Sinirbilim ve Beyin - 12: Serebral Korteks, Alt Kısımları ve İlişkili Yapılar

Beynin derinliklerine inmeye ve beynimizi tanımaya devam ediyoruz. Hatırlayacak olursanız son yazımızda serebruma giriş yapmıştık. Şimdi ise bu girişi biraz daha geliştirerek bu önemli beyin parçasını daha da detaylandıracağız. Daha sonrasında ise serebrumun 3 ana parçasından biri olan serebral kortekse değineceğiz.

Serebrumu tanımayı sürdürebilmek için, bu inanılmaz kıvrımlı yapının kıvrımlarının ne anlama geldiğini bilmemiz gerekiyor. Bilim dilinde bu girintili ve kıvrımlı yapıya serebral konvolüsyon diyoruz. Bu kıvrımlı yapılardaki çıkıntıların her birinin adı girus olarak bilinmektedir. Girintilerin adı ise sulkus (ya da fissür) olarak belirlenmiştir. Fissürler, daha büyük ve derin yarıklarken, sulkuslar daha dar ve küçük yarıklardır. Dolayısıyla giruslar, fissürler ve sulkuslar bir araya gelerek serebrumun kıvrımlı yapısını oluştururlar. Aşağıdaki görsel bunu net bir şekilde anlatmaktadır:

Beynimizde 10 civarı bu şekilde önemli ve derin girus bulunmaktadır. Girusların önemi, kritik işlem merkezlerini üzerinde taşıyor olmalarıdır. Bizim için kritik olan 4 ana fissür (oyuk) bulunur:

• Boylamsal (Longitudinal) Fissür: Beynin orta hattında bulunurve her iki yarımküreyi birbirinden ayırır.
• Santral (Rolandik) Fissür: Beyin yarıkürelerinin yan yüzlerinde yukarıdan aşağıya doğru uzanır. Bu sulkus (ya da fissür) serebrumu ön ve arka yarı olarak ikiye böler. Ayrıca serebrumun frontal (ön) lobunu, pariyetal lobdan ayırır. Bu lobların görevlerine geleceğiz.
• Lateral (Sylvian) Fissür: Yine yarımkürelerin yan yüzlerinde, yarıkürelerin ön yarısı boyunca uzanır. Frontal lob ile pariyetal lobun ön kısmını, temporal lobdan ayırır.
• Pariyetooksipital Fissür: Boylamsal fissürün ön dörtte üçlük ve arka dörtte birlik bileşkesinden başlamakta ve öne uzanmaktadır. Pariyeral lobun üst kısmını oksipital lobdan ayırır.

Yukarıdaki fotoğrafta bu fissürlerden ikisini görmek mümkün. 2 numarayla gösterilen santral fissür, 6 numarayla gösterilen ise Sylvian fissürdür. Oyuk şeklini kolaylıkla ayırt edebilirsiniz. Bu oyuklar sayesinde beynin farklı bölgelerini birbirinden ayırmamız mümkün olabilmektedir (yukarıdaki açıklamalarda da yazıldığı gibi).

Olukların en önemli özelliği, serebrumun toplam hacmini, normalde olacağına göre 3 kat fazla arttırabilmeleridir. Yani kafatası gibi ufak bir alana büyük bir cismin sığabilmesi için bu şekilde girintiler evrimleşmek durumunda kalmıştır. Eğer ki bu yapılar oluşmayacak olsaydı, beynimiz çok daha küçük olacak ve muhtemelen ne biz bu yazıyı yazabiliyor olacaktık, ne de siz okuyabiliyor olacaktınız. Biraz daha sayı vermek gerekirse... Bu girintiler ve çıkıntılar sayesinde serebrumda 20 milyar nöron ve 140 trilyon sinaps (sinir bağlantısı) bulunabilir. Bu yüksek sayı sayesinde insan, diğer türlere zihinsel bir üstünlük kurabilmiştir. Herhangi bir diğer hayvana bu bağlantılar verilebilecek olsa, insandan zihinsel bir farkı olmasını beklemek çok güçtür.

Şimdi, yukarıda bu fissürlerin ayırdığını söylediğimiz temel serebral loblara gelelim. Bu loblar, az sonra göreceğimiz üzere insan gibi bilinçli hayvan türlerinin en önemli verisel girdisini oluşturan, duyu organlarından gelen bilgileri değerlendirmek üzere özelleşmişlerdir. Dolayısıyla bilincin merkezinde, duyu organlarına en yüksek önem verilmektedir. Serebrumda başlıca 4 büyük (majör), 1 küçük (minör) bölge bulunur:

1) Frontal Lob: Temelde istemli kas hareketlerinin kontrolünden ve bilişsel (kognitif) süreçlerin ortaya çıkışından sorumludur. Ayrıca duyusal işlevlerin de bilince ulaşmasını sağlar.

2) Pariyetal Lob: Vücudun duyusal, özellikle de somatik (dokunmaya dayalı) bilgilerini işler ve değerlendirir.

3) Oksipital Lob: Gözlerden gelen görsel verileri işler ve değerlendirir.

4) Temporal Lob: Kulaklardan gelen işitsel verileri işler ve değerlendirir.

Bu dördü, büyük loblardır ve bilincin oluşabilmesi için ortaklaşa çalışırlar. Birbirleriyle koordine çalışabilmek adına, özellikle duyular açısından önemli olan Pariyetal Lob, Oksipital Lob ve Temporal Lob'un üçlü ya da ikili olarak birleştiği bölgelerde, ilişkilendirme (asosiyasyon) alanları bulunur. Bunlara da ileride geri döneceğiz. Bir de, göreceli olarak küçük ve evrimsel açıdan diğerlerine göre erken evrimleşmiş, daha ilkin bir yapı bulunur:

5) İnsula: Lateral fissürün derin kısımlarında yer alır ve serebrum yüzeyinden gözlenemez. Daha ilkin davranışlarımızda ve içgüdülerin bilinç ile etkileşiminde rolü olduğu düşünülmektedir. Henüz hakkında çok fazla bilgi yoktur.

Bunların hepsini tipik bir serebrum görseli üzerinde görecek olursak:

Görüldüğü gibi her bir bölge, kendi işlevi açısından özelleşmiştir. Aslında yukarıda gördüğümüz, oldukça kısıtlı bir haritadır. Çok daha detaylandırmak ve özel bölgelere bölmek mümkündür ki yazılarımız ilerledikçe biz de bunu yapacağız, daha derinlere ineceğiz. Örneğin prefrontal lob içerisinde dokunmayla ilgili davranışlarımızı kontrol etmemizi sağlayan somatomotor korteks bulunur. Benzer şekilde pariyetal lob içerisinde dokunmayla ilgili verileri değerlendiren özel bir somatosensory korteks bulunur. Bunları gösteren biraz daha detaylı bir harita aşağıdaki gibi verilebilir:

Halbuki bu bile çok sınırlıdır. Modern bilimde, sinirbilim ve Evrimsel Biyoloji sayesinde çok daha detaylı verilere sahibiz. Bu lopları birçok alt kısma ayırabiliyoruz. Örneğin şu harita, yazılar içerisinde de göreceğimiz birçok bölgeyi ele almaktadır (bunlar bile tam değildir, daha birçok bölge vardır):

Kısaca beynin sadece serebrumunu öğrenmek bile uzun zamanlar isteyen bir konudur. Beyin, hiç şüphesiz bir canlıda bulunabilecek en karmaşık, evrimsel açıdan en gelişmiş, en detaylı organlardan biridir. Bu sebeple çok detaylı analizler yapılması gerekiyor. Biz, mümkün olduğunca öğretici bir şekilde ilerleyerek bu bilgileri vermek istiyoruz. Ancak çok detaya boğarak sizleri de sıkmayı hedeflemiyoruz. Ne olursa olsun, eğer ki bir birey, sinirbilimde "bilinç sorunu" olarak bilinen konuyu irdeleyecek ve neden bilinçli olduğumuzu, nasıl olduğumuzu, gerçekten özgür olup olmadığımızı analiz edecekse, bu bilgilere sahip olmak zorundadır. Bu yüzden siz okurlarımızdan da bunun bilincinde olmanızı tavsiye ediyoruz.

Bunları söyledikten sonra serebrumun bu önemli loblarının en yüksek düzeyde ve evrimleştiği serebral kortekse girebiliriz.

Serebral Korteks

Korteks, kelime anlamı olarak "kabuk" demektir. Serebral ise, bildiğiniz üzere "beynin serebrum bölgesine ait olan" demektir. Dolayısıyla serebral korteks, "serebruma ait kabuk" olarak düşünülebilir. Gerçekten de, serebrumun en dış katmanında, 2-6 milimetre kalınlığındaki kabuğa serebral korteks adı verilir. Beynin bilişsel işlevlerinin hemen hemen hepsinden sorumludur. Ancak çalışabilmesi için beynin derin bölgelerinden sürekli veri almak zorundadır. Bu veri akışı kesilecek olursa, bireyin bilinci kısmen ya da tamamen kapanacaktır. Çünkü bilinç dediğimiz olgu, ileride de göreceğimiz üzere bilinçaltı olmaksızın varlığını sürdüremez. Dolayısıyla bağımlı bir yapıdır. Serebral korteks, beynimizde bilgilerin depolanmasından ve kas becerilerimizin çoğundan sorumludur, özellikle de istemli olduğunu belirttiklerimizden. Bilim insanlarının birçoğunun kabul ettiği bir gerçek, insanı diğer hayvan türlerinden ayıranın serebral korteks olduğudur. Bu yüzden araştırmalar bu yapı üzerinde kurulmaktadır.

Aşağıda, bir makak (bir tür maymun) beyninde bulunan serebrum gösterilmektedir. Koyu mor olarak belirtilen alan serebral kortekstir.

Serebral korteksi, yani bu incecik kabuğu, yaptıkları görevlere göre 3 ana alt alanlar grubuna ayırabiliriz:

1) Duyusal Alanlar: Yukarıda bahsettiğimiz lopların kabuk kısımlarıdır. İsimlerinden de anlaşılabileceği gibi duyularımızla ilgili işlevleri yerine getirirler. Bilince katkıları çok yüksektir.

2) Motor Alanlar: Vücudumuzdaki istemli kasların çalışmasında büyük role sahiptirler. İstemli hareketlerimizin kararını alan bölgelerdir. Özellikle elimizdeki hassas kasların kontrolü burada gerçekleştirilir.

3) İlişkilendirme (Asosiyasyon) Alanları: Bilincin doğduğu yerler olarak görülmektedir. Beynin dört bir yanından işlenerek gelen veriler, bu alanlarda birleştirilerek beynin genelinde değişimlere sebep olurlar. Bu sayede, vücudumuzdan ve çevreden gelen bilgiler algılanır, işlenir ve daha önemlisi "algılanır". İşte bu sebeple bilinç, beyindeki bütün aktivitenin son ürünü olarak ortaya çıkmaktadır ve tek başına hiçbir anlam ifade etmez. Bu alanların çalışma biçimlerinin keşfedilmesiyle birlikte bilimde devrim yaşanmış, "ruh" kavramı bütün geçerliliğini yitirerek bu olguya atfedilen bütün nitelikler materyal açıklamalara indirgenebilmiştir. 

Bu yazımızı burada noktalayacağız. Önümüzdeki yazıda ise serebrumun, serebral korteksinin bu alt birimlerine ve bunların önemli alt gruplarına değineceğiz.