Birleşmiş Gerçeklik Algımızı Oluşturan Karmaşık Sinir Ağına Bir Bakış

Beynimiz Frank Gehry’nin Bilbao, İspanya’daki Guggenheim Müzesi kadar çarpık görünüyor, fakat Gehry’nin de dediği gibi müze sızdırma yapmıyor. Aksine, tamamen işlevsel. Gehry, fonksiyonlarımızı yürüten fiziksel yapıları algılayışımızı genişleten mimari bir deha. Beynimiz de bu fiziksel yapılardan birine sahip. Beynin bu çarpık görünümlü yapısının deliliğinde ancak küçük bir kısmını anlayabildiğimiz bir metot saklı. Yüzyıllardır yapılan araştırmalara rağmen kimse kafamızın içindeki bu karmaşık biyolojik doku ağının günlük deneyimlerimizi nasıl yarattığını anlayamıyor. Beynimizde her saniye zilyonlarca elektriksel, kimyasal ve hormonal süreç gerçekleşirken biz her şeyi pürüzsüzce akan bir bütünlükte deneyimliyoruz. Peki bu nasıl mümkün olabilir? Beyinde bilinçsel bütünlüğü sağlayan bu organizasyon nasıl işler?

Her şey yüzeyin altında bir yapıya sahiptir; fizikçiler bu gerçeği kuantum seviyesine indirgiyor. Sürekli nesneleri parçalarına ayırarak var olmalarını sağlayan şeyi görmeye çalışıyoruz. Vücutlar ve beyinler tıpkı nesneler gibi parçalardan oluşuyor. Bu bağlamda modüllerden, yani işlevsel bütünlüğü oluşturmak üzere etkileşen bileşenlerden oluştuğumuz söylenebilir. Parçaların nasıl birleştiğini ve etkileştiğini bilmemiz gerekiyor.

Beynimizin kısımları ruhsal durumlarımızı ve davranışlarımızı oluşturmak için kolektif bir şekilde çalışır. Yüzeysel olarak beynimizin tek bir bilinçsel deneyim yaratmak için geniş çaplı bir birim olarak işlev gördüğü söylenebilir. Nobel ödüllü Charles Sherrington, 1900’lü yılların başında beyni “büyülü bir dokuma tezgahı” olarak tanımlamış ve sinir sisteminin mistik zihni yaratmak üzere tutarlı bir şekilde çalıştığını öne sürmüştür. Ancak günümüz nörologları Sherrington’a tıbbi birkaç deney yapmasını önerirdi. Çünkü klinikleri beyin hasarı bambaşka bir senaryoya yönelten hastalarla dolu.

Çelişkili bir şekilde bölünemez birer bütün gibi hissetmemize rağmen (Sherrington’ın “dokuma tezgahı” benzetmesine sezgisel kanıt oluşturan bir gerçek) kayda değer sayıda kanıt beynin bütünsel bir şekilde çalışmadığını gösteriyor. Hatta bölünmemiş bilincimiz binlerce bağımsız işlem biriminden, başka bir deyişle modüllerden oluşuyor. Modüller ise özelleşmiş ve sıklıkla bölgeselleşmiş, her biri başka bir fonksiyona hizmet eden nöronlar ağı.

Nörolog, fizikçi ve felsefeci Donald MacKay bir yorumunda bir şeylerin nasıl çalıştığını anlamanın düzgün çalışmadıklarında çok daha kolay olduğunu söylüyor. Fizik çalışmalarında öğrendiği üzere, mühendisler bir televizyonun nasıl çalıştığını görüntü bozukken daha kolay anlıyor. Benzer şekilde, hasarlı beyinler üzerinde çalışmak sağlıklı beyinlerin nasıl çalıştığını daha iyi anlamamızı sağlıyor. Beyin lezyonuna maruz kalmış hastalar üzerinde bir inceleme sonucu birimsel beyin mimarisinin en inandırıcı kanıtına erişilebilir. Beynin belirli bölgelerinde hasar oluştuğunda  bazı algısal becerileri kontrol eden nöron ağı zarar göreceğinden beceriler bozulmaya uğrar. Öte yandan sağlam kalan ağlar kusursuzca çalışmaya devam eder. Bu hastalarla ilgili en ilgi çekici şey ise beyindeki anomaliye rağmen bilinçli olmaları. Eğer bilinçlilik hali beynin bütünsel işlevselliğine bağlı olsaydı bu mümkün olmazdı. Beynin tamamıyla modüllerden oluştuğu gerçeği tezimin ana odaklarından biri olduğundan beynin modülerlik derecesini anlamamız oldukça önemli.

Eksik Modüllere Rağmen Çalışan Beyinler

Beynin herhangi bir lobunu düşünün ve felç geçirmiş insanları göz önünde bulundurun. Örneğin sağ paryetal lob hasarı geçirmiş bir kişi aynı zamanda boyutsal yarı-ihmal sendromuna maruz kalır. İhmal sendromu hastaları lezyonun boyutu ve konumuna bağlı olarak dünyanın hatta kendi vücutlarının sol kısmının var olmadığı izlenimine sahip olur. Bunun sonucunda tabaklarının sol kısmındaki yiyecekleri yememe, yüzlerinin sol kısmını tıraş etmeme, kitabın sol kısmındaki sayfaları okumama ve odanın sol kısmındaki hiçbir şeyi veya kimseyi algılamama gibi davranışlar gerçekleştirirler. Bazı hastalar sol kol ve bacaklarının var olduğunu reddederek hissiz olmamalarına rağmen yataktan kalkma eyleminde bile sol uzuvlarını kullanmazlar. Bazı hastalar ise uzayın sol kısmını hayali olarak görmezden gelebilirler. Bilinçte oluşan aksaklıkların lezyonun gerçekleştiği konum ve boyuta bağlı olarak çeşitlenmesi, spesifik sinir ağlarını aksatan hasarların farklı işlevsel bileşenlerin bozulmasıyla sonuçlandığını gösteriyor. Bu lezyonların fonksiyonel nöroanatomisinin belirlenmesi bu duruma güçlü kanıtlar oluşturuyor.

“Bölünmemiş bilincimiz binlerce bağımsız işlem biriminden oluşur.”

Can alıcı nokta şu: duyulardaki veya motor sistemdeki kayıp yarı-ihmal sendromuna yol açabilir; ancak motor sistemi ve duyular sorunsuz çalışıyorken bile bu sendromun “sönüm” olarak bilinen farklı bir versiyonunun oluşması mümkün. Bu durumda her iki yarı beyin de ayrı ayrı sorunsuz çalışırken aynı anda çalışmalarını gerektiren durumlarda aksaklığa uğruyor. Ancak aksaklığa uğrayan kısımdaki bilgiler bilinçsiz bir evrede kullanılabiliyor. Bu bilginin mevcut olduğunu, ancak hastanın bilginin orada olduğunun bilincinde olmadığını gösteriyor. Örneğin, sol yarı-ihmal sendromu hastalarına aynı anda sağ ve sol görsel alanlarından görsel uyarıcı gösterildiğinde yalnızca sağ görsel alandaki uyarıcıyı gördüklerini belirtiyorlar. Yalnızca sol görsel alandan görsel uyarıcı gösterildiğinde ve retinanın bir önceki durumdaki konumuna hitap edildiğinde ise sol uyarıcıyı normal bir şekilde algılıyorlar. Kısaca, sağlıklı alanla karşı karşıya getirilmediği sürece hasarlı kısım fark ediliyor ve bilinç dahiline giriyor. İşin ilginç yanı şu ki, hastalar ters giden hiçbir şey olmadığını iddia ediyor; bu sinir ağlarındaki kayıplardan ve yol açtığı sorunlardan tamamen habersizler. 

Bu, hastaların otobiyografik benliklerinin yalnızca bilinçten türediğini gösteriyor. Hastaların neyin bilincinde olduğu ise iki faktöre bağlı. İlk olarak, işlemeyen sinir ağlarının bilincinde değiller. Bu sinir ağları hiç var olmamışcasına ağın sorumlu olduğu bilinçlilik de ağ ile birlikte kayboluyor. İkinci faktör ise rekabetçi bir işlem süreci. Bazı sinir ağlarının işlemi bilinçte yer alırken bazılarının ki bunu başaramıyor. Kısaca, bilinç spesifik bir kapasite oluşturan fazlasıyla bölgesel işlemlere bağlı ve işlemler başka modüllerin işlem süreçleri tarafından üstünlüğe uğrayarak bilinç dışı kalabilirler. Bu durum hayret verici bazı sonuçlara yol açıyor.

Bazı hastalar vücutlarındaki uzuvların varlığının bilincinde değilken benim favorim olan “üçüncü adam” sendromunda hastalar aslında orada olmayan birinin varlığını hissediyor. “Varlık hissi” olarak da bilinen durumda hasta genelde omuz üzerinde başka birinin varlığını hissediyor. Bu his o kadar güçlü ki kişi sıklıkla başını çevirip bakma ve yemek verme içgüdüsü duyuyor. Karanlık bir yolda yürürken kapıldığımız takip edilme hissinden tamamen farklı, çünkü beklenmedik bir anda oluşuyor. Dağcılar ve ekstrem şartlarda yoğun fiziksel yorgunluk yaşayan başka kimseler arasında son derece yaygın bir olgu.

Tüm zamanın en iyi dağcısı olarak görülen Reinhold Messner (Everest’e solo tırmanan ilk insan ve ek oksijen kullanmıyor) Çıplak Dağ adlı kitabında kardeşi Günther ile 1970’de Nanga Parbat Dağı’nda gerçekleştirdiği ilk Himalaya tırmanışını anlatıyor: “Aniden yanımda üçüncü bir tırmanışçı hissettim. Benden bir kaç adım uzakta, görüş açımın hemen dışında, makul bir mesafeyi koruyarak bizimle birlikte alçalıyordu. Konsantrasyonumu koruyarak figürü görmeyi başaramadım ama orada biri olduğuna emindim. Varlığını hissedebiliyordum; başka kanıta ihtiyacım yoktu.” Bu tarz bir hissi deneyimlemek için yorgun bir dağcı olmanıza gerek yok. Dul insanların neredeyse yarısı kaybettikleri eşlerinin varlığını hissettiklerini söylüyor. Kimileri için ise bu fenomen hayalet, görü ve ilahi müdahale hikayelerinin başlangıcı.

Bu fenomene beklenmedik bir şekilde rastlayan İsviçreli nörolog ve nörofizyolog Olaf Blanke durumun hiç de öyle olmadığını öne sürüyor. Bir hastanın felç odağının yerini saptamaya çalışırken temporal kafatası kabuğuna uyguladığı elektriksel dürtü ile üçüncü adam faktörünü tetikliyor. Aynı zamanda “varlık hissi” deneyimleyen birçok hasta üzerinde çalışan Blanke, frontoparyetal kısımda gerçekleşen lezyonların fenomenle doğrudan bağlantılı olduğunu ve varlığın lezyonun gerçekleştiği yönün zıt yönünde hissedildiğini keşfediyor. Bu konum, duyu-motor işlemlerinde ve çok algılı entegrasyonda gerçekleşen rahatsızlıkların üçüncü adam faktörünün sorumlusu olduğunu gösteriyor. Uzaydaki konumumuzun bilincinde olsak da görme, duyma, dokunma, iç algı, motor hareketler gibi normal şekilde bütünleştiğinde konumsal algımızı oluşturan işlemlerin çokluğundan habersiziz. İşlem sürecinde yaşanan bir kargaşa sonucu hatalar oluşabilir ve beynimiz konumumuzu yanlış yorumlayabilir. Blanke ve meslektaşlarının bulgusuna göre benzer bir hata kendini “varlık hissi” ile gösterebilir. Yakın zamanda sağlıklı insanların duyusal işlem sürecinde robotik bir kol yardımıyla kargaşa yaratarak “varlık hissi”ni ürettiler. 

“Uzaydaki konumumuzun bilincinde olsak da… normal şekilde bütünleştiğinde konumsal algımızı oluşturan işlemlerin çokluğundan habersiziz.”

Hareket ettiğimizde bunun sonucunun uzayda spesifik bir zaman ve konumda gerçekleşmesini bekleriz. Sırtını kaşıdığında aynı anda sırtında bir his duyumsamayı beklersin. Bu his konumsal ve zamansal olarak beklenenle eşleştiğinde beyin tarafından kendiliğinden oluşan bir his olarak algılanır. Eğer bir eşleşmezlik varsa, yani sinyaller dokunuşla konumsal ve zamansal olarak uyumsuzsa, beyin bunu başka bir etken tarafından yapılmış gibi algılar. Şimdi gözleriniz bağlı şekilde kollarınızı öne uzattığınızı hayal edin; parmak ucunuz arkanızdaki robotik kola sinyaller gönderen bir ana robotun yarığında. Parmak hareketleriniz robotik kolun hareketini kontrol ediyor ve robotik kol siz parmağınızı hareket ettirdikçe sırtınızı sıvazlıyor. Bazı denemelerde parmağınızda uyguladığınıza eş bir direnç gücü hissediyorsunuz, diğerlerinde ise direnç yaptığınızla uyumsuz bir şekilde gevşek. Eğer sırtınızdaki his hareketlerinizle senkronize halde ise kollarınızı öne uzatmış olsanız da beyniniz bir illüzyon yaratır: vücudunuz öne doğru kaymış ve kendi sırtınıza dokunuyormuşsunuz gibi hissedeceksiniz. Fakat eğer his ve hareketiniz senkronize değilse beyniniz farklı bir durum yaratır. Kişisel konumunuz parmak ucunuzun ters yönüne, arkaya kaymış ve başka biri sırtınıza dokunuyormuş gibi hissedeceksiniz. Ek olarak eğer kolu kontrol ederken parmak ucunuzda hiç bir direnç hissetmezseniz bu eşzamansız dokunuş arkanızda duran biri tarafından yapılmış gibi hissedeceksiniz. Blanke ustaca kontrol edilen bedensel dürtüler kullanarak duyu-motor çatışmalarının (fiziksel dokunuşla zamansal ve konumsal olarak uyumsuz sinyaller) sağlıklı kişilerde “varlık hissi” yaratmak için yeterli olduğunu gösterdi. Bu çatışmalar farklı konumsal sinir ağlarının, yani modüllerin, manipüle edilmesi sonucu üretiliyor.

Eğer beyin birleştirilmiş bir “büyülü dokuma tezgahı” gibi çalışsaydı bazı kısımları çıkarmak veya sinir ağlarında hatalı işlem süreçleri yaratmak sistemi tamamen kapatır ya da tüm bilişsel bölgelerde fonksiyonel bozulmaya yol açardı. Gerçekte ise birçok insan beyinlerindeki eksik ve hasarlı kısımlara rağmen normal hayatlar sürebiliyor. Yerel beyin bölgelerinde hasar olan insanlarda çoğu bilişsel alanda bozulma görülüyor. Örneğin gelişmiş bir bilişsel alan olan dili ele alalım. Çoğu insanın dil merkezi beynin sol yarım küresinde bulunuyor. Dil merkezindeki iki ayrı beyinsel bölge Broca alanı ve Wernicke alanı.

Broca alanı konuşmayı etkilerken Wernicke alanı yazılı ve sözlü dilin anlaşılması ve sözlerin ve cümlelerin anlaşılabilir halde düzenlenmesi fonksiyonlarını yerine getiriyor. Broca alanı özellikle dudak, ağız ve dilimizdeki kasların kelimelerin doğru telafuzu için koordine edilmesini denetlerken Wernicke alanı konuşmadan önce kelimelerin anlaşılır bir düzende sıralanmasını kontrol ediyor. Broca alanında hasar oluşan insanlar konuşmada güçlük çekiyor: konuşma çaba gerektiriyor ve ani aralarla ilerliyor ancak dil bilgisinde aksaklıklar olsa da kelimeler anlamlı bir sırada söyleniyor. (ör. Beyinler… birim…sel) Broca hastaları hatalıklarının farkında oluyor. Buna karşılık Wernicke hastalarında birincil olarak algıda karmaşa görülüyor. Konuşma dil bilgisi ve ölçü olarak sorunsuzken anlamda kaymalar mevcut. Bu her iki alanın da farklı ve özelleşmiş bir görevi olduğunu gösteriyor; alan hasar görmüşse görevi yerine getiremiyor. Bu beyinde son derece spesifik bir birimsellik olduğuna açık bir kanıt. 

Peki ya beyinlerde birimsellik neden gelişti? Bir keresinde Coca Cola CEO’sunun şirketin kurumsal organizasyonunu anlatışını dinlemiştim. Şirket büyüdükçe yöneticiler tüm ürünleri üreten ve dünyaya dağıtan tek bir ana birimin delice, masraflı ve yetersiz olduğunu fark ediyor. Dağıtım, paketleme ve yönetim toplantılarının seyahat masrafları anlamını yitiriyor. Açık bir şekilde dünyayı bölgelere bölmek ve her bölgeye ürünleri lokal olarak dağıtacak ana birimler kurmak gerektiği anlaşılıyor. Merkezi planlama saf dışı kalırken lokal kontrol önem kazanıyor. Beyin için de aynısı geçerli: ucuz ve çok daha etkili.

Yazan: Michael S. Gazzaniga
Çeviren: Göksu Nur Kayacılar
Kaynak: lithub

Düşünbil Portal’da yayımlanan, Düşünbil yazar ve çevirmenlerine ait herhangi bir yazı, çeviri, makale ve haber izin alınmadan basılı olarak ya da internet ortamında kullanılamaz, çoğaltılamaz, yayınlanamaz. İzinsiz kullananlar hakkında hukuki yollara başvurulacaktır. Düşünbil Portal’da yayımlanan tüm özgün yazıların içeriğinden yazarları sorumludur.