Katalog

TIPBEYİN Beyin ile ilgili yanıt bekleyen 10 ana soru Beyin evrendeki nesnelerin en karmaşık olanıdır. Öyle ki beynimizdeki nöron sayısı ile Samanyolu Galaksisi'ndeki yıldız sayısı eşittir. Son yıllarda beyin araştırmalarında çok büyük mesafeler kat edilmiş olmasına karşın, beyin ve beynin faaliyetleri konusunda daha bilmediğimiz çok şey var. S inirbilimcilerin bu 1.5 kilo ağırlığındaki gri ve beyaz maddeden oluşan kütle ile ilgili esrar perdesinin her gün biraz daha aralıyor olması, beyin ile ilgili 10 temel sorunun yanıtı için çok beklemeyeceğimizi gösteriyor. Bu sorular yanıtlandığı takdirde kim olduğumuzu tüm boyutlarıyla anlayabileceğiz. 1) BİLGİ SİNİR HÜCRELERİNE NASIL KODLANIR? Yol almakta olan elektrik atımları beynin dört bir yanına sinyalleri hızla taşırken, sinir sistemi içinde bilgiyi taşıyan tek yolun bu elektriksel sinyalleri olmama olasılığı büyüktür. Şu anda araştırmacılar olası, başka bilgi taşıyıcıların üzerinde duruyor. Bu olası taşıyıcılar glia hücreleri (tam olarak ne olduğu bilinmeyen beyin hücreleri, nöronlardan 10 misli daha fazla), hücrelerarası diğer türdeki sinyalleme mekanizmaları (son günlerde keşfedilen gazlar ve peptitler) ve hücrelerin içinde oluşan biyokimyasal faaliyetler olabilir. CBT 1064/12 10 Ağustos 2007 GLİA ve PURKİNJE HÜCRELERİ Solda: Glia hücreleri (sarı ve mor ile işaretlenmiş), beyincikte görülen bir nöron tipi olan Purkinje hücrelerini (kırmızı) destekler. Sağda: Nöron ve akson uzantılarının yakın plan görüntüsü. Yazının devamı arka sayfada CBT 1064/13 10 Ağustos 2007 Beyin hücreleri dış membranlarında kısa elektrik atımları üretir. Bu elektrik atımları hücrelerin akson adı verilen uzantılarında yol alır ve beynin herhangi bir yerinde kimyasal sinyalleri serbest bırakır. Bu ya1Bilgi sinir hücrelerine hepyahiç atımlarının nasıl kodlanır? dünya ile ilgili bilgileri taşı2Anılar nasıl dığı varsayılıyor. Örneğin “Ben ne görüyorum?”, “Aç kaydediliyor ve mıyım?”, “Hangi yöne dönanımsanıyor? meliyim?” vb.. 3 Beynin istirahat halinFakat milisaniye süredeki faaliyeti neyi sindeki bu elektrik atımlarının kodu nedir? Atımlar, gösteriyor? farklı zamanlarda beynin 4Beyin geleceği nasıl farklı yerlerinde farklı şeykurguluyor? ler taşır. Merkezi sinir sisteminde (beyin ve omurilik), 5Duygu nedir? atımların hızı ile, bir renk 6Zekâ nedir? veya bir yüzün varlığı gibi 7Zaman beyinde nasıl tanımlanabilir dış özellikbir yol izliyor? ler arasında bir ilişki vardır. Periferik (çevresel) sinir 8 Beyin niçin uyur ve sisteminde daha fazla atım rüya görür? daha fazla ısı, daha yüksek 9 Beynin bir konuda ses veya daha güçlü bir kas kasılması anlamına gelir. uzmanlaşmış sistemleri, Ancak beynin derinlikbir diğeri ile nasıl lerine inildikçe, daha karbütünleşiyor? maşık nöron topluluklarıyla 10 Bilinç nedir? karşılaşırız. Bu karmaşık olaylara örnek olarak değer yargıları, gelecekle ile simülasyonlar, bir eşe sahip olma isteği vb.. gibi düşünsel faaliyetleri gösterebiliriz. Burada sinyalleri deşifre etmek daha zordur. Bu, bir bilgisayarın kutusunu açarak, birkaç transistorun birbiri ile nasıl haberleştiğini anlamaya ve sörf edilen web sayfasının içeriğini tahmin etmeye benzer. Zihinsel bilgilerin tek bir hücreye değil, hücre topluluğuna kaydedilmiş olduğu düşünülüyor. Ancak hangi nöronun hangi spesifik gruba dahil olduğunu anlamak şu an için mümkün değil. Daha da kötüsü bugünkü teknolojiler birkaç bin nöronu aynı anda ölçmeye uygun değil. Hâttâ tek bir nöronun bile bağlantılarını kontrol edecek donanıma sahip değiliz. Kaldı ki kortekste tipik bir nöron, 10.000 diğer nörondan sinyal alır. 2) ANILAR NASIL KAYDEDİLİYOR VE NASIL ANIMSANIYOR? Birisinin ismi gibi yeni bir şey öğrendiğiniz zaman beynin yapısında fiziksel değişiklikler meydana gelir. Ancak bu değişikliklerin ne olduğunu, geniş bir alana yayılmış sinapslar ve nöronlar denizinde bunların nasıl yönlendirildiğini, bilgiyi nasıl kalıcı hale getirdiğini ve onlarca yıl sonra bu bilgilere tekrar nasıl erişildiğini henüz tam olarak bilemiyoruz. Zorluklardan biri, anıların çeşitli olmasından kaynaklanıyor. Beynin, kısa vadeli bellek (birinin telefon numarasını çevirme süresince akılda tutmak gibi) ve uzun vadeli bellek (geçen yaş gününüzde ne yaptığınızı anımsamak gibi) arasında ayırım yapabildiği ileri sürülüyor. Uzun vadeli bellek içinde, bildiri amaçlı bellek (isimler ve olaylar) bildiri amacı taşımayan bellekten (bisiklete binmek, reklamlardan etkilenmek vb..) ayırt edilebilir. Bu genel kategorilerin arasında alt kategoriler de yer alır. Farklı beyin yapıları, farklı öğrenme ve bellek türlerini destekliyor gibi görünüyor. Bellek ile ilgili tüm kuramlarda anı kaydının sinapslara bağlı olduğu ileri sürülüyor. Sinaps beyin hücreleri arasındaki bağlantıdır. İki hücre aynı anda faal duruma geçince, bunların arasındaki bağlantı güçlenir. İkisi aynı anda faal değilse, bağlantı zayıflar. Bu sinaptik değişikliklerden çağrışım dediğimiz olgu doğar. Ancak yalnızca çağrışımlara bakarak belleği açıklamak mümkün değildir. Belleğin en büyük gizi, şeyler arasındaki ilişkiye, şeylerin ayrıntılarından daha fazla yer vermesidir. Bir melodiyi ezberlediğiniz zaman notalar arasındaki ilişkiyi kodlarsınız, notaları tek tek öğrenmezsiniz. . Bu nedenle o melodiyi farklı bir anahtarda söyleyebilirsiniz. Bellekteki anıları geri çağırmak anıları depolama işleminden daha gizemlidir. Bu konuda kesin olarak bilenen tek şey anıların anımsandıkça dengesini yitirmesidir. Geçmişteki bir olayı anımsadığınız zaman, bellek geçici olarak silinme riski ile karşı karşıya kalır. Son yıllarda yapılan bir araştırma, bu geçici süre içinde anıların yeniden oluşumunu kimyasal olarak bloke etmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Bu da yeni etik soruların gündeme gelmesine yol açıyor. kızgın yüzlere tepki verir. Ancak denekler bu sırada yüzü gördüklerinin farkında bile değildir. Farklı kültürlerde, temel duyguların ifadesi dikkati çekecek kadar birbirine benzer. Ve Darwin'in de belirttiği bi bu ifadeler memelilerde büyük ölçüde aynıdır. İnsanların, sürüngenlerin ve kuşların korku , öfke ve evlat sevgisi karşısında gösterdiği fizyolojik tepkiler de birbirine benzer. Modern görüşlere göre, yoğun duygular (emotions), sonuçlara bir değer biçen ve basit bir eylem planı sağlayan beynin halleridir. Böylece duygu bir hesaplama eylemi olarak ele alınabilir. Bu tür bir hesaplama, uygun eylemi başlatan hızlı ve otomatik bir özettir. Bellek dünyasında duygusal olaylar, amigdala denilen beyin bölgesindeki paralel bir bellek sistemi tarafından tespit edilir. Duygusal sinirbilimin hedeflerinden biri, çok sayıda duygu bozukluklarının doğasını anlamaktır. Depresyon bunların içinde en sık görüleni ve tedavisi en güç olanlardan biridir. Dürtüsel saldırganlık ve şiddetin, hatalı duygusal düzenin bir sonucu olduğu düşünülüyor. 3) BEYNİN İSTİRAHAT HALİNDEKİ FAALİYETİ NEYİ GÖSTERİYOR? Sinirbilimciler, genellikle bir resim, dokunma veya ses gibi laboratuvar ortamında yaratılabilen bir uyarıya tepki veren beyin faaliyetlerindeki değişiklikleri inceler. Ancak istihat halindeki beynimizin faaliyetleri baseline activity, taban faaliyeti zihinsel yaşamımızın en temel unsurlarından biridir. Uyanık ve istirahat halindeki beyin, toplam kütlemizin %2'sini oluşturmakla birlikte, vücudun toplam oksijeninin %20'sini tüketir. Bu taban faaliyetin bir kısmı, beynin geri planda bilgiyi yeniden kurması, olayların gelecekte nasıl olacağına ilişkin simülasyonları oluşturması veya anıları elden geçirmesi gibi süreçlere ayrılmış olabilir. Önem verdiğimiz pek çok şey anılar, duygular, dürtüler, planlar vb..bir dış uyarı olmadan ve dışarıdan gözlenebilen bir davranış şekline dönüşmeden yapılabilir. Beynin bu taban faaliyeti ile ilgili ipuçları, sinirgörüntüleme deneylerinden elde edilir. Bu görüntüler, kişi hedefe yönelik bir işi fiilen yapmadan önce, bazı beyin bölgelerinde faaliyetin azaldığını gösterir. Faaliyetin azalmış olduğu bölgeler, yapılacak işin ayrıntılarından bağımsız olarak hep aynıdır. Bu bölgelerin hep 6) ZEKÂ NEDİR? KAN DAMARLARININ OLUŞTURDUĞU AĞ Bu anjiyogramda görüntülenen kan damarları beyne oksijen ve besin taşır. aynı olması, bu bölgelerin taban programları çalıştırıyor olduğu anlamına gelebilir. Algılama ile ilgili geleneksel görüşe göre, dış dünyadan gelen bilgi duyguların içini doldurur, beyinde kendine bir yol açar ve kendini bilinçli bir şekilde görülebilir, işitilebilir ve duyumsanabilir kılar. Fakat pek çok bilim adamı, bugün artık duyusal bir girdinin beyinde sürmekte olan bir içsel faaliyete yalnızca “ince ayar çektiğine” inanıyor. Örneğin, duyusal bir girdi algılama için gereksizdir. Uyku sırasında gözleriniz kapalıyken çok zengin görsel bir deneyim yaşayabilirsiniz. Uyanıklık ile uykudaki durum, kısmen bir dış uyarıya takılmış olmanın dışında büyük bir olasılıkla aynıdır. Bu görüşe göre insanların bilinçli yaşamı, uyanıkken rüya görmek gibi bir şeydir. 4) BEYİN GELECEĞİ NASIL KURGULUYOR? çirilmesine ve tepki verilmesine ayrılmadığı yönünde. Buna göre, beynin kaynakları dış dünyanın bir iç modelinin yaratılmasına da olanak tanıyor. İçerde yaratılan modeller yalnızca motor davranışlarda değil, algılamada da etkili oluyor. Örneğin görme duyusu, yalnızca retinadan değil, beyinden önemli ölçüde bilgi alarak kullanıyor. Pek çok sinirbilimci son yıllarda, algılamanın çıkış noktasının, küçük veri parçalarının bir araya gelmesi değil, gelen duyusal verilerin zihinde yaratılan beklentiler ile ne kadar uyum sağladığı ile ilgili olduğuna inanıyor. Ancak beyin gibi bir sistem, dünya ile ilgili bu kadar başarılı tahminleri nasıl yapabiliyor? Bir görüşe göre bellek belki de yalnızca bu amaca hizmet ediyor. Bu yeni bir fikir değil. İki bin yıl önce Aristo ve Galen, belleğin gelecek ile ilgili başarılı tahminler yapılmasında en ideal araç olduğunu vurguluyordu. Bir itfaiye şefi, yangına müdahale etmek için olay mahaline geldiği zaman çok büyük bir hızla adamlarını en uygun şekilde nasıl konuşlandırması gerektiğini düşünür. Gelecek ile ilgili bu tür simülasyonlar yapmak Felsefeci Karl Popper'ın dediği gibi “varsayımlarımızın bizim yerimize ölmesini sağlar”. Bu nedenle akıllı bir beynin kilit görevlerinden biri olası bir geleceği kurgulamaktır. Buna karşın geleceğe ilişkin beyin simulatörünün nasıl çalıştığı konusunda çok az şey biliyoruz, çünkü geleneksel sinirbilim teknolojileri, beyin faaliyetlerini, zihinsel hayallerle değil, kesin davranışlarla ilişkilendirir. Bu konuda ortaya atılan görüşlerden biri, beynin kaynaklarının yalnızca uyarıların işlemden ge 5) DUYGU NEDİR? Beynin bir bilgi işleme sistemi olduğunu düşünürüz. Ancak duygu, motivasyon, korku ve ümit gibi unsurlardan yoksun bir beyni düşünemeyiz. Yoğun duygular (emotions) belirli uyarılara verilen, ölçülebilir fiziksel tepkilerdir. Korkuya eşlik eden şiddetlenen kalp atışları ve ter; kedi ile karşı karşıya kalan farenin donup kalması; öfke ile kaslardaki gerilimin artması bunlara iyi bir örnektir. Oysa hisler (feelings) bazı süreçlere eşlik eden öznel deneyimlerdir. Bu süreçler mutluluk, kıskançlık, üzüntü vb..... Yoğun duygular (emotions) bilinçaltı bir mekanizmayı devreye sokar. Örneğin yoğun duygularla ilgili beyin bölgeleri kısa bir süre gösterilen ve daha sonra maske ile kapatılan Zekâ farklı şekillerde karşımıza çıkar; ancak zekânın biyolojik olarak ne anlama geldiği henüz bilinmiyor. Milyarlarca nöron bir bilgiyi işlemek, yeni bir durumu değerlendirmek ve sonuç alınamayan bir bilgiyi silmek için birlikte nasıl çalışır? İki kavramın yan yana gelip bir soruna çözüm getirmesi nasıl gerçekleşiyor? Bir filmde katilin hiç kuşkulanılmayan koca olabileceği birden bire kafanıza nasıl dank eder? Zeki insanlar, bilgileri daha rafine, daha çeşitli veya daha çabuk erişilebilecek şekilde mi depoluyorlar? Tüm bilim kurgu öyküleri akıllı robot kavramı üzerine kurgulanır. Ancak bugüne dek yapabildiklerimiz, yalnızca robotik elektrik süpürgesinden ibarettir. Öyleyse nerede hata yapıyor olabiliriz? Yapay zekânın yaşama geçirilmesinde bu kadar başarısız olmamızı açıklayan iki farklı görüş söz konusu: Ya beyin fonksiyonlarına ilişkin temel ilkeleri yeterince bilmiyoruz, ya da yeterli miktarda nöronu birlikte çalışacak şekilde oluşturmayı başaramıyoruz. Eğer bu sonuncusu doğruysa ortaya daha umut verici bir tablo çıkıyor. Bilgisayar teknolojisi her geçen gün biraz daha ucuzluyor ve hızlanıyor. Dolayısıyla Asimov'un öngördüğü tipte robotların yakında ev işlerimize yardımcı olacağı günler çok uzak değil. Ancak pek çok bilim adamı, bu amacın ne kadar uzağında bulunduğumuzun farkında. Halihazırdaki robotlar, deniz sümüklü böceklerinden biraz daha akıllı ve ancak onlarca yıl sürecek yoğun araştırmalardan sonra ön plandaki bir nesneyi geri plandan ayırt edebilecek düzeye gelebilecekler. Son çalışmalar, kısa vadeli bellek kapasitesi, bilişsel sorunları çözme yetisi, olaylar arasındaki güçlü ilişkileri depolayabilme yeteneği ile zekâ arasındaki olası ilişkiyi araştırıyor. Ne yazık ki sonuçlar umut verici değil. Kaldı ki zekâ tek bir mekanizma veya tek bir nöral bölge ile desteklenmiyor olabilir. Zekâ ne olursa olsun, Homo sapien'lerin en büyük özelliği. Diğer türler de spesifik problemleri çözme yeteneğine sahip olabilirler, ancak bizim soyut kavramları anlama yeteneğimiz, pek çok sorunu çözebildiğimiz ve çözebileceğimiz anlamına geliyor. Belki de zekâ konusunu fareler ve maymunlar üzerindeki deneylerle inceleme alışkanlığımız, başından beri yanlıştı. TIP BEYİN