Beyin Korteksinde Duyuların İşlenmesi

Harvard Üniversitesi’nden David Hubel ve şu anda Rocfeller Üniversitesi’nde bulunan Torsten Wiesel’in çalışması kedilerin ve primatların korteksinde, görme ile ilgili bilgilerin nasıl geliştiği hakkında epeyce bilgi ortaya koymuştur. Retinadaki lateral inhibisyon, visual alanı, iki sınıf gölge serisi halinde şifreler: parlak merkezde-koyu çevrede ve koyu merkezde- parlak çevrede. Retina, talamus ve orta beynin dorsal kısmı, özellik saptayıcı devrelere üç ilave sınıf eklerler. (Bu sınıflar, diğer omurgalılarda ve omurgasızlarda da bulunur). İlk sınıfın özellik saptayıcıları, nokta-hareket dedektörleridir. Bunların her biri, yalnız, belirli bir hızda belirli bir yönde hareket eden belirli büyüklükteki noktalara yanıt verirler. Farklı nokta hareket dedektörleri farklı tercihlere sahiptir ve hemen hemen tüm olasılıkların her hayvanda ortaya çıktığı görülmektedir. Kurbağalarda ve kara kurbağalarında bulunan bu tip dedektörler, böcek yakalama davranışını başlatmak için gerekli teçhizatla donatılmıştır. Nokta-hareket dedektör devreleri, retinadaki basit nokta-dedektör devrelerinden gelen bir seri bilgiyi karşılaştırmak suretiyle çalışırlar. Hareket-saptama özelliğinde olan bir dedektör, bir uyarı tipi dışındaki tüm uyarılarla inhibe edilir.
Diğer bir sınıfın özellik dedektörleri, sadece belirli bir konudaki çizgilere yanıt verirler. Çizgilerin olası tüm konumlarından sorumlu dedektörler, her omurgalı beyninde bulunur; fakat dikey ve yatay dedektörlerin özellikle daha fazla sayıda olduğu görülmektedir.
Yukarı omurgalıların korteksindeki bu çizgi dedektörleri köşede en iyi yanıt verir ve bu cevap korteksteki her bir küçük alanı aşarak sürekli değişir. Böylece kareden oluşan her bir birim, bir gözde yer alan bir leke dedektöründen gelen uyarıları kabul eden bir birim olarak tesis edilmiştir. Çizgi dedektörü, retinadaki nokta dedektörleri dizisinden gelen (LGN yoluyla) uyarıları karşılaştırarak çalışır. Eğer sadece kendi tanıdığı özellik mevcutsa, aktif durumdadır.
Diğer bir sınıfın özellik dedektörleri, bu çizgilerdeki hareketin yönlerini ve hızlarını ayıklarlar. Böyle bir dedektör, oldukça özelleşmiş ve belirlenmiş özelliklerle sahiptir ve sadece belirli bir yönde ve belirli bir hızda bir hareket saptadıkları zaman uyarılırlar. Diğer özellik dedektörleri iki gözden gelen bilgiyi birleştirirler ve iki retinanın aynı kısımlarının neyi gördüğünü karşılaştırarak mesafeyi şifreleyebilirler.
Omurgalılar, henüz işlevleri saptanamayan çok sayıda diğer özellik dedektörlerine de sahiptirler. Bunlardan bazıları, yüksek omurgasızlarda da bulunanlara benzer şekilde, köşeler için, kavisler için, belirli bir yere yaklaşma hızı için sorumlu aşırı kompleks özellik dedektörlerine karşılı k gelebilir. Her ne olursa olsun, gelen bilgi retinada noktalara dönüştürülür ve korteksin bu çok fazla ince tabakaya sahip alanındaki diğer birçok tabaka bu girdiği işler. O zaman, omurgalıların görme sisteminin stratejisi, dünyadaki nesnelerin gerçek resmini, başın gerisinde yer alan bir çeşit sinirsel TV ekranına pasif olarak aktarmak değildir. Bu sistemde, bilgiler ayıklanarak gruplandırılır, önce noktalara dönüştürülür ve daha sonra kompleksliği ve soyutluğu gittikçe artan bir seri farklı özellik haline getirilir. Bu yeniden dönüştürülme işlemi hem ardışık (nokta dedektörlerinin birleştirilerek çizgi dedektörleri şekline dönüştürülmesinde olduğu gibi) hem de paralel gerçekleşir. Örneğin, renk bilgileri ve ince ayrıntılar biçim, duruş şekli ve hareketi kapsayan diğer gruptan bağımsız olarak birlikte işlenir; bu iki “kanal” kendi bilgilerini, ayrı olarak; fakat retinada başlayan paralel bir yolla iletir. Birbirini izleyen işlemlerin bir kaç basamağından sonra, saflaştırılan renkler ayrıntılı bilgiler; biçim, duruş, şekli, hareket yolundan gelen bilgilerle birleştirilerek bizim gördüğümüz nesnelerin resmini ortaya çıkarırlar. Bu iki impuls grubunun kortekse ulaşımındaki eş zamanlılıkta bir aksama olduğu zaman okumada bozuklukların doğduğuna ilişkin kanıtlar vardır. LGN içerisinde bulunan biçim/duruş şekli/hareket hücreleri anormal derecede küçük olduğu zaman bu olay olur ve böylece kendi uyarılarını birazcık gecikme ile iletirler.
Primatlarda, kortekste bulunan sol ya da sağ primer görme merkezinde dünyadaki nesnelerin oldukça fazla düzeltilmiş resmi, daha sonra, ilave değişikliklerin yapılacağı korteksteki birkaç komşu alana geçirilir. Bu alanların bazıları, görmeyle ilgili hafıza ve görüntüyü birleştirme merkezleri içerisinde yer alabilir. Özellikle posterior pariyetal korteksin, foveanı n yüksek ayırt edici incelemesine beyindeki görme alanında nelerin tabi tutulacağına ve ondan sonra gözlere hangi emirlerin gönderileceğine karar verdiği görülmektedir. Bir diğeri, kolların ulaşabileceği bölge içinde yer alan yakındaki uyarılar üzerinde yoğunlaşır. Diğerleri, dokunma ve işitme duyulan gibi diğer duyularla görüntü dünyasının hiç olmazsa kabaca bir kaydını yapmaktadır. Orta beyinde bulunan haritalar özellikle belirgindir. Böyle haritalar, hem ince ayrıntılıdır ve hem de daha önceki deneyimler kullanılarak bir diğeri tamı tamına kaydedilir: bir harita üzerindeki iki almaç tekrar tekrar karşılıklı olarak uyarılması, ya da iki haritanın her birindeki almaçların uyarılması, benzer bölgeleri temsil eden bir işaret olarak alınır ve sinaptik şiddet göreceli olarak değiştirilir. Ayysia’nın koşullu refleksi ile paralellik çok çarpıcıdır. Beynin bölgesel olarak özelleşmesi ile ilgili kanıtlar beyin travması geçiren hastaların üzerindeki çalışmalardan elde edilmiştir. Çünkü, beynin çeşitli kısımlarına kan sağlayan damarlar pıhtı ile tıkandığından bu kısımlara kan akışı durur ve bu özgül bölgelerin kullanımı kaybedilebilir. Örneğin, bazı hastalar bir köpeğin hayvan olduğunu teşhis edebilir; fakat onun köpek mi yoksa at mı olduğuna karar veremez. Diğer bir hasta daha önceden aşina olduğu birinin yüzüne bakarsa tanıyamayabilir; fakat aynı kişiyi sesi aracılığıyla tanıyabilir. Bu semptomları n ortaya çıkması beyindeki ilgili bölgelerle bağlantılıdır ve bu semptomlar, en azından öğrenilmek suretiyle edinilen tanıma olaylarının bazı türlerinde, bilgiyi işleme ya da sınıflandırma olaylarının birbirinden ayrı ve organize bir şekilde yapıldığına işaret etmektedir.
Görme ile ilgili sistemlerinki gibi, kural olarak karmaşık fakat düzenli bir organizasyon olduğu görülmektedir (beyindeki organizasyon hariç). Araştırmalar, böceklerden primatlara kadar, beyinlerin, nöronlardan meydana gelen çekirdekler şeklinde özelleşmiş olduğunu göstermektedir. Bu çekirdekler, belirli duyu almaçlarından ya da diğer çekirdeklerden uyarı alırlar ve hem uygun motorik alanlara hem de diğer çekirdeklere bilgi gönderirler.
İnsanda, belkide bu tipte en özelleşmiş yol lisan (dil) ve konuşma öğreniminde yer almaktadır. Dil kazanımı ya da öğrenimi ile ilgili olarak birçok şey keşfedilmeyi beklemekle birlikte, eldeki mevcut bilgiler, insan beyninin bebek doğduğunda, dil öğrenme için gerekli sinir ağlarıyla donatılmış olduğunu göstermektedir. Dille ilgili ifadeler, çoğunlukla sol tarafta olmak üzere, çok iyi tanımlanmış alanlarda işlenmektedir. Kelimeleri kaydetmek için işlemlere primer vizual kortekste başlanır, gördüğümüz şeyler angular gyrusa gönderilmeden önce analiz edilir, orada kaydedilen kelimeler sese çevrilir ve daha sonra Wernicke alanına geçirilir. Konuşulan kelimeler (dil) orta beyindeki diğer seslerden ayıklanır, orta beyin Wernicke alanına en düşük frekanslı ses (konuşma) gönderir. Wernicke alanı, hem konuşulan hem de yazılan dil için ulaşılacak yerdir. Aşırı tonlu, heyecanlı konuşmaların yorumlandığı beynin sâğ tarafına yüksek frekanslı sesler gider. Beynin zihni ve hissi işlevleri birbirinden öylesine ayrılmıştır ki, beyin sağ-yarımküresi zarar görmüş birçok insan konuşulan cümlelerin anlamını anlayabilir; fakat konuşan kişinin mutlu mu mutsuz mu ya da öfkeli mi sakin mi olduğunu söyleyemez.
Bunun tersine, sol beyin yarım-küresi zarar görmüş (herhangi bir hastalık nedeniyle bilgi akışı kesintiye uğramış ya da bir kaza nedeniyle zedelenmiş) şahıslar çoğunlukla, konuşan kişinin ruhsal duru mu ve niyeti hakkında karar verebilmişler; fakat konuşan kişinin ne söylediği konusunda fikirleri yoktur.
Wernicke alanı, aynı zamanda bireyin kendi sözlü ve yazılı ifadesini geliştirebilmek için gerekli merkezdir. Burada, Broca alanına gramatik olarak düzeltme yapılmak için gönderilmeden önce, düşünceler ham cümleler şeklinde formüle edilir. Broca alanında bir bozukluk ortaya çıktığı zaman çoğunlukla hasta ne söylemek istediğini bilir; fakat kurallı bir cümle olarak ifade edemez. Bu bireyler, konuşan kişinin kullandığı cümlelerdeki zamirleri, bağlaçları ve edatları çalarak kullanabilirler. Diğer taraftan, Wernicke alanındaki bozukluklar, hastanın, gramatik açıdan anlamsız; fakat akıcı olarak konuşmasına izin verir. Oldukça benzer sonuçlar, doğuştan sağır olan bireylerin işaretlerle-dil iletişimi üzerinde görülmektedir. Bu veriler, bu alanların hem konuşma için hem de görme yoluyla kavranan dil için özelleşmiş olduğuna işaret etmektedir.
İnsan beyni, bebek doğduğunda, sessiz harfleri ayırt etme yeteneğine sahiptir: tüm bebekler, doğdukları ülkenin konuştuğu dile bakmaksızın, 40 tane ünsüz harften oluşan bir takımdaki sessizleri ayırt edebilir. (Binlerce lisandan herbiri, bu ünsüzlerin bazı alt gruplarını kullanır, fakat bebekler, onları duymalarına fırsat verilip verilmemesine bakılmaksızın onları tanıyabilirler). Bu başlangıçtan beri var olan fonetik kategoriler, hayvan davranışları üzerinde çalışan öğrenciler tarafından “akustik işaretle uyarı” olarak adlandırılır.
Beynin hafıza ve hissi birlikte kendi kendine ayarlayan bilgisayar benzeri bir organizasyona sahip olduğu açıktır. Bizim bilinçli olarak farkında olduğumuz deneyimlerin nasıl ortaya çıktığı sorusuna yanıt vermek daha zordur. Mükemmel bir düzen içerisinde sıralanmış çok sayıda nörondan, düşüncenin (fikrin) nasıl ortaya çıktığı konusunda her şey açık değildir. Nihayet, biz özelleşmiş bazı çekirdeklerin nasıl çalıştığım anlama pozisyonundayız, çoğunlukla insan için özgün olduğu düşünülen estetik kavramı, sembolik dil ya da diğer özellikler bir düşüncenin ya da fikrin üretilmesinde bu sinirlerin birbirleriyle nasıl etkileşim yaptıkları henüz keşfedilmemiştir. Bu soruların bazıları, hayvan davranışlarının evrimini ve mekanizmasını inceledikten sonra bilinmezliğini biraz daha kaybedecektir; fakat hiç kimse henüz insan aklının (belleğinin) kendisini anlayabilecek yeteneğe sahip olduğunu ispatlayıp ispatlayamayacağını bilmemektedir.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :