Sinirbilim ve Beyin - 7: Serebellum (Beyincik)

Yazdır Sinirbilim ve Beyin - 7: Serebellum (Beyincik)

Merhabalar arkadaşlar,


Hatırlayacak olursanız bir önceki yazımızda beynin en eski yapılarından biri olan beyin sapından detaylıca bahsetmiştik. Bugünse beynin, beyin sapı kadar eski olmasa da, ondan bir basamak sonra evrimleşmiş olan serebellum, yani beyincik yapısından bahsedeceğiz. Bir diğer hatırlatma olarak beyni nasıl parçalara ayırdığımızı tekrar edebiliriz:


1) Beyin Sapı

2) Serebellum (Beyincik)

3) Diensefalon (Ara Beyin)

4) Serebrum


Bugün, ikinci basamaktayız. İlerlemeden önce şunu söyleyelim: "Ne yani, bu kadar az mı?" diyebilirsiniz. Halbuki bu 4 kısım, beynin en genel kategorizasyonuna göre 4 birimdir. İlerleyen yazılarımız giderek uzayacak, özellikle Serebrum'a geldiğimizde birçok alt birimin olduğunu göreceğiz. Zaten bu yazımızda da, serebellumun alt parçalarından bahsedeceğiz.


Serebellum, kendi başına ufak bir beyin kadar nörona sahip olan, çok önemli bir beyin bölgesidir. Bu öneminden ötürü beyincik adını almıştır. Şimdiden uyaralım, görebileceğiniz gibi "serebellum" ile "serebrum", isimleri birbirine oldukça yakın olsa da tamamen farklı bölgelerdir. Bu sebeple karıştırılmamaları çok önemlidir. Aşağıda, serebellumun beynimizin neresinde olduğunu görebilirsiniz:

 


 


Bir de gerçek bir beyin üzerinde boyanmış beyincil yapısına bakalım:



 


Hatırlayacak olursanız, ilk görselde verilen, serebellumun hemen yanındaki turuncu bölge beyin sapı idi. Yani, bilimsel adlandırmaları hatırlayacak olursak, beyin sapı, beyinciğe göre posterior (arkada kalan) bir yapıdır. Veya beyincik, beyin sapına göre anterior (önde kalan) bir yapıdır. Beyin sapı ve yukarıda gösterilen kısım haricinde geri kalan her yer ise serebrum ve alt birimleridir. Bunlara gelecek yazılarda geleceğiz, şimdilik, ilk görselde pembe, ikincisinde mor ile gösterilen beyincik yapısına odaklanalım.


Beyincik, yaklaşık olarak 150 gram ağırlığındadır ve serebrumda sonraki en ağır ve en büyük ikinci yapıdır. Bu da önemini bir kere daha anlamamızı sağlamaktadır. Üstelik serebellum, doğumdan sonra çok ciddi bir büyüme geçirerek irileşir. Yeni doğan bir bebekte serebrum, serebellumun 20 katı büyüklüğündeyken, bir yetişkinde bu oran 10 kata kadar düşmektedir. Bunun sebebi serebellumun hızlı büyümesidir. 


Serebellum, serebruma göre bu derece küçük olmasına rağmen, beynin diğer hiçbir bölgesinde bulunmayan folya adı verilen kıvrımlara sahiptir. Beynimizin geri kalanı da kıvrımlardan oluşur (bunlara giruslar ve fissürler denir); ancak beyincikteki kıvrımlar çok daha saçaklı ve derindir. Bu sebeple, küçük boyutuna rağmen yüzey alanı 500 santimetre kare kadardır. Yetişkin bir insan erkeğinde serebrumun yüzey alanı ise 2500 santimetre kareye ulaşabilir. Fakat kütlesel oran 10-20 kat iken, yüzey alanı oranının 5 kat civarında olduğunu görebilirsiniz. Bu da beyinciğin kıvrımlanmasındaki yoğunluğu bize göstermektedir. Bu yüzden aradaki bağı kuramamış okurlarımız için, bir yüzey ne kadar giriş-çıkışlı ve kıvrımlıysa, o kadar büyük yüzey alanına sahiptir. Zaten beynimiz, bu sayede bu kadar fazla işi yürütebilmektedir.


Beyincik içerisinde yaklaşık 26 milyar nöron bulunmaktadır. Bu sayı, bütün serebrumdaki nöron sayısı ile hemen hemen aynıdır. Dolayısıyla beynimizdeki toplamdaki 100 milyar civarındaki nöronun 3'te 1'i serebrumda, 3'te 1'i serebellumda toplanmıştır. Geri kalanı ise beyin sapı ve orta beyinde (mezensefalonda) bulunmaktadır. Buradan çıkarabileceğimiz sonuç, beyinciğin kütlesi serebrumdan 10 ila 20 kat daha azken, yüzey alanı serebrumdan 5 kat kadar daha azken, nöron sayısı hemen hemen aynıdır. Bu da, nöronların çok daha sıkı bir şekilde birbirleriyle ilişkide olduklarını göstermektedir. Beyincikte, bu sıkışık yapıdan ötürü sinyaller çok hızlı iletilmelidir (karışıklığa sebep olmaması adına). Bu yüzden beyincikteki beyaz madde, yani miyelinli nöronların sayısı çok daha fazladır. Hatırlayacak olursanız miyelin dediğimiz yağlı yapı nöronların akson denilen iletim uçlarını kaplayarak yalıtım malzemesi olarak görev alan bir yapıdır. Bu sayede, miyelinli nöronlardaki iletim yüzlerce kat daha hızlı olabilmektedir.


Serebellumun işlevlerine az sonra değindiğimizde, evrimsel süreçte bu şekilde özelleşmesinin nedenleri çok daha net olarak ortaya çıkacaktır. Şimdilik ön bilgileri veriyoruz, yazının ilerleyen kısımlarında bu bilgilere geri dönüş yapacağız.


Serebellumdan (beyincikten) çıkan nöronların oluşturduğu serebellar çekirdekler bulunur. "Serebellar" kelimesi, terminolojik olarak "serebelluma ait" demektir. "Serebral" kelimesi ise "serebruma ait" demektir. Bu ikisi de birbirine karıştırılmamalıdır. Serebellar çekirdekler, beyinciğin işlevlerinin yapıldığı ve sonunda ilgili bölgelere bilgilerin iletilmek üzere çıktığı çekirdeklerdir. Çekirdekten kasıt, ciddi miktarda özelleşmiş, yoğun nöron kümeleridir. Bu çekirdekler çok spesifik işler yürütürler ve bunların sonuçlarını beyne ve vücuda iletirler. Bu çekirdeklerin en büyüğü, az sonra yine değineceğimiz dentat çekirdek isimli yapıdır.


Serebellum, anatomik olarak beyin sapına bağlı, tutunmuş vaziyette bulunmaktadır. Beryinciği, beyin sapına bağlayan yapılara pedünkül adı verilir. Yine Gray's Anatomy isimli meşhur tıp kitabından harika bir çizimi burada paylaşalım:



 


Serebellumu beyin sapına bağlayan pedünkülleri yukarıda görmeniz mümkündür. Bu yapılar, sadece tutunma görevini görmezler, aynı zamanda yoğun bir şekilde sinyal gönderir ve alırlar. Kısaca, beyinciğe açılan yollardan en önemlisi pedünküllerdir. Bu yapıları 3 ana kısma ayırabiliriz:



  • Üst Serebellar Pedünkül: Orta beyin (mezensefalon, hatırlayacak olursanız beyin sapının bir alt birimidir) ile beyincik arası iletişimi sağlar.

  • Orta Serebellar Pedünkül: Pons (hatırlayacak olursanız beyin sapının bir alt birimidir) ile beyincik arası iletişimi sağlar.

  • Alt Serebellar Pedünkül: Medulla Oblangata (hatırlayacak olursanız bu da beyin sapının diğer alt birimidir) ile beyincik arası iletişimi sağlar.

 

Görebileceğiniz üzere evrimsel süreçte ilerlerken, beynin ilişkili olduğu kısımlarla beynin anatomik yapısı arasında çok net bir örtüşme görmekteyiz. Beyin, en içten dışa doğru evrimleşirken, öncelikle oluşan beyin sapı, sonradan özelleşerek evrimleşen beyincik ile sıkı bir ilişki içerisindedir ve aradaki iletişimin tamamı bu ikili arasında gerçekleşir. Böylece beyincik, evrimsel süreçte kendisinden önce gelen beyin sapı ile koordineli bir şekilde çalışır ve bilgileri beyin sapı üzerinden iletir.


Serebellumun yapısı ilginç bir şekilde daha sonraki yazılarımızda göreceğimiz serebruma oldukça benzemektedir. Serebellumun ortasından geçen vermis isimli bir yapı bulunur. Bu yapı 2 santimetre genişliğindedir ve serebellumu yukarıdan aşağıya, önden arkaya uzanarak çevreler, sarar. Bu yapıyı aşağıdaki görselde kırmızı olarak görebilirsiniz:

 


 


Vermisin her iki yanında, serebellumun birer yarıküresi (hemisfer) bulunduğunu görebilirsiniz. Bu durum, aynı şekilde, serebrumda da görülmektedir. Aynı zamanda bu yarıküreler, birincil fissür (yarık) dediğimiz girinti ile ön (anterior) ve arka (posterior) olmak üzere iki serebellar loba ayrılır. "Lop" kelimesi (ek alında "loba", "lobu" şeklinde yumuşamaya uğrar), beyin bölgesi, kısmı anlamında kullanılmaktadır.


Şimdi, bunca tanımlamadan sonra, artık yavaş yavaş beyinciğin görevlerine gelebiliriz. Böylece yukarıda anlattıklarımız kafanızda çok daha net bir şekilde oturacaktır.

 


Serebellum'un Görevleri


Serebellumun beyin sapı gibi net belirlenebilen alt birimleri bulunmamaktadır. Ancak bilim insanları, yaptıkları araştırmalarla çeşitli kategorizasyonlar keşfetmişlerdir. Temel olarak beyincik 3 ana kısma ayrılır:


  • Flokulonoduler Lop

  • Ön (Anterior) Lop

  • Arka (Posterior) Lop


Yukarıdaki parçaları aşağıdaki iki görselde yer olarak bulabilirsiniz:



 


Burada sadece beyincik değil, beyin sapı da verilmiştir. Harfler, şu bölgelere karşılık gelir:


A - Orta Beyin (Mezensefalon)

B - Pons

C - Medulla Oblangata


Bu üçlü, bildiğiniz gibi beyin sapını oluşturur. Devam edelim:


D - Omurilik


Omurilik, merkezi sinir sistemimizin beyinden sonraki ikincil önemli organıdır. Devam edelim:


E - Dördüncü Kesecik: Beyin-Omurilik Sıvısı ile dolu bir bölgedir.

F - Arbor vitae: Beyinciğe kaslardan ve duyu organlarından gelen bilgileri ileten bölgedir.

G - Tonsil

H - Ön Lop

I - Arka Lop



Ayrıca Evrimsel Biyoloji sayesinde gün ışığına çıkardığımız bilgilerle, yepyeni keşiflere de imza atabilmekteyiz. Bunlardan biri de, serebellar bölgelerin detaylandırılması ve türler bazındaki analiziyle insan beynindeki beyincik yapısının kategorize edilmesidir. Bu alandaki çalışmalar sayesinde beyinciği 3 ana bölgeye ayırabilmekteyiz:


  • Vestibuloserebellum (Archiocerebellum): Yukarıda bahsettiğimiz flokulonoduler lobu kapsar. Vücudun dengesini ve göz hareketlerini düzenler, kontrol eder. Bunu yapmak için iç kulağımızda bulunan vestibüler tüplerden kafanın uzaydaki yeriyle ilgili bilgiler alır. Kafamızı hangi yöne döndürürsek döndürelim, iç kulağımızdaki sıvılar hareket ederek beyine sinyaller iletirler. İşte beyinciğin vestibuloserebellum kısmı bu bilgileri alarak vücudun dengesini ayarlayacak kas hareketi bilgilerini iletir. Bu sayede, sağ tarafa doğru devrileceğimizde, vücudumuz hızla sol tarafa doğru yönelmeye çalışmaktadır. Aynı zamanda görsel verileri de alarak, kulaktan gelen verilerle uzaysal konumu karşılaştırır. Bu sebeple gözümüz kapalıyken hareket etmeye çalıştığımızda, dengemizi bulmakta zorlanırız. Evrimsel açıdan bu bölge, beyincik içerisinde evrimleşmiş ilk bölgedir.


  • Spinoserebellum (Paleocerebellum): Yukarıdaki kısımlarda bahsettiğimiz vermis ve ilişkili serebellar lobları içeren beyincik bölgesidir. Omurilik üzerinden kaslarda bulunan propriyoseptif reseptörlerden kasların konumuna dair bilgileri alır ve işler. Aynı zamanda bu bilgileri yine iç kulaktan ve gözden gelen verilerle kıyaslar. Yine yukarıda bahsettiğimiz çekirdeklerine bu verileri ileterek çok daha kapsamlı bir analize tabi tutulur. Bu analiz, farklı bölgelerden gelen sinyallerin kıyaslanması ve buna cevaben sinyaller üretilmesi şeklinde gerçekleştirilir. Burada işlenen veriler serebruma ve beyin sapına iletilir. Serebruma iletilenler hareketlerin koordinasyonuyla ilgili kararların alınmasında kullanılırken (burada "bilincin bile bilinçsiz" olduğuna dair ilk verileri elde etmeye başladık), beyin sapına giden sinyaller yine denge ve kasların kontrolünde kullanılır. Aşağıda bahsedeceğimiz ileri besleme faaliyeti, beyinciğin bu bölgesinde kontrol edilir. Bu bölge, evrimsel süreçte ikinci sırada ortaya çıkan ve bazı türlerde henüz evrimleşmemiş bir yapıdır.


  •  Serebroserebellum (Neocerebellum, Pontocerebellum): Evrimsel süreçte en son ortaya çıkmış beyincik bölgesidir. Beyincik yarıkürelerinin en dış bölgelerini içerir. Hareketlerin kararlaştırılmasında ve yine duyu organlarından gelen bilgilerin işlenmesinde görev alır. Ancak evrimsel süreçte ilerledikçe özelleşen bu bölgeler, kendilerinden önce evrimleşen bölgelere göre çok daha kısıtlı; ancak çok daha derinlemesine bir analiz yeteneğine sahiptirler. Serebral korteks (serebrumun ve dolayısıyla beynin en dış katmanı) bölgesinden sürekli veri almaktadır. Bu verileri değerlendirdikten sonra talamusa, yani beynimizin sinyal eleme/seçme bölgesine iletir. Bu bölge, algısal faaliyetlerde de görev alır ve bilinçli kararlarımıza (serebral kararlara) müdahale eder. Ancak bu müdahale, serebral kararların bilince ulaşmasından önce meydana geldiği için, beynimizin kendimizi kontrol ettiğini hissetmeyiz. Bu konulara ileride tekrar dönülecektir.

 

Gördüğünüz gibi evrimsel süreçte beyinciğin evrimi ve özelleşmesi, çok net takip edilebilir bir şekildedir ve görev dağılımı da evrimsel süreç ile tam olarak oturmaktadır. Şimdi, beyinciğin görevlerine biraz daha yakından bakacağız ve parçalar üzerinden gitmektense, görevler üzerinden gideceğiz.



1) İleri Besleme Faaliyeti


Beyincik, genel olarak istemli hareketlerin amaca uygun olarak gerçekleştirilmesinden sorumludur. Yani istemli hareketler, kaslara iletilmeden önce mutlaka beyinciğin kontrolünden geçerler. Bu sayede hayvanların istemli olarak kontrol ettikleri, çok hızlı ve hedefe yönelik, ince kas hareketlerini gerçekleştirebilmeleri mümkün olur. Beyincik, bu görevini yapabilmek için çeşitli sinir bağlantılarından yararlanır. Kaslarımızdan bulunan propriyoseptif reseptörler adı verilen bir reseptör grubu, sürekli olarak beynin 3 boyutlu uzaydaki yeri hakkında bilgiler verir. Bu bilgiler, doğrudan beyinciğe iletilir. Beyincik, aynı zamanda serebrumun, yani istemli hareketlerimizi kontrol eden dev beyin bölgesinin kas ve iskelet sistemini kontrol etmek amacıyla gönderdiği motor plan adı verilen hareket bilgisinin bir kopyasını da, kaslara iletilmeden alır. Daha sonra, vücudun 3 boyutlu uzaydaki yeri ile yapılması gereken hareket için gönderilen sinyalleri karşılaştırır. Gerekirse bu süreçte düzeltmeler yapılır ve kaslara ancak bundan sonra iletilir. Eğer serebrumdan çıkan hareket bilgisi çok sertse, bunları yumuşatır; yumuşaksa sertleştirir. Böylece hedefe yönelik hareket çok daha net olarak gerçekleştirilir.


Burada anlatılanlar kulağa büyüleyici gelecek ve birkaç yöne çekilmesi mümkün olacaktır. Halbuki bu çok kapsamlı, çok karmaşık, çok üstünmüş gibi gözüken işlevi, aslında çok basit sinir bağlantıları ile halledilmektedir. Ancak bu bağlantıların sayısı çok fazla olunca, çok karmaşık kıyaslama işlemleri gerçekleştirilebilir. Şimdi bunun nasıl yapıldığına kısaca bakalım:


Bilgisayarlarımızda ve birçok elektronik alette bulunan mikroişlemciler, aslında tıpkı bir beyin gibi çalışmaktadır. Çevresel birimlerden bilgiyi alırlar, birbiriyle kıyaslarlar ve kendilerine verilen işe göre gerekli görevlerin yerine getirilmesini sağlarlar. Beyin de, aynen bu mikroişlemci gibi çalışmaktadır. Çevresel birimlerden bilgileri alır, kıyaslar ve değerlendirir, sonucunda da bir cevap üretir. Bunun için istemli hareketleri kontrol eden ve kaslara gitmek üzere hızla yola çıkan sinyaller, sinirlerin ıraksama (divergence) denen bağlantı tipinden ötürü birden fazla kopyaya çıkarılabilir. Yani tek bir sinyal, bütün frekansı, şiddeti ve kalitesiyle birlikte birden fazla sinirsel iletim yoluna gönderilebilir. Bu, tamamen sinirlerin bağlantısı ile ilgilidir. Aşağıda bunun nasıl olduğu gösterilmiştir:


 


Bu görselde gördüğümüz, yüzlerce nöronun birbirine bağlantısıdır. Görüldüğü üzere, aşağıdan yukarıya giden bir sinyal, tek bir nörondan yüzlercesine paylaştırılabilir. Nöronun kimyasal yapısına göre bu sinyal büyüklük açısından küçük parçalara bölünerek de iletilebilir, eş kuvvette, birden fazla kopya üretilerek de aktarılabilir. Bu, tamamen sinapslara salınan kimyasallar ve miktarıyla ilgisi vardır. Bu kimyasalları ve miktarını ise nöronun genetik bilgisi içerir. Nöronun genetik bilgisini ise evrimsel süreç belirler. Dolayısıyla bağlantıların nasıl kurulacağı genetik ve çevresel unsurlarla belirlenir. Bu bağlantılardan ötürü, serebrumdan çıkıp kaslara gidecek veriler çoğaltılarak, kopyaları serebellumun farklı bölgelerine iletilir.


Aynı bölgelere, vücudun çeşitli noktalarından, özellikle kaslar ve tendonlardan kasılma miktarı ve uzaysal yönelimle ilgili aralıksız bilgi akışı vardır. Aslında beyin, uzayda nerede olduğunu bilmez. Bildiği, kasların kasılma miktarıdır. Bu miktarların birbiriyle sinyal bazında toplanıp çıkarılması (sinyallerin üst üste binmesi ya da binmemesi), kasların yeri hakkında bilgi içerir. Dolayısıyla bu bilgiler, beyinciğe kolaylıkla iletilebilir.


İşte kaslardan ve serebrumdan gelen bu iki bilgi, beyincikte kıyaslanır ve aradaki farklara göre çeşitli kimyasallar salgılanır. Bu kimyasalların salgılanma miktarı, serebellumun düzeltici faktörünü belirler. Dolayısıyla kasların konumu ile serebrumdan gelen bilgi yeterince örtüşük ise ciddi bir düzeltme uygulanmaz. Yani fazladan bir kimyasal tepki oluşmaz. Ancak arada düzeltilmesi gereken farklar varsa, bazı kimyasallar salgılanır. Bu salgılar, beyinciğin "bilinci" ile yapılmaz; zaten hiçbir hücre bilinçli değildir. Sadece sinyaller arasında farkın olması, genetik materyalin farklı kısımlarını tetikler ve kimyasal tepkimeyi başlatır. Dolayısıyla siz, nöronu şaşırtacak şekilde dışarıdan bir elektrik şoku uygulasanız da, beyincik ister istemez kıyaslama yapacaktır. Eğer bilinçli bir yapı olsaydı, sahte sinyallerle gerçekleri birbirinden ayırması beklenirdi. Böyle bir durum görülmez.


İşte beyinciğin hareket öncesi kontrol etme özelliğine ileri besleme faaliyeti adı verilir. Beyinciğin en önemli görevlerinden biri budur.

 


2) Motor Hareketlerin Kontrolü


Normalde, yukarıda da izah ettiğimiz gibi beyincik, serebrumdan gelen istemli hareketleri denetlemekle yükümlüdür. "Beyincik" adını almasının bir sebebi de budur. Ancak aynı zamanda, beyinciğin neoserebellum olarak adlandırılan bölgesi, serebrum ile ortak olarak çalışarak istemli kararlarımızı kontrol eder. Bunun için sinyallere gecikme süresi (delay time) ekler ve değerlendirir. Bu gecikme süresi birkaç milisaniye olsa da, kararları kontrol etmeye yetmektedir.

 


3) Veri İşleme Yöntemi: Yakınsama (Convergence) ve Iraksama (Divergence)


Beyincik, evrimsel süreçte pek de başarılı bir sistemi geliştirebilmiş bir organ değildir. Zira aşırı fazla sayıda nörondan gelen veriyi, oldukça dar bir nöron kapasitesinde değerlendirir ve yanıtlandırır. Bu sebeple birçok defa algısal ve dengeyle alakalı yanılgılara düşmemize sebep olmaktadır. Bunlara az sonra döneceğiz.


Beyincik, 40 milyar adet granül hücresinden (beyinciğin en küçük hücreleri) gelen 200 milyon yosunsu iplikten (beyinciğe giren ana verilerin ismi) bilgileri alır ve bunları 15 milyon kadar hücreye yakınsayarak değerlendirir. Evrimsel süreçte pek de verimli olmayan bir şekilde, doğrusal olarak gelişen değerlendirme hücreleri her bir verinin yaklaşık 1000 kadar nöron üzerinde işlenmesine neden olur. Normalde, mikrobölge denen işleme alanlarındaki nöronların sayısı yüzbinlerce olabilmektedir. Ancak evrimsel sürecin hatalarından ötürü beyincikte böylesine yoğun bir nöral ağı göremiyoruz. Hatta kimi yerde bu nöronların sayısı 50 gibi aşırı düşük sayılara kadar iner. Sonrasında ise bu kadar az nöronda işlenen veriler, milyarlarca hücreye geri dağıtılmaktadır (ıraksama). Milyarlarca nörondan gelen veriyi bu kadar az hücreyle işlemeye çalışan beyincik, birçok zaman hata yapmaktadır. Buna rağmen, türün işini gördüğü sürece evrimsel açıdan desteklenmesi kaçınılmazdır. 


Aslında beyincikte çok yüksek sayıda nöron vardır, buna daha önce de değinmiştik. Ancak bu nöronların genel amacı veri işlemekten çok, verileri aktarıp beynin farklı bölgelerine dağıtmaktır. Bu sebeple, bu kadar yoğun çalışan bir organın, birçok nöron ile birlikte evrimleşmesi oldukça mantıklıdır.

 


3) Bölünmüşlük


Beyincikte bu kadar az nöronun katılımıyla işlenen veriler, sağlıklı bilgiler üretebilmek adına birçok alt birime ayrılmıştır. Sadece beyincik içerisinde birkaç yüz ila birkaç bin adet işlem bölgesi olduğu düşünülmektedir. Modül denen bu birimlerin anatomik olarak birbirleriyle neredeyse tıpatıp aynıdır. Ancak aldıkları ve verdikleri verilerin tipleri ve miktarları farklıdır. Bu modüller arasında sürekli veri akışı olmaktadır, böylece beyinciğin zorlu işlemleri, binlerce alt çekirdeğe bölünerek bir arada işlenmekte ve yük azaltılmaya çalışılmaktadır. Fakat özellikle dengemizi ve kaslarımızın kontrolünü zorlu durumlarda bu kadar kolay kaybedebilmemizin nedeni, beyinciğin evrimsel açıdan kusursuz bir yapısının olmayışıdır. Modüller, bir araya gelerek derin çekirdek denen yapıları oluştururlar. Beyincikte bu şekilde 50 civarı çekirdek bulunmaktadır.



4) Değişebilirlik (Plastisite)


Yine beyinciğin bu zayıf tarafları, farklı adaptasyonlarla giderilmeye çalışılır. Daha sonra işleyeceğimiz gibi, beyindeki hücrelerin görevleri kullanım miktarına bağlı olarak değişebilir. Eskiden bir görevi yapan bir sinir, sonraki bir yaşta farklı bir işlev görmeye başlayabilir. Plastisite denen bu olay genellikle beyin bölgelerinin kendi içerisinde olur ve farklı bölgeler arasında görülmez. İşte beyincikte de eğer ki bir durum (örneğin dengeyle ilgili bir veri) sürekli olarak uygulanmaktaysa, hücreler bu veriyi işleyecek şekilde özelleşebilirler (bu özelleşme evrimsel değil, gelişimseldir). Her bir serebellar derin çekirdeğe 1 milyar civarı nörondan bilgi gelir. İşte gelen bu verilerin sıklığına göre çekirdeklerin veya çekirdeklerde bulunan modüllerin görevleri değişebilmektedir.



Beyinciğin Kusurları, Hataları, Hastalıkları ve Sorunları


Canlılardaki hiçbir yapının olmadığı gibi, beyincik de kusursuz bir yapıda değildir. Yukarıda beyinciğin hatalarına dair bazı bilgiler verdik. Yazımızın bu son kısmında bu konuları biraz daha detaylı inceleyelim.


Beyinciğin, normal çalışma sırasında yaptığı hatalar, çoğu zaman motor hareketlerde, yani kas ve iskelet sistemini kontrol eden hareketlerde aksamalar şeklinde kendisini göstermektedir. Ancak bu hatalar, çeşitli tümörler veya genetik mutasyonlarla birer hastalık haline de dönüşebilir. Aynı zamanda doğuştan gelen serebellar hatalar bulunmaktadır.


Örneğin beyinciğin flokulonodüler bölgesine gelen hasarlar, doğrudan bireyin yürümesinde hatalar oluşmasına neden olmaktadır. Bu hatalar, dengenin sağlanamaması ve düz bir şekilde yürüyememe ile kendisini gösterir. Bu, son derece ilginçtir, zira birey bilinçli olarak düz çizgi üzerinde yürümeyi vücuduna "emrediyor" olsa bile, vücut bu işlemi gerçekleştiremez. Halbuki ne kaslarda bir sıkıntı vardır, ne de kemiklerde, iç kulakta ve benzeri organlarda. Sorun, beyinciğin işlevini yerine getirmemesinden ötürü güya bilinçli olan kararlarımızın uygulanamamasıdır. Bu, beynimizin ne kadar aksak bir yapısı olduğunu göstermektedir.


Beyinciğin evrimsel yapısına bakacak olursak, adeta "kusurları örtme" taktiği uygulandığı görülür. Evrimsel süreçte zaten genel olarak gördüğümüz budur. Hiçbir yapı mükemmel ya da kusursuz olarak evrimleşemeyeceği için, her zaman önceden oluşan hatalar, farklı evrimsel süreçlerle kapatılmaya çalışır; daha doğru bir ifadeyle, bu şekilde bir kontrol ve yama mekanizmasına sahip olan bireyler avantajlı konuma geçeceklerdir. Bunun en güzel örneği, kaslara bilgiyi iletecek serebrumun, evrimsel süreçte en son gelişmiş yapı olmasına rağmen, özellikle devasa boyutlara ulaştığı insanda, yeterince uzun süreler seçilime tabi tutulamadığı için kaslara doğru bilgiler iletemiyor olmasıdır. Serebrumun bu hatası, serebellum tarafından kapatılmaya çalışılır. Halbuki bilinçli, tasarlanmış ve mantıklı bir sistemde böyle gereksiz kontrollere yer yoktur. Serebrum işini doğru yapabilecek olsaydı, serebellumun böyle bir kontrol görevi olmasına gerek olmazdı. Ancak evrim mükkemmel değildir, olmamıştır ve olmayacaktır.


Beyinciğin hataları bunlarla bitmez. Eğer ki serebroserebellum yapısına, yani beyinciğin yan bölgelerine bir hasar ya da hastalık gelecek olursa birey bilinçli kararlarında aksamalar yaşar ve hareketlerinde istemsiz aksamalar belirmeye başlar. Bu da kaslara iletilen kuvvet, yön, hız ve şiddet bilgilerinde sapmalara neden olur. Bunun sonucunda birçok farklı hastalık ve sorun meydana gelir. Örneğin yan bölgelerin aldığı hasar sonucu beyincik vücudun kaslarının normal kasılma miktarını (tonusunu) ayarlayamamaya başlar ve hipotoni denen normalden gevşek kas durumu görülür. Vücuttaki kaslar, dinlenme halindeyken olması gerekenden daha gevşektir. Bu sebeple vücut, bu kasları harekete geçirebilmek için çok daha fazla çaba harcar. Hatta reflekslerin bir kısmı kaslardaki aksamadan ötürü uygulanamaz. Birey, ilerleyen durumlarda bilinçli olarak kaslarını kasmaya çalışsa bile, beyincik bu veriyi işleyemez ve kaslar kasılamaz. Halbuki yine kaslarda ya da iskelette hiçbir sıkıntı yoktur. Dışarıdan elektrik şokuyla bu kaslar normal şekilde uyarılabilir. Ancak beyin, artık kontrolü yitirmiştir.


Yine beyinciğin yanal bölgelerindeki hasarlar disartiya denen konuşma bozukluklarını doğurabilir. Bu durumda da beynin konuşma bölgesinden gelen sözcüklerin, ağız ve dil kaslarına iletilmesi beyincik tarafından reddedilir ve birey konuşmak istese ve bunun bilincinde olsa bile, istediği sözcükleri tam olarak ağzından çıkaramaz. Bir nevi "sürekli dil dönmeme" durumu oluşur. Hatta bu sorun, konuşma sırasında nefes almayı engelleyebilmektedir.


Beyincikteki tümörlerin yanal bölgelere baskı uygulaması sonucu, dismetri adı verilen çok ilginç bir diğer hastalık meydana gelir. Bu duruma sahip insanlar 3 boyutlu uzay içerisindeki cisimlerin mesafelerini ayarlayamazlar. Sadece çevrelerindeki cisimleri değil, aynı zamanda vücutlarında bulunan uzuvların (kolların ve bacakların) bulunduğu yerleri de ayarlayamazlar. Bu sorunun iki tipi bulunur: Hipermetri durumunda cisimler olduklarından uzakta algılanırlar. Dolayısıyla masanın üzerinde duran bir topu almak istediğinde, bu soruna sahip bireyler ellerini topun olduğu yerden daha uzağa atarlar. Ancak kendilerine sorduğunuzda, topun orada olduğu konusunda ısrar ederler. Hipometri ise bunun tam tersidir. Cisimler, olduklarından yakın olarak algılanırlar. Bu sebeple cismin olduğundan daha yakın bir yere uzanılmaktadır. Yine bu sorunları ilginç kılan, gözde ya da duyu sinirlerinde hiçbir sorunun var olmamasıdır. Sorun beynin ta kendisindedir.


Bu sorunlar bize Evren ile ilgili olarak da bazı fikirler vermektedir. Evren içerisinde cisimlerin yeri fiziksel olarak belli olsa da, onların yerini algılamamızı sağlayan şey beynimizdir. Dolayısıyla beynimizdeki hasarlar, gerçekte olandan farklı algılar yaratabilmektedir. Benzer şekilde, eğer ki beynimiz bazı verileri algılamaya yetmiyorsa, bu veriler bize anlamsız gelebilecektir. Bunun en güzel örneği, elektronlar ve fotonlar gibi atom altı parçacıkların hareketini algılamamızdaki sıkıntılardır. Zira beynimiz, ışık hızında giden cisimlerin hareketlerini algılayabilecek şekilde evrimleşmemiştir. Bu sebeple, bunların hareketleri bize tamamen anlamsız ve açıklanamaz gelebilir. Halbuki bu hareketler son derece belirgin fizik yasaları etkisi altında gerçekleşiyor olması çok yüksek ihtimaldir.


Beyinciğin sorunlarını saymakla bitmez. Dediğimiz gibi evrimsel süreçte adeta bir "yama" olarak gelişmiştir. Bu sebeple hataları da sayısızdır. Örneğin didiadokinezya (DDK) denen bir sorun oluştuğunda, bireyler hızlı bir şekilde gerçekleşen ve birbirini takip eden hareketleri yapmakta güçlük çekerler veya hiç yapamazlar. Bu soruna sahip hastalara ellerinin öncelik dış kısımlarını birbirine arka arkaya vurmaları, sonrasında ise ellerinin iç kısımlarını hızlıca çevirerek birbirine vurmaları istenir. Yani el çırpmakla ters el çırpmak arasında hızlıca geçmeleri istenir. Beyinciğinin yanal bölgelerinde hasar olan bireyler bu hareketlerde kilitlenirler veya dengesiz hareketler sergilerler.


Daha üzücü ve sorunlu hastalıkları da bulunmaktadır. Örneğin tremor denen durumda beyincik, serebrumdan gelen sinyalleri hiçe sayarak kendisine ait sinyaller üretir ve kasların istemsiz olarak, art arda kasılmasına neden olur. Bu süreçte eller, kollar, gözler, yüz, kafa, ses telleri, karın, bacaklar istemsiz olarak kasılıp gevşer. Örneğin ana tremor denen bir tip tremor hastalığında (20'den fazla tremor tipi vardır) hasta istemsiz olarak kafasını sürekli olarak "evet" ve "hayır" anlamına gelecek şekilde, sert ve can yakıcı bir şekilde sallayabilir. Tik benzeri bu davranışlar, beyincik temelliyken (psikolojik değilken) çok ciddi sorunlara sebep olabilmektedir.


Bir diğer sıkıntılı hastalık ise sekme fenomeni denen bir sorunun oluşmasıdır. Burada da, yine serebrumdan gelen veriler doğru işlenemez ve kaslar, durdurulması gerektiği zaman durdurulamaz. Sakarlığın son noktası olarak görülebilen bu durum, ölümcül olabilir. Zira birey, yürürken durması gerektiğinde, beyincik bunu reddedebilir ve kırmızı ışıkta istemsiz olarak yürümeye devam edebilir. Bunun sonuçları, kaçınılmazdır. Şimdi kendi kendinize düşünün: Bilinciniz nerede? Bu sorunun cevabını ileride vereceğiz.


Sonuç olarak, tüm bu yazılanları toparlayacak olursak, birçok önemli işlevine karşın beyincik halen evrimsel sürecin aksak, kör ve topal bir süreç olduğunu; ancak doğanın elindeki en iyi sistemleri yaratabilecek kadar da işlevsel olduğunu göstermektedir. Yapıların mükemmel olmayışı ile çok önemli işlevlerinin bir arada bulunuşu, doğal süreçlerin yapısını ve işlevini bize hatırlatmaktadır.


Umuyoruz ki faydalı olmuştur.


Sevgilerle.


ÇMB (Evrim Ağacı)

6 Yorum