Nobel Ödülü Almak İsteyenlere Çağrı: Beyinle İlgili Çözülmeyi Bekleyen 10 Sır!

Evrendeki tüm nesneler içinde en karmaşık olanı insan beynidir: Beyindeki sinir hücresi (nöron) sayısı, Samanyolu Galaksisi'ndeki yıldızlar kadar çoktur. Bu yüzden, her ne kadar beyin ve akıl biliminde yakın zamanda bazı parlak gelişmeler elde edilmiş olsa da, kendimizi karanlıkta kısık gözle görmeye çalışır gibi görmemiz şaşırtıcı değil.

Fakat en azından sinirbiliminin can alıcı gizemlerini yakalamaya ve onları tanımlamada mesafe kat etmeye başlıyoruz. Kim olduğumuzu tanımlayan, kabaca 1300 gramlık gri ve beyaz maddeyle ilgili bildiklerimizi, şu 10 soruya verilecek kısmi cevaplar tamamen değiştirebilir: 

1. Sinirsel etkinliklerde bilgi nasıl kodlanıyor? 

Nöronlar, beynin uzmanlaşmış hücreleri, dış zarlarında küçük voltaj atımları yaratabilir. Bu elektrik sinyalleri akson adı verilen özel uzantılar boyunca ilerler ve beynin başka yerlerinde kimyasal uyarılar verilmesini sağlar. Bu ikili, 'ya hep ya hiç' elektrik sinyalleri dünya hakkındaki bilgileri taşırlar: Ne görüyorum? Aç mıyım? Hangi yöne dönmeliyim?

Fakat bu milisaniyelik elektrik akımının kuralı nedir? Atımlar farklı yerlerde ve farklı zamanlarda beyin için farklı anlamlara gelebilir. Merkezi sinir sisteminde (beyin ve omurilik), atım derecesi çoğu zaman bir yüz ya da bir renk gibi net bir şekilde tanımlanabilen dış özelliklerle bağlantılıdır. Çevresel sinir sisteminde, daha çok atım daha çok ısıya, daha yüksek sese ya da daha güçlü kasılmaya işaret eder. 

Bununla birlikte beyni daha derinlerde araştırdıkça, mesela anılar, değer yargıları, olasılıkların gruplanması, karşı cinse duyulan istek ve benzer durumlarda, nöron kitlelerinin daha karmaşık bir görünümde olduğunu fark ederiz, ve işaretler çözülmesi güç bir şekle dönüşür. İşin zor tarafı, bir bilgisayarın kapağını açıp birkaç transistörün yüksek voltaj - alçak voltaj arası nasıl titreştiğini ölçmek, sonra da gezilen web sayfasının içeriğini tahmin etmeye çalışmaktır. 

Zihindeki bilgiler tekil hücrelerde değil hücre topluluklarında ve onların etkinlik şekillerinde kaydedilmesi olasıdır. Bunun yanında şu anda hangi nöronların belli bir gruba ait olduğunu bilebilmek mümkün değildir; daha kötüsü, günümüz teknolojileri (ince elektrotları doğrudan beyne yerleştirmek gibi) binlerce nöronu aynı anda ölçmeye uygun değiller. Sadece bir nöronun bağlantılarını görüntülemek bile basit değil: Beyin zarındaki sıradan bir nöron 10.000 başka nörondan mesaj alır. 

Her ne kadar akan voltaj beyin içinde mesajları hızlıca taşıyor olsa da, bu elektrik atımları sinir sistemindeki bilgi akışının tek -hatta başlıca- yolu değildir. İleriye dönük çalışmalar diğer olası bilgi ulaklarını araştırmaktadır: Gliyal hücreler (nöronlardan 10 kat sık görülmelerine rağmen haklarında çok bilgi sahibi olunmayan beyin hücreleri), hücreler arası diğer haberleşme mekanizmaları (yeni keşfedilen gazlar ve peptitler gibi), ve hücrelerin içinde yer alan biyokimyasal dalgalar. 

2. Anılar nasıl depolanır ve geri getirilir? 

Yeni bir şey öğrenildiğinde, mesela bir kişinin adı gibi, beyin yapınızda fiziki bazı değişiklikler olur. Fakat bu değişikliklerin neler olduğunu, engin sinaps ve nöron denizinde nasıl düzenlendiklerini, bilgiyi nasıl oluşturduklarını ya da on yıllar sonra nasıl yeniden geri getirilip hatırlandıklarını henüz kavrayamıyoruz. 

Kavramamızı güçleştiren şeylerden biri, pek çok çeşit anı olması. Görünen o ki beyin kısa süreli hafıza (bir telefon numarasını sadece numarayı çevirmeye yetecek kadar süre için akılda tutmak) ile uzun süreli hafızayı (geçen yaş gününüzde ne yaptığınızı hatırlamanız) birbirinden ayırt edebiliyor. Uzun süreli hafızada, tanıtıcı hafıza (isimler ve bilgiler) ve tanıtıcı olmayan hafıza (bisiklete binmek, subliminal bir mesajdan etkilenmek) birbirinden çok farklıdır, ve bu genel kategorilerin içinde de farklı alt sınıflar mevcuttur. Değişik beyin yapıları farklı tür öğrenme ve hafızaları desteklemektedir. Beyin hasarı sadece bir türe zarar verip diğerlerine zarar vermeyebilir. 

Bununla birlikte, bu hafıza tiplerinde benzer moleküler mekanizmalar çalışıyor olabilir. Neredeyse tüm hafıza teorileri hafıza deposunun sinapslara -beyin hücreleri arasındaki kılcal bağlantılara dayandığını öne sürer. Aynı anda iki hücre aktifken, ikisi arasındaki bağ kuvvetlenir; aynı anda aktif değillerse bağ zayıflar. Bu tip sinaptik değişimler bir bütünlük oluşturur. Deneyim, örneğin, kahvenin kokusu, tadı, rengi ve sıcaklığının hissi arasındaki bağlantıları birleştirir. Bu hislerin her biri ile ilgili olan nöronlar genel olarak aynı anda etkin hale geçtiği için, aralarındaki bağ sadece kokunun duyulmasıyla kahvenin ilişik olduğu tüm hislerin tetiklenmesine sebep olabilir. 

Fakat sadece birleşimlere -ve nöronlar arasındaki bağların kuvvetlenmesine bakmak- hafızayı açıklamakta yetersiz olabilir. Hafızanın büyük sırrı şudur ki, hafıza çoğu zaman bir şeyler arasındaki ilişkileri o şeylerin kendi detaylarından çok şifreler. Bir melodiyi ezberlediğinizde, notalar arasındaki ilişkiyi şifrelersiniz, tek tek notaları değil. Böylece şarkıyı başka bir tonda da söyleyebilirsiniz. 

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

Hafızaya erişim, hafızanın depolanmasından da gizemlidir. Size Kemal Sunal'ı tanıyıp tanımadığınızı sorsam, cevap sizin için son derece açıktır ve hafızaya erişimin nasıl bu kadar çabuk olduğunu açıklayan iyi bir teori yoktur. Dahası, hafızaya erişim var olan hafızayı karıştırabilir. Geçmişten bir olayı hatırladığınızda, hafıza geçici olarak silmeye duyarlı bir hale gelir. Yakın zamanda yapılan bazı şaşırtıcı deneyler gösteriyor ki bu açık pencere sırasında anıların yenilenmesi kimyasal olarak engellenebilir, ki bu da dikkatli bir değerlendirme gerektiren yeni etik soruları beraberinde getiriyor. 

3. Beyindeki temel etkinlik ne gösterir? 

Sinirbilimciler çoğunlukla laboratuvarda denenebilecek, bir resim, dokunma ya da ses gibi uyaranlarla bağlantılı çalışan beyin etkinlikleri üzerine çalışmalar yapmışlardır. Ancak beynin dinlenme halindeki -temel etkinliği- akli hayatımızın en önemli kısmının kanıtı olabilir. Uyanık, dinlenmedeki beyin vücudun toplam oksijeninin yüzde 20'lik kısmını kullanır, oysa kütlesi vücudun yüzde 2'si kadardır. Bazı temel etkinlikler beynin geri planda bilgileri yeniden yapılandırdığının, gelecekteki durum ve olayları canlandırdığının, ya da anıları hatırladığının işareti olabilir. Önemsediğimiz birçok şey-anılar, hisler, güdüler, planlar ve dahası- hiçbir dış uyaran olmadan oluşabilir ve hiçbir sarih sonuçla ölçülemez. 

Beyni temel etkinliği ile ilgili bir bilgi, hedef odaklı bir görevi tamamlamadan hemen önce bazı beyin alanlarında etkinliğin azaldığını gösteren sinirsel görüntüleme deneylerinin sonucu elde edilmiştir. Bu azalan alanların görevin ne olduğundan bağımsız olarak hep aynı olması, bu alanların dinlenme zamanında 'temel programları' yürütüyor olduğuna işaret ediyor olabilir, tıpkı bilgisayarınızın kaynaklara başka bir alanda ihtiyaç duyulmadığı zamanda disk birleştirme programını çalıştırması gibi. 

Geleneksel algı görüşünde, dış dünyadan gelen bilgiler duyulara dolar, beyne kadar gider ve kendini görünür, duyulur, hissedilir kılar. Fakat pek çok bilim insanı algısal girdilerin sadece beyindeki süreduran iç etkinliği düzenliyor olduğunu düşünmeye başladı. Örneğin duyu girdilerinin algı için gereksiz olabilir: Rüya görürken gözleriniz kapalıdır, yine de görsel deneyim yaşayabilirsiniz. Uyanık hal ile rüya hali tamamen aynı olmak durumundadır, yani dış uyaranlara sadece kısmen bağlıdır. Bu açıdan bakınca, bilinçli hayatınız sadece uyanık rüyadır. 

4. Beyin geleceği nasıl canlandırabilir? 

İtfaiye şefi bir yangınla karşılaştığında hemen adamlarını en iyi nasıl yerleştireceği ile ilgili tahminler yapar. Bu tip gelecek canlandırmaları, o işi gerçekten yapmanın masrafı ve riski olmadan, filozof Karl Popper'ın deyişiyle 'kendi hipotezimizin bizim lehimize yanlışlanmasını' sağlar. Bu sebeple, olası geleceklerin benzetimi, zeki beynin yatırım yaptığı anahtar işlerden biridir. 

Hala beynin gelecek canlandırmasının nasıl çalıştığı ile ilgili çok az bilgiye sahibiz; çünkü geleneksel sinirbilim teknolojileri, beyin etkinliklerini akli benzetimlerle değil açık davranışlarla ilişkilendirmeye elverişlidir. Bir görüşe göre, beyin kaynakları sadece uyaranları işlemek ve onlara tepki göstermek için değil (size doğru gelen bir topu izlemek), aynı zamanda dış dünyanın bir iç modelini tasarlayıp nesneleri nasıl davrandığı ile ilgili de kurallar oluşturmak için (topun havada nasıl hareket ettiğini bilmek) çalışır.

İç modeller sadece yakalamak gibi motor hareketlerde değil, algıda da rol oynar. Örneğin görüş için sadece retinadan gelen bilgilerden değil, beyinden de ciddi miktarda bilgiden faydalanılır. Birçok sinirbilimci geçen on yıllardır algının sadece veri parçalarının bir hiyerarşiye göre dizilmesi sonucu değil; gelen duyu verileri ile içte oluşturulan beklentilerin eşleştirilmesi ile ortaya çıktığını öne sürmektedir. 

Ama bir sistem dünya hakkında iyi tahminler yapmayı nasıl öğreniyor? Belki de hafıza sadece bu amaç için vardır. Bu yeni bir fikir değil: iki bin yıl önce Aristoteles ve Galen hafızanın gelecekle ilgili başarılı tahminler yapmakta kullanılan bir araç olduğunu vurgulamışlardı. Yaşamınıza dair anılar bile, emulasyonun kenara ayrılmış ve belli bir yöne akması beklenen, özel bir alt sınıfı gibi anlaşılabilir.

5. Duygular nedir? 

Çoğunlukla beyin hakkında bilgi-işlem sistemleri olarak konuşuyoruz, ama duygular, istekler, korkular olmadan beyin eksiktir. Duygular, göze çarpan uyaranlara verilen ölçülebilen fiziksel tepkilerdir: korkuya eşlik eden hızlanan kalp atışı ve solunum, bir kedinin varlığında farenin donup kalması, ya da öfkeye eşlik eden fazlasıyla gergin kaslar... Diğer yandan duygular bu işlemlere eşlik eden öznel deneyimlerdir: mutluluk hissi, kıskançlık, üzüntü ve benzerleri.

Duygular geniş olarak bilinç dışı sistemi meşgul ediyor gibi görünmektedir. Mesela çok kısa bir süre kızgın olan sonra hızlıca maskelenen yüzler gördüğünde, kişi kızgın yüzü gördüğünü fark etmemiş olsa bile beynin duygularla ilgili kısmi ona göre tepki verir. Farklı kültürlerde, temel duyguların ifadeleri benzerdir, ve Darwin'in gözlemlediği gibi, bütün memelilerde bu tepkiler aynıdır. İnsanların, sürüngenlerin ve kuşların korku, kızgınlık ya da anne baba sevgisi gibi duygularını ifade eden fizyolojik tepkilerinde bile güçlü benzerlikler vardır. 

Modern görüşe göre duygular sonuçlara hızla değer yükleyen ve basit bir hareket planı oluşturan bir beyin durumudur. Buna göre, duygular bir hesaplama türü; belli hareketleri başlatan ivedi, otomatik bir özet gibi görülebilir. Bir ayı size doğru yaklaşırken artan korku beyninizin doğru şeyi yapmasını ( bir kaçış rotası çizmek) sağlar, beynin yapabileceği diğer bütün şeyler bir kenara bırakılır ( market alışverişi listenizi şekillendirmek gibi).

Algıya gelince, bir örümceği bir bant rulosundan daha hızlı fark edersiniz. Hafızanızda duygusal olaylar amigdala adında bir beyin alanını da içeren paralel bir hafıza sisteminde ayrı depolanır. 

Sinirbiliminin amaçlarından biri, duygu bozukluklarının, ki en yaygın ve masraflısı depresyondur, doğasını anlamaktır. Dürtüsel öfke ve şiddet de duygu düzen bozukluklarının sonucu olarak görülür. 

Agora Bilim Pazarı

Türkiye Siyasi Puzzle 1000 Parça

Türkiye Siyasi Haritası
Kentler, Kültürler, Odak noktaları, Eserler, Rotalar ve Türkiye
Coğrafyası…
Türkiye’nin öne çıkan tarihi, kültürel ve doğal mirasına
referans veren zenginlikleri ile çerçevelenen “Türkiye Siyasi
Haritası” puzzle tutkunuza yeni bir renk katacak. Illerin
birbirleriyle uyumlu tasarımına eslik eden özgün sanatçı
çizimleriyle güçlenen 1000 parçalık “Türkiye Siyasi Harita
Puzzle”ı, puzzle severlerin arsivlerinde hak ettigi yeri alacaktır.
-1000 parça Puzzle, Ebat: 48×68 cm

Devamını Göster

₺523.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

6. Zeka nedir? 

Zeka pe kçok şekilde kullanılır ama zekanın ne olduğu -bütün kılıkları içinde- biyolojik olarak bilinmemekte. Milyarlarca sinir hücresi bilgiyi değiştirmek, tuhaf durumları gözümüzde canlandırmak, ve bir sonuca ulaştırmayan bilgileri silmek için birlikte çalışıyor? İki kavram birbirine uyduğunda ve aniden bir sorunun çözümünü bulduğunuzda olan nedir? Filmdeki asıl katilin beklenmedik eş olduğunu bir anda anlayıverdiğinizde ne oluyor? Zeki insanlar bilgiyi daha damıtılmış, daha çeşitlendirilmiş ya da daha kolay erişilebilir şekilde mi depoluyorlar? 

Hepimiz yakın gelecekte akıllı robotların geleceği beklentisiyle büyümüştük ama robot-vari bir elektrik süpürgesinden az daha iyisine ancak sahibiz. Yanlış giden neydi? Yapay zekanın zayıf performansını açıklayan iki uç görüş var: Ya beyin fonksiyonlarının temel kurallarını yeterince bilmiyoruz, ya da yeterince sinir hücresinin beraber çalışmasını sağlayamıyoruz. Eğer ikincisi doğruysa bu iyi haber demektir: Ölçümleme işi her geçen yıl daha ucuz ve hızlı oluyor, demek oluyor ki ev işlerimizi etkin bir biçimde halledecek 'Asimov-vari' robotların keyfini sürmekten çok da uzakta olmamalıyız. Yine de çoğu sinirbilimci bu rüyadan ne kadar uzakta olduğumuzun farkında. Şu anda robotlarımız deniz salyangozundan az daha zeki ve on yıllar süren zekice araştırmalardan sonra bile arka plandan şekilleri ayırt edebilme yetenekleri bir bebeğinki ile aynı. 

Son deneyler zeka ile; kısa zamanlı hafıza, kavramadaki çelişkileri çözme yeteneği, ya da bilgiler arasında daha güçlü bağlar kurabilme yeteneği arasındaki olası ilişkileri araştırmaktadır, ancak sonuçlar henüz kesin değildir. Birçok diğer olasılık - depolanmış bilgini daha iyi yapılandırılması, daha çok eş işlem,ya da olası geleceğin daha iyi canlandırılması - henüz deneylerle irdelenemedi. 

Zeka tek bir mekanizma ya da tek sinirsel bölgeye indirgenmemelidir. Zeka her ne ise, Homo sapiens'lerin özel olma sebebinin kalbinde yatar. Diğer türler belli sorunları çözmek için donanımlıdır, oysa bizim soyutlama yeteneğimiz açık uçlu bir sorunlar bütününü çözebilmemizi sağlar. Bu demek oluyor ki fareler ve maymunlar üzerindeki zeka araştırmaları belki de yanlış taşın altına bakmak anlamına geliyor. 

7. Zaman beyinde nasıl temsil edilir? 

100 metre yarışları flaş ışıkla değil silah atışı ile başlar, çünkü beyin bir patlamaya ışıktan daha çabuk tepki verir. 

Motor tepkiler sahasından algılama sahasına girer girmez (gördüğüzü ve duyduğunuzu aktarmanız), hikaye değişir. 

Farkındalığa gelince; beyin çok farklı hızlarda gelen mesajları eş zamanlı kılmak için oldukça zor bir işin üstesinden gelmelidir. Örneğin, parmaklarınızı önünüzde şıklatın. İşitsel sisteminiz bu eylemi görsel sisteminizden 30 milisaniye hızlı işlem yapsa da, parmaklarınızın görüntüsü ve şıklama sesi eş zamanlı görünür. Beyniniz olayları eş zamanlı yapıp dünyanın size eş zamanlı görünmesini sağlamak için küçük oyunlar yapar, bilgileri işleyen farklı duyular başka türlü olduğuna yemin etse bile.

Beyninizin zaman ile nasıl oynadığının bir örneği olarak, aynada sol gözünüze bakın. Şimdi bakışınızı sağ göze kaydırın. Gözünüzün hareketleri zaman alır tabii ki, ama gözlerinizin hareket ettiğini göremezsiniz. Sanki dünya bir anda bir görüntüden diğerine geçiş yapmıştır. Zamandaki o minik boşluğa ne oldu? Bununla ilgili olarak, gözünüzü her kırptığınızda görmeniz gereken 80 milisaniyelik karanlığa ne oluyor?

Dipnot: Zamandaki yumuşak geçiş hissi, beyninizin bir kurgusu. Beynin normalde zamanlama sorununu nasıl çözdüğünü açığa kavuşturmak zaman ayarı hatalı giderse ne olacağı konusunda, disleksi hastalarının beyninde olduğu gibi, fikir verir. Zaman eşlemesi dışı kalan duyu girdileri, yaşlı hastalarda düşme riskine de yol açar. 

8. Neden beyinler uyur ve rüya görür?

Yaşamımızın en hayret edilesi taraflarından biri zamanımızın üçte birini uyku adı verilen tuhaf bir dünyada geçiriyor olmamız. Yenidoğan bebekler bunun yaklaşık iki katı süre uyuyor. Bir tam gün gece döngüsünden fazla süre uyanık kalmak aşırı derecede zordur. İnsanlarda sinir sisteminin sürekli uyanıklığı akli dengesizliğe yol açar; 10 gün uykusuz kalan fareler ölür. Bütün memeliler uyur, sürüngenler ve kuşlar uyur, ve yunuslar gibi gönüllü nefes alan hayvanlar her seferinde beyinlerinin bir yarı küresi ile uyurlar. Evrimsel yön açıktır, ama uykunun fonksiyonu değil. 

Uykunun evrenselliği, bir zamana mal olsa ve uyuyan kişiyi göreceli olarak savunmasız kılsa da büyük önem gerektirir. Evrensel olarak üzerinde anlaşmaya varılmış bir cevap yoktur, en az üç popüler tahmin vardır. İlkine göre uyku canlandırıcıdır; vücudun enerji stoklarını korur ve ikmal eder. Bununla beraber, uyku sırasındaki yüksek sinirsel aktivite hikayenin başka tarafları da olduğunu gösteriyor. İkinci bir teoriye göre uyku beyinin çabalama, sorun çözme, ve diğer anahtar eylemleri dışarıdaki gerçek dünyada denemeden canlandırmasına izin verir. Üçüncü bir teori de - en çok kanıta sahip olan budur - uykunun öğrenme, anıları değerlendirme ve sonuç getirmeyecek ayrıntıları unutmada önemli bir rol oynadığını söyler. Diğer bir deyişle, uyku beynin önemli şeyleri saklamasını ve sinirsel çöpleri atmasını sağlar.

Yakın zamanda REM uykusunun anıları uzun dönem hafızasına şifrelemek için en önemli faz olduğu konusuna yoğunlaşıldı. Bir çalışmada fareler bir parkur etrafında hızla koşup yiyecekle ödüllendirilmeleri için eğitildi. Araştırmacılar yer hücreleri adı verilen sinir hücrelerinde, farenin parkurda bulunduğu yere göre farklı düzende bir hareket kaydettiler. Daha sonra, fareler REM uykusuna yattıklarında, kayıtlar devam etti. Bu uyku sırasında, farenin yer hücreleri, hayvanlar koşarkenki hareketle tamamen aynı şekilde bir hareketi sıkça tekrarladı. İlişki oldukça yakındı, araştırmacılar hayvanlar rüya gördükçe, rüyalarında koşuyor mu hareketsiz mi duruyor olduklarını, uyanık olsalardı parkurun neresinde olacaklarını bulabileceklerdi.

Yeni geliştirilen fikirlere göre uyurken tekrarlanan bilgiler bizim daha sonra hatırlayacağımız şeyleri belirliyor. Bu açıdan uyku, bir çevirimdışı (İng: "offline") alıştırma oturumuna benziyor. Birkaç yeni deneyde, insanlar kendilerine verilen güç görevlerde aldıkları sayıyı git gide geliştirdiler, ama uykunun öğrenme sürecindeki yerinden dolayı, aynı gün içindeki oturumlarda değil, takip eden günlerdeki oturumlarda aldıkları sayılar daha yüksekti. 

Uyku ve rüyaların travmalar, uyuşturucular ve hastalıklar ile nasıl değiştiğini, ve uykumuzu nasıl ayarlamamız gerektiğini anlamak, ileride ipuçları elde edebilmek için çok verimli bir alan.

9. Beynin uzmanlaşmış alanları birbiriyle nasıl iletişim kuruyor?

Çıplak gözle bakıldığında beyin yüzeyinin hiçbir alanı bir diğerinden aman aman farklı değildir. Ama etkinliği ölçtüğümüz zaman, sinir bölgelerinin her birinde farklı tür bilgilerin saklanmış olduğunu buluyoruz. Görmek için örneğin, renkleri, yüzleri, kenarları, hareketi işleyen farklı alanlar vardır. Bir yetişkinin beyni siyasi dünya haritası gibi bölüm bölüm ayrılmıştır. 

Şimdi sinirbilimciler bu bölümlerin neye göre bölündüğü ile ilgili makul bir fikre sahip olduklarından kendimizi koku, açlık, acı, hedef tutturma, sıcaklık, tahminler ve diğer yüzlerce görev içeren beyin ağlarını incelerken buluyoruz. Birbirinden ayrı fonksiyonlarına rağmen, bu sistemler sanki birbirlerine lehimlenmişçesine beraber çalışıyor. Bunun nasıl olabildiğiyle ilgili neredeyse hiç iyi teori yok. 

Beynin, sistemleri arasında nasıl bu kadar hızlı eşgüdümleme yaptığı sorusu da cevapsız. Elektrik atımlarının yavaş hızı (myelin adlı yalıtılmış kılıf olmayan aksonlarda saniyede 30 cm ) sayısal ( dijital) bilgisayarlardaki ileti aktarma hızının yüz milyonda biri. Buna rağmen insanlar bir arkadaşını gördüğünde neredeyse aynı anda tanır, bilgisayarlarsa yüz tanımada yavaş ve çoğunlukla da başarısızdır. Bu kadar yavaş parçalara sahip bir organ nasıl bu kadar hızlı çalışabilir? Cevap genellikle beynin paralel işlemci olmasıdır, beyin birçok işlemi aynı anda yapar. Bu kesinlikle doğrudur, fakat paralel işlemcili sayısal bilgisayarlarda , sonuçların karşılaştırılıp bir karara varmasını gerektiren bir sonraki işlem işi yavaşlatmaktadır. Beyinler bu konuda hayran bıraktıracak kadar hızlıdır. Beynin paralel işlemciliği etkileyiciyken, bu paralel işlemleri hızla tekile indirgemesi ve davranış yönlendirici bir sonuca ulaşması da aynı derecede önemli. Koşan bir hayvan bir ağacın ya sağından ya solundan gitmelidir, ikisini birden yapamaz. 

Beyinde farklı sistemlerin tamamından gelen bilgilerin toplandığı ayrı bir anatomik alan yoktur, bunun yerine uzmanlaşmış alanlar karşılıklı iletişimde bulunur, paralel ve tekrarlayan bağlarla bir ağ oluşturur. Bir şekilde aklımızda dünyanın bütünleşmiş görüntüsü beyin yapısındaki karmaşık labirentten oluşur. Şaşırtıcı bir şekilde, beyindeki gibi geniş ağ sistemleri üzerine çok az araştırma yapılmıştır, belki de beyinleri devinimli ağlar gibi düşünmektense düzenli sıralanmış hatlar olarak düşünmek daha kolay olduğundandır.

10. Bilinç nedir?

İlk öpüşmenizi düşünün. Bu deneyim aklınıza ilk anda gelecektir. Siz bunun bilincinde değilken bu anı neredeydi? Siz bunun bilincine varmadan evvel beyninizde nasıl depolanmıştı? Bu iki durum arasındaki fark nedir? Bilince getirilecek bir açıklama, modern bilimin en büyük çözümsüz sorusudur. Bu tekil bir hadise olmayabilir, bununla beraber, bilinci bir başlangıç hedefi olarak, sabah uyandığınızda parlayıveren ama dakikalar önce aynı beyinde hiç olmayan şey olarak düşünebiliriz.

Sinirbilimciler bilincin öncelikli olarak beyinin fiziksel maddesi ile ilgili olduğunu düşünüyorlar, çünkü beyindeki çok küçük değişiklikler bile, ilaçlar ya da hastalıklar gibi, özbel deneyimlerinizi kuvvetle değiştirebiliyor. Sorunun kalbinde yatan şu ki, parçaları, kısımları nasıl birleştirip de bizim -ve sizin doğal karşıladığımız o kişisel öznel deneyimleri elde edeceğimizi henüz bilmiyoruz. Size dünyadaki bütün legoları versem ve öyle birleştirin ki bilinçli bir makineye dönüşsün desem? İyi şanslar! Bunu nasıl yapacağımızla ilgili bir teorimiz yok; teorinin neye benzeyeceği ile ilgili bile fikrimiz yok. 

Bilinç araştırmaları konusunda karşılaşılan geleneksel engellerden biri onu deney yoluyla incelemek. Herhangi bir zamanda bazı etkin sinirsel işlemler bilinçle işbirliği halindeyken, diğerleri olmayabilir. İlk engel, aralarındaki farkı saptamak. Bazı zekice deneyler ile biraz da olsa yol kat edildi. Bunlardan birinde, denekler bir gözleriyle bir ev resmi görüyor, ve aynı anda diğer gözle de bir inek resmi görüyorlar. Bir ev-inek karışımı algılamak yerine, insanlar sadece birini algılıyorlar. Bir süre sonra, diğerini gördüklerine inanıyorlar, ve bu şekilde yavaşça ileri geri devam ediyor. Görsel uyarıcıda değişen bir şey yok, sadece bilinç deneyimi değişiyor. Bu deneme, araştırmacıların sinirsel etkinliğin öznel deneyimlere göre değişeceğini görmelerine olanak veriyor. 

Bilincin altında yatan mekanizma herhangi bir çeşit fiziksel seviyede olabilir: moleküler, hücresel, akım, hat ya da henüz tanımlanmamış başka bir örgütsel seviyede... Mekanizma aynı zamanda bu seviyeler aradı ilişkilerin bir ürünü de olabilir. 

İlgi çekici olsa da hâlâ tartışılan bir görüşe göre beynin ana geri-bildirim devre sistemi bilincin oluşması için zorunludur. Yakın zamanda biliminsanları beynin bilinçle ilişik parçalarını tanımlamak üzere çalışıyorlar. Sonra ikinci adım gelecek: Neden ilişki içinde oldukları. Bu, sinirbilimin, insan olma deneyimi ile ilgili maddesel açıklamaların son sınırında bulunan, oldukça zor bir mesele...