu noktada aracı değiştirmek gerekir. Tıpkı sizin arabadan inip nehri tekne ile geçmeniz gibi, elektrik sinyali de yoluna bir başka şekilde, kimyasal iletişimle devam eder. Elektrik sinyalleri yolculuklarını sinapslardaki bu kimyasal iletişim sayesinde kesintiye uğramadan gerçekleştirirler.

Bir uyarı, akson terminaline ulaştığında iki nöron arasındaki küçük sinaps aralığını atlayan ve komşu nöronun dendritlerindeki alıcı sinirlerini harekete geçirecek kimyasallar taşıyan, bir mesaj paketi ortaya çıkarır. "Nörotransmitter" olarak bilinen bu haberci moleküller, iki hücre arasındaki boşluğu geçerek, bir milisaniyeden daha az bir sürede ikinci nöronu harekete geçirirler. Nörotransmitterler, sinir hücresinin gövdesinde üretilir, akson boyunca taşınır ve akson terminallerinde minik kabarcıklar içinde depolanırlar. Her kabarcık içinde yaklaşık olarak 5.000 haberci molekül bulunur. Bu kimyasallar uyarıcı ya da engelleyici sinyaller olarak çalışırlar. Diğer bir deyişle, nöronları ya da elektrik uyarısı üretmeye sevk ederler ya da üretilen uyarıyı engellerler.

Son zamanlarda yapılan araştırmalar, her nöronun farklı kimyasal haberciler ürettiğini göstermektedir. Diğer bir değişle her nöron, iletişimde kullanacağı habercileri üreten kimyasal bir tesis gibidir. Nörotransmitterlerin 100 kadar farklı çeşidi bulunur. Bazıları elektrik sinyallerinin tetiklenmesine, bazıları elektrik sinyallerinin durdurulmasına, bir kısmı hızlanma ya da yavaşlatmaya, frekansı değiştirmeye ve enerji depolamaya yarar. Her bir nöron bu çeşitlerin yalnız bir ya da birkaç farklı türünü salgılar. Bir nörotransmitter açığa çıktığında sinapsı geçer ve alıcı nöronun dış zarında bulunan reseptör, bir proteini harekete geçirir. Sinapslar bu noktada bu kimyasal habercilerin sinir hücreleri arasında taşındığı ekspres bir yol olarak düşünülebilir. Aralarındaki mesafe ortalama olarak 0.00003 mm.'dir. Bu mesafe çok küçük olmasına karşın yine de elektrik sinyalinin aşması gereken bir boşluktur. Salgılanan nörotransmitter miktarı, gerçekte hedef dendrit ile bağlanması gerekenden çok daha fazladır. Ancak buradaki fazlalık da vücudumuzun her detayında olduğu gibi, hikmetli bir yaradılış örneğidir. Sinapsta kalan fazla nörotransmitterler, siniri bloke ederek fazladan sinyal gönderilmesini önlerler. Eğer fazla moleküller, siniri bloke etmeselerdi, uyarının durması için geçen süre saniyeler, hatta dakikalar alacaktı. Fakat vücudumuzda sinyal iletimi tam olması gerektiği kadar; saniyenin birkaç binde biriyle ölçülen sürelerde gerçekleşir. Fazla olan nörotransmitter akson terminali tarafından emilirken, geri kalanı da enzimlerle parçalanır. Tıpkı bayrak yarışında olduğu gibi, elektriksel bilgiler köprü görevi gören nörotransmitterler aracılığıyla hücreden hücreye iletilir. Böylece haber iletimi hücre uzantıları arasındaki boşluğa rağmen kesintiye uğramadan devam eder.

Nöronlar arasında iletişimin kurulduğu noktaların yakın bir zamana kadar sabit olduğu zannediliyordu. Sinapsın şeklinin, kimyasal hebercilerin yapısına göre değiştiğinin ortaya çıkarılması, Profesör Eric Kandel'e 2000 yılı Nobel Tıp Ödülü'nü kazandırmıştır.Bu buluşla beraber, sinapsların uyarının gücüne göre, biçimlerini düzenleyen bir mekanizmaya sahip oldukları anlaşılmıştır. Örneğin, kuvvetli bir uyarı durumunda sinaps büyür ve bu uyarının diğer hücrelere kayıp olmadan, en verimli şekilde iletilmesine olanak sağlar. Sinapslardaki bu sistemin keşfi, kabuklu deniz böceklerinde yapılan deneyler sonucunda mümkün olmuştur. Profesör Kendel insanlardaki sinir sisteminin araştırmalara olanak vermeyecek kadar kompleks olduğunu belirtmekte ve bir açıklamasında sinir sisteminin kompleksliğinden şöyle bahsetmektedir:
"Bizim çalışmamızı yönlendiren temel prensip, zihin beynimiz tarafından gerçekleştirilen bir dizi işlem olduğudur. Beynimiz, dış dünyayı algılayan, dikkatimizi düzenleyen ve hareketlerimizi kontrol altında tutan son derece kompleks bir elektronik aygıttır."

Beyinden kaslara ve diğer organlara mesajlar gönderen ve bu mesajları beyne geri ileten sinir liflerinin dışı yağlı özel bir madde ile kaplanmıştır. "Miyelin" isimli bu yağlı doku, sadece sinir liflerini korumakla kalmaz, aynı zamanda bu liflerin elektrik uyarılarını iletmelerine de yardımcı olur.

Miyelin tıpkı elektrik kablolarının etrafındaki iletken olmayan plastik yalıtım malzemesi gibi görev yapar. Elektrik kabloları hem dokunanların zarar görmemesi, hem de elektrik kaçağı yapıp güç kaybına sebep olmamaları için yalıtılırlar. Eğer miyelin maddesi olmasaydı ya elektrik sinyalleri çevredeki dokulara sızarak mesajı bozacak, ya da vücuda zarar verecekti. Ayrıca bu yalıtım maddesi iletkenliği büyük ölçüde artırarak, sinyalin daha hızlı hareket etmesini sağlar. Miyelinle kaplı olmayan sinirle, uyarıları saniyede 1-2 metre hızla iletirken; miyelinle kaplı sinirler, uyarıları saniyede 100 metre hızla iletirler.

Araştırmacılar tarafından, beynin hücreler arası elektriksel faaliyetleri özel bir teknikle görüntülenmiştir. İlk defa beyne gelen bir bilginin oluşturduğu beyin dalgaları ve gözlerin görebildiği basit resimler belirlenebilmiştir. Beyinin bu özelliğini yönetim tekniklerine aktaran ve "beyin metaforu" olarak tanımlayan Gareth Morgan'ın yorumu ise şöyle:
"İnsan beynindeki geniş bağlantı ağlarında bu tür bir kapasite fazlasına rastlıyoruz; bu bağlantı ağları aracılığıyla her nöron ya da sinir hücresi binlerce başka hücreyle bağlantı kurar. Tahminen, her biri 1.000 bağlantıya sahip 10 milyar nöronla beyin, sayısız farklı biçimde kat edilebilecek 100.000 km'lik bir devreye eşdeğerdir. Bu muazzam kapasite önemli gelişim potansiyeli yaratır, büyük miktarlarda bilginin işlenmesini sağlar. Bu durum ise binlerce potansiyel gelişme kalıbına kaynaklık eder, beynin sürekli gelişim içindeki yapısına, gelişmesine ve zekaya katkıda bulunur."

Beynin elektrik bağlantıları ile oluşturduğu bilgi birikimi üzerine yapılmış bir değerlendirme de şöyledir: Michigan Üniversitesi'nde nörofizik uzmanı olarak görev yapan Dr. Ralph W. Gerary; 70 yıl süren etkinliğin ardından, insan beyninin en az 15 trilyon bilgi kümesine sahip olduğunu tahmin ediyor.

Profesör Anokhin'in yaptığı araştırmada 10 milyar nöron tespit edilirken, Vester'de 15 milyar, Madelyn Burkey-Allen ise beyinde 10 ila 14 milyar civarında sinir hücresi bulunduğunu belirtmektedirler. Beyindeki sinir hücrelerinin sayısı ortalama bu kadarken, toplam hücre sayısı ise 100 milyar civarındadır.

Aslında burda dikkat çekilmesi en önemli konu; vücudun %2'sini kaplayan bir organ içinde, bu kadar hücrenin yer alması ve birbirleriyle trilyonlarla ifade edilen bağlantı yapmış olmalarıdır.

Kısaca toparlarsak:

  • Yetişkin bir beyin yaklaşık iki yumruk büyüklüğünde ve 1,4 kg ağırlığındadır
  • Hacim olarak vücutta 1/50 oranda yer kaplar
  • Beyin, vücudun toplam ağırlığının %2'sini oluşturmasına karşın, alınan tüm oksijenin %25'ini, kalorinin %20'sini ve vücutta dolaşan kanın %15'ini kullanır.
  • Beynimizdeki nöronların sayısı yaklaşık olarak 100 milyon kadardır. Bunların yaklaşık 10-15 milyarı sinir hücresi, geri kalanı da yapı taşları işlevi gören gliadır.
  • Her beyin hücresi 15.000 beyin hücresi ile bağlantı kurabilir.
  • Her bir nöron diğer nörona 10 milisaniyeden daha kısa bir zamanda ulaşabilir. (Bu süre göz kırpma süremizin onda birinden daha azdır.)
  • Beynimizdeki nöronların olası bağlantı sayısı tüm evrendeki atom sayısından fazladır. 
  • Beynin bir gramında bulunan nöronların bağlantı kapasitesi tüm dünyadaki telefon ağından daha fazladır.
  • Beş yaşına kadar nöronlar arasındaki bağlantıların %50 sinden fazlası kurulmuş olur.
  • Beyin hücreleri diğer hücrelere kıyasla daha az ve daha yavaş ölür; yerine yine hücreler üretilemez
  • Ortalama bir insan beyni kapasitesinin ancak %1-2'sini kullanabilmektedir.
  • İnsanlık son 10 yıl içinde beyin hakkında bildiklerini ikiye katlamıştır. Ancak bugün bile beynimizin en fazla %5'ini anlayabiliyoruz. 
  • Beyne her 10 saniyede yeni bir bilgi yüklense bile ortalama bir ömürde beynin ancak yarısı kullanılmış olur.





8 Ocak 2013 Salı

MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ (Bölüm 1)

Eğer beyin tek başına yaklaşık 100 milyar nöron içeriyorsa ve her nöron binlerce diğer nöron ile bağlantı kurabiliyorsa, sinir sistemimiz bir nöronun diğer bir nöron ile dolaylı olarak bağlantı kurduğu trilyonlarca sinaps içeriyor olmalı. Birbirleriyle bağlantılı nöronlardan oluşan bu çok karmaşık sistemi anlamak mümkün olmasa bile, sistem bazı yapı ve organizmalardan oluşmaktadır. Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Çevresel sinir sistemi beyin ve omuriliğin; duyu organları, kaslar, salgı bezleri gibi vücutta geriye kalan her şey ile bağlantısını sağlar.

Beyin
Beyin sinir sisteminin en etkileyici kısmıdır. Vücudumuzdaki nöronların %90'ından fazlasını içerir. Beyin farkında olma ve mantık yürütmenin, öğrenme, bellek ve duyguların merkezidir. Ne yapacağımıza karar veren ve bu kararların doğru ya da yanlış olduğunu değerlendiren parçamızdır. Ayrıc, farklı bir şekilde davrandığımızda da sonucun ne olacağını tahmin eder. İnsan embriyosunda beyin şekil almaya başlar başlamaz, üç ayrı bölümden oluştuğunu görebiliriz; Arka beyin, orta beyin ve ön beyin.

Arka beyin, çok ilkel omurgalılarda bile bulunduğu için, beynin ilk evrimleşen bölümü olduğuna inanılmaktadır. Arka beynin omuriliğe en yakın olan kısmı medulladır. Yaklaşık 3,5-4 cm uzunluğunda dar bir yapıdır. Medulla nefes alıp verme, kalp atışı ve kan basıncı gibi işlevleri kontrol eder. Ayrıca medulla bedenden gelen birçok sinirin daha üst beyin bölgelerine geçmek için kullandığı alandır. Bedenin sol yarısından gelen aksonlar beynin sağ tarafına ya da sağdan gelenler sol tarafına geçerler.

Pons, medullanın üzerinde bulunur ve arka beynin beyincik adı verilen bölümünü beynin üst kısmına bağlar. Ponsda üretilen kimyassal maddeler uyku-uyanıklık döngüsünü sürdürmemize yardımcı olur. Beyinci iki yarımküreden oluşur ve çeşitli işlevleri yerine getirir. Özellikle denge ve ilgili refleksleri kontrol eder ve hareketlerin yeterli bir dizi içinde bir arada bulunmasını sağlamak için vücudun faaliyetlerini düzenler. Beyincik hasarı titremeler, denge kaybı ve koordinasyon bozukluğu gibi hareketlerde ciddi problemlere neden olur.

Pons ve beğinciğin üst kısmında, beyin sapı, orta beyni oluşturmak için genişler. Adından da anlaşılacağı gibi, orta beyin, beynin arka beyin ve ön beyin arasında bulunan orta kısmıdır. Orta beyin özellikle işitme ve görme için önemlidir. Ayrıca beyinde acı/ağrının kayıt edildiği birkaç bölgeden biridir.

Beyin sapı tarafından desteklenen, beyin sapı üzerinde tomurcuklanmış gibi duran ve kafatasına uymak için bükülmüş olan bölüm ön beyindir. Ön beynin merkezinde, az çok doğrudan beyin sapı üzerinde bulunan, iki yumurta şeklindeki yapı talamusu oluşturur. Talamus; koku dışında, tüm vücuttaki duyu alıcılarından gelen mesajı geçirir ya da iletir. Beynin bir bölümünden diğerine iletilen bu mesajların çoğu aynı zamanda talamustan geçer. Talamusta bulunan nöronların bazılarının beyin kabuğundaki merkezlerin faaliyetlerini düzenlemede önemli olduğu görülmektedir. Bazıları ise sinir sisteminin beyin ve omurilik dışında kalan bölümlerinin faaliyetlerini kontrol eder.

Talamusun altında bulunan küçük yapıya hipotalamus adı verilir. Ön beynin bu bölümünün, pek çok güdü üzerinde büyük etkisi vardır. Hipotalamusunu bölümleri, yeme, içme, cinsel davranışlar, uyku ve vücut ısısını kontrol eder. Hipotalamus ayrıca kızgınlık, dehşet ve hoşnutluk gibi duygusal davranışlar ile de doğrudan ilgilidir. Ayrıca, hipotalamusun, stres sırasında sinir sistemi faaliyetlerinin koordinasyonunun sağlanmasında ve düzenlenmesinde temel bir rol oynadığı görülmektedir.

Beyin sapı, talamus ve hipotalamusun üzerinde bulunan iki beyin yarımküresinin en dış yüzeyine beyin kabuğu adı verilir. Bunlar "beyin" dendiği zaman pek çok kişinin ilk aklına gelen yapılardır. Fakat gördüğümüz gibi, "beyin" gerçekte ön beyin, orta beyin ve arka beyinden oluşur. İki beyin yarımküresi kafatası içindeki boşluğun pek çoğunu kaplar. Beyin yarımküreleri sinir sisteminin en son evrimleşen kısmıdır ve insanlarda diğer hayvanlara göre daha fazla gelişmiştir. İnsan beyninin ağırlığının yaklaşık %80 ini oluştururlar ve merkezi sinir sistemindeki nöronların yaklaşık %70'ini içerirler. Eğer açılacak olurlarsa, 60-90 cm2'lik bir alan kaplarlar ve daktilo edilmiş bir sayfadaki bir büyük harfin kalınlığı kadar olabilirler. Kafatasına uymak için, beyin yarımküreleri girintili çıkıntılı kıvrımlar örüntüsü geliştirmiştir. Bu tepeler ve vadilere kıvrımlar adı verilir. Her bireyde bu kıvrımlar parmak izleri gibi benzersiz bir örüntü oluşturur.

Her iki beyin yarımküresi benzersiz bir görünüme sahip olmasına rağmen, beyin kabuğu üzerindeki bir dizi işaret genel işlev alanlarını belirlememizi sağlar. Beyin kabuğu, dikey bir  "vadi" ya da "çatlak" ile yaklaşık olarak ön ve arka olmak üzere iki bölüme ayrılmıştır. Bu bölen çizginin önündeki kortikar alanlar (motor alanlar) vücut hareketlerinin planlanması, birbirini izlemesi ve ortaya konması ile ilgilidir. Bu sınırın arkasındaki kortikar alanlar (duyusal alanlar) ise duyularımızdan gelen bilgilerin işlenmesi ve birleştirilmesi ile ilgilidir. Beyin yarımkürelerinin her biri dört büyük bölüme ya da loba ayrılmıştır. Birbirlerinden beyin kabuğu üzerindeki derin yarıklar ya da çatlaklar ile ayrılırlar. Bu lobların üçü her yarımkürenin öncelikle duyusal bilgiyi işleyen arka kısmında bulunur. Her beyin yarımküresinin kalan lobu ön kısımda bulunur ve öncelikle hareketlerimizin bütünleştirilmesi ile ilgilidir.

Anatomi dersine düşmüş olduğunuzu hissedebiliyorum. Ancak beyinsel fonksiyonlarımızın bilinç ve bilinçdışı sistemlerimize olan alakasından bahsetmeden konuların özüne dalmak istemiyorum.

İlerleyen bölümlerimizde, beynin ve merkezi sinir sisteminin algılarımız, zihinsel yönelimlerimiz ve davranışlarımızı nasıl manipüle ettiğinden bahsedeceğim.

7 Ocak 2013 Pazartesi

İNSAN BEYNİNİN YAPISI VE İŞLEYİŞİ


Beyninizin %80'i aslında sudur ama geri kalanı fiziksel ve biyokimyasal parçalardan oluşur Büyüklük açısından sıra dışı bir organ olmasa da, gücü kesinlikle sıra dışıdır. Ortalama 70 kiloluk bir insanın vücut ağırlığının sadece %2'sini oluşturmasına rağmen, beyniniz vücudunuzda dolaşan oksijen ve şekerin %25',ni kullanır. Genel olarak beynin anatomik yapısı iki tür fonksiyona ayrılır; yönetici (entelektüel fonksiyonlar) ve hareketlilik (hareket ve saf duyguya dayalı) 

Kafatası
Beyin katı bir yumurta kıvamında olduğundan, doğum sırasında bile bir kafatası tarafından korunması gerekir (doğum sırasında kafatası, doğum kanalından geçişi kolaylaştırması için iç içe geçmiş gibi görünen esnek parçalardan oluşur; doğumdan sonra bu plakalar birleşir ve zaman içinde taşlaşır)

Nöronlar
Beyninizde, yan yana dizildikleri taktirde toplam uzunluğu 45 bin kilometreyi bulacak olan 100 milyar nöron vardır. Bu sinir hücrelerinin her biri, vücudunuzun uygun şekilde hareket edebilmesi için diğer bir nörona aktarılması gereken bilgi parçacıkları içerir. Nöronlar bilgi içerirler ama diğer bir nöronla bağlantı kuramadıkları sürece işe yaramazlar. İşte nöron uçlarının devreye girdiği yer burasıdır. Bunlara "dendrit" denir. Dendrit sinyalin diğer nöronlara nasıl gönderileceğini, nasıl alınacağını ve nasıl aktarılacağını kontrol eder.

Nörotransmitterler
Beyninizdeki kimyasal habercilerdir. Bir nöronu harekete geçirdiğinizde, nörotransmitterler nöronlar arasında bilgi göndermek ya da almak için işaret verirler. Nörolojik bir rahatsızlığınız olduğunda, sorun genellikle bir nörotransmitterdeki kusurdan kaynaklanır. Eğer bir bilgi parçasını başka bir nörona aktarmazsa, belli bir işe nasıl yapacağınızı da bilemezsiniz. Ayrıca, belli nörotransmitterlerin fonksiyonlarındaki doğal bir gerilemenin, sizi depresyon gibi ruhsal rahatsızlıklara karşı daha savunmasız bıraktığı bilinmektedir.

Bebekliğimizde, bütün bu beyinsel malzemelerimiz küçük bir yerde odaklanır. Tıpkı ağaç dalları gibi birbirleriyle iç içe geçerler. Bu karmaşık anatomi, karar vermek gibi bazı şeyleri yapmayı zorlaştırır. Çünkü iç içe geçen yapılar, beynimizin sadece bir şeye odaklanmasını neredeyse imkansızlaştırır. Üç, dört, beş yaşlarındayken beynimiz, yaşımız büyüdükçe hangi dalların gelişeceğine ve hangilerinin geri kalacağına karar verir. Dolayısıyla küçükken beynimizin hangi bölümlerini daha çok kullanırsak, o türde nöronları daha çok üretiriz. Kullanmadığımız nöronlar için de tam tersi geçerlidir. Küçük yaşlarda beynimizi eğitme tarzımızın, hangi nöron türlerinin gelişeceği ve hangilerinin gelişmeyeceği üzerinde güçlü bir etkisi vardır. (Günümüzde en fazla benimsenen teoriye gör, otistik çocuklarda bu kullanılmayan bağlantılar körelmez. Çünkü etrafında olup biten çok fazla şey vardır) Bu, dikkat dağınıklığı sorunundan farklıdır. Çünkü dikkat dağınıklığı sorunu, konsantrasyon becerisiyle ilgilidir. Aslında çoğumuz çocukluğumuzda bu sorunu yaşarız ve bu konuya odaklanmakta yaşadığımız zorluğu yetişkinlik çağımızda da sürdürebiliriz.

Nörolojik gelişimin açıklanması, beyinlerimizin neden farklı yaşlarda farklı şekillerde hareket ettiğini açıklamaya yetmeyebilir. Çocukken müzik dinlememişsek, kayak yapmayı veya fransızca konuşmayı öğrenmemişsek, yetişkinlikte bunları yapmamız daha zordur. Çünkü o nöron bağlantıları gelişmediği için, gerekli bilgileri yeterince işlemden geçiremez.

Ancak belki de yapılması gereken en önemli ayrım şudur: Geleneksel olarak, beyinsel bozukluklar iki türe ayrılır. Birincisinde, beyinsel bozukluğun görünür bir fiziksel, nörolojik ve tıbbi açıklaması vardır: felç, hafıza kaybı ve Parkinson hastalığı gibi... İkincisinde, beyinsel bozukluğun hiçbir nörolojik açıklaması yoktur: Depresyon, endişe ve kişilik bozuklukları gibi...