Francis Crick - Şaşırtan Varsayım

.

.

.

.

Şaşırtan Varsayım
Francis Crick - Şaşırtan Varsayım (1990)

(Çev. Sabit Say) Tübitak Yay. 2003 Ankara

Bütün duyuların, düşüncelerin, duyguların, inançların ve bilincimizin beyin denilen elektro-kimyasal makineden kaynaklandığını kabul etmek... (Çevirenin notu)

Bilinç. Algıları, düşünceleri ve duyguları olma durumu, farkında olma. ... Birçok kişi, bilinci özbilinçle eş tutma -yani bilinçli olmak için yalnızca dış dünyanın farkında olmanın yeterli olduğunu sanma- tuzağına düşüyor. Oysa bilincin ... ne olduğunu nasıl işlediğini, ya da nasıl oluştuğunu belirlemek olanaksız. (Stuart Sutherland, Uluslararası Ruhbilim Terimleri Sözlüğü)

Önsöz

Savaşları, savaş sözcüğüyle tam ne demek istendiğini tartışarak kazanamazsınız.

Yola birkaç önyargıyla çıkmaksızın bir yere varılamıyor. İşlevcilerin, davranışçıların ve bazı fizikçi, matematikçi ve feylesofların görüşlerine bu aralar pek sıcak bakmadığım okuyucuya malum olacak.

"Şunu biliniz ki keyif, sevinç, kahkaha ve neşe ve üzüntü, acı, ümitsizlik ve keder, beyinden başka bir yerden çıkmaz." (Hippokrates (M.Ö. 460-370)

3

Şaşırtan Varsayım şu: "Siz", neşeleriniz, üzüntüleriniz, anılarınız, ihtiraslarınız, benlik ve özgür irade duygularınız ile, aslında çok sayıda nöron* ve bunlarla ilişkili moleküllerin bir arada davranışından ibaretsiniz.

(*Sinir hücresinin bilimsel adı "nöron"dur.)

4

(bedenden ayrı bir ruh bulunduğu miti) Maddenin doğası, radyasyon ve biyolojik evrim konusunda derin bir bilgi olmayınca bu mitler gerçekten de akla uygun görünüyor.

İyi ama o zaman dörtbin yıl kadar öncesi hemen herkes dünyanın düz olduğuna inanıyordu.

5

Bu koskoca yeryüzünün evrenin merkezi olduğuna, insanoğlunun da en önemli mevkiyi işgal ettiğine inanmak hiç de güç değildi. ... O zamanlar yeryüzünün yaşının on bin yıldan az olduğu akla yakın geliyordu. Şimdi ise dünyanın 4,6 milyar yıl yaşında olduğunu biliyoruz. ... evrenin 10 milyar ışık yılı kadar uzandığı herhalde akla sığmazdı.

Kimya diye bilinenler on altıncı ve on yedinci yüzyıllarda bile hala büyük ölçüde yanlıştı. Bazı fizikçiler yirminci yüzyılın başına kadar atomların varlığından gerçekten kuşku duymaktaydılar.

6

İnsan gibi karmaşık ve iyi tasarlanmış bir oluşum, her şeyi bilen bir Tasarlayıcı olmaksızın nasıl ortaya çıkabilirdi? Ama artık bu sav tümüyle çökertilmiştir. Şimdi biliyoruz ki bakteriden insana bütün canlılar biyokimyasal düzeyde birbirlerine çok yakın sayılırlar.

7

Çağdaş bir sinir biyoloğu insanların ve öbür hayvanların davranışlarını açıklamak için dinsel bir ruh kavramına gerek görmez.

10

... kırmızıyı görüşümüzün sinirsel karşılığı ...

11

Beyni anlamak için onun doğal ayıklanma ile uzun bir evrim sürecinin sonuç ürünü olduğunu kavramak önemlidir.

Evrim temiz çalışan bir tasarımcı değildir. ... Küçük küçük adımlarla önceden varolanın üstüne kurar. ... sonuçtaki tasarım düzgün olmaktan çok, birbiriyle etkileşen aygıtlardan yapılı karmakarışık bir yığın olacaktır.

16

... her düşünce kişisel bilincin bir parçası olma yolundadır. Düşünce her an değişir, hissedilir biçimde süreklidir ve kendinden bağımsız nesnelere değiniyor gibidir. Buna ek olarak, düşünce bazı nesneler üzerinde, öteki nesnelerin pahasına yoğunlaşır, ... dikkati işin içine sokar.

21

(üç zihin kuramcısı) Beynin her etkinliğinin bilinçte karşılık bulmadığında ve bilincin etken bir süreç olduğunda birleşiyorlar.Bilincin dikkat ve bir biçimde kısa dönemli bellek ile bağlantılı olduğuna inanıyorlar. Herhalde bilinçteki bilginin hem uzun dönemli olay belleğine hem de istemli hareketleri denetleyen hareket sisteminin üst planlama düzeylerine iletildiğini de kabul ederlerdi.

22

Bilince ilişkin soruları genel felsefi savlarla çözmeye çalışmanın umutsuz olduğuna inanıyoruz.

23

Bazı hayvan türlerinin -özellikle ileri memelilerin- bilincin temel niteliklerinin ille tamamına değil ama bazılarına sahip olmaları akla uygun. ... Buradan (insanlarınki gibi) bir dil sisteminin bilinç için elzem olmadığı çıkar -yani dil olmadan da bilincin anahtar nitelikleri var olabilir. Bununla dilin bilinci büyük ölçüde zenginleştiremeyeceğini söylemek istemiyoruz.

24

Bu aşamada ahtapot, tatarcık ya da nematodlar gibi "geri" hayvanların bilinçleri olup olmadığını tartışmak verimsiz. Ama bilincin bir sinir sisteminin karmaşıklık derecesiyle bir ölçüde ilişkisi olabilir.

Yine aynı nedenle kendi sinir sistemimizin bazı bölümlerinin kendilerine özgü, kendi başına bir bilinçleri olup olmadığı sorusunu sormayacağım. Eğer bana "elbette omuriliğimin de bilinci var ama bana anlatamıyor" derseniz bu aşamada sizinle tartışarak zamanımı yitiremeyeceğim.

Bilincin pek çok biçimleri var: görmeyle, düşünmeyle, duyguyla, acıyla vb. ilgili. Bunların içinde öz-bilincin, yani bilincin öze değinen yanının, özel bir konumu var gibi.

27

O denli kolay ve rahat görebiliyoruz ki...

30

(Görmeyle ilgili üç genel gözlem:) 1. Görme sisteminiz tarafından kolaylıkla aldatılabilirsiniz. 2. Gözlerinizin sağladığı görsel bilgide belirsizlikler olabilir. 3. Görme "bitiştirici" bir süreçtir.

35

Kör noktanın nedeni, beyne giden sinirlerin gözün bir noktasından çıkmak zorunda oluşu ve ağtabakanın bu küçük bölgesinde ışık duyargalarına yer kalmayışıdır.

42

Geştalt Ruhbilimcileri Max Wertheimer, Wolfgang Köhler ve Kurt Koffka. Geştalt hareketini 1912 dolaylarında Almanya'da başlattılar. "Tek tek her parçasının birbirini etkilediği ve kendisi parçalarının toplamından daha fazla olan örgütlü bir bütün." Bir başka deyişle, beynimiz, gerçek dünyadaki bir nesnenin söz konusu özelliklerine parçaların hangi birleşiminin o nesneye en olası karşılık olduğunu bularak bu "bütün"leri etkin olarak kurmalıdır. Bu tahminleri de deneyimlerinize ve uzak atalarınızın genlerinizde yer etmiş geçmiş deneyimlerine dayandırmalıdır.

43

Geştaltçılar görme sisteminde yaygın olduğu anlaşılan etkileşim türlerini, algılamanın yasaları olarak sınıflandırmaya çalıştılar. Buldukları yakınlık, benzerlik, "iyi" süreklilik ve kapalılık gibi kümelendirme kuralları...

51

Perspektif.. Mucidi Adelbert Ames

76

Belleği oldukça belirgin birkaç türe ayırmak yararlı olacak... Olay belleği, sınıflandırıcı bellek ve işlemsel bellek. Olay belleği, bir olayın, genellikle ilgisiz tüm ayrıntıları ile anılmasını sağlar. (Ör. Kennedy'nin öldürüldüğünü duyduğunuzda nerede olduğunu anımsamanız. Sınıflandırıcı belleğe örnek, "cinayet" ya da "köpek" gibi sözcüklerin anlamı; nasıl yüzüldüğü ya da araba kullanıldığı ise işlemsel belleğe örnek.

Bellekteki anıların kalıcılıkları farklıdır ve bellek genellikle uzun dönemli (saatler, günler, aylar, hatta yıllar) ve kısa dönemli (saniyenin kesrinden bir kaç dakika ya da daha fazlası) bellek olmak üzere ayrılabilir...

78

... çok kısa dönemli görsel belleğe "ikona belleği" deniyor. (ikona: görüntü)

85

İnsanlar görmeyle çok değişik nedenlerle ilgilenirler. (Sanayi, savaş, vb.) Bunlar, beynimizin bu işi nasıl becerdiğiyle, bir fikir edinmek dışında, ilgilenmezler. Bir uçağın kanatlarını çırpması nasıl gerekmiyorsa, görme makinesinin de beyni taklit etmesi gerekmez.

88

... algının "milyonlarca yıllık doğal ayıklanma sonucu deneme yanılma ile kazanılmış göz kararı, kestirmecilik, zekice el çabuklukları gibi yöntemler kullandığına" inanıyor Ramachandran. "Bu biyolojide çok bilinen bir yöntem ama nedense ruhbilimciler beynin biyolojik bir organ olduğunu unutmuşa benziyorlar..."

93

Genler (ve gelişim sırasında etkiledikleri erken kalıtsal süreçler) sinir sisteminin ana yapısını kurar, ama bu yapının pek çok ayrıntısını yontmak ve ayarlamak için yaşam deneyimi gerekmektedir; bu da yaşam boyunca süregiden bir işlemdir.

Beyinle ilgili şu gerçek, çok bilindiği için olsa gerek, pek dile getirilmiyor: Beyin vücuda bağlıdır ve onunla iletişim halindedir. Sinir sistemine veriler yalnızca vücudun çeşitli yerlerindeki dönüştürücülerden gelir ("Dönüştürücü"ler ışık, ses, ya da basınç gibi kimyasal ya da fiziksel etkileri elektro-kimyasal işaretlere dönüştürürler).

Bu dönüştürücülerin bazıları, gözdeki ışık duyargaları gibi, vücuda dışarıdan gelen işaretlere tepki gösterir, yani dış çevreyi izler. Başka dönüştürücüler ise daha çok vücudun içindeki etkinliklere tepki gösterir, mide ağrımızın tutması ya da kandaki aside duyarlılık göstermenizde olduğu gibi.

Bunlar da iç çevreyi kolaçan etmekteler. Sinir sisteminin hareket çıkışı ise vücuttaki kasların çoğunu denetlemekle görevlidir. Ayrıca beyin hormonlar gibi birtakım kimyasal maddelerin vücuda salınmasını da etkiler. Tüm bu girdiler ve çıktılarla doğrudan ilgilenen çevresel sinir hücreleri, sayıca toplamın yanında çok az kalır. Sinir hücrelerinin büyük çoğunluğu sistemin içindeki bilgileri işler.

Merkezi sinir sistemi değişik biçimlerde parçalara ayrılabilir ama en basiti üçe bölmek onu: omurilik, beyin sapı (omuriliğin en tepesinde) ve onun üstündeki beyin. Omurilik vücuttan duyu verilerini alır ve kaslara emirleri iletir.

94

Nöronlar arasındaki bağlantıların bir kısmı yakın bir çevre içindedir, milimetreden az, ya da en çok birkaç milimetre uzağa gider; ama öteki bağlantılar, kabuk tabakasından çıkıp tabakanın bir başka yerine girene ya da tamamen başka bir yere gidene kadar epey yol kateder. Bu uzun bağlantılar "miyelin" denilen yağlı bir koruyucu tabakayla kaplıdır, işaretlerin daha hızlı iletilmesini sağlayan bu tabakaya parlak beyaz renginden ötürü "beyaz madde" denir. Beynimizin yüzde kırkı beyaz maddeden, yani bu uzun bağlantılardan oluşmuştur. Bu da basit fakat çarpıcı bir biçimde beyin içindeki iletişimin ne denli yoğun olduğunu gösteriyor.

Yeni kabuk (neokorteks), beyin kabuğunun en karmaşık bölümüdür. Yine ince bir tabaka olan "eski" kabuk (paleokorteks) daha çok koku duyusuyla ilgilidir. Hippokamp (denizatı ya da allokorteks -ara kabuk- da denir) ise daha üst düzeyde, yani duyusal girdilerden uzak, bir oluşumdur. Hippokampın, bilgileri yeni kabuktaki uzun dönemli olay belleğine göndermeden önce, birkaç hafta kadar sakladığı sanılmaktadır.

Kabuğun altında, kabukla ilişkili birtakım oluşumlar bulunur. Bunların en önemlisi Talamustur.* Talamusa bazen kabuğun kapısı da denir, çünkü kabuğun ana girişleri ondan geçmek zorundadır. Talamus, her biri yeni kabuğun bir alt bölümüyle ilişkili olacak biçimde yaklaşık iki düzine bölgeden oluşmuştur. Talamusun her bir bölgesine, bilgileri gönderdiği kabuk bölgesinden bir sürü bağlantılar gelir. Bu dönüş bağlantılarının tam olarak ne amaca hizmet ettiği henüz bilinmemektedir. Talamus yeni kabuktan çıkan birçok diğer bağlantının yolu üzerinde değildir. Bu bağlantılar, doğrudan beynin öteki bölgelerine gider. Talamus kabuğun ana girişlerini tutmakta, ama ana çıkışlarına karışmamaktadır.

Talamusun yakınında genellikle Çizgili Cisim terimiyle anılan birtakım gelişkin oluşumlar bulunur. Bu bölgelerin hareketlerin denetiminde önemli bir rolü olduğu bilinmekteyse de tam olarak işlevleri belli değildir. Talamus'un topluca "yapraklar-içi arası çekirdekler" olarak anılan özel bölgeleri öncelikle çizgili cisime, daha seyrek olarak da yeni kabuğa "uzanırlar".

*Talamus sözcüğü, daha çok zifaf odası ya da yatağı anlamında kullanılan Yunanca "iç oda" sözcüğünden gelir. Talamus'un görmeyle ilişkili büyük bir bölümüne 'pulvinar', yani yastık denir!

98

... yeni kabuğun kaba bir haritasını çıkarıp değişik bölgeleri başlıca işlevlerine göre adlandırabiliriz Görme kafanın arkasına doğru, işitme yanlarda, dokunma tepededir. Bedenduyusal (dokunma) bölgenin hemen önünde istemli hareketleri denetleyen, yani istemli kaslara emirleri gönderen bölgeler bulunur. Ön taraftaki bölgelerin kesin işlevlerinin ne olduğundan emin değiliz. Planlama, özellikle uzun dönemli planlama ve öbür üst düzeyli zihinsel ödevleri yerine getiriyor olabilirler. Ön bölgedeki küçük bir alan (ön göz alanları) istemli göz hareketleriyle ilgili gibi.

99

İnsanlara özgü dil yetisi, solakların çoğunda ve sağlakların hemen hepsinde beynin sol yanında bulunur. Başlıca iki bölgededir: birincisi yanda, arkaya yakın "Wernicke bölgesi" denilen yerde; ikincisi ve daha önce keşfedileni yanda, öne doğru, ana hareket bölgesine yakın "Broca bölgesi" denilen yerdedir. Bu iki bölgenin de ayrıntıları bilinmemektedir; ...

100

Bu örnekler iki noktayı aydınlatıyor: Beyinde gerçekten de bir ölçüde bölgesellik var, ama neyin nerde olduğu tahmin ettiğiniz gibi çıkmıyor.

Beyin kabuğunun dışında, hipotalamus denilen bölge vücuttaki pek çok işlev için elzemdir. Çok sayıda küçük bölgelerinin başlıca işlevleri vücudun açlık, susuzluk, sıcaklık, cinsel davranışlar gibi süreçlerini düzenlemektir. Hipotalamusun, kan dolaşımına çeşitli hormonlar salgılayan küçük hipofız beziyle yakından bağlantısı vardır.

Beynin daha büyük, çarpıcı, ama daha az gerekli bir parçası da kafanın arka tarafındaki Beyincik'tir. Beyincik, bazı balık türlerinde (elektrikli yılan balığı ve birtakım köpek balıklarında) çok gelişkindir. Hareketin, özellikle de kıvrak hareketlerin denetiminde rol oynadığı anlaşılıyor. Ama, beyinciksiz doğan bir insan yaşamını pekala sürdürebiliyor. Bir başka önemli bölge de beyin sapında yer alan "ağ oluşumu"dur. Bu, işlevleri ancak kısmen anlaşılabilmiş, birbirleriyle yakın etkileşimli çeşitli parçalardan oluşmuştur. Genel uyanıklığı ve uykunun çeşitli evrelerini denetleyen sinir hücreleri işte buradadır. Buradaki sinir hücresi takımları, yeni kabuk da daha ön beynin çeşitli parçalarına işaretler gönderir. Örneğin "mavi nokta" denilen küçük bir nöron takımı kabuk da dahil olmak üzere, birçok yere işaretler gönderir. Buradan çıkan her bir sinir lifi, kabuğun önünden arkasına giderken yoldaki nöronlarla milyonlarca bağlantı yapar. Mavi noktanın tam olarak ne iş gördüğü bilinmiyor. Rüyalarımızın çoğunu gördüğümüz REM'li (hızlı göz hareketli) uyku aşamasında tümüyle sakin durumdadır. Kabuğun anıları uzun dönemli belleğe yerleştirebilmek için onun etkinliğine gereksinimi olabilir. REM'li uykuda çalışır durumda olmaması niçin rüyalarımızın çoğunu anımsayamadığımızı açıklayabilir.

102

Talamus'un, ya da çizgili cismin, ya da beyinciğin tam olarak işlevleri nelerdir? Genel anlamda işleyişlerinin ana hatlarını gözlemleyebiliyoruz ama ayrıntılı bilgi ufukta yok henüz.

103

Şaşırtan Varsayım, "Siz"in üç aşağı beş yukarı engin bir nöron kalabalığının davranışı olduğunuzu vurguladığına göre, nöronların neye benzediklerini ve ne yaptıklarını kabaca da olsa bilmeniz önemlidir. Aslında çok sayıda değişik türleri bulunmasına karşın, nöronların çoğu ortak bir plana göre yapılmışlardır.

Tipik bir omurgalı nöronu, hücre gövdesi ve dalları -dendritleri- üzerine dış kaynaklardan gelen elektrik darbelerinden üç biçimde etkilenir. Gelen darbelerden bazısı nöronu uyarır, bazısı bastırır, geri kalanı da davranışında değişikliğe yol açar. Nöron yeterince uyarıldığında çıkış kablosundan (aksonundan) aşağı bir elektriksel işaret (darbe) göndererek tepkisini gösterir (ateşler). Bu tek akson

üzerinde çok sayıda dallar olur genellikle. Aksondan inmekte olan elektrik işareti dallara ve alt-dallara ve sonunda başka nöronlara ulaşarak onların davranışını etkiler.

104

Ortalık sakinken nöron, aksonundan aşağı oldukça yavaş ve düzensiz olarak "zemin" hızında, genellikle 1 ile 5 Hertz arasında (1 Hertz saniyede bir darbe demektir), darbeler gönderir. Bu sürekli "sinirli" etkinlik nöronu uyanık tutar ve gerektiğinde hemen daha şiddetli ateşlemeye hazır bulundurur. Çok sayıda uyarıcı işaretler gelip nöronu uyardığında, ateşleme hızı çok artarak 50-100 Hertz ve daha yukarılara çıkar. Hatta kısa süreler için ateşleme hızı 500 Hertze ulaşabilir. ... Nöronlar, aksonlarından aşağı tek bir tür işaret gönderebilirler, yani "negatif" darbe yoktur. Ayrıca, bu elektrik işaretleri tek yönde akarlar, hücre gövdesinden akson uçlarına doğru.

105

Vücuttaki hemen her hücrede (alyuvarlar hariç) biri anneden biri babadan gelen kalıtsal bilginin iki kopyası bulunur. Her bir takımda çok sayıda, belki yüz bin kadar farklı gen vardır. Bu genlerin hepsi her hücrede etkin durumda değildir. Örneğin bazıları karaciğerde daha etkin, bazıları ise kaslarda daha etkindir. Beynin çeşitli parçaları bir arada ele alındığında, beyinde herhangi bir organdan daha çok genin etkin olduğu düşünülmektedir.

Bu genlerin çoğu belli bir proteinin sentezlenmesine ilişkin reçeteyi bulundurmaktadır. Hücreleri birer fabrika olarak düşünürsek, proteinler fabrikanın çalışmasını sağlayan hassas ve eli çabuk tezgahlarıdır. "Tipik bir protein"in hacmi, hücrenin milyarda birinden oldukça daha küçük olduğundan optik mikroskopla görülemez ama şekli (atom yapısının ince ayrıntıları değil) elektron mikroskopuyla bazen görülebilir. Her bir proteinin kendine özgü, özgül bir biçimde birbirlerine bağlı binlerce, on binlerce, hatta yüz binlerce atomdan kurulu belirli bir molekül yapısı vardır. Yaşamın anahtar molekülleri atom düzeyinde bir hassaslıkta kuruludur.

106

Nöronlar öteki hücrelerimizin çoğundan oldukça farklıdır. Olgun nöronlar yerlerinden oynamazlar ve normal olarak toparlanıp bölünmezler. Olgun bir nöron öldüğünde (çok ender kuraldışılıklar dışında) yerini bir yenisi almaz. Nöron çoğu hücreye göre ince uzundur.

107

Nöronun aksonu (çıkış kablosu) çok uzun olabilir -bazı durumlarda, omuriliğinizdekiler gibi, bir metreyi geçer; yoksa ayak parmaklarınızı oynatamazdınız (Unutmayın ki nöronun çapı 30 mikronu pek geçmez). Üzerinde miyelin olmayan aksonun çapı çok küçüktür; 0,1 ile 1 mikron arasindadır. Ancak bazı aksonlar, elektrik akımının daha hızlı iletilmesini sağlayan yağlı bir kılıf (miyelin) ile kaplıdır.

Ondokuzuncu yüzyılda, çok yanlış olarak bu darbenin ölçülemeyecek kadar hızlı yol aldığı, belki de ışık hızında gittiği varsayılıyordu. Sonunda bu hız Helmholtz tarafından geçen yüzyılın ortalarında ölçüldüğünde çok ender olarak saniyede 100 metreye ulaşabildiği bulundu. (Ses dalgalarının havadaki hızının üçte biri bile değil.) Birçok kişi, Helmholtz'un babası bile, bu sonuca şaşıp kaldılar. Üstelik miyelinsiz bir aksondaki darbe saniyede ancak ortalama 1,5 metre gidebiliyordu. Bu hız çok düşük gelebilir (bisikletten bile yavaş) ama bir milisaniyede 1,5 milimetre ediyor.

Aksonun uçlarına hücre gövdesinden moleküller sağlanması gerekir, çünkü bütün genler ve protein üreten biyokimyasal donanımın hemen hemen tamamı aksonda değil hücre gövdesindedir. Bunu yerine getirmek üzere akson boyunca her iki yönde düzenli bir molekül akışı vardır. Özel bir güçlü optik mikroskop yardımıyla bu olay filme alınıp hızlı gösterildiğinde oldukça çarpıcı bir görüntü izlenir: küçücük parçacıklar birbirlerini çiğnercesine ilerlemeye çalışıyorlar, kimi kocaman aksondan aşağı inerken kimi yukarı çıkıyor.

110

Aslında iki nöron birbirlerine değmez. Aralarında elektron mikroskobuyla çekilen fotoğraflarda açıkça görüldüğü gibi mikronun kırkta biri kadar genişlikte belirli bir aralık vardır. Bu aralığa "sinaps yarığı" denir. Darbe sinapsın "sinaps berisi" tarafına ulaştığında, yarığa "kesecikler" denilen minik kimyasal madde torbalarının boşalmasını sağlar. Bu küçük kimyasal moleküller yarık içinde hızla dağılırlar. Bunların çoğu alıcı hücrenin sinaps zarındaki molekül kapılarından birine (ya da birkaçına) gidip yapışarak bu kapıların açılıp yüklü iyonların sinapsın "sinaps ötesi" tarafındaki zardan içeri ya da dışarı akmalarına izin verirler. Böylece o zarın iki yanı arasındaki yerel gerilim değişmiş olur. Demek ki bu süreç içinde işaret elektrikten kimyasala ve yine elektriğe dönüşmektedir.

İyonların içeri mi dışarı mı akacağı, basit bir anlatımla, nöronun içindeki yoğunluklarının dışarıdakinden çok ya da az olmasına bağlıdır. Normal olarak nöronun içindeki sodyum iyonları (Na+) düşük yoğunlukta, potasyum iyonları (K+) ise yüksek yoğunlukta tutulur. Bunu sağlayan, hücrenin zarındaki özel molekül pompalarıdır. Her iki türden iyonu da geçiren bir kapı açıldığında sodyum iyonları içeri, potasyum iyonları dışarı doğru akarlar.

112

Yeni kabuğumuzdaki ana uyarıcı nöroileten molekül, "glutamat" denilen oldukça sıradan küçük bir organik moleküldür. İki ana iyon kanalı sınıfı bulunmakla birlikte (gerilime duyarlı olanlar ve yalnızca belli bir nöroiletene duyarlı olanlar), en ilginç olanı, "NMDA kanalı" denilen üçüncü bir kanaldır. Bu kanal, hem gerilime, hem de "glutamat"a duyarlıdır. Daha kesin konuşmak gerekirse, zardaki yerel gerilim dinlenim düzeyinde ise, glutamatın varlığında bile çok ender açılır. Ancak eksi işaretli bu gerilim azalırsa (dendrit üzerinde yakınlardaki başka uyarıcı sinapsların etkinliğinden dolayı diyelim), glutamatın varlığı kanalı açar. Böylelikle, NMDA kanalı sinapsberisi etkinlikle (gelen aksonun glutamat salması) sinapsötesi etkinliğin (zarda öteki girişlerin oluşturduğu yerel gerilim değişimleri) arasındaki bir ilişkiye tepki göstermektedir yalnızca. Bu, ileride göreceğimiz gibi, beyin işlevinin temel bir özelliğidir.

114

NDMA glutamat kanalı açıldığında, yalnızca sodyum ve potasyum iyonlarının değil, bir miktar kalsiyum iyonunun (Ca++) geçmesine de izin verir. Geçen bu kalsiyum iyonları, şimdilik ancak bir ölçüde anlayabildiğimiz karmaşık zincirleme kimyasal tepkimeleri başlatan işaret gibi görünüyor. Sonuçta sinapsın kuvveti değişiyor ve bu değişim günlerce, haftalarca, aylarca, hatta daha uzun süreler için kalabiliyor. (Bu belli bir bellek biçiminin temelini oluşturabilir) ... Deneysel bir örnek: bir farenin hippokampında bu NDMA kanallarının etkinliği kimyasal olarak durdurulursa fare biraz önce nerede bulunduğunu

hatırlayamaz.

... belli bir nöronun akson uçlarının hepsi ya uyarıcıdır, ya da bastırıcıdır; karışık biçimde bulunmazlar. Gördüğümüz gibi uyarıcı sinapslar nöroileten olarak glutamatı kullanıyorlar. Bastırıcı olanlar ise aynı aileden, GABA* denilen küçük bir molekül ile iş görürler. Yeni kabukta nöronların yaklaşık beşte biri GABA salar.

116

Bu iletenler büyük bir olasılıkla hızlı işlemlerle el değiştiren devasa miktarda bilgiyle uğraşmayıp, beyin kabuğunu uyanık tutmak, ya da bir şeyin anımsanması gereken zamanı bildirmek gibi daha genel süreçlerin işlemesine katkıda bulunmaktadırlar.

117

Dışarıdan bakıldığında nöronun düş kırıklığına uğratacak denli basit olduğunu görmekteyiz. Gelen çok sayıda elektrik işaretlerine kendi ürettiği elektrik darbesi dizileriyle tepki gösteriyor. Ancak tam olarak nasıl tepki gösterdiğini, bu tepkinin zamanla ve beynin öbür parçalarının içinde bulunduğu durumla nasıl değiştiğini incelemeye kalkıştığımızda nöronun davranışının içsel karmaşıklığı boyumuzu aşıyor.

118

Bir nöronun ötekine anlattığının basitçe uyarılma miktarından başka bir şey olmadığını kavramamız önemli. Bu işaretler alıcı nörona normal olarak başka bilgi -örneğin verici nöronun nerede bulunduğunu- aktarmaz. İşaretlerin taşıdığı, genellikle dış dünyadaki belli olaylara ilişkin (örneğin gözdeki ışık duyargalarına gelen) bilgilerdir.

Algılama olayında beynin öğrendikleri genellikle dış dünya ya da vücudun başka yerleriyle ilgilidir. Bu nedenle gördüğümüz şeyler bize dışımızda gibi geliyor, oysa görme işlemiyle ilgili nöronlar kafamızın içinde. Birçok kişiye bu çok tuhaf geliyor. "Dünya" vücutlarının dışında, ama bir başka anlamda (dünyaya ilişkin bildikleri) tamamıyla kafalarının içinde. Vücudunuz için de bu böyle. Ona ilişkin bildikleriniz, kafanıza bitişik yerlerde değil, kafanızın içinde!

121

Bir maymunun bilinçli olduğuna sizinki kadar emin olmasam da maymunun bir otomat olmadığını varsaymak akla yatkın gibi.

Örneğin makak maymunu birbirine çok yakın iki rengi ayırt edebiliyor. Deneyler, maymunun bu yeteneğinin bizimkinin yarısına yakın ölçüde olduğunu gösteriyor. Kedilerinki ise çok az (gececi olduklarından); farelerinki daha da az. Şempanze ve gorillerin görme sistemleri üzerinde hayvana zarar verici deneyler az yapılıyor, bir kere çok pahalıya çıktığından. Deney konumuz memeli beynindeki moleküller ise, beyinleri pek çok yönden çok basit olsa bile, beyin moleküllerinin bizimkine benzerliği nedeniyle kullanılacak en uygun ve ucuz hayvan sıçan ya da fare oluyor.

122

Maymun ve öbür memelilerin insana göre bir başka avantajları da var: Şu anda, sinir anatomisi için çok daha iyi denekler. Bunun nedeni beyindeki uzun bağlantıları inceleyen hemen tüm modern yöntemlerin sinirlerde moleküllerin aşağıya yukarıya taşınmasına dayanması. Bunun için canlı hayvanın beyninin bir yerine kimyasal bir madde şırınga ediliyor ve bu yerden komşu bölgelere bağlantılar boyunca taşınmasına zaman tanınıyor (genellikle birkaç gün). Sonra hayvan acı çektirmeden öldürülüp kimyasal maddenin nereye gittiğini görmek için beyni inceleniyor.

İnsanların sinir anatomisi üzerinde daha iyi çalışabilmek için yeni yöntemler bulunsa bile yine de yalnızca hayvanlar üzerinde yapılabilecek pek çok önemli deneyler var. Bu deneylerin çoğu acısız ya da çok az acı veren türden, ama bittiklerinde (bazen aylar sürebiliyor), yine acısız bir biçimde hayvanı kurban etmek gerekiyor. Hayvan hakları hareketi hayvanlara insanca davranılmasında ısrar etmekte kesinlikle haklı; onların çabaları sonucu laboratuvarlarda hayvanlara şimdi geçmişte olduğundan biraz daha iyi bakılıyor. Ama hayvanları yüceltmek bana aşırı duygusal geliyor. Doğadaki etobur ya da otobur bir hayvanın yaşamı, insanların elindeki yaşamına göre genellikle çok daha acımasız ve kısadır. Hayvanlar da insanlar gibi "doğanın bir parçası" olduklarından aynı hakları hak ettiklerini ileri sürmek de akla uygun değil. Bir gorilin üniversiteye gidebilme hakkı olmalı mıdır gerçekten? Hayvanlara kesinkes insanlar gibi davranılması gerektiğinde ısrar etmek özgün insani yeteneklerimizi küçültücü bir düşüncedir. Şüphesiz onlara insanca davranılsın, ama onları insanlarla aynı kefeye koymak değerlerin çarpıklığını gösterir.

123

Bir makaka gözünü bir yere dikip bakmasını ve yatay çizgiler gördüğünde bir kolu düşey çizgiler gördüğünde başka bir kolu çekmesini öğretmek haftalar alıyor. Oysa üniversitedeki öğrencilere bunu yaptırmak ne kolay! 

135
Ağtabakanın katmanlarından biri, gelen ışığın fotonlarına tepki gösteren dört çeşit ışık duyargasından oluşmuştur. Bunlar çomaklar ve adlarını şekillerinden alan üç tür konilerdir. Her bir gözde 100 milyon kadar bulunan çomaklar genellikle az ışıkta tepki gösterirler ve bunların tek bir türü vardır. Parlak ışıkta etkinlik gösteren konilerden ise 7 milyon kadar bulunur. Bunların üç türü vardır; her bir türü gelen ışığın farklı bir dalga boyu aralığında tepki gösterir.

137
İlginçtir, durağan bir sahneyi taramak üzere gözünüzü istemli olarak yumuşak bir biçimde oynatmanız hemen hemen olanaksızdır. Ne kadar çalışsanız da o kesikli olarak oynayacaktır. Göz bunun dışında sürekli olarak çeşitli ufak hareketlerde bulunur. Şu ya da bu biçimde ağtabakanın üzerindeki görüntü hiç oynamadan tutulursa, bir iki saniye sonra bilinçten silinir (Bunun ayrıntıları on beşinci bölümde veriliyor).

138
Nöron eksi darbeler üretemez. Peki o zaman olumsuz bir işaret nasıl gönderilebilir? Talamusta ya da kabukta 200 Hertz gibi yüksek bir zemin ateşleme sıklığına pek rastlanmaz. Böyle bir hücre, olsaydı eğer, olumlu bir tepkiyi ateşleme sıklığını 400 Hertze çıkararak, olumsuz bir tepkiyi de ateşleme sıklığını sıfıra doğru azaltarak gösterebilirdi. Böyle bir hücre yerine çoğu durumda birbirine çok benzeyen, zemin ateşleme sıklığı düşük iki tür nöron bulunur. Biri bir parametredeki artışa, öteki ise azalmaya daha sık ateşleyerek tepki gösterir. Ortada pek bir olay yoksa -200 Hertzde zırıl zırıl öteceklerine- hiçbir şey yapmadan otururlar ve boşuna enerji tüketmezler.

142
Kısacası tek bir göz hareketini çok sayıda nöron denetler.

147
İlk bakışta beyin kabuğunun herhangi bir bölgesi, her milimetre karede 100 bin nöronuyla işin içinden çıkılamayacak bir kargaşa görünümündedir. Birbirlerine dolanmış aksonlar ve dendritler, kan damarları ve destek hücreleri ile tümüyle bir kaostur. Bir bilgisayar devresindeki transistorlar ve öteki elemanların denetimli düzeni yoktur burada. Biraz daha yakından bakıldığında ise bir nebze düzenlilik belirmeye başlar.

151
Yeni kabuk insanlığın muhteşem doruğu olabilir, ama gizemini kolayca açık etmiyor.

153
Özetle, görme sisteminin ilk katları son derece paraleldir; çok sayıda benzer ama farklı nöronların hepsi aynı anda etkin durumdadır. Gözün iç arkasındaki ağtabaka görsel girdiyi işlemeye başlar. Bu bilgiyi iki ana yoldan gönderir -LGN'den geçerek beyin kabuğuna ve (daha çok göz hareketleriyle ilgili) üst tepeciğe- ve beyin sapının üstünde, göz hareketleri, gözbebeğinin çapı ve benzeriyle ilgili birkaç küçük görme bölgesine. Renk bilgisi LGN'ye gider ama üst tepeciğe gönderilmez. Bu ham bilginin tamamı oldukça yerel ve oldukça basittir. Bir şey görebilmemiz için bu görsel bilginin, görme sisteminin çok sayıda farklı kabuk bölgesinde iyice işlenmesi gerekmektedir.

155
... V1 -birinci görme bölgesi- denen çizgili kabuk (17. Bölge)

161
Hücre yalnızca belli bir nitelikle ilgilenmekle kalmayıp komşularındaki benzer niteliklerden de etkilenir. Nöron davranışının bu çok önemli yanı görme sisteminin büyük bir olasılıkla her katında geçerlidir.

162
"nitelik saptayıcı" ... Bu terim bazı nöronların doğrultuya, bazısının farklılığa, bazısının dalga boyuna, vb duyarlı olduğu gerçeğini içeriyor, tamam, ama iki eksikliği var. Birincisi, nöronun yalnızca adlandırıldığı "niteliğe" tepki gösterdiğini öneriyor (Bazıları o nöronun, o niteliğe tepki gösteren tek nöron olduğunu sanabilir ki gerçek durumdan çok uzak olur bu). Bu değerlendirme, nöronun başka (yakın) niteliklere tepki gösterebileceği gerçeğini gözden kaçırıyor.

163
Nitelik saptayıcıların belirlediği niteliklerin pek söz edilmeyen bir yanı da bir mühendis tarafından tasarlanmışçasına kesin sınıflandırmalara hiç de uymaması. ... bir tasarımcı tarafından önceden kesin biçimde planlanmayıp, bir sinir ağının parçası olarak bir öğrenme algoritması (bir öğrenme kuralı) kullanımıyla gelişmiş olsalardı, işte tam böyle olmaları beklenirdi.

165
Tarihsel olarak kabukta yalnızca üç görme bölgesi kabul edilegelmiştir: 17, 18 ve 19. ...V1 (17'nin eşdeğeri) ve V2 (eski 18'in bir parçası). Bunlardan başka kaç tane vardır? Şaşıracaksınız, en azından yirmi tane daha görme bölgesi belirlenmiştir, ayrıca yedi tane daha kısmen görmeyle ilgili olanı. Tek başına bu gerçek bile görme sürecinin karmaşıklığını ortaya koymaya yeter.

177
Yeni kabuğun bir gizemi var ise, bu, çok basamaklı işlem yapısına, özellikle üst basamaklarda evrim sonucu yeni katlar ekleyebilme yeteneği olmalı. İnsan gibi evrimin üst düzeylerindeki memelileri, kirpi gibi daha alttakilerden ayıran işte bu ek işlem katları olsa gerek.

Her biri görsel uyanları değişik ve karmaşık biçimlerde işleyen çok sayıda görme bölgesinin arasında, içindeki nöronların etkinliği gözlerimizin önündeki dünyanın canlı resmine tam karşılık gelebilecek bir bölgeye rastlayamadık.

Özetle, beynin resmi nasıl parçalara ayırdığını görebiliyoruz ama nasıl bir araya getirdiğini anlayamıyoruz.

186
... Bu da gördüğümüz her şeyi kaydeden tek bir kabuk bölgesi olmadığı savını destekliyor.

187
Hippokamp yakınlarında ise yitirilen tek tek (olay) anılar oluyor. Bu nedenle sınıflandırma ve olay bellekleri arasındaki ayrım o kadar kesin olmayabilir. Genel nesneler ve olaylarla ilgili bölgelerden tek tek olaylarla ilgili bölgelere geçiş kerte kerte olabilir.

195
Tek bir nöronun davranışının bile basitlikten uzak olduğu gerçeği bir yana, nöronlar birbirlerine hemen her zaman karışık biçimlerde bağlıdır.

196
Gerçek yaşamda doğrusal olmayan davranışa her yerde, özellikle aşkta ve savaşta rastlanır.

Doğrusal olmayan bir sistemi matematiksel olarak anlamak doğrusal bir sisteme göre çok daha zor. Ayrıca davranışı da daha karmaşıktır. Bütün bunlar birbirleriyle etkileşen nöron takımlarını anlamayı zorlaştırıyor, hele çoğu kez olduğu gibi sonuçlar sezgilerimize aykırı ise.

Bilgisayarlar da beyin gibi sayılar ve simgelerle işlem gördüklerinden ...

Genelleme yaparak bilgisayardaki işlemlerin ardışık, yani birbiri ardından yapıldığını söyleyebiliriz. Öte yandan beyindeki düzen genel olarak büyük ölçüde koşuttur. Örneğin her bir gözden beyne giden bir milyon kadar aksonun hepsi aynı anda çalışmaktadır. Bu yüksek derecede koşutluk sistemin her aşamasında vardır.

197
Çalışır durumda olan bilgisayar çok güvenilirdir. Aynı giriş için verdiği çıkış hep aynıdır, çünkü parçalarının hepsinin güvenilirliği yüksektir. Oysa tek tek nöronlar çok daha değişkenlik gösterebilir. Gelen işaretler davranışlarını değiştirir ve niteliklerinin bazısı "hesaplamaları" sırasında bile değişebilir.

Beyin genel amaçlı bir bilgisayara bir nebze olsun benzemiyor. Beynin değişik parçaları, hatta beyin kabuğunun değişik bölümleri, en azından bir ölçüye kadar, değişik tür bilgileri işlemek üzere uzmanlaşmıştır. Anıların çoğu da hemen işlemlerin yapıldığı yerlerde saklanıyor gibi görünmektedir. Bütün bunlar klasik von Neumann bilgisayarından çok farklı, çünkü bilgisayarda temel hesap işlemleri (toplama, çarpma, vb.) yalnızca bir ya da birkaç yerde yapılmaktayken beyindeki bellek oldukça değişik çok sayıda yerde bulunmaktadır.

198
Beyinde donanım ve yazılımın arasında kesin bir çizgi yoktur ve onun işleyişini bu tür kuramlara uydurma yolundaki girişimler başarısızlıkla sonuçlanmıştır.

205
... beyinde hologramların gerektirdiği aygıt ya da süreçlerden bir iz bile yoktur.

207
...beyindeki bağlantılar bir ölçüde kalıtsal düzeneklerce denetlenmiş olduklarından, genellikle tümden rastgele başlamazlar işe.

263
Bir biçimde kısa dönemli bellek olmaksızın bilinçli olamayacağımız hiç kuşkusuz gibi ama bu bellek ne kadar kısa dönemli olmalıdır, hangi sinirsel düzenekleri gerektirir gibi sorular var.

Belleğin iki genel türü olduğunu anımsayın. Bir şeyi anımsama etkinliği sırasında kafanızın bir yerinde o anıyı temsil etmek üzere ateşleyen nöronlar olmalı. Ancak o anda etkin olarak aklınıza getirmediğiniz Özgürlük Anıtı ya da doğum tarihiniz gibi anımsayabileceğiniz bir sürü şey
var. Böyle bellekte saklı duran anılar genellikle nöronların ateşlemesini gerektirmeyecektir. Anı beyninizde çok sayıda sinaps bağlantısının (ve başka parametrelerin) değişmesiyle yer etmiştir ve uygun bir ipucu verilerek bununla ilgili nöron etkinliği gerektiğinde yeniden üretilebilmektedir.

285
DNA, RNA ve proteinlerin yeteneklerini öğrendiğimizde embriyolojinin gizemli yanlarının büyük ölçüde ortadan kalktığı gibi, bilincin de gizemli yanları yok olurdu.

Yakın bir gelecekte kurabileceğimiz makineler insan beyniyle karşılaştırıldığında çok basit olacaktır sanırım. Bu nedenle yalnızca çok sınırlı biçimde bir bilince sahip görünmeleri olasıdır. Belki bir kurbağa beyni hatta zavallı bir meyve sineğinin beyni gibi olabilir.

286
Yalnızca felsefecilerin bu sorunla uğraşabileceği görüşünün hiçbir dayanağı yoktur*. Felsefecilerin son iki bin yıldaki başarı çizgisi öyle kötü ki genellikle takındıkları o yukarıdan bakan kibirli tavır yerine biraz alçakgönüllülük gösterseler daha iyi ederler.

*Pek nazik olmayan bir deyişe göre felsefeci, sanal deneyleri gerçek deneylere yeğleyen ve bir olguyu gündelik sözcüklerle anlatmanın yeterli olduğunu düşünen kişidir.

287
Vahiyle inan dinlerin vahyettikleri bir şey varsa o da genellikle yanlıştır.

289
Evrim sürecinin yarattığı harikalar hakkında uygar atalarımızın en ufak bir bilgisi yoktu. DNA kopyalama düzeneği, temelinde inanılmaz basit ve mükemmel olmakla birlikte, evrim ile müthiş bir karmaşıklık ve doğruluğa erişmiştir. Bunu okuyup olağanüstülüğünü hissedemeyenin ruhu çok donuk olsa gerek. Davranışlarımızın birbirleriyle etkileşen sayısız nörona dayandığını söylemek kendimizi küçük düşürmez; çok daha yüceltir.

290
İnsanların çoğunun deneysel bulgulardan ikna olup hemen görüşlerini değiştireceklerine inanmak ne kadar rahat olurdu. Maalesef tarih bunun tersini gösteriyor. Yerkürenin yaşının artık hiçbir mantıklı şüpheye yer bırakmayacak biçimde saptanmış olmasına karşın ABD'de milyonlarca Köktendinci, Hıristiyan İncilinin kelimesi kelimesine okunmasından çıkardıkları bir görüşe göre, bu yaşın çok az olduğu gibi çocukça bir iddiayı hala inatla savunmaktalar. Ayrıca uzun zamanda bitkilerin ve hayvanların evrimleşip büyük değişimler geçirdiği de aynı ölçüde kesinlikle belirlenmiş olmasına karşın, bunu da yadsıyorlar genellikle.

291
Çeşitli dinler böyle açıklamaları, ortalama insana kolayca hitap edebilecek deyimlerle getiriyorlar.

Böylesi koşullarda ortak genel inançlar kabile üyeleri arasındaki bağlılığı kuvvetlendirmektedir. Bunlara olan gereksinim evrim sonucu beynimizde yer etmiş olabilir pekala. Bu yüksek gelişmeyi sağlamış olan beynimiz, hiç de bilimsel gerçeklikleri bulma baskısı altında değil, yalnızca yaşamı sürdürmeye ve ardıllar bırakmaya yetecek kadar becerikli olmayı sağlamak üzere evrim geçirmiştir.

Bu noktadan bakıldığında bu ortak inançların tamamıyla doğru olmalarına gerek yoktur, insanların bunlara inanmaları yeterlidir, insan yeteneklerinin en belirgin olanı karmaşık bir dili akıcı biçimde kullanabilmemizdir. Yalnızca dış dünyadaki nesneleri ve olayları değil aynı zamanda daha soyut kavramları belirleyecek sözcükler kullanabiliyoruz. Bu yetenek insanın çok az sözü edilen bir başka çarpıcı özelliğine götürüyor: kendimizi aldatmak için sınırsız bir yeti.

 

 .

.

.

.