Beynin Bilimsel Yaşamı

Bu makale New Scientist Dergisi’nin 5 Kasım 2008 tarihli 2681 no’lu sayısından çevrilmiştir.

Yazan: Douglas Fox

Çeviren: Esin Tezer

BOŞTAKİ (NÖTR HALDEKİ) BEYİN devreyi kestiğinizde, odaklanılmış dikkatle alakalı olmayan beyin alanlarının kendine özgü bir ağını ortaya çıkarak harekete geçer.

.Varsayılan Ağ

.Üzerine Odaklanılmış Dikkatle Alakalı Alanlar

ORTA (MEDİYAL) PREFRONTAL KORTEKS

ARKA SİNGULAT KORTEKS

SOL YARIKÜRENİN İÇERİSİ

LATERAL PARYETAL KORTEKS

SOL YARIKÜRENİN DIŞARISI

‘’ – Evet, şimdi konu oldukça açıklık kazandı kafamda Elf !.. Peki “enerji” dalgalarımı ne kadar ve nasıl güçlendirebilirim.. ? Veya şöyle sorayım… “Enerji” güçlenmesi neye bağlıdır ?..

- Burada dikkat edilmesi zorunlu olan husus şurasıdır… Biliyorsun ki, herkes beyninin çok ufak bir yüzdesini kullanmaktadır!.. Dolayısıyla da, bu çok ufak bir bölümün ürettiği enerjiyle sınırlı ilme ve ruh gücüne sahip olunmaktadır…Oysa kişi belirli çalışmalarla, beynindeki atıl, kullanılmayan kapasiteyi devreye sokabilse; beyninin kullanılabilir bölümünü yüzde beşten diyelim ki yüzde onbeşe çıkarabilse, hem çok daha güçlü bir ruha sahip olacak, hem de çeşitli beyin fonksiyonlarında, yani akıl, idrak, tefekkür, tasavvur vesaire gibi özelliklerinde çok daha fazla gelişme olacaktır… Biliyorsun ki beyin çalışmaz hale geldikten sonra, RUH hiç bir yeni güç ve özellik elde edemez !… Bu sebeple tek şansınız, şu anda sağlıklı bir beyne sahip iken, bunu olabildiğince değerlendirmenizdir!. Aksi halde, bu beyin elden çıktıktan sonra hiç bir yeni güç kazanmanız mümkün olmayacaktır.

- Yâni “ibadet” denilen bu çalışmalar, hep beynin gelişmesi için mi?.

-Elbette, ne zannettin ki!. Kim beynini ne oranda geliştirebilirse, o derece güçlü ve ilim sahibi olur. ‘’

AHMED HULÛSİ, EVRENSEL SIRLAR’dan (Onuncu Gün)

1953’te Louis Sokoloff isimli bir doktor 20 yaşındaki bir üniversite öğrencisini sedye üzerine yatırdı, onun kafatasına elektrodları yerleştirdi ve şahdamarına şırınga soktu. Gönüllü 60 dakika boyunca orada yattı ve aritmetik problemlerini çözdü. O süre boyunca Sokoloff onun beyin dalgalarını monitörledi, kanındaki oksijen ve karbondioksit seviyelerini kontrol etti. Philadelphia’daki Pennsylvania Üniversitesi’nde bir araştırmacı olan Sokoloff, beynin hareketli bir düşünce anında ne kadar enerji tüketeceğini bulmaya çalışıyordu. Gönüllünün beyninin problemleri çözdükçe daha fazla oksijeni yiyip bitirmesini bekledi, ama gördüğü şey onu şaşırttı: Deneğinin beyni aritmetik yaparken gözleri kapalı dinlenirkenkinden daha fazla oksijen tüketmemişti.

İnsanlar uzun zamandır beyini, zihinlerinde Sudoku çözmek (Sudoku Nedir? Sudoku; tüm dünyayı etkisi altına alan sayılarla oynanan, fakat matematik bilgisi gerektirmeyen, sadece mantık yürütülerek çözülmesi mümkün olan bir zeka bulmacasıdır), gazete okumak veya kalabalıkta bir yüze bakmak gibi bir görev verilene kadar etkin olmayan durumda beklemede duran bir bilgisayar olarak canlandırmışlardır. Sokoloff’un deneyi farklı bir gerçeğin ilk belirtisini, yani beynin zengin, özel bir hayattan zevk aldığını göstermiştir. Bu hayret verici, beden kütlemizin sadece yüzde 2’sinden sorumlu olan, fakat yediğimiz kalorilerin yüzde 20’sini yiyip bitiren organ; söyleyebildiğimiz kadarıyla o enerji faaliyetinin çoğunu kesinlikle israf etmektedir.

St Louis’deki Washington Üniversitesi’nde bir nörobilimadamı olan Marcus Raichle, “Dinlenen beyinde hesaba katılmayan büyük miktarda bir aktivite vardır. Beyin çok masraflı bir organdır, fakat hiçkimse derinlemesine bu masrafın tam olarak ne olduğunu sormadı,’’ demiştir. Raichle ve az sayıdaki diğerleri bu temel soruyu nihayet ele alıyorlar: Boşta olan bir beyin her halükârda tam olarak ne yapmaktadır? Onların çalışması, onlarca yıldır gözümüzün önünde saklanan organ içindeki organa, beynin içerisindeki büyük sistemin keşfine yöneltmiştir. Bazıları onu ‘Hayal Kurmanın Nöral Dinamosu’ olarak adlandırmaktadır. Diğerleri de onu daha gizemli bir rolle, muhtemel olarak hatıraları seçmek ve onları gözle görülür olmayan biçimde kişisel hikâyenin içerisine örmekle görevlendirmektedir. O ne yaparsa yapsın, beyin her ne zaman başka türlü meşgul olmadığında ve atan kalbinizden öfkeli bir şekilde gram gram daha fazla oksijeni yiyip bitirdiğinde ateşlenmektedir.

Wisconsin-Madison Üniversitesi’ndeki nörobilimadamı Giulio Tononi, “Bu çok önemli birşey. Beyinde yeni bir fonksiyonel sistemin tanımlanması çok sık olan birşey değildir, aslında ne kadar yıldır tanımlanmadığını da bilmiyorum. Sanki yeni bir kıtayı keşfetmek gibi,’’ demiştir. Keşif, gelmede yavaştır. 55 sene önceki Sokoloff’un deneyi çok az ilgi görmüştür. Beynin görünüşte nötr iken önemli şeyleri de yapabileceği araştırmacılara 1980’lerde doğmaya başlamıştır.

Zihni Gizlice Dinlemek

O günlerde PET diye adlandırılan yeni çıkmış bir beyin tarama tekniği rağbetteydi. Araştırmacılar radyoaktif glukozunu enjekte ederek ve biriktiği yeri ölçerek beynin içerideki çalışmasını gizlice dinleyebiliyorlardı. Tipik bir deneyde bir gönüllüyü gözleri kapalı uzanmış olarak ve daha sonra tekrar zihinsel zahmetli bir görev yaparken tararlardı. Daha sonra da aydınlanan beyin alanlarını bulmak için bir taramayı bir diğerinden çıkarırlardı.

Raichle tuhaf birşey farkettiğinde kelimelerle bağlantılı olan beyin alanlarını bulmak için PET’i kullanıyordu. Bazı beyin alanları dinlenme anında son sürat gözüktü, fakat alanlar kişi egzersize başlar başlamaz sakinleşti. Pek çok kişi bu acayipliklere raslantısal gürültü olarak baktığından aldırış etmedi. Fakat 1997’de Raichle’ın çalışma arkadaşı Gordon Shulman aksini keşfetti. Shulman, 134 kişinin beyin taramalarının yığınını çok dikkatli bir şekilde inceledi. Görev ne olursa olsun, (okuma veya ekranda şekilleri izleme olsun), beyin alanlarının aynı topluluğu her zaman konuya konsantre olmaya başlanır başlanmaz azalıyordu. Shulman, “Tutarlılık seviyesine şaşırdım,’’ demiştir. Birdenbire çok daha az tesadüfi bir gürültü gözükmüştür. Shulman, “Daha önce tanımlanmamış bu nöral ağ vardı,’’ demiştir.

Raichle ve Shulman, 2001’de bilinmeyen bir ‘’varsayılan mod’u’’ yani beynin meşgul olmadığında dikkatini verdiği ve başka birşey yapılması istendiğinde bir kenara ayırdığı bir çeşit tek kişilik iskambil oyununu tesadüfen bulduklarını ileri sürerek tez yayınladılar. Bu beyin aktivitesi, büyük ölçüde Raichle ve Shulman’ın yeni ad verdiği ağı beynin ortahattı aracılığıyla arkadan öne kemerleyerek bölgeler kümesinde meydana gelmiştir (Ulusal Bilimler Akademisi Konferansları, cilt 98, sayfa 676). Ağdaki beyin alanları bilinmekteydi ve araştırmacılar tarafından yakın bir zamanda üzerinde çalışılmıştı. Daha önce bilmedikleri şey, onların kişi meşgul olmadığında ama üzerine odaklanılmış dikkat gerektiren bir görev gelir gelmez kişi sakinleştiğinde birbirleriyle hiç durmaksızın gevezelik etmeleriydi. Metabolik aktivitenin ölçümleri bu ağın bazı kısımlarının beynin diğer herhangi bir alanından gram gram, neredeyse yüzde 30 daha fazla kaloriyi yiyip bitirdiğini göstermiştir.Tüm bunlar şu soruyu sordurmaktadır: Hiçbirşey yapmadığımız zaman beynimiz tam olarak ne yapmaktadır? Raichle ve Shulman, varsayılan ağı ana hatlarıyla belirlediklerinde beyin alanlarını ilgilendirenler hakkında zaten bilinene dayanan amacına uygun ipuçlarını görmüşlerdir.

Ana parçalardan bir tanesi de iyi, kötü veya önemsiz gözüksün veya gözükmesin; objeleri yüksek derecede kendini düşünen bir bakış açısından değerlendiren Orta (Mediyal) Prefrontal Korteks’tir. Bu bölgenin kısımları kişilerden sıfat gibi kulanılanların listeleri üzerinde çalışmaları ve kendilerine uygun düşenleri seçmeleri istendiğinde de (Britney Spears’ı söylememeli!) aydınlanmıştır. Orta Prefrontal Korteks’lerinden zarar gören insanlar dikkatsiz ve az konuşan hale gelirler. O bölgedeki bir felçten iyileşen bir kadın boş bir zihnin içinde, pek çoğumuzun olmuş farzettiği bilincin aralıksız süren düşüncelerinden yoksun olarak yaşadığını hatırlamıştır.Varsayılan ağın kısımları da dünkü kahvaltı veya anaokulundaki ilk gününüz gibi olan otobiyografik hatıraları kaydeden ve hatırlayan Hipokampus’la kuvvetli bağlantılara sahiptir.Raichle ve çalışma arkadaşı Debra Gusnard’a göre, tüm bunlar bir şeye işaret etmektedir: Hayal kurmak. Görevini yapamayan ağ; hatıraların içine, hayal kurmanın hammaddesine Hipokampus aracılığıyla kuvvetli bir bağlantı kurabilir. Orta (Mediyal) Prefrontal Korteks daha sonra o hatıraları içgözlemsel bakış açısından değerlendirir. Raichle ve Gusnard, varsayılan ağın gelecekteki hareketler ve seçimleri gözönünde bulundurması için beyni ‘’ gizli bir provayla’’ tedarik edebileceğini tahmin etmişlerdir.

Şimdi Harvard’da olan Raichle’ın eski çalışma arkadaşı Randy Buckner da buna katılmaktadır. Ona göre kanıt, hayal kurmanın en özlü kısmının hareketleriyle alakalı beyin sisteminin resmini boyamaktadır: Geçmiş deneyimler üzerinde derin düşünmek ve gelecek hakkında tahminde bulunmak (New Scientist, 24 Mart 2007, sayfa 36). Bucker, “Olası evrenleri hayal etmede ve onlar hakkında düşünmede çok iyiyiz. Bu da onu yapmamıza yardım eden beyin ağı olabilir,’’ demiştir. Bu fikri destekleyen direkt kanıt şu anda vardır. Geçen yıl New Hampshire, Hanover’deki Dartmouth College’den Malia Mason, varsayılan ağın aktivitesinin hayal kurmayla ilişkili olduğunu bildirmiştir. Mason, beyin imajlama tekniği fMRI’ı kullanarak insanların varsayılan ağ aktifken (belirsizken değil) hayal kurmayı bildirdiklerini keşfetmiştir. Varsayılan ağları daha aktif olan gönüllüler genel olarak daha fazla dalıp gitme düşünceleri olduğunu bildirmişlerdir (Science, cilt 315, sayfa 393). Hayal kurma zihinsel bir lüks gibi gelebilir, fakat amacı son derece ciddidir: Buckner ve onun Harvard’dan çalışma arkadaşı olan Daniel Gilbert, onu gelecek için planlarımızın içerisinde geçmişte öğrenilmiş, birleştirilen dersler için en son araç olarak görmektedirler. Bu egzersiz öylesine önemlidir ki; beynin her mümkün olduğu anda yalnızca daha acil bir görev için kendinin limitli kan, oksijen ve glukoz tedariğini ayırmakta olduğu, gerektiğinde de birdenbire durduğu gözükmektedir.

Hayal Kurmak Zihinsel Bir Lüks Gibi Gelebilir, Ama Onun Amacı Son Derece Ciddidir

İnsanlar varsayılan ağın sadece hayal kurmaktan daha fazlasını yaptığından şüphelenmeye başladılar. Bu, 2003’te California’daki Stanford Üniversitesi’nden Michael Greicius’ın varsayılan ağ üzerinde yeni bir yolla çalıştığında başladı. O, deneklerinin fMRI tarayıcısında sakin bir şekilde uzanmalarını sağladı ve sadece eylem halindeyken beyinlerini izledi. Bu onu varsayılan ağda ‘’Dinlenme Hali Dalgalanmaları’’ (Beyin alanlarının topluluğunu uyumlu birliğin içerisine bağlayan, koordine olmuş biçimde baştan başa hafifçe dalgalanan nöral aktivitenin yavaş dalgaları) olarak adlandırılanları bulmaya yöneltti. Dalgalar zirveye ulaşarak kafa derisi üzerindeki elektrodlar tarafından kaydedilen tipik EEG beyin dalgalarından 100 defa daha yavaşa kadar, 10 ila 20 saniye arası sürdü. Bilimadamları varsayılan ağ üzerinde o zamandan beri beyindeki aktivite değişikliklerini ölçmek için görev taramalarından dinlenme taramalarını çıkaran eski moda bir yolla çalışmaktalardı. Fakat Greicius’ın çalışması insanlar hiçbirşey yapmadan uzandıklarında da tarama yapılarak basit bir şekilde ağ üzerinde kulak misafiri olabileceğimizi göstermiştir. Bu da, bilimadamlarının insanların bilinçli dahi olmadıkları beklenmeyen birşeyi ortaya çıkaran bir ağ üzerinde çalışmalarına izin vermiştir.

Raichle geçen yıl ağın dinlenme dalgalarının yoğun bir şekilde anestezi görmüş maymunlar üzerinde sanki uyanıkmışlarcasına devam ettiğini bildirmiştir (Nature, cilt 447, sayfa 83). Daha yakın bir zamanda, Greicius benzer bir fenomeni yatıştırılmış hastalarda bildirmiştir ve diğer araştırmacılar varsayılan ağın aktif olduğunu ve erken uykuda senkronize olduğunu keşfetmişlerdir (İnsan Beynini Haritalandırma, cilt 29, sayfa 839 ve sayfa 671). O, varsayılan ağın tamamiyle hayal kurma olduğu varsayımını bozmuştur. Greicius, “Şaşırdım. Anlayışımı neye baktığımıza göre revizyondan geçirmeliydim,’’ diye itirafta bulunmuştur. Varsayılan ağın erken uykuda aktif, gerçek rüya görmeyle olan bağlantısının cezbedici olduğu belirlenmiştir, fakat Raichle onun geceleyin olan aktivitesinin başka bir amaca sahip olmasından (hatıraları sıralama ve saklamasından) şüphelenmektedir. Her gün dağlar boyu kısa-zamanlı hatıralarla yıkanırız fakat aslında onların pek azı hayatlarımıza kılavuzluk eden kişisel hikayemize eklenmeye değerdir. Raichle şimdi varsayılan ağın hatıralarla (iyi, tehdit edici, duygusal olarak acı verici ve buna benzer olsun veya olmasın) ilişkili olduğuna, onun onları kişisel bakış açısından gelen önemine dayanan bir şekilde seçici olarak sakladığına ve güncelleştirdiğine inanmaktadır. Ağ, saklanmamış hatıraların rezervini önlemek için her ne zaman olabilirse kendi görevlerine dönmektedir. Raichle, bu fikri desteklemede varsayılan ağın sürekli olarak Hipokampus’la konuşup durduğuna işaret etmiştir. O, ayrıca kullandığı oksijen miktarından çok daha fazla oranda çok miktardaki glukozu yiyip bitirmektedir. Raichle onun bu ekstra glukozu enerji olarak yakmaktansa, nörotransmitter’lar ve amino asitlerin yapılmasında hammadde olarak kullandığına inanmaktadır. Hafızanın esas hammaddesi olan snapsları desteklemeli ve devamlılığını sağlamalıdır. Raichle, ‘’Beynin çalışmasının pek çok giderinin olduğu yer bu bağlantılardadır,’’ demiştir.

Böyle bir merkezi rolle, varsayılan ağın bazı bilinen beyin hastalıklarını kapsaması sürpriz olmamalıdır. Buckner, 2004’te Pittsburgh Tıp Okulu Üniversitesi’nden William Klunk’ın bir sunumunu gördü. Klunk, Alzheimer’lı olan hastaların beyinlerindeki zararlı protein yığınlarını gösteren 3 boyutlu haritaları sundu. O zamana kadar insanlar yalnızca ölmüş hastaların beyinlerini parçalayıp inceleyerek bir anda beyin lokasyonundaki bu yığınlara bakmışlardı. Böylece Klunk ekranda tüm-beyin haritasını yansıttığında, pek çok insan tüm resmi ilk defa görmüştü. Buckner, ‘’O bayağı bir sürprizdi. Tıpkı varsayılan ağ gibi,’’ demiştir. Raichle, Greicius ve Buckner o zamandan beri Alzheimer’lı olan hastalarda varsayılan ağın aktivite modelinin bozulduğunu keşfettiler. Onlar ayrıca kimlerin Alzheimer’a yakalanacağını tahmin etmeyi öğrenmelerine rağmen görmek için hafif hafıza problemleri olan insanların varsayılan ağ aktivitesini monitörlemeye başladılar. Hastalık hafıza problemleri olan insanların yarısında oluşmaya devam etmektedir, fakat bu hangi yarıdır? Buckner,’’Ne öğrendiysek onu Alzheimer riskinde olanların kimler olduğuna ışık tutmak için kullanabilir miyiz?’’ demiştir. Varsayılan ağın depresyon, dikkat-eksikliği hiperaktivite rahatsızlığı (ADHD), otizm ve şizofreni dahil diğer hastalıklarda da bozulduğu ortaya çıkmıştır. O; gri cehennemde bilinçle ‘minimal bilinçli veya bitkisel durum’ olarak bilinen beyin ölümü arasında gidip gelen beyin hasarı veya felci olan kurbanlarda da gizemli bir rol oynamaktadır. Belçika’daki Liege Üniversitesi’nde Nörolog olan Steven Laureys, bu haldeki insanların varsayılan ağlarındaki aktivite modellerine bakmak için FMRI kullanmıştır. Steven Laureys, “Koma derinleştikçe bu ağın nasıl bozulduğunu gerçekten görebilirsiniz,’’ demiştir. O, şu anda varsayılan ağ aktivitesi ve hastaların kendilerine gelip gelmemeleri (diyelim ki, 12 ay sonra) arasındaki bağlantıya bakmaktadır. Steven Laureys, “Onun prognostik (sonucu önceden haber veren) bir değere sahip olduğunu göstermeyi ummaktayız,’’ demiştir. Tüm bunlar Sokoloff’un 55 yıl önceki hayret verici gözleminden uzun zaman sonra olmuştur. Beyni sürekli olarak oyunlarla kışkırtmaktansa, dinlenmede izlemek şimdi özel anlarımızın zengin iç dünyasını ortaya çıkarmaktadır. Öyleyse, gelecek sefer fazla birşey yapmadan ortalıkta aylak aylak dolaştığınızda eğer hayal kurmaktan kurtulabilirseniz bir an durun ve kendinize beyninizin hâlâ harıl harıl çalıştığını hatırlatın.

Meditasyon Yapan Zihin

Yakın zamanda keşfedilen, hayal kurmayla kuvvetli bir şekilde bağlantılı olan varsayılan ağı Zen Budistleri meditasyon yaparlarken kasten kapatabilmektedirler. Zen meditasyonunun hedefi; zihni dalıp dalıp gitmekten, bilinç akışı düşüncelerinden duruş ve nefes almaya odaklanarak berraklaştırmaktır. Modena Üniversitesi’nde ve İtalya’daki Reggio Emilia Üniversitesi’nde bir beyin bilimadamı olan Giuseppe Pagnoni, bunun öğrendiği varsayılan ağın aktivitesini bilinçli olarak bastırmak manasına gelip gelmeyeceğini merak etti. O, Zen meditasyonunda eğitilmiş bir grup gönüllüyü işe aldı ve onları fMRI tarayıcısına soktu. Onlara sıradan harf dizileri sundu ve onlardan herbirinin İngilizce-lisanı kelimesi veya yalnızca anlamsız sözler olup olmadıklarına karar vermelerini istedi. Her bir an gerçek bir kelime gördüğünde (elma, elmalı turta, tarçın gibi kelimeler tarafından tetiklenen dolambaçlı kelimelerin bir kanıtı) bir deneğin varsayılan ağı birkaç saniye boyunca yanmaya başladı. Zen meditatörleri kelime tanımayı meditatör olmayanlar gibi uyguladılar, fakat onlar daha sonra hayal kurma cihazlarını idare etmekte meditatör olmayanlardan çok daha hızlıydılar. Meditatör olmayanlar bunu 15 saniyede gerçekleştirirken, meditatör olmayanlara karşı onlar 10 saniye içerisinde gerçekleştirdiler.(PLoS ONE, cilt 3, sayfa e3083).