Beynin Hangi Özellikleri İnsan Zekası ile İlişkili Olabilir? Arayış Sürüyor!

Ana akım bilişsel psikoloji, uzun bir zaman önce, zekanın sağlam bir şekilde üniter bir psikometrik özellik ve neredeyse tamamen kalıtsal bir zihinsel özellik olduğunu ortaya koymuştur. Fakat Richard J. Haier, zeka üzerine sinirbilimsel çalışmaların öncülüğünü yaparak, ilk kez zekanın nöral niteliklerini ve eşleniklerini incelemek adına pozitron yayınlayıcı tomografi (PET) kullanınca araştırmacılar için tamamen yeni bir dünya açılmıştır. O halde beyinlerimizin yapı ve özellikleri, zekanın işleyişiyle nasıl bağlantılıdır? Öncelikle, ana akım bilişsel psikolojinin, psikometrik zekanın yapısı hakkında bilimsel titizlik ve isabetlilik bakımından en çok kabul gören modeli tespit etmek önemlidir.

Zekanın psikometrik yapısı hakkında en önde gelen teoriler arasında bulunan Çoklu Zeka Kuramları, ampirik veriler tarafından çok kısıtlı bir şekilde desteklenmesi dolayısıyla genellikle kötü bir şöhrete sahiptir. Öte yandan Spearman’ın Genel Zeka Kuramı, bir asrı aşkın bir süredir biriken literatürün neredeyse tamamı tarafından desteklenmektedir.^[1] Bu nedenle bilişsel psikologlar için en yaygın kullanılan teorilerden birisi Genel Zeka Kuramı'dır. Bu teori, ileri sürüldüğünden beri gelişmekte ve dallanmaktadır. Örneğin 1963 yılında Raymond B. Cattell'in Genel Zeka Kuramı çerçevesinde zekayı "akıcı" ve "kristalize" şeklinde ikiye ayırması veya John Carroll'un Üç Katmanlı Genel Zeka Modeli gibi alt-modeller, Spearman'ın Genel Zeka Kuramı içinde en doğru modelin hangisi olduğu hakkında tartışmalar yaratmıştır.

Bu tartışma, Thomas J. Bouchard ve Wendy Johnson'ın, Genel Zeka Kuramı içinde birbiriyle yarışan farklı modelleri, genel zekanın yapısını açıklamak ve bir bireyin zekasını tahmin etme (öngörme) gücü bakımından karşılaştırması ile, büyük oranda sona ermiştir: Bouchard ve Johnson bu çalışmalarının sonucunda, mevcut modellerin yerine, 42 alt testten oluşan bir IQ bataryasından elde edilen sonuçları açıklayabilmek bakımından, bugüne kadar geliştirilen diğer modellerden daha kesin ve isabetli olan g-VPR modeli önerilmiştir.^[2] Aşağıda, bu modelin dayandığı alt testlerin şematik görüntüsünü görebilirsiniz.

Intelligence

Günümüzün en seçkin sinirbilimcileri arasında olan Richard J. Haier ve Rex Jung, zekanın psikometrik yapısının anlaşılmasının yanında, zekanın nöroanatomik bir temelde açıklanabilmesi için en güncel teknolojilerden faydalanan birtakım çalışmalar yürütmektedirler. Zeka araştırmaları arasında ilk kez Haier ve arkadaşları, pozitron yayınlayıcı tomografi (PET) kullanarak zekanın nöral süreçlerini, özellikle de beynin glikoz metabolizmasını incelemişlerdir.^[3] Bunu takiben, aynı türden bir dizi çalışma da benzer sonuçlar verince, Haier ve meslektaşları hayretler içinde glikoz kullanım oranlarının zeka ile ters ilintili olduğunu öne sürerek, Verimlilik Hipotezi'ni (İng: "Efficiency Hypothesis") oluşturmuşlardır.^[4] Özetle bu, işlem kapasitesi daha yüksek olan akıllı beyinlerin, herhangi bir bilişsel görevi gerçekleştirirken bunu daha az glikoz kullanarak yaptıkları anlamına gelir.

Ardından geçen on yıl içinde, zekanın sinirbilimsel bir temelde incelendiği çok sayıda araştırma yapılmıştır. Bu türden beyin görüntüleme çalışmalarının sonuçlarını titizlikle çözümleyip isabetli bir biçimde detaylı ve uyumlu bir sinirbilimsel model yaratarak Haier ve Jung, Parieto-Frontal Entegrasyon Teorisi'ni (P-FIT) öne sürmüşlerdir. P-FIT; beyin bölgelerinin, özellikle de parietal ve frontal lobların, bağlanırlığının, entegrasyonunun ve bunları birbirlerine bağlayan büyük ölçekli beyin ağlarının, zekanın nörobiyolojik temelini teşkil ettiğini öne sürer.

Bu kuram ile Hair ve Jung’un aynı türden bağımsız çalışmaları, zekanın nöral eşlenikleri hakkında çarpıcı birtakım bilginin birikimine katkıda bulunmuştur. Bunlar arasından en ilginç ampirik verileri sunan birkaçına bir bakış atalım.

Zeka ile İlişkili Olabilecek Beyin Özellikleri

Kortikal Kalınlık ve Hacim

İnsan beyninin hacminin zeka ile kısmen pozitif ilintili olduğu bulgusunun yanında (korelasyon katsayısı r = 0.24 ilâ 0.4 arasında değişkenlik göstermektedir), korteksin boyutunun ve kortikal sütunların boylarınının zeka ile pozitif ilintili olduğu ortaya konmuştur. Kortikal sütunların uzunluğu hakkında korteksin kalınlığının ölçülmesi ile çıkarımlar yapılabilir ve ikisi de psikometrik genel zekanın pozitif eşlenikleridir. Bu bulgu, kortikal sütunların uzunluk ölçümlerinin zekanın nörometrik bir karşılığı olarak kullanılmasının telif hakkının alınmasına yol açmıştır (Patent US8301223). Serebral hacmin ise, önceden belirtildiği gibi, tüm beynin hacmi ele alındığında yalnızca kısmen zeka ile ilintili olmasına karşın; Haier ve Jung, bağımsız bir şekilde, 14 Brodmann bölgesinin toplam hacminin, zeka ile %70 düzeyinde bir korelasyona sahip olduğunu keşfetmişlerdir.^[5]

Behavioral and Brain Sciences

Miyelinasyon Derecesi

Miyelin, akson ve dendritlerden elektriksel atımların aktarılmasını kolaylaştıran bir kılıf gibidir. Miyelinin düşük seviyelerde bulunması veya azalması; görme sorunları, kas zayıflığı, kas katılığı, kas spazmları, duyu değişimleri gibi birtakım ciddi tıbbı sorunlara sebep olabilmektedir. Miyelin, sinir iletim hızını da etkiler: Miyelin kılıf, sinir sinyallerin ulaşımı için verimli bir ortam teşkil ederek, bu tür sinyallerin miyelin olmadan iletilecekleri hızın yaklaşık 100 katı daha hızlı bir süratle iletilmelerini sağlar.^[12]Nöronlar arasında bilginin verimli bir şekilde aktarılması, zekanın işleyişinin ayrılmaz bir parçası olmasından dolayı, miyelinasyon miktarı ile zeka seviyesi arasında ilişki olabileceği düşünülmektedir.

Gliyal Hücre Yoğunluğu

Gliyal hücreler (veya gliya hücreleri), beynin işleyişi için optimal koşulların sürdürülmesine dair birçok kilit role sahip olan merkezi sinir sistemi hücreleridir. Glial hücrelerin bu türden önemli işlevleri arasında; ölü nöronların ve kullanılmış nörotaşıyıcıların geri dönüşümünün yapılması, gelişmekte olan beyinde nöronların bağlanması ve gelişmiş beyinlerde var olan nöronların korunması, aksonların izole edilmesi, beynin enfeksiyonlara karşı korunması ve beynin bütünlüğünü sağlayan "tutkal" olması gibi roller bulunmaktadır. Ancak yakın zamanlarda yürütülen sinirbilimsel çalışmalar, gliyal hücrelerin bu rollerin ötesinde, sinirsel bilginin aktarılması konusunda da görev üstlendiklerine işaret etmektedir. Bu nedenle sinirbilimciler, gliyal hücrelerinin zekanın işleyişinin nörobiyolojik temelinin bir parçası olabileceğini düşünmektedir.^[6]

Doku Bütünlüğü

Difüzyon tensor ve difüzyon-ağırlıklı görüntüleme teknolojilerinin geliştirilmesi ile, su moleküllerinin Brownian hareketinin ve beynin aksonal organizasyonunu gösteren nöral yolakların gözlemlenmesi mümkün hale gelmiştir. Bu nörogörüntüleme paradigmalarının ölçtüğü zeka ile ilişkili olan nörometrik değişken, fraksiyonel anizotropidir (FA). Fraksiyonel anizotropi, nöral sinyallerin yanlara doğru difüzyonunu 0 ile 1 arasında gösteren skaler bir değerdir. Sıfır, tamamen izotropik bir dağılımı gösterirken; 1, sinyalde yanlara doğru difüzyon olmadığını gösterir. Sinyallerin kesinliğinin ve bu suretle de FA değerinin yüksek olmasının daha yüksek bir psikometrik genel zeka değeri ile ilişkili olduğunu öne süren hipotezler geliştirilmiştir.^{[7], [8]} Bu hipotezin ana dayanağı, daha yüksek FA değerlerinin nörolojik sinyallerin yanlara doğru difüzyondan dolayı daha az kayba uğradığı ve bundan ötürü de nöral işlemlerin daha verimli olmasını sağladığı düşüncesidir.

Nörit Yoğunluğu ve Oryantasyon Dağılımı

Nöritler, nöron gövdesinden dışarı doğru yayılan saçaklardır ve bunlar, akson veya dendrit olabilirler. Yakın zamanlarda yapılan sinirbilimsel çalışmalar daha düşük nörit yoğunluğu ve oryantasyon dağılımı değerlerinin, IQ testleri ile ölçülen genel zeka ile pozitif ilintili olduğunu ortaya koymuşlardır. Bu pozitif ilişkiyi açıklamak için öne sürülen sebepsel bağlantı ise, daha düşük nörit yoğunluğu ve oryantasyon dağılımının nöronların daha verimli bir konfigürasyona sahip olmasını sağladığı düşüncesidir.^[9]

Nature Communications

Yukarıda belirtilen zekanın nöral eşleniklerinin yanında zeka ile ilintili olan trakt ve merkezlerin bağlanırlığı, glikoz metabolizması ve beyin aktivitiesinin kronometrik ölçümleri gibi sayısız başka değişken de bulunmaktadır ve bu sinirbilimsel çalışmalar bu türden daha fazla nöral eşlenik keşfettikçe, bilişsel psikoloji ve sinirbilimin zeka hakkında ortaklaşa çıkarımlarda bulunması da daha kolay bir hale gelecektir.

Beyin, vücudumuzdaki en şaşırtıcı ve merak uyandıran organlardan biridir. Bu organın en sıra dışı ve ilginç çıktısı ise insan zekasıdır. Dolayısıyla bilim insanları (ve genel olarak insanlar), zeka ile beyin yapısı arasındaki ilişkiyi uzun zamandır merak etmekte ve zekanın kaynağını beynin spesifik bölgelerinde veya özelliklerinde aramaktadırlar. Bu arayış henüz sonuçlanmış değildir; ancak yol boyunca çok şey öğrendiğimiz de gerçektir. Beyni daha iyi tanıdıkça, zekamızı anlamanın anahtarlarını toplamaya ve belki büyük sırrı bir gün çözmeye biraz daha yaklaşmaktayız.