Sinirbilim ve Beyin - 8: Diensefalon (Ara Beyin) - Talamus

Yazı dizimiz içerisinde birbirinden ilginç beyin bölgelerini tanıtmaya ve dolayısıyla kendi beynimizi tanımaya devam ediyoruz. Artık giderek evrimsel süreçte de ileri dönemlerde oluşan ve hayvanlar alemini artık oldukça farklı hale getiren beyin bölgelerine gelmiş bulunmaktayız. Bu makalemizde, sizlere diensefalon adını verdiğimiz ara beyin anlamına gelen bölgeyi tanıtacağız. Yine, birbirinden farklı işlevlere değinecek, sonrasında insanı ürküten hastalıklara değinerek yine kafalarda soru işaretleri oluşmasını hedefleyeceğiz. Her yazıda yaptığımız gibi, şimdiye kadar geldiğimiz yolu ve önümüzdekileri görelim:

1) Beyin Sapı

2) Serebellum (Beyincik)

3) Diensefalon (Ara Beyin)

4) Serebrum

İlk iki kısmı artık bitirdik ve üçüncü kısımdayız. Evrimsel sürecin ilerlemesiyle birlikte yapıların da karmaşıklaştığını, dolayısıyla her birimi tek bir yazıya sığdırmamızın çok güç olacağını göreceksiniz. Bu sebeple ara beyni parçalarına bölerek inceleyeceğiz. Lafı fazla uzatmadan, konuya girelim:

Diensefalon (Ara Beyin), embriyolojik dönemde beynin gelişimi sırasında ön beyin (frontal beyin) dediğimiz yapının en arka kısımlarını oluşturacak şekilde değişim geçirmektedir. Ön beynin arka bölgelerine baktığımızda, genel olarak beynimizin orta kısımlarına bakmış olmaktayız. Bu sebeple beynimizin bu kısmına, "arka beyin ile ön beyin arasındaki geçiş" anlamında "ara beyin" denmektedir.

Yine embriyolojik dönemi incelediğimizde, beynin oluşumu sırasında öncelikle yukarıda "ön beyin" dediğimiz (proensefalon isimli) yapının geliştiğini, sonrasında kromozomların farklı bölgelerinin okunmaya başlamasıyla bu ön beynin iki dala ayrılarak birinden telensefalon (bir sonraki yazımızda göreceğiz), diğerinden ise diensefalon (ara beyin) oluşmaktadır.

Konum olarak ara beyin, beyin sapının tam üzerinde, beynin neredeyse tam ortasında yer almaktadır. Tabii beynimiz neredeyse küresel bir yapıya sahip olduğu için "ortasında" derken kast ettiğimiz yer, bu kürenin merkezine yakın bir bölgedir. En iyisi aşağıdaki görselden diensefalonun yerini hep beraber görelim:

Yukarıdaki görselden görebileceğiniz üzere ara beynimizin oldukça ilginç ve şimdiye kadar gördüklerimizden farklı bir şekli vardır. Kısımlarına gireceğiz, ancak öncelikle bir hatırlatma yapalım: Yukarıdaki ikinci görsele bakacak olursanız, beyin sapı ve beyinciği ayırt edebiliyor olmanız gerekmektedir (önceki yazıları okuduğunuzu varsayarak). Zaten kısım kısım renklendirilerek isimlendirilmiş bölgeler. Ancak bu görsel, beynimizin parçalarını, şimdiye kadar gördüklerimizi ve göreceklerimizi çok güzel özetlemektedir. Mavi kısmın, yani serebrumun diğerlerine göre ne kadar büyük olduğunu görebilirsiniz. Bu, sadece insanda bu kadar büyüktür (oransal olarak) ve insanı "insan" yapan da beynin bu bölgesidir. Şu anda işleyeceğimiz ara beyin veya daha önce işlediğimiz diğer kısımlar, her canlıda farklı büyüklüklerdedir ve insan beyninin bu kısımlar açısından herhangi bir özelliği yoktur; geri kalan her organı gibi, bu kısımları da diğer hayvanlarla benzerlik gösterir. Elbette diğer hayvanlarda da serebrum vardır; ancak o kadar küçüktür ki, bu canlıların insan kadar karmaşık bir zekaya ve düşünce sistemine sahip olması mümkün olmamıştır. Ancak gelecekte, serebrum gelişimi yönünde tetiklenecek bir seçilim süreciyle herhangi bir hayvan, insanın özelliklerine rahatlıkla kavuşabilir. Bunlara sonra yine döneceğiz. Şimdi ara beyne devam edelim.

Diensefalon, ya da ara beyin, bu bahsettiğimiz serebrum ile beynimizin beyin sapı bölgesinin en önemli parçalarından biri olan mezensefalonu (orta beyni) birbirine bağlama görevini üstlenmiştir. İkili arasında bulunan ara beyin, kendine has çok önemli görevleri haricinde, aynı zamanda bu iki beyin bölgesinin iletişimini sağlar. 

Ara beyin, göreceli olarak küçük yapısına rağmen birçok alt birimden oluşmaktadır. Bunlardan bazılarını daha önceden duyduğunuzu tahmin ediyoruz:

1) Orta-Ara Beyin Bölgesi

  1-1) Pretalamus (Ön talamus)

  1-2) Zona Limitans Intrathalamica

  1-3) Talamus

2) Hipotalamus

3) Epitalamus

4) Pretektum

5) Hipofiz Bezi

6) Metatalamus

Biz, bu karmaşık sınıflandırmayı sadece bilgi olarak vermekle birlikte, sadece 4 ana gruba ayırıp diğer kısımları bu gruplara dahil edeceğiz:

1) Talamus

2) Hipotalamus

3) Hipofiz Bezi

4) Diğer Yapılar: Epitalamus, Subtalamus ve Epifiz Bezi

Şimdi, bunların görevlerini mümkün olduğunca Biyoloji dersi gibi hissettirmekten uzak bir şekilde, herkesin ilgiyle okuyacağını umduğumuz bir biçimde aktaracağız. Umuyoruz ki başarabiliriz.

Talamus

Beynimizin hiç tartışmasız en önemli kısımlarından biridir. Üstelik ara beynin de en büyük kısmıdır. Dolayısıyla, fark ettiyseniz, diğer bütün kısımlar, talamusa göre isimlendirilir. Örneğin meşhur "hipotalamus", "talamusun altı" demektir. Talamus, anatomi olarak beyin merkezinde, 2-2.5 sanitmetre uzunluğunda, toplamda ortalama 5.7 santimetre genişliğinde, yumurta şeklinde iki simetrik kütleden oluşmaktadır. Aşağıda bu yapıyı görebilirsiniz:

Bu görselde kırmızıyla gösterilmiş alan talamustur. Ayrıca aşağıdaki görselde de, en üst kısımda verilmiştir. Diğer bölgelerin de birçoğunu artık tanıdığınızı düşünüyoruz:

Talamus, Latincede "iç oda" anlamına gelmektedir. Bu açıdan baktığımızda, ismin oldukça yerinde seçildiğini görebiliriz. Üstelik, bu ufak yapısına rağmen, birçok özelleşmiş alt birimi (çekirdekleri) bulunmaktadır. Şimdiye kadar 25 civarı farklı çekirdeği tanımlanmıştır. Bunların isimlerini vermeyeceğiz çünkü yazıyı anlamsızca uzatacaktır, sadece hepsinin toplamı olarak talamusu inceleyeceğiz. Ancak aşağıda, tek bir talamik lobun içerisindeki kısımların genel bölünümlerini görebilirsiniz:

Talamusun görevi, en temel ifadesiyle, koku duyusu dışında kalan tüm somatik (dokunmaya dayalı), görsel ve işitsel uyarıları serebruma, yani "istemli" faaliyetlerin geliştirildiği bölgelere aktarmak, bazılarına belli gecikmeler koymak, bazılarını tamamen iptal etmek ve benzeri düzenlemeleri yapmaktır. Ayrıca bu görevlerini yerine getirerek bilinci, uykuyu ve uyanıklığı da kontrol eder. Aynı zamanda, serebrumdan gelen sinyallerin beynin ve vücudun farklı yerlerine yönlendirilmesinden de sorumludur. Tam anlamıyla bir merkezi istasyon görevi görmektedir. Ancak sadece dağıtım işiyle değil, aynı zamanda yorumlama işiyle de ilgilenmektedir. Duyu organlarından gelen bilgileri ön değerlendirmeye tabi tutar ve zaten buna göre hangi bölgeye iletilmesi gerektiğine veya iletilmesine gerek olup olmadığına karar verir. 

Evrimsel açıdan incelediğimizde, çok ilkin beyinlerde de talamus yapısının geliştiğini görmekteyiz. Üstelik, tam olarak evrimsel gelişime uygun olarak, daha ilkin beyinlerde talamusun yorumlama görevi çok daha ön plana çıkmaktadır. Beyin gücü ve evrimsel süreç ilerledikçeyse, serebrum bu görevi talamustan alır. Memelilerde ve primatlarda talamus daha çok sinyallerin iletim kontrolünü gerçekleştirir; sinyal değerlendirmesi ve yorumlaması ikinci plandadır. 

Talamusun bu kadar çok alt çekirdeğe sahip olmasının nedeni, beynin birçok bölgesiyle iletişim kuruyor olmasıdır. Özellikle serebrumun iç kısımlarıyla sınırlı kalmayarak, insanı "insan" yapan en dış hattının birçok bölgesiyle doğrudan iletişim kurmaktadır. Her bir çekirdek, bu farklı kısımlara gidecek sinyallerden sorumludur. Bu bağlantılar sayesinde beyin korteksinde, yani serebrumun en dış kısmında meydana gelen faaliyetler düzenlenir ve kontrol altında tutulur. Yani en başından, bize "düşünme", "zeka" ve "algı" kapasitemizi kontrol eden ve düzenleyen, kendi denetimimizde olmayan bir yapı bulunmaktadır. Talamustan izin çıkmadan, serebrumun bir veriyi işlemesi mümkün olamaz. Bu sebeple, dikkatimizi bir konuya verdiğimizde, bir diğer konuyu takip edemeyiz. Örneğin yazı yazmaya odaklandığımızda, odada çalışan pervanenin sesini duymama sebebimiz, bilinçli olarak bunu tercih etmemiz değil, talamusun pervane sesiyle ilgili bilgileri serebruma iletmememesidir. Bunu tamamen kendisi, çevreden ve serebrumdan aldığı bilgilere göre belirler.

Talamusun bir diğer önemli görevi retiküler aktive edici sistemin bir parçası olmasıdır. Bu sistem, uyku/uyanıklık durumunu, uyarılmışlık halini ve benzeri durumları kontrol eder. Talamus, gerektiği zaman, belli uyaranlarla ilgili verileri beyne daha çok ileterek uyanıklığı sağlar. Tam tersine, uyku halinde ise talamusun salgılarıyla sinirlerin uyarılma eşiği yukarıya çekilir (daha doğrusu temel durumları aşağıya çekildiği için uyarılma eşikleri göreceli olarak yukarı çıkmış olur) ve bu sayede uykuda çok şiddetli uyaranlar olmadığı sürece hiçbir şekilde uyanmayız veya çevremizdeki uyaranları (sesleri, ışıkları, dokunmayla ilgili verileri) fark etmeyiz.

Talamusun görevleri bununla da bitmez. Aynı zamanda, Papez Devresi dediğimiz ve ileride bahsedeceğimiz belleğe sebep olan ve kontrol eden devrenin de bir parçasıdır. Bu görevi sayesinde, belleğe hangi verilerin işlenip hangilerinin işlenmeyeceğini de belli oranlarda kontrol etmekte, belleğin oluşumuna katkı sağlamaktadır. Bunlar, yine ilerideki yazılarımızın konularıdır.

Talamusun Kusurları, Hataları, Hastalıkları ve Sorunları 

Daha önce de bahsettiğimiz gibi, hiçbir yapı kusursuz değildir. Talamus da bir istisna değildir. Üstelik yukarıdan görebileceğiniz gibi talamus gibi önemli bir yapının sorunları, çok ciddi durumlar yaratmaktadır. Şimdi, bu hatalara biraz değinelim:

Dediğimiz gibi talamus koku haricindeki bütün duyulardan veri almakta ve bunları "bilince" iletmektedir. Burada bilinçten kasıt, beynin korteksinde bulunan ve bilinçli algımızın oluşumunu sağlayan birden fazla beyin bölgesidir. Duyularımızı bu şekilde algılarız ve talamusta meydana gelen kalıtsal ya da çevresel hatalardan ötürü bu aktarım aksayabilir. Bilinç, bilinçaltından gelen veriler olmadan duyuları algılayamaz. Bu ne demektir? Beynin üst bölgelerine ulaşan her duyu, öncelikle daha temel yapılı alt bölgelerden geçerek işlenmek zorundadır (en azından neredeyse her zaman böyle olur). Yani biz bir şeyi algılamadan önce, beynimizin alt birimleri o veriyi fazlasıyla işlemiş, yorumlamış, değiştirmiş ve hatta değerlendirmiş olur. Bilinçli olarak "biz", bu işlemlerden geçmiş veriyi algılayabiliriz. Bunun en güzel örneği de, hemiyanopsi dediğimiz bir hastalık ile kendisini gösterir. Bu sorun kimi zaman gözdeki veya ne beynin serebrum bölgesinde bulunan görme merkezindeki hatalardan kaynaklansa da, bazı zamanlarda talamustaki bir hematomdan (yerel kan öbeklenmesinden) meydana gelebilir. Bu kan öbeği, talamustaki veri akışına zarar verir. Sonucu ise gözün bir kısmından gelen gelen verilerin bilinçli algıya neden olan bölgelere ulaşamamasıdır. Örneğin sol gözün bir kısmından gelen verileri işleyen talamik bölgede hemianopsi meydana gelirse, bir köpek aşağıdaki gibi algılanacaktır:

Kimi zaman bu hasar, gözlerin ikisinin de bir kısmından gelen verilerde meydana gelebilir. Örneğin normalde Paris şehrinin iki gözden birden tam veri gelirken görüntüsü, gözlere bölündüğünde şöyledir:

Ancak talamusta meydana gelen hasarlardan ötürü, gözden ve görsel sinirlerden eksiksiz veriler gelmesine rağmen, bilince, her iki gözden sadece bir yarı ulaşır ve görüntü şöyle bir hal alır:

Bu hastalığın daha birçok formu vardır. İlginç olanı gözlerde veya gözden beyne gelen sinirlerde hiçbir hata olmamasına rağmen, hatta bilinçte bile bir hata olmamasına rağmen, talamustaki bir aksaklığın bilinci doğrudan etkilemesidir.

Bunun bir benzeri de dokunma hissinde (somatik duyuda) meydana gelen yarım kayıplardır. Bu kayıplar, talamik çekirdeklerdeki hasarlardan meydana gelir. Yapı kusursuz olmadığı için bu hasarlar düzeltilemez ve birey, vücudunun yarısından gelen hisleri yitirir. Buna hemianestezi denmektedir.

Talamusun kusurlarından en meşhur ve tehlikelerinden biri ise ataksi olarak bilinen hastalıktır. Daha spesifik olarak, ataksinin bir çeşidi olan talamik ataksi sendromu... Daha önce de izah ettiğimiz gibi serebrum ve beyincik istemli kas hareketlerine ortak olarak karar verirler. Ancak kimi zaman da, vücudun sinyal dağıtıcısı ve merkez istasyonu olan talamusta meydana gelen hasarlar, beyne hatalı sinyallerin dağılmasına neden olur. Bu, hem serebrumun, hem beyinciğin işlediği verilerin hatalı olmasına neden olur. Yani çevreden gelen veriler, beyne doğru iletilemez. Bu durumda kasların hareketlerindeki koordinasyon aksar. Bu durumda, serebrumdan istemli olarak belli başlı sinyaller çıkıyor olsa da, talamus bu verileri saptırır ve vücudun istemsiz olarak hareket etmesine sebep olur. Aşağıda, bu durumlar çeşitli çizimlerle anlatılmıştır:

Yukarıda, kasların nasıl istemsiz olarak hareket ettiği anlatılmaktadır. Burada, ne kaslarda, ne de bilinçte bir sorun vardır. Sorun, talamustan geçen sinyallerdeki karışmalardır. Aşağıda ise düz bir çizgide yürümek isteyen ataksi hastası bir bireyin izlediği yol verilmiştir:

Önemli olan, bireyde bir zeka geriliği ya da iç kulak kaynaklı bir dengesizlik yoktur. Birey, düz çizgi üzerinde yürümek istemekte; ancak bunu başaramamaktadır. Bunun en temel sebebi, talamik bir hasardır. Bu yapılar belli birer bilince sahip olacak olsalardı, bu hataları düzeltici önlemler alırlardı. Ancak her şey sinirsel iletimle olduğu için meydana gelen bir hasar vücut tarafından düzeltilememektedir.

Talamik kusurlardan kaynaklanan bir diğer sorun hipokinezi denen hareketlerde kısıtlanma ve azalmadır. En son noktası akinezi olarak tanımlanan tamamen haraketsizlik halidir. Burada da ilginç olan, birey serebrumdan kolunu hareket etme sinyalini gönderdiğini hissediyor olsa da, kolları hareket etmez, bir nevi felçlilik hali görülür. Bu durum, tüm vücuda yayılabilir.

Talamusun üzücü hasarlarından bir diğeri ise atalamik ağrı denen bir durumdur. Talamus, normalde düşük şiddetli ağrıları ve acıları eler, beyne iletmez. Aşırı yüksek şiddetteki acıları da kısıtlayarak beyne iletir, böylece normalde acıyı olduğundan az hissetmemizi sağlar. Ancak talamus hasarlanacak olursa, hem normal acılar aşırı şiddetli olarak beyne iletilebilir; hem de ortada bir acı unsuru yokken, durup dururken aşırı şiddetli ağrı ve acılar hissedilebilir. Bu duruma Dejenerine-Roussy Sendromu da denmektedir. Genellikle talamik inmelerden kaynaklanır. Öncelikle vücudun hissizleştiği fark edilir, ancak ilerleyen dönemlerde bu aşırı ağrılara dönüşür ve vücut dayanılmaz acılara maruz kalır. Halbuki ortada buna sebep olacak bir uyaran dahi bulunmaz.Talamus hasarının çok ilginç sonuçları da tespit edilmiştir. Bunların en gariplerinden biri akinetik mütizm adı verilen göz açıkken koma hali denilen durumdur. Burada da bilinç tamamen yerinde olmasına rağmen birey ne konuşabilir, ne de hareket edebilir, neredeyse koma halindedir. Fakat dış uyaranları alıp işleyebilir. Bunun sebebinin talamustan geçen sinyallerde aksama ve hata olduğu düşünülmektedir. Üstelik bu bireylerde yukarıda bahsettiğimiz atalamik ağrılar da görülebilir. Yani birey hareket dahi edemiyor olmasına rağmen aşırı şiddetli acı ve ağrı duyabilir.

Talamus hasarlarında aynı zamanda bellek kayıpları, ihmal ve görsel-işitsel işlev bozuklukları da görülebilmektedir.

Kısaca talamus da birçok kusura açık, üstelik bunları düzeltemeyen bir yapıdadır. Bu ilginç hastalıklar, bilincimizin nerede bitip, nerede başladığına dair soru işaretleri oluşturmamıza neden olmaktadır. Buna gelecek yazılarda tekrar döneceğiz.

Bu yazımızı burada noktalıyoruz. Önümüzdeki yazıda hipotalamustan devam ederek, ara beyini tanımayı sürdüreceğiz.