Kafası Kesilen Solucanlar: Hafızamız Beynimizde mi, Yoksa Vücudumuzda mı Depolanıyor?

En eski anınız hangisi? Bir düşünün, bu hayata geldiğinizden beri yaşadığınız onca olaydan, ilk hatırladığınız anı neydi? Ama öyle belli belirsiz olan anılardan söz etmiyorum; gerçek anlamıyla, tüm detaylarıyla hatırladığınız ilk anınız hangisi? Mesela kaç yaşındaydınız? Ne yapıyordunuz? Bu anıyı doğrulayabilecek birileri var mı, mesela anneniz, babanız, kardeşiniz, arkadaşınız, bir akrabanız? Ve o anıyı hatırladığınızda neler hissediyorsunuz? Korku, acı, özlem, merak? İçinde bir koku, bir ses, bir dokunuş var mı?

İlginç değil mi, kimi zaman onlarca yıl önce, sadece birkaç yaşındayken yaşanmış olan olaylar, beynimize çiviyle çakılmış gibi kazınır. Ama yeri gelir, 2 saat önce nerede olduğumuzu, ne yaptığımızı hatırlamakta zorlanırız. Mesela ilk hatırladığınız, yıllarca önce yaşanmış anınızı hatırladınız diyelim. Peki geçen yıl bugün neredeydiniz, ne yapıyordunuz? Ya da 3 gün önce öğle yemeğinde ne yediniz?

Peki, bir soru daha: Diyelim ki kafanız koptu ve vücudunuz ikiye bölündü. Kafanızdan yeni bir vücut çıktı. Vücut kısmınız da yeni bir kafa üretti... Sizce bu iki beden de aynı hafızayı paylaşır mıydı? Yoksa sadece beynin kaldığı, kafadan oluşan tarafta mı asıl anılar oluşurdu? Eğer öyleyse bile, yeni bir kafa çıkaran vücudunuzda eski anılarınızı ve deneyimlerinizi öğrenmek, sıfırdan öğrenmeye nazaran daha hızlı olurdu muydu?

Elbette biz, kafamız koptuğunda yeni bir kafa üretemiyoruz. Kafamız da yeni bir beden üretemiyor. Ancak tam olarak bunu yapabilen canlılar var ve bu korkutucu olay yaşandıktan sonra anılarına, sinir sistemlerine, öğrendiklerine neler olduğunu incelemek, kendi sinir sistemimizin nasıl çalıştığına, anılarımızın nasıl ve nerede depolandığına, beynimize etki eden hastalıkları nasıl çözebileceğimize dair ip uçları verebilir. Bir diğer deyişle beynimizin sırrı, bu ufak solucanda yatıyor olabilir!

Anılar Nerede Depolanıyor?

Anılarımızın nerede depolandığı, anının tipine göre değişmektedir. Örneğin başınızdan geçen olaylar, yani episodik hafızanız ve gerçekler ve bilgilerle ilgili genel bilgileriniz, yani semantik hafızanız beyninizin hipokampüs, neokorteks ve amigdala bölgelerinde depolanır. Episodik ve semantik hafızanın tümüne açık bellek adını veriyoruz.

Hipokampüs yeni bir anıyı oluşturur ve sonradan erişmenizi sağlar. Neokorteks, yüksek memelileri diğer hayvanlardan ayıran, insanı "insan" yapan en önemli beyin bölgelerinden birisidir ve geçici olarak hipokampüste tutulan anılar, sonradan neokortekse aktarılabilir. Amigdala ise yeni anıların oluşmasına ve onlara duygusal anlam yüklenmesine yardımcı olur. Bu yüzden başta en eski anınızın hangi duyguları tetiklediğini sorduk. Amigdala, özellikle de korkuyla ilişkili anıların oluşmasını sağlar; böylece korkutucu deneyimlerimizden dersler alarak hayatta kalma şansımız artar.

Ama tek hafıza türü açık bellek değildir; bir de örtülü bellek var. Yani belli bir motor fonksiyonu, mesela tenis oynama veya bisiklete binme becerisi deponuz. Burada da bazal gangliya ve serebellum bölgeleri görev alıyor. Bazal gangliya, ismi üzerine düşünecek olursanız anlayabileceğiniz gibi, beynimizin derinlerine gömülmüş bir bölge ve yine duygular, ödül-ceza mekanizması, alışkanlıkların oluşması, hareket ve öğrenme gibi bilişsel fonksiyonlarda rol alıyor. Akdeniz Akşamları'nı gitarda doğru düzgün öğrenememe nedeniniz, bazal gangliyanıza bunu doğru düzgün kaydetmekte zorlanıyor olmanız. Serebellum ise beyin arka bölgesinde bulunan, el-kol hareketleriniz gibi motor fonksiyonlarınızı kontrol eden, piyanonun tuşlarına daha yumuşak bir şekilde basmanızı sağlayan, çok önemli bir beyin bölgesi...

Sözünü ettiğimiz bu açık bellek ve örtülü belleğin tamamına uzun dönem hafıza diyoruz. Çünkü verdiğimiz örneklerden de görebileceğiniz gibi, bunlar hep uzun bir zaman dilimine yayılan anılar. Ama bir de kısa dönem hafıza var, ki bunun depolanmasında da prefrontal korteks, yani beyninizin bu ön bölgesi görev alıyor. Bu öylesine önemli bir bölge ki, memelilerin bu kadar zeki ve karmaşık davranışlara sahip olabilmesinin, dolayısıyla da insanın bu memeliler arasında zeka bakımından sivrilebilmesinin en temel nedenlerinden birisi... Sayısız görevinin yanı sıra, aynı zamanda kısa dönem hafızamızı depolayan da bu bölge.

Bu sayede biri, elinizi suratınızın önünde bir yana doğru şıklattığında, yüzünüzün hangi tarafında şıklatıldığını birkaç saniye sonra hatırlayabiliyorsunuz; ancak muhtemelen 5 gün sonra düşünecek olsanız hatırlamayazdınız. Tabii bu "hatırlamayazdınız" lafı böyle söylediğimde, bir nevi "meydan okuma" olduğu gibi, ödül-ceza mekanizması devreye girecek ve belki de uzun dönem hafızanıza aktarılacak. Gördünüz mü, bir uyaranın nasıl sunulduğu ve beyninizde nasıl işlendiği, bilincinizin ve davranışlarınızın da temelini oluşturuyor. Bunu özgür irade kavramına bağlamayı şimdilik size bırakıyoruz.

Peki, beynin bu bölgelerinden söz ettik de... Buralarda hafıza nasıl depolanıyor? Yani belli bir olayı yaşadığımızda nöronlar spesifik bağlantılar mı kuruyor?

Evet, olan özünde bu. Başınızdan geçen olaylar, beyninizdeki milyarlarca nöronun, diğer nöronlarla bağlantılarının değişmesine neden oluyor. Beyindeki bu bağlantılara sinaps adını veriyoruz ve her bir bağlantı, yeni ağların oluşmasına neden oluyor. Beyninizde her an bu sinapslardan 1 ila 10 trilyon arasında bulunuyor ve bunlar durmaksızın değişiyor. Bir davranışı veya bilgiyi tekrarladıkça, aynı nöral ağlar tekrar tekrar ateşleniyor ve aralarındaki bağlantılar güçleniyor. En azından yaygın kabul gören teori bu. Zaten bu temel mantık, günümüzdeki yapay zeka algoritmalarının kalbinde de yatıyor. Yani o akıl almaz yapay zeka uygulamalarını, akıllı arabaları ve daha nicesini mümkün kılan, beynimizle ilgili bu temel teorinin geliştirilebilmiş olması ve insan-harici alanlara uygulanması. Bu bağlantılar statik değil, dinamikler. Yani durmaksızın değişiyor ve gelişiyorlar. Bu sayede beyniniz hasar görse de, diğer nöronların bağlantıları değişerek eksiği kapatabiliyorlar. Buna bağlı olarak anılarınız da değişebiliyor. İşte kritik nokta bu. Buraya az sonra geleceğiz.

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

Ama şunu sorabilirsiniz: İyi ama, bir evin rengini beynin neresinde bulacağız? Yani beynin neresinde "Bu ev kırmızı." diye bir kod mu var? Varsa, bunlar 1'ler ve 0'lar gibi "sinaps var" veya "sinaps yok" şeklinde mi çalışıyor? Yoksa çeşitli kimyasal maddelerin, mesela nörotransmitter adını verdiğimiz kimyasalların salgılanma miktarına, çeşidine, vs. bağlı olarak mı değişiyor? İşte burası pek net değil. Beynin hiçbir yerinde "Bu ev kırmızı." bilgisini bulamıyoruz; ancak gördüğünüz kırmızı bir evi hatırlamaya çalıştığınızda, oldukça net bir şekilde gözünüzün önüne geliyor. Ya da geliyor mu?

Mesela kıpkırmızı bir ev hayal edin. Hadi hadi, şimdi. Gözlerinizi kapatın ve kıpkırmızı bir çatı veya duvar hayal edin. Gerçekten gözünüzün önünde kırmızı rengi görüyor musunuz? Yoksa sadece kırmızı rengin veya kırmızı bir evin sizde uyandıracağı hisleri mi deneyimliyorsunuz? Bunun ayırdına varmak, zihninize bakış açınızı değiştirebilir.

Ama konumuz kafası kesilen solucanlardı, şimdi bu temel bilgilerimiz ışığında gelelim bu konuya... Böylece az önce kritik dediğimiz noktayı da çözebileceğiz. Eğer anılarımız, kurulan nöral bağlantılara göre değişiyorsa, beynin bir kısmını yitirdiğimizde anılarımızı geri kazanmamız mümkün olabilir mi? Mesela geriye kalan beyin parçaları, eksik anıları çıkarsamak ve yeniden inşa etmek için kullanılabilir mi? Henüz bilmiyoruz; ancak yassı solucanlar bize bazı bilgiler verebilir:

Kafası Koptuktan Sonra Anılarını Geri Kazanan Solucanlar!

Bazı anıları unutmak imkansızdır, öyle değil mi? Fakat bazı anılar, yepyeni bir beyne transfer edilebiliyor. Tufts Üniversitesi'nden araştırmacılar yassı solucanlardan (Planaria) küçük, sarı bir tür üzerinde çalışıyorlar. Bu türün en belirgin özelliği ise, yitirdiği organların büyük çoğunluğunu yeniden üretebiliyor olması. Öyle ki, solucanın küçük, yılan benzeri kafası ve boynu kesildiğinde, vücudu hızla yeni bir beyin üretiyor ve solucan, önceden bildiklerini hızla "geri öğreniyor". Ancak bu öğrenme deneyim yoluyla değil, doğrudan doğruya anıların kafa kesiminden sonra oluşan her iki bireye de geri getirilmesi yoluyla oluyor!

Araştırmacılar yassı solucanların hafızasını kontrollü bir çevrede yiyeceğe ne kadar sürede ulaştıklarını gözlemleyerek test ettiler. Küçük solucanlar açık alanlardan ve parlak ışıklardan korkmaktadır; fakat deney solucanları, bu faktörlere alışacak şekilde eğitildiler ve bu olumsuz şartlarda da besinlerini bulabilmekteler. Dolayısıyla aydınlık ve açık alanlardan korkmamayı bu solucanlar, içgüdülerine ters bir şekilde, sonradan öğrendiler.

İlginç olan ise şu: Kafası kesilen ve dolayısıyla sonradan öğrendiği her şeyi yitiren solucanlar, beyinlerini yeniden oluşturduklarında korkularını hiç eğitilmemiş solucanlara göre çok daha hızlı yenerek, aydınlık ve açık alanlarda yiyeceklerine ulaşabilmektedir. Fakat anılar bir anda geri gelmemektedir. Her bir solucana, daha önceki bilgileri hatırlatılmak zorundadır. Buna rağmen, normalde saatlerce sürecek olan eğitim, kafası yenilenmiş bu solucanlar için sadece 1 derste tamamlanabilmekte ve solucanlar zorlu koşullara çok daha hızlı bir şekilde adapte olabilmektedirler. Dolayısıyla eski anılarını hatırlayabilmektedirler.

Bunun neden ve nasıl olduğu tam olarak bilinmiyor. Yassı solucanların davranışlarını beyinleri kontrol ediyor; ancak bazı araştırmacılar, bazı bilgilerin solucanın başka bölgelerinde depolanıyor olabileceğini ileri sürüyorlar.

Alternatif olaraksa şu açıklamayı getiriyorlar: Solucanın orjinal olan, ilk başta eğitilen beyni, sinir sistemini modifiye etmektedir. Kafa kesilip beyin gittikten sonra oluşan ikinci beyinse, orjinal beyin tarafından değiştirilmiş sinir sisteminin etkisi altında oluşmaktadır. Dolayısıyla ikinci beyin, birinciye ait verilere sahip oluyor olabilir. 

Araştırma sonuçları The Journal of Experimental Biology dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, yassısolucanların hafızalarını nasıl geri kazandıklarıyla ilgili daha fazla araştırma yapılması gerektiğini söylüyorlar. Bu hayvanlar basit yapıda olsalar da, üzerlerinde yapılan bu baş döndürücü araştırmalar, gelecekte sayısız keşfin ve icadın habercisi olabilir.