Beyin Araştırmalarının Çok Kısa Tarihi

Roma, 2. yüzyıl… Filozoflar ve politikacılardan oluşan bir grup, “tıbbın prensi” olarak bilinen Bergamalı Galen’in bir domuz üzerinde yapacağı çalışmayı izlemek için toplanmış. Herkes merak içinde.

Galen ise oldukça soğukkanlı. Domuzun laringeal sinirini (gırtlağı beyne bağlayan sinirsel bağlantı) kesiyor ve hayvanın ciyaklaması kesiliyor. Kalabalığın şaşkınlığı gözlerinden okunuyor.

Bu yaşananlar bize çığır acıcı bir olay gibi gelmeyebilir. Zira artık biliyoruz ki davranışlarımızı kontrol eden organımız, beynimiz. Ancak dönemin Roma’sı için tüm düşüncelerimizin, duygularımızın ve davranışlarımızın merkezi kalp. İçinde “yürek” ve “kalp” geçen çoğu deyim de (kalbini dinlemek gibi) bu görüşün kalıntıları.

Tarihçi Charles Gross’a göre Galen’in halka açık bu çalışması, “tüm zamanların en ünlü fizyoloji gösterilerinden biri.”

Domuz deneyi, beyni anlamak için yaptıklarımızın sadece bir parçası. Beyin araştırmalarının tarihinde daha pek çok sıra dışı karakter ve korkunç deney mevcut.

Filozof Henry More, 1652 yılında beyin düşünme kapasitesinin “bir yağ topu veya bir kase lor peyniri kadar bile olmadığını” yazmıştı.

1664 yılında ise İngiliz doktor Thomas Willis, “ The Anatomy of The Brain” kitabında karmaşık zihinsel işlevlerin serebral kortekste yürütüldüğüne dair oldukça ileri görüşlü çıkarımlarda bulundu. O zamana kadar “serebral korteks” denilen beyin bölgesi, işe yaramaz bir “kabuk” olarak görülüyordu. “Korteks” kelimesinin Latince “kabuk” anlamına geldiğini de belirtelim.

İlginçtir ki uzun süre boyunca kabul gören inançlardan biri, beynin vücuda “hayvan ruhları” pompaladığıydı. Hikayemizin kahramanlarından Bergamalı Galen de bu fikri şiddetle destekliyordu.

Önde gelen bilim insanlarının ezici çoğunluğu, 18. yüzyıla kadar sinirlerin hayvan ruhlarıyla dolu olduğuna inanıyordu. Filozof Descartes bu tuhaf varlıkları “çok hafif bir rüzgar” olarak tanımlamıştı. Felç tedavisinde elektroterapinin kullanılmasıyla beraber bu fikir de terk edildi.

1803'te Londra’da düzenlenen bir etkinlikte Giovanni Aldini, George Forster’ın beynine elektrik uygulayarak yüz kaslarının nasıl seğirdiğini gösterdi. Forster hiç acı çekmedi. Çünkü zaten karısını ve çocuğunu öldürmesinden dolayı yeni asılmıştı. Yine de geniş bir izleyici kitlesi, elektriğin sinirlerin iletişim yolunun bir parçası olduğunu görmüş oldu.

Halka açık deneyler sayesinde pek çok doğru bilinen yanlışın farkına varılıyordu. Yine de yanlış inançlar sona ermemişti.

Örneğin eskiden dil gibi zihinsel işlevlerin belirli bölgelerde yoğunlaştığı değil, kortekste eşit bir şekilde dağıldığı düşünülüyordu.

Bu fikrin yıkılmasında tek bir hastanın rolü çok büyüktü: Louis Victor Leborgne. Leborgne’un konuşabildiği tek kelime “tan” olduğu için ona “Tan” lakabı takılmıştı. Fransız nörolog Paul Broca, otopsi sırasında Tan’ın sol frontal korteksindeki küçük bir alanda hasar olduğunu keşfetti. Broca, hasarlı alanın konuşmada önemli bir rol oynadığının sonucuna vardı. Tarihçi Stanley Finger bunu “beyin bilimleri tarihinde bir dönüm noktası” olarak tanımlıyor. Belirli beyin alanlarındaki hasara bağlı zihinsel veya fiziksel kayıpları olan Leborgne gibi hastalar günümüzde de beyin hakkında en önemli bilgi kaynaklarını oluşturmaya devam ediyor.

19. yüzyılın sonlarında beyin bilimi yeniden sinirlerin birbiriyle nasıl haberleştiğine odaklandı. Sinirlerin birbiriyle nasıl haberleştiği hâlâ muallaktı.

Günümüzde biliyoruz ki sınır hücresinden (nöron) geçen elektrik akımı, küçük bir boşluğa (sinaps) kimyasal maddeler salgılanmasına neden oluyor. Sonra bu kimyasalları (nörotransmiterler) boşluğun diğer tarafındaki alıcı nöron topluyor. Fakat 1800'lü yıllarda en iyi mikroskoplarla bile nöronlar arasındaki bu boşluklar görülemiyordu. Bu yüzden İtalyan bilim insanı Camillo Golgi ve meslektaşları, sinirlerin birbirine kaynaşmış olduğunu düşündü. Günümüzde bu hatalı fikre “retiküler teori” (ağ teorisi) deniyor.

Sinir ağı fikrini ortadan kaldıran kişi, İspanyol nörobilimci Santiago Ramòn y Cajal oldu.

20. yüzyılda teknoloji, psikologların ve nörobilimcilerin beyin aktivitesini izlemesine olanak sağlayarak beyne dair bilgilerimizi artırmamızda önemli bir rol oynamaya başladı. Bu yönteme elektroensefalografi (EEG) deniyor.

Araştırmacılar, EEG yokken zihinsel işlevlerin yerleri hakkında varsayımda bulunmak için beyin hasarının etkilerine veya ölüm sonrası hasar modellerine bakıyordu. EEG sayesinde kişinin ne söylediğine, düşündüğüne veya yaptığına bağlı olarak beynin farklı bölgelerinin daha aktif hale geldiğini canlı olarak görmeye başladı. Ancak bu yöntem iyi bir zamansal çözünürlük sağlamasına rağmen yeterli uzamsal çözünürlük sağlayamıyordu. 1960'larda beyindeki kan akışı modellerindeki değişimi yüksek çözünürlükle izlemeyi sağlayan pozitron emisyon tomografisinin (PET) ortaya çıkmasıyla bu sınırlama da aşıldı. 1990'larda ortaya çıkan fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ile işler daha da ilerledi. Bu yöntem hem iyi bir uzamsal çözünürlüğe sahipti hem de PET’in aksine radyoaktif izotop enjeksiyonu gerektirmiyordu.

fMRI, beyin araştırmaları üzerinde muazzam bir etki yarattı. Günümüzde giderek daha baskın hale gelen bilişsel nörobilim alanında kullanılan ana teknik de bu. Bilişsel nörobilim, beyin işlevleriyle ilgili psikolojik ve biyoloji yaklaşımları birleştiren bir alan. 2013 yılında, yapılan bir incelemeye göre 130.000'den fazla fMRI çalışması yayınlanmıştı. Günümüzde tam rakam bilinmese de bu rakamın çok daha yüksek olduğu kesin.

Son yıllarda nörobilim alanında önemli atılımlar yapıldı. Örneğin felçli insanların yalnızca düşünce gücüyle bilgisayar imleçlerini sağlayan beyin — makine arayüzlerinde büyük ilerleme kaydedildi.

Beyni anlamada bugüne kadar büyük bir ilerleme kaydetmiş olsak da ne yazık ki hâlâ işin başındayız. Alzheimer ve amyotrofik lateral skleroz (ALS) gibi hastalıkları hâlâ tedavi edemiyoruz. Yine de ABD’deki BRAIN Initiative ve Avrupa’daki Human Brain Project gibi iddialı nörobilim araştırma programlarıyla beyin araştırmalarında daha fazla ilerlemeyi umuyoruz.