Sinirbilim ve Beyin - 5: Beyin İle İlgili Temel Terimler, Tanımlar ve Açıklamalar

Artık sinir sistemi ile ilgili tüm temel bilgileri edindiğimize göre, bu sistemin en önemli yapılarından biri olan beyin dediğimiz organı tanımaya başlayabiliriz. Şimdiden belirtmemiz gerekiyor ki bu oldukça zorlu bir süreç olacak. Muhtemelen sinir sistemine ilgi duymayanlar bir miktar okuyup, yarıda kesecekler. Kimilerine terimler ağır gelecek ve bırakacaklar. Ancak azimli bir şekilde beynimizin derinliklerine bizimle birlikte inmeyi başarabilenler, hayatın gerçeklerini net bir şekilde görebilecekler ve garanti ediyoruz ki hayata bakış açılarını %100 değiştirecekler. Çünkü beyni anladıkça, beyni tanıdıkça, beynin nasıl çalıştığını öğrendikçe kendimizi tanıyoruz, anlıyoruz, öğreniyoruz. Unutmamak gerekiyor ki bir insana benliğini veren şey beyindir, beyinde olan olayların tümüdür. İşte bu ve bundan sonraki birkaç yazımızda, beynin parçalarını ve işlevlerini tanıyacağız.

Buradan sonra göreceğiniz terimler sizi korkutmasın. Zira öğrenim hayatınızın herhangi bir diliminde gördüğünüzün aksine, artık bilimin en yoğun olduğu alanlardan birine giriş yapmış bulunmaktasınız. Elbette, her bir parçanın, her bir yapının, her bir bölgenin yeni bir adı olacak. Ancak bundan korkmayın ve bunu, yeni insanlarla tanışıp, yepyeni isimler duymak gibi düşünün. Eğer ki kendinizi yeterince vererek isimlerini okursanız, hiç zorlanmadan terimleri halledebileceksiniz. Zaten biz de, her zaman olduğu gibi terimleri mümkün olduğunca yumuşatacağız. Eğer terimlerle/isimlerle işlevleri eşleştirebilirseniz, örneğin "pariyetal lob" dediğimizde, ne işlevden bahsettiğimizi kavrayacak olursanız, bu terimler günlük yaşamdaki sıradan kelimelerden farksız olacaktır. Bu sebeple yılmamanızı tavsiye ediyoruz. Emin olun ki beyninizi tanıdıkça, inandığınız, düşündüğünüz, sandığınız hemen hemen her şeyin yanlış olduğunu göreceksiniz. Bu kadar açık belirtiyoruz. Hazırsanız, başlayalım.

Öncelikle, beynin genel görüntüsüne bir bakalım. Birçok insan, beynin neye benzediğini üç aşağı beş yukarı biliyordur:

Bunlar, gerçek insan beyni görüntüleridir. Bu sevimli organ, bir insanın en net ifadeyle "her şeyidir". Bu organ olmadan, hemen hemen hiçbir yapı işlev göremez. Bu organda meydana gelen neredeyse her hasar, belli bir işlevi, belli oranlarda bozacaktır. Çünkü daha önce de anlattığımız gibi beyin, sinir sisteminin evrimi sırasında organizmanın yönetici organı görevini alacak şekilde özelleşmiş, vücut içi tüm iletişim, değerlendirme ve karar mekanizmalarından sorumlu yapı halini almıştır. Beyni işlevsiz kılınan bir insan, en iyi ihtimalle laboratuvarda bulunan petri kaplarındaki hücre yığınlarından farksız olacaktır. En kötü ihtimalle ise ölecektir. 

Beyni bu kadar önemli kılan, şüphesiz ki vücudun bütün kontrolünü elinde bulundurmasıdır. İleride göreceğimiz gibi kişinin bilincini yaratmasından tutun da, ayak başparmağının kaşınmasına kadar birçok işlevi sürdürmektedir. Bunu yaparken, yapısındaki milyarlarca nöronu kullanır. Aslında beyinden, bu şekilde bağımsız bir organizma olarak bahsetmek hatalıdır. Zira beyin de, sıradan hücrelerin bir araya gelmesiyle oluşan bir organdır. Onu bu kadar etkileyici kılan, beyne sahip bir canlıya kişiliğini, canlılığının kontrolünü, bilincini, davranışlarını, duygularını, algısını, zekasını, düşüncelerini veren organın beyin olmasıdır. 

Beyinde, tüm bu görevler sinirler aracılığıyla gerçekleşmektedir. Daha önceki yazılarımızda da değindiğimiz gibi sinirler evrimsel süreçte bir araya geldiklerinde, bir bilgisayarın içerisindeki işlemci gibi görev alabilirler. Aslında işlemcilerin en ilkin versiyonları, bizim beynimizin çalışma prensibiyle benzer bir şekilde çalışmaktadır: farklı sinyaller bir bölgeye ulaşır ve bu sinyaller birbirleriyle basit elektriksel devrelerin etkileşimi sonucu karşılaştırılır, bu karşılaştırılma sonucunda bir ürün oluşur ve bu ürün, gelen sinyale verilecek tepkiyi belirler. Yani beynimize baktığımızda, çalışmasının hiçbir kısmının beden-üstü bir doğası olmadığını görürüz. Tamamı, sadece elektrobiyokimyasal etkileşimler sonucu olan olaylar bütünüdür. Ve bu olayların sonucunda düşünceler, davranışlar, algı ve duygular oluşur. Tamamen kimyasal tepkimelerin bunlara sebep olabileceğini düşünmek ilk başta delilik gibi gelebilir; ancak gerçekler, inanılması zor olsalar da ortadadırlar. Bu sebeple onları anlamaya çalışmak, direnmekten çok daha faydalı olacaktır.

Günümüzde, beynin işlevlerini takip etmek için geliştirdiğimiz birçok elektromekanik (ya da mekatronik) cihaz bulunmaktadır. Bunların sadece isimlerini vererek geçmek istiyoruz, zira detaylar, konumuzun dışında olacaktır. Günümüzde, beynin anatomisini ve damar yapısını takip etmek için kullandığımız aletleri şöyle sıralayabiliriz:

• MRI: Magnetic Resonance Imaging (MRG: Manyetik Rezonans Görüntüleme)
• DWI: Diffusion-Weighted Imaging (DAG: Difüzyon-Ağırlıklı Görüntüleme)
• DTI: Diffusion Tensor Imaging (DTG: Difüzyon Tensör Görüntüleme)
• MRA: Magnetic Resonance Angiography (MRA: Manyetik Rezonans Anjiyografisi)

Beynin işlevlerini takip etmek için kullandığımız makineler ise:

• fMRI: Functional MRI (fMRG: Fonksiyonel MRG)
• SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography (TFEHT: Tekli Foton Emisyonu Hesaplayıcı Tomografisi)
• PET: Positron Emission Tomography (PET: Pozitron Emisyon Tomografisi)

Kısaca, teknolojideki ilerlemeler sayesinde beynin farklı yapılarına, işlevlerine ve görevlerine erişim imkanlarımız bulunmaktadır. Bu teknolojiler, bilimin tarihi sırasında ciddi miktarda gelişmiş, eskiden çok ilkin şekillerde kullanılırken, günümüzde fizik, kimya, mühendislik ve biyoloji alanındaki gelişmeler sayesinde oldukça ileriye gitmiştir. 

Şimdi, biraz da ön terminoloji vermekte fayda görüyoruz. Beyni (ve genel olarak anatomiyi) tanıtırken çok sık kullanılan bazı yönelim terimleri bulunmaktadır. Bu terimler, bir organın bir diğerine göre veya 3 boyutlu uzaydaki konumuna göre yerini belli etmemizi sağlar. Bu yazımızdakileri bir sözlük gibi kullanabilir, yeri geldikçe dönüp bakabilirsiniz. Aklınızda bulundurmanızda fayda gördüğümüz terimler şöyle:

• Anterior: "Ön" demektir. Bir organın veya yapının, bir diğerinin önünde bulunduğunu belirtir. 
• Posterior: "Arka" demektir. Anterior-Posterior eksen, bir canlıyı veya bir yapıyı "ön-arka" kısımlarına böler. Örneğin insanın kafası "ön", kalçası ise "arka" kısımlarıdır. İnsan, iki ayak üzerinde yürüyor olsa da, ataları dört ayaklı olduğu için bu şekilde isimlendirilir. Daha rahat anlamak için bir köpeği ya da ineği düşünebilirsiniz. Kafası ön kısımdadır, kalçası ve kıç bölgesi ise arkadadır.
• Ventral: Alt yüzeye yakın, karın bölgesinde demektir. Kimi zaman doğrudan "karın" olarak da anılır; ancak burada bahsedilen bölgesel bir alandır. Yine dört ayaklı hayvanlardan düşünecek olursak, bir köpeğin göğsünün ve karının olduğu kısım, alt yüzeydedir. Bu yüzden insanda da aslında ileriye bakan karın kısmı ventral bölge olarak anılır.
• Dorsal: Arka yüzeye yakın, sırt bölgesinde demektir. Kimi zaman doğrudan "sırt" olarak da anılır. Tıpkı ventral yapılar gibi, bunlar da sırt bölgesiyle aynı hizadaki yapıları ifade eder, doğrudan "sırt" demek değildir aslında. Bir köpeğin sırtı, arka yüzeydedir. Bu yüzden dorsal olarak isimlendirilir.

Bunlar 4 temel yön bildiricidir. Ancak bunlarla eş anlamlı veya yakın anlamlı kullanılan bazı diğer terimler de vardır. Aynı zamanda bunlarla doğrudan aynı anlama gelmeyen, fakat daha net olarak yer bildiren belirleyiciler de vardır. Şimdi bunlara bakalım:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

• Superior: "Üst" anlamına gelmektedir. Bir organın, diğerinin üstünde olduğunu belirtmeye yarar. Kimi zaman, daha büyük olan yapıyı da isimlendirmek için kullanılabilir.
• Inferior: "Alt" anlamına gelmektedir. Bir organın, diğerinin altında olduğunu belirtmeye yarar. Kimi zaman, daha küçük olan yapıyı da isimlendirmek için kullanılabilir.
• Kranyal: Vücudun baş bitimine yakın bölgelerde bulunan yapıları isimlendirmek için kullanılmaktadır. Kimi zaman "superior" kelimesiyle eş anlamlı olarak kullanılır.
• Kaudal: Vücudun kuyruk tarafına yakın bölgelerde bulunan yapıları isimlendirmek için kullanılmaktadır. Kimi zaman "inferior" kelimesiyle eş anlamlı olarak kullanılır. Kranyal ve kaudal, illa kafada veya kuyrukta bulunan organları nitelemez. Örneğin kafatası içerisindeki beynin, kuyruğa yakın ya da kafaya yakın yapıları için de sırasıyla "kaudal" veya "kranyal" sıfatları kullanılabilir.
• Medial: Simetrik veya yarı-simetrik bir yapının orta hattına yakın yapıları nitelemek için kullanılmaktadır. 
• Lateral: "Yanal" demektir. Simetrik veya yarı-simetrik yapıların, orta hattından uzak yapılardan bahsederken kullanılır.
• Rostral: Genellikle beyinde "öndeki yapılar" için kullanılır. Daha spesifik olarak ise, ağız-burun bölgesine yakın yapılar için kullanılmaktadır.
• Internal: Bir yapının, bir diğerinin içerisinde, iç kısmında olduğunu belirtmek için kullanılır.
• Eksternal: Bir yapının, bir diğerinin dışarısında, dış kısmında olduğunu belirtmek için kullanılır.
• Supra: Bir yapının, bir diğerinin üzerinde bulunduğunu belirtmek için kullanılır.
• Infra: Bir yapının, bir diğerinin altında bulunduğunu belirtmek için kullanılır.
• Sub: Bir yapının, bir diğerinin altında veya en azından yakınında bulunduğunu belirtmek için kullanılır.
• Hipo: Tıpkı "sub" öneki gibi, bir yapının bir diğerinin altında bulunduğu belirtmeye yarar.
• Pre: Bir yapının bir diğerinin önünde bulunduğunu belirtmeye yarar.
• Post: Bir yapının bir diğerinin arkasında bulunduğunu belirtmeye yarar.
• Transvers: Bir yapının yere paralel düzlemde bulunduğunu belirtmeye yarar.
• Koronal: Bir yapının yere dik olarak ve anterior-posterior (ön-arka) düzlemde bulunduğunu gösterir.
• Sagital: Bir yapının hem yere, hem de koronal düzleme dik bir düzlem içerisinde bulunduğunu belirtmeye yarar.

Sanıyoruz ki bu karmaşık gibi gelen, halbuki oldukça basit olan terminoloji, yazılarımız boyunca size yapıların yerleri hakkında fikir vermeye yarayacaktır. Hatta rahat olun, muhtemelen bunların büyük bir kısmını kullanmayacağız bile. Yine de elinizin altında bulunması açısından vermeyi uygun gördük.

Burada vermek istediğimiz bir diğer bilgi de, bundan önceki yazılarımızdan birinde paylaştığımız, beynin ana bölgeleridir:

• Ensefalon = Beyin
• Proensefalon = Ön Beyin
• Telensefalon= Serebrum = Uzak Beyin (En Ön Beyin)
• Mezensefalon = Orta Beyin
• Rombensefalon = Arka Beyin
• Metensefalon = Serebellum = Beyincik = Art Beyin
• Miyelensefalon = İlik Beyin
• Diensefalon = Ara Beyin

Yukarıdaki fotoğraf, genel olarak memelilerin embriyonik dönemdeki beyinlerini göstermektedir. Memeliler, evrimsel süreçte belli bir akrabalık düzeyi bulunan türleri içerdiği için, embriyolojik dönemdeki beyin yapıları da büyük oranda birbirlerine benzemektedir. Ancak sonradan, gelişimin ilerleyen kısımlarında beynin farklı yapıları, farklı türlerde, farklı miktarlada büyüyüp gelişerek türe özel nitelikleri kazandırmaktadır. Bu, sınıftan sınıfa da değişmektedir. Örneğin amfibilerde büyük bir orta beyin lobu bulunurken, memelilerde gelen olarak ön beyin lobu büyüktür. İnsanı ise insan yapan, en ön beynin (serebrum) büyüklüğüdür. İnsanın en ön beyni iptal edilecek olursa, koca cüssesine rağmen, o "meşhur" zekasndan bir gıdım bile geriye kalmaz, muhtemelen bir kurbağa ya da balık kadar sınırlı davranış tipi sergiler. Ki bunu çeşitli hastalıklarda görmekteyiz, zamanı gelince paylaşacağız bu bilgileri de. 

Ayrıca beyinle ilgili bilmemiz gereken temel olgulardan biri de, beynin sol ve sağ olarak iki yarıküreye (hemisfere) bölünmüş olduğudur. Bu bölünmenin sadece Evrimsel Biyoloji ile açıklanabilen birçok nedeni vardır. Örneğin beynin iki yarıkürede özelleşmesi sayesinde aynı işlemi yapmak için gerekli bağlantıların sayısı azalmıştır. Bir örnek vermek gerekirse, dilimiz, yani konuşma yetimiz neredeyse tamamen sol yarımkürede özelleşmiştir. Bu sayede sağ taraf ile bağlantı kurması neredeyse hiç gerekmez ve bu da beynin daha küçük kalmasına rağmen daha fazla iş yapmasına yarar. Ayrıca beynin yarıkürelere bölünmesi sayesinde, ölümcül olan kafa darbeleri biraz daha az etkili hale getirilebilir. Örneğin beynin bir tarafı hasar görse de vücut büyük oranda diğer taraf sayesinde hayatını sürdürebilir. Tabii beynin bir yarımküresinin hasar görmesiyle motor fonksiyonlarda, yani istemli hareketlerimizde ciddi bir kısıtlanma meydana gelir.

Beyinle ilgili bilinmesi gereken en önemli noktalardan biri, beynin sol yarımküresinin vücudun sağ tarafını, beynin sağ yarımküresinin ise vücudun sol tarafını kontrol ettiğidir. Yani sinirlerimiz beyinden çıkarken çaprazlanma geçiriler ve yön değiştirirler. Bunun, hızlı iletim için bir adaptasyon olduğu düşünülmektedir. Bu konudaki araştırmalar halen sürmektedir.

Beynin tespit edilmiş onlarca alt birimi bulunmaktadır. Bunlara mümkün olduğunca detaylı bir şekilde değinmek istiyoruz. Ancak birkaç görselle ne tip kısımlar olduğunu görmenizi istiyoruz:

Görüldüğü gibi beynin birçok parçası bulunmaktadır. Özellikle beynin evrimi, kökten, yani omuriliğin sonlandığı noktadan, dışa doğru soğan gibi katmanlar halinde gerçekleştiği için, kısımları görüp tespit etmek çoğu zaman güç olabilmektedir. Bu güçlükler, bilim insanlarının da işlerini aksatmaktadır, çünkü öyle sokaktan birini çevirip de beynini açıp parçalara bölmek mümkün olmamaktadır. Neyse ki günümüzde Evrimsel Biyoloji'yi bildiğimiz ve tüm alanlarda kullandığımız için, yakın akrabalar üzerinde deneyler yaparak kendi beynimize ışık tutmaktayız. Kimi zamansa fedakar hastalar, bilime faydalı olabilmek adına beyin ameliyatlarında küçük çaplı deneylere izin vermektedirler. Kimi aydın insan da, ölümlerinden sonra vücutlarını tıp kurumlarına bağışlayarak, bu deneylerin yapılmasına destek olmaktadırlar. Bir insanın ölümünden sonra bile bilime faydalı olmasından daha güzel ne olabilir ki?

Ancak bugüne kadar on binlerce denek üzerinde yapılan deneyler sayesinde, beynin hemen her alanı net bir şekilde tespit edilebilmiştir. Örneğin Korbinian Brodmann isimli bilim insanı ta 1909 yılında yaptığı araştırmalarla insanın sadece korteks (serebrumun sadece bir kısmı) üzerinde 52 farklı özel alan tespit etmiştir. Bu şekilde bakıldığında, beynin yüzlerce özelleşmiş alanı olduğu görülebilir. Örneğin aşağıda, yine insanı "insan" yapan kortekse ait 4 temel lob görülmektedir:

•  Ön Lob
• Pariyetal Lob
• Yan Lob
• Arka Lob

Bu lobların her biri ana işlevler üstlenmektedir. Zaten küçük bir şekilde de olsa ana görevleri görselde belirtilmiştir. Örneğin yan lobda yoğun olarak işitmeyle ilgili alanlar bulunmaktayken, arka lobda görsel alanlar bulunmaktadır. Ayrıca bu lobların her birinde başka birçok işlev barındıran özel bölgeler bulunmaktadır.

Bu özelleşmeler, evrimsel süreç takip edildiğinde net bir şekilde görülebilmektedir. Beyin, basitten karmaşığa doğru evrimleşen organların en güzel örneklerinden biridir. Her bir kısım, yakın akrabalarımızda daha ilkin versiyonlar olarak net bir şekilde bulunabilmektedir. Benzer şekilde, insanın bu özelleşmiş beyin bölgeleri elektrik şokuyla veya anesteziklerle (tıbbi uyuşturucularla) iptal edildiğinde, bireyde kişilik kaybı, bilinç kaybı, istemsiz davranışlar, içgüdülerin açığa çıkması, hayvansı hareketler ve benzeri görülmektedir. Zira bize her şeyimizi yaptıran, her düşüncemizi üreten, her kararımızı aldıran, her duygumuzu tattıran beyin ve beynin ilgili bölgeleridir.

Beynin daha derinliklerine indiğimizde, adeta evrimsel süreçte geriye gideriz. Ne kadar derine inersek, o kadar erken evrimleşmiş yapıları görürüz. Örneğin solunum, denge gibi hayati görevleri üstlenen kısımlar, beynin en ilkin, derin bölgelerinde konuşlanmıştır. Çünkü bu, tüm türlerde ortak olarak bulunan özelliklerdir. Ancak yukarılara çıktıkça, öncelikle duyu organlarına ait bölgelerin evrimleştiğini, sonrasında sosyal davranışları kontrol eden yapıların özelleştiğini, en dış katmanda ise insanı diğer türlerden ayıran karmaşık duyguların merkezlerinin evrimleştiği görülür. Hatta ara basamaklar o kadar nettir ki, evrimsel süreç ile tam bir uyum gözlenebilmektedir. Bunlara yeri geldikçe zaten değineceğiz.

Şimdilik beyinle ilgili bu temel bilgileri bilmeniz yeterli olacaktır. Önümüzdeki yazımızda, beynin kısımlarına girerek yolumuza devam edeceğiz.