Beyin Nasıl Çalışır? tarih 26 Aralık 2011, kategori Artt Bilimsel, yazar Güneş Tan
Bir Elektrik Ve Kimya Makinesi
Beyin 920 santimetreküp ve bir buçuk kilo ağırlığında. İçinde 100 milyar sinir hücresi var ve bu hücrelerin her birinin başka sinir hücreleri ile 1.000 ile 10.000 tane bağlantısı mevcut. Sonuçta bir katrilyon gibi bayağı yüklü bir sayıda
synaptik bağlantı elde edilmiş oluyor. Synapsların (bağlantı) saniyede 10 bit bilgi yaydığını düşünürsek bir nevi global bir bilgi işleme kapasitesi ile, bir beynin saniyede 10 katrilyon synaps bilgi işleme kapasitesi ile karşı karşıya
kalıyoruz. Bu durumda tüm bu elektriğin epeyce çok enerji yakmasına şaşırmamalı. Birini dinlerken beyniniz en azından 10 vat elektrik yakar. Beyin bedendeki en aç organdır.
Beyin hücrelerinin çoğunluğuna "nöron" denir. Bir nöron temelde açma kapama düğmesidir; tıpkı evinizde lambaları açmak için kullandığınız düğmeler gibi. Ya kapalı olarak dinlenme durumundadır veya açıktır ve bir elektrik
akımını bir kablodan atmaktadır. Onun uzun bir kablo gibi olan bir hücre bedeni var (bu kabloya axon denir) ve bunun sonunda bir kimyevi madde atan küçük bir parça vardır. Bu kimyevi madde bir aralıktan geçer (synapse),
burada mesajı göndermek için başka bir nöronu tetikler. Kablodan aşağıya (axon) mesaj gönderen böyle bir sürü nöron vardır. Bu arada bu herbir axonun dışa yaydığı az miktarda enerjisel şarj toplamda tahmini 60 watt'lık bir
ampül gücündedir. Bu elektrik hareketini ölçerek beynin nasıl çalıştığını anlıyor doktorlar. Beyindeki elektrik hareketini ölçen alete "EEG (electroencephalograph)" deniliyor.
Milyarlarca nöronların her biri dışarıya kimyevi madde püskürtür ve bu başka nöronları tetikler. Farklı nöronlar değişik tipte kimyevi maddeler kullanır. Bu kimyevi maddeler (aktarıcılar) epinephrine, norepinephrine veya dopamine
diye isimlendirilir. Beynin işlevi çok karışıktır. Önce bir elektrik akımı bir hücreden ve axondan aşağıya gider. Axon'un sonuna geldiğinde synapse denilen bir boşluktan geçer. Axon'un sonunda kimyevi mesajcıların veya nöro
aktarıcıların bulunduğu küçük kesecikler vardır. Elektrik akımı keseciklere çarpıp aktive ettiğinde onlar synapse'in içine bırakılırlar. Synapse'ten uzaklaşınca nöroaktarıcılar hücrenin dendritlerine bir alıcı eklerler ve bu alıcı
hücrede bir elektrik akımı tetikler. Tüm bunlar olduktan sonra beyinde bir mesaj dönüştürülmüş olur.
Çok basit gibi değil mi? Pek değil; bu size tarif edilen basit modelde bile ilerledikçe karışıklıklar vardır.
Beyin büyük bir bilgisayar mı?
Beyin (bir sürü bağlantısı olduğu için) kocaman bir telefon sistemi mi? Yoksa açma kapama işlevi olan büyük bir bilgisayar mı? Bunlardan hiçbiri doğru değil.
Beyine değişik bir modelle bakalım. Mesela onu bir orkestraymış gibi düşünelim. Bir orkestrada değişik müzik bölümleri bulunur. Vurmalı bölüm, telli çalgılar bölümü v.s. Herbirinin ayrı görevi vardır ama her bölümün diğer bölüm
ile yakın çalışması gerekir. Müzik çalarken her biri orkestra şefini bekler. Orkestra şefi sopasını kaldırır ve tüm orkestra üyeleri aynı zamanda aynı notaları çalar. Eğer vurmalı çalgılar diğerleri kadar çalışmamışsa, onlar kadar iyi
çalamazlar. Bu da, müziğin genel halinde bir bozukluk var duygusu yaratır. Bu örnek, beynin nasıl çalıştığını anlatmak için ideal bir tanımlamadır. Çünkü eskiden beyin kocaman bir bilgisayar gibi düşünülürdü ama gerçekte
milyonlarca küçük bilgisayarın beraber çalışmasıdır.
Beynin içine bilgi vermek ve çıkarmak
Beyine bilgi nasıl girer? Birçok bilgi beynin temelindeki omurgadan içeri girer. Omurgayı binlerce bağlantısı olan kalın bir telefon kablosu olarak düşünün! Eğer omurgayı keserseniz hareket edemezsiniz, bedeninizdeki hiçbirşeyi
hissedemezsiniz. Bedenin parçalarını (kollar, bacaklar) çalıştırmak için bilgi beyinden dışarı çıkar. İçeri giren bilgi de bir hayli fazladır (sıcak, soğuk, ağrı, vs.) Görme ve duyma omurgadan geçmez, direkt beyine gider. Bu yüzden
tamamen kötürüm olan insanlar(kollarını bacaklarını oynatamayan) görme ve duyma problemi yaşamazlar. Bilgi omurgadan içeri girer ve beynin ortasında yukarı çıkar. Bir agaç gibi dallanır ve beynin yüzeyine gider. Beynin yüzeyi
hücrelerden dolayı gridir (bu yüzden gri madde denilir). Kabloların veya axonların üzerinde beyaz bir katman vardır. Buna beyaz madde denir.
İnsan beyni evrende bilinen en karışık ve düzenli maddedir. Tek bir günde tüm dünyadaki telefonları bir araya getirseniz, onlardan daha fazla saatte 150 ile250 milhızda elektrik gücü yayar. Bu ağ sisteminin kullandığı
45 miluzunluğundaki sinirler, 120 voltluk batarya gücünde bir bioelektrik ile güçlenmiştir. Her saniye en az 100,000 değişik kimyevi tepki oluşur.
Tek bir beyindeki nöronların arasındaki olası snaptik bağ kombinasyonlarının miktarı, bilinen evreni oluşturan atom parçacıklarının miktarından daha fazladır. 10,000 değişik kokuyu depolayıp, tanımlayıp, hatırlayabilir ve
sekiz milyon rengin arasındaki değişikliği 500 değişik tonda gri rengi fark eder.