Beynin sırları

Beyin hayatımızın en büyük, en önemli organı ve benliğimizin merkezidir. Kâinattaki en gelişmiş ve mükemmel yapı olan beyin, bütün hareketlerimizde, düşüncelerimizde, duygularımızda her zaman devrededir. Beynimiz olmasaydı, göremeyecek, hatırlamayacak, iletişim kuramayacak, hissedemeyecek, uyuyamayacak, vücut sıcaklığımızı bile sabit tutamayacaktık.

İnsan beyni kıvrımlıdır. Beyin yüzeyi bir metrekarenin yirmide biri kadar olmasına rağmen korteksteki katlanmalar sayesinde beynin faal alanı 1,5 metrekareye ulaşır, yani kafatasının büyüklüğünde hiçbir artık olmaksızın beynin gücü otuz kez artırılmış olur. Beyin yüzeyinin bu sebepten üçte biri serbest yüzeyde, üçte ikisi ise, kıvrımların derinliklerindedir. Beyin yüzeyi kıvrım kıvrımdır. Bu gelişmişlik sayesinde insan araç kullanır, parmaklarıyla ince işleri yapabilir, dil ve matematik sembollerle haberleşmeyi gerçekleştirir, zevk ve isteklerini, yani doyumlarını geçici de olsa bastırmayı mümkün kılar. Bu şaşırtıcı özellikler beyinde bulunan 100 milyar civarındaki sinir hücresinin (nöron) ve bu hücreler arasındaki hemen hemen sonsuz sayılabilecek iletişim ağının sonucudur. Beynin bunca fonksiyona sahip olması ancak bu iletişim ağının gelişmiş olması ile mümkündür.

Nöron bağlantısı

Nöronlarla vücudun diğer hücreleri arasındaki temel fark, her bir nöronun diğer bir nöronla büyük uzaklıklar boyunca hızlı ve doğrudan bağlantı kurabilmesidir.

Tek bir nöron, verilerini yüzlerce veya binlerce diğer nöronlardan alır. Gelen mesajlar ketleyici veya uyarıcı olabilir. Nöronların görevi, bu sinyalleri düzenlemektir. Nöronlar sürekli olarak "evet" ve "hayır" şeklindeki sinyalleri değerlendirirler.

Bununla birlikte beyin bir bilgisayar, aksonlar da tel değildir. Bir sinyali sinapsa ani bir elektrik akımıyla değil bir başka yöntemle iletirler; bu, hayret veren bir kimya yoludur. Yaprakların güneş ışığına doğru uzanması gibi, bir nöronun lifleri (dendrite) doğru aksonu araştırırken dışarı doğru büyür ve bağlantı kökleri gibi aksonlar da dışarı verdikleri enerjiyi almaya uygun nöronlarla bağlanana kadar ortalıkta el yordamıyla dolaşırlar. Nöronlar doğru "adresi" bulmada ve doğru tertibatla bağlantıya girmede inanılmaz şekilde kusursuz hareket ederler.

Bilgi, akson boyunca aşağıya sinapsa, bir diğer nöronla özelleşmiş bağlantı noktasına aktarılır. Sinapslar yoluyla her bir nöron, yüzlerce nörondan bilgi alabilir.

Kafatası zırh gibi

Beyin dar bir rafa sıkıştırılmış, tepilmiş bir yorgan gibi durur. Parçalı kafatasının içinde bütün boşlukları en ekonomik şekilde dolduracak tarzda yerleşmiştir. 100 milyar hücreden oluşan 1400 gramlık kütle, bu şekilde dar bir mekâna sığar.

Üstelik beyin en erken teşekkül eden organlardan biridir ve döllenmeden üç hafta sonra ana karnında maya tutmuş haldedir. Oluşum devresinde her dakikada tam 250 bin sinir hücresi teşekkül eder ve neredeyse sonsuz olan bağlantılar kuruldukça dış dünyadan bilgi içeriye girmeye başlar; dış dünyadan içeri girmeye başladıkça da muhtemelen bağlantılar daha hızlı kurulmaya devam eder. Böylelikle beyindeki 100 milyar nöron, hayret verici ve karmaşık yollarla birbirleriyle etkileşerek, görmeyi, hareket etmeyi, öğrenmeyi, hafızaya almayı ve düşünmeyi mümkün kılar.

100 milyar nöronun her birinin ortalama 10 bin başka nöronla bağlantı içinde olduğu düşünülürse yaklaşık 100 katrilyon bağlantıya sahip, karmaşık bir şebeke karşısındayız demektir. Bir muzun hoş kokusunu, limonun keskin kokusundan ayırmak için altı milyon beyin hücresinin harekete geçmesi gerekir.

Beyindeki nöron sayısı da ilginç özellikler taşır. İstenildiğinde yeni nöronlar oluşturulamadığından vücutta gereken fazla nöron mevcuttur. Daha sonra onlar, fazla büyümüş bir ormanı seyreltmek gibi budanır.

Vücutta, ihtiyacın yaklaşık iki katı nöron vardır. Üstelik bilim adamlarının tahminine göre nöron sayısı ile galaksimizdeki yıldız sayısı arasında bir eşitlik de mevcuttur.

Nöronlar arasındaki bağlantı noktaları demek olan sinapsların sayısı da akla durgunluk vermektedir. İnsan beynindeki tüm sinapsları sayabilmek için -sayma oranı her bir sinaps için bir saniye olarak hesap edilse- gereken süre 32 milyon yıldan fazla olur; eğer beyindeki mümkün olabilecek nöron bağlantılarının sayısını bulmak istersek bir milyon sıfırlı 10 rakamı gibi bizi daha da büyük hayrete düşürecek bir sayı elde ederiz. Bu sayıyı daha iyi anlayabilmek için, bilinen kâinattaki zerreciklerin sayısının 79 sıfırlı 10 rakamı olduğunu düşünelim.

Nöronların fonksiyon sahaları da şaşırtıcı özellikler taşır. Nöronlar doğar, daha sonra esrarlı bir şekilde belirli görevlere has sınıflanır ve sonra da bağlantılar kurarken, merkezi sinir sistemi (MSS) büyür ve kendisini birbirinden oldukça farklı fonksiyonlara sahip altı temel alana ayırır.

Hayvan beyni

Nöronlar, hayvan beyninin de ana özelliğini oluştururlar. Mesela bir istakozun yalnızca birkaç yüz nörondan oluşan basit bir sinir sistemine sahip olduğu düşünülürse insan beyninin 100 milyar nöronlu yapısı akıllara durgunluk verir.

Buna rağmen meselâ bir solucanın beyni basit sayılabilir mi? Çağımızın ünlü bilim adamı Stephan Hawking "aslında hiçbir bilgisayar bir solucandan daha zeki değil" demektedir.

Yine "kuş beyni" der geçeriz. Hâlbuki baştankara cinsi kuş, kışın soğuğuna dayanabilmek için fındık fıstık toplamak ve zamanı geldiğinde de yumurtalarını tam olarak nereye gömüldüğünü hatırlamak zorundadır. Bu kadar mükemmel beyine sahip olan insanın bile anahtarını, gözlüğünü, cüzdanını nereye koyduğunu bazen unutabildiğini biliyoruz. Gövdeleri uçmalarına imkân vermek için olabildiğince küçük ve hafif olan baştankaranın beyni de oldukça küçük ve bunun sonucu olarak da basit olmak zorundadır.

Baştankara için mesele, bu ihtiyaç dâhilinde beyinlerine daha fazla nöron eklenmesiyle çözümlenmiştir. Kuş beyninin hipokampüs denilen bölümü- beynin hafıza depolamak ve uzak zamana ait öğrenmeyi gerçekleştirmek için önemli olan bölümüdür- her ekimde şişer. Geçen yılın hafızasına ait eski nöronlar ölür ve yeni nöronlar doğar. Bu, karalamalarla dolu eski not defterinin atılıp yeni yılın notlarını yazmak için yeni bir not defteri alınmasına benzer.

Diğer hayvan türleri ve insan beyninin yeni nöron üretemediği göz önüne alınırsa bu gerçekten şaşırtıcı bir özelliktir.

Erkek baştankaralar, kışın hava sıcaklığı biraz yükselince kendi alanlarını şarkılar söylemeye başlayarak savunurlar. Bu ötüşler rakiplerini kovalamak için başlattıkları uyarı ötüşleridir. Orasının onun olduğunu ve başkalarının uzak durması gerektiğini böyle ilan ederler.

Baştankaraların bir özelliği de, yiyeceğin bol olduğu zaman bir kısmını saklamaları ve daha sonra oraya geri dönüp sakladığı yiyecekleri yemeleridir. Üstelik sadece bir gün içinde, her biri ayrı yerde olmak üzere yüzlerce yiyecek parçası saklayıp birkaç gün sonra hepsini bulabilirler. Bütün bir yıl içinde, hepsi de bir ağaç kabuğunun arkasına ya da bir deliğe dikkatle gizlenmiş olarak binlerce yiyecek maddesini saklayabilir ve daha sonra başarıyla bulabilirler. Bu, kuşların sakladıkları yiyeceklerin yerleri konusunda hayret uyandıracak hafızaya sahip olduğunu göstermektedir.

Başka hayvanlarda beyin

Sözgelimi balarısı 0,01 gram ağırlığında küçük bir beyne sahiptir. Yine de karmaşık şeyleri öğrenme konusunda şaşırtıcı bir yeteneği vardır. Balarıları, en iyi çiçek tozlarını hangi çiçeklerden, günün hangi saatinde alabileceklerini ve kovanların çevresindeki 1 kilometrekarelik arazinin belli başlı özelliklerini öğrenir.

Ayrıca öğrendikleri şeyleri diğer arılara aktarabilirler. Bir arı bir çiçek tarlası bulduğunda, kovana dönerek özel dansla bunu diğer arılara anlatır.

Birçok hayvan, kış için yiyecek stoku yapar. Bu hayvanların hafızaları güçlü olmalıdır, yoksa yiyecekleri sakladıkları yerleri bir daha bulamazlar ve emekleri boşa gider. En güçlü hafıza köknar kargasındadır. Topladığı çam tohumlarını bin değişik yere saklayıp, sonra da bulabilir. İnsanlarsa böyle bir şeyi başaramaz.

Hayvanların bütün davranışları kaba uyaranlara basit tepkiler göstermekten baret değildir. Bu davranışlarını basit değil, aksine hayret verici ölçüde karmaşık olarak tanımlamak daha doğru olacaktır. Üstelik hayvanlar sadece birbirlerinin karmaşık özelliklerini ayırt etmekle kalmayıp aynı zamanda anlaşılmayan bir şekilde gelecekteki davranışlarını da sezebilmektedirler.

Her canlının beyni kendine göre harikadır ve onu tamamlar. Ancak dünyaya hükmeden insanoğlunun beyni ise muazzam bir abide halinde karşımızda durmaktadır ve bu abide aynı zamanda muammadır.

Prof. Dr. Sefa Saygılı