Yaşadığımız her saniyenin, beynimizdeki sinir hücrelerinin birbirilerinin akson ve dentritleriyle kurduğu bağlantılar sonucu ‘algılandığını’ ve kısa veya uzun zamanlı hafızaya kaydolduğunu  düşünürsek insan beynindeki enformasyonun ne kadar devasa boyutlarda olduğunu tahmin etmek zor değil. Ortalama bir insan beyninde depolanan datanın şuan yeryüzündeki bütün bilgisayarlardaki dataların toplamına  eşdeğer olduğunu tahmin eden bilim insanları mevcut. Tabii şuanki teknolojimiz insan beynindeki tüm datayı çıkartabilecek seviyede değil fakat elimizdeki teknolojiyle bildiğimiz bazı şeyler var. Her şeyin temeline dönelim: Nöronlar…  

Nöronlar yani sinir hücreleri,  beynimizin yapı taşları. Her şeyi başlatan en küçük yapı birimleri.   Sıradan bir insan beyninde 100 milyardan fazla sinir hücresi bulunur. Nöronlar, bahsetmek istediğim konu olan ‘zihin üretimi’ için vazgeçilmez bir başlangıç noktası ama çok daha önemli bir mekanizma var : SİNAPSLAR… 

Sinaps, Nöronların birbirleriyle yaptığı bağlantının genel adıdır. İki sinir hücresi depoladıkları enformasyonu sinaptik bağlantılar esnasındaki fiziksel ve kimyasal reaksiyonlar sonucu birbirine aktarır. Sinaptik bağlantıların neden nöronlardan daha önemli olduğu konsepti kafanızı karıştırdıysa korkmayın. Bu yakın zamana kadar bilim ve felsefe dünyasının da kafasını karıştırıyordu. Fakat son zamanlarda sadece beyin için değil bilimin ve hayatın tüm yönlerinde ‘bağlantısallık’ ilkesi ön plana çıkıyor. Bu ilkenin nasıl bir şey olduğunu yine beyin üzerinden vereceğimiz bir örnekle açıklayalım. Beyindeki nöron kümeleri çok büyük boyutlardaki bilgileri depolayabilir. Bu onları çok güçlü bir flasback yapar. Ama bu flasback’i bilgisayara takıp bilgisayarımızla flasback arasında bir bağlantı kurmazsak içindeki bilgi hiçbir zaman işimize yaramaz. Nöronlar da diğer nöronlarla sinaptik bağlantılar yapıp ‘nörol ağlar’ oluşturmazsa depoladıkları bilgilerle ne olursa olsun zihin oluşturamazlar. Zihin , Nöronlar ve nöral ağların sinapsları sonucu oluşur.  Nöronların  her biri aynı esnada 10-15 bin sinir hücresi ile bağlantı yapabilmektedir. Öne sürülen bu sayıdan yola çıkarak bilim insanları beynimizde 100 trilyondan fazla sinaps olabileceğini düşünmektedir. Zihnimizi bu 100 trilyondan fazla bağlantının oluşturduğunu düşünürsek bazen insan zihninin arkasındaki sihri küçümsediğimizi fark edebiliriz. Yazıya biraz sanatsallık katmak için sihir dedim. Sihir kelimesi yerine kullanılacak çok daha güzel bir kelime var aslında: matematik . Evrenin her yerinde olduğu gibi insan beynindeki konnektomda (Görsel 2) da bir matematik söz konusu. Üsteki yapılan araştırmalara göre bize çok da uzak olmayan bir matematik bu. Samanyolu galaksisindeki yıldızların arasındaki mesafe ve konumlanma matematiğinden tutun hava yolu şirketlerinin  uçuş esnasında çizdiği güzergaha kadar evrendeki pek çok olgu birbiriyle ve insan beynindeki konnektomla benzer bir matematiksel dile uygun hareket etmektedir.

Görsel 2: Nöronlar arası bağlantısallığın renklendirilmesi ile ortaya çıkan görüntü

(Görsel 2 kaynak: https://ekog.org/2019/12/20/yuvarlak-solucanlardan-insan-beynine-konnektom-projesi/)

Zihin oluşumu yüzyıllardır bilim insanları tarafından araştırılan  çok özel bir konudur. Çünkü zihnin nasıl oluştuğunu anlamak için araştırdığımız konuya yani zihin oluşumuna ihtiyaç duyarız. Bu işi ilgi çekici bir paradoks haline getirir.

Yuvarlak solucanın beyin konnektom haritasının çıkarılmasının ardından (Görsel 3) bir grup  bilim insanı tarafından 2009 yılında insan konnektom projesinin temelleri atıldı. Bu proje tıpkı yuvarlak solucanlarda olduğu gibi insan beyninde de tüm konnektomu haritayarak ortaya çıkarmayı amaçlıyor.  Hali hazırda devam eden bu proje yalnızca zihnin nasıl oluştuğu gizemini çözmekle kalmayacak, aynı zamanda nöronların sinapsı esnasında meydana gelen hatalar sebepli pek çok nörodejenerotif hastalığın tespiti ve tedavisinde kullanılacak.

Görsel 3: Yuvarlak solucanın beyin konnektom haritası

(Görsel 3 kaynak: https://ekog.org/2019/12/20/yuvarlak-solucanlardan-insan-beynine-konnektom-projesi/)

Zihin kadar önemli bir şeyin tamamen bizden bağımsız bir şekilde, kendi kendine ve milisaniyeler içinde nöral ağlar arasındaki bağlantısallık sonucu oluşması büyüleyici bir durum.  Zihnin kendi kendisini oluşturması anlamına gelen bu büyünün ismi Otopoiesis. Yunanca kökenli bu kelime kendi kendini oluşturma ve devamlılığı sağlama anlamlarını taşıyor. İnsan zihninin oluşmasını borçlu olduğumuz bu büyü bize ünlü nörobilimci prof. Dr Türker Kılıç’tan sık sık duyduğum ‘bilgi işleyen her sistemin eninde sonunda zihin oluşturacak’ gerçeğini hatırlatıyor. Bu gerçek yerine göre korkutucu olabiliyor. Hafızanızı zorlayın,  konnektomlarınız size geçtiğimiz yıllarda Facebook’ta bağlantıya geçen iki  bilgisayarın kendi aralarında yeni bir dil geliştirerek konuşmaya başladığını hatırlatacaktır. Bağlantısallığın önemini ve otopoiesisin ne olduğunu anladıktan sonra bu durum hiç şaşırtıcı değil fakat çok dikkat edilmesi gereken bir mesele.

KAYNAKÇA

  1. Somay göksel, konnektom nedir? , 17/4/2018, Erişim adrsi : https://www.gokselsomay.com/yazilarim/konnektom-nedr-beyn-ve-ogrenmede-neler-oluyor-noron-snr-hucres-yenleneblr-ve-yen-baglantlar-kurablr-m
  2. Özdel Zeynep, Yuvarlak solucandan insan beynine : konnektom projesi , 20/12/2019, Erişim adresi : https://ekog.org/2019/12/20/yuvarlak-solucanlardan-insan-beynine-konnektom-projesi/
  3. Kιlιç, T. (2019, July). A Brain Inspired View of Life: The Scientific, Social and Cultural Implications of Interconnectivity and Complexity. In 2019 IEEE 18th International Conference on Cognitive Informatics & Cognitive Computing (ICCI* CC) (pp. 97-102). IEEE.

Yazar: Melike Naz ŞAYAN / Yıldız Teknik Üniversitesi – Biyomühendislik

Editör: Revan KİŞİBEYOV / Yıldız Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik

Merhaba, ben Revan. Yıldız Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünde okuyorum. Yeni yerler keşfetmek, rapor yazmak ve yemek yemek üzerine düştüğüm aktivitelerdir. Aynı zamanda kitap okumaktan ve film izlemekten hoşlanıyorum.