Beynimizi Nasıl Koruduğumuza Dair Yeni Bir Teori

Sinirbilim, beynin farklı bölümlerinin belirli işlevleri yerine getirmek için önceden belirlenmiş olduğunu düşündürür. Ancak yeni keşifler eski paradigmayı altüst etti.

BEN iki yaşındayken sol gözü görmemeye başladı. Annesi onu doktora götürdü ve kısa süre sonra her iki gözünde de retina kanseri olduğu ortaya çıktı. Kemoterapi ve radyasyon başarısız olduktan sonra, cerrahlar her iki gözünü de aldı. BEN için “görme” sonsuza dek kayboldu.

Ama yedi yaşına geldiğinde, etrafındaki dünyanın kodunu çözmek için bir teknik geliştirmişti: Ağzıyla ses çıkarıp ve geri dönen yankıları dinledi. Bu yöntem, Ben’in açık kapıların, insanların, park etmiş arabaların, çöp kutularının vb. konumlarını belirlemesini sağladı. Yankılanıyordu: ses dalgalarını çevredeki nesnelerden sektiriyor ve çevresinin zihinsel bir modelini oluşturmak için yansımaları yakalıyordu.

Ekolokasyon, bir insan için olası olmayan bir başarı gibi gelebilir, ancak binlerce kör insan, tıpkı Ben’in yaptığı gibi bu beceriyi geliştirdi. Bu fenomen, “ekolokasyon” kelimesinin “Kör Adamlar, Yarasalar ve Radar tarafından Ekolokasyon” başlıklı bir Bilim makalesinde ilk kez kullanıldığı 1940’lardan beri dile getirilmektedir.

Körlük, etrafı kulaklarıyla anlamak gibi şaşırtıcı bir yeteneği nasıl ortaya çıkarabilir? Cevap, beyne evrimin verdiği bir armağanda gizli: muazzam uyum yeteneği.

Yeni bir şey öğrendiğimizde, yeni bir beceri edindiğimizde veya alışkanlıklarımızı değiştirdiğimizde beynimizin fiziksel yapısı değişir. Beyindeki bilgiyi hızlı bir şekilde işlemekten sorumlu hücreler olan nöronlar, binlerce hücre birbirine bağlıdır – ancak bir topluluktaki arkadaşlıklar gibi, aralarındaki bağlantılar sürekli değişir: güçlenme, zayıflama ve yeni ortaklar bulma. Sinirbilim alanı bu fenomeni “beyin esnekliği” olarak adlandırıyor ve beynin tıpkı plastik gibi yeni şekiller alma ve bunları tutma yeteneğine atıfta bulunuyor. Sinirbilim ‘deki daha yeni keşifler, beynin esneklik markasının bir şekle tutunmaktan çok daha incelikli olduğunu gösteriyor. Bunu yakalamak için, beynin esnekliğinden, 86 milyar nöron ve 0.2 katrilyon bağlantıdan oluşan bu geniş sistemin hayatınızın her anında kendini nasıl yeniden bağladığını vurgulamak için “canlı kablo” olarak bahsediyoruz.

Sinirbilim, beynin farklı bölümlerinin belirli işlevleri yerine getirmek için önceden belirlenmiş olduğunu düşündürür. Ancak yeni keşifler eski paradigmayı altüst etti. Beynin bir kısmına başlangıçta belirli bir görev verilebilir; örneğin, beynimizin arkasına “görsel korteks” denir çünkü genellikle görmeyi idare eder. Ancak bu bölge farklı bir göreve atanabilir. Görsel korteksteki nöronlarla ilgili özel bir şey yoktur: bunlar, gözleri gören insanlarda şekillerin veya renklerin işlenmesinde yer alan nöronlardır. Ancak körlerde, bu aynı nöronlar diğer bilgi türlerini işlemek için kendilerini yeniden bağlayabilirler.

Tabiat Ana (Mother Nature) beynimizi koşullara uyum sağlama esnekliği ile doldurdu. Keskin dişler ve hızlı bacaklar hayatta kalmak için ne kadar yararlı ise, beynin yeniden yapılandırma yeteneği de öyledir. Beynin canlı bağlantısı öğrenmeye, hafızaya ve yeni beceriler geliştirme becerisine izin vermekte.

Ben’in durumunda, beyninin esnek bağlantıları, sesi işlemek için görsel korteksini yeniden tasarladı. Sonuç olarak, Ben’in işitsel bilgilerle başa çıkmak için daha fazla nöronu oluştu ve bu artan işlem gücü, Ben’in ses dalgalarını şok edici ayrıntılarla yorumlamasına izin verdi. Ben’in süper işitme duyusu daha genel bir kuralı gösteriyor: belirli bir duyunun beyin bölgesi ne kadar fazlaysa, o kadar iyi performans gösterir.

Geçtiğimiz on yıllarca, nöronlar arası elektrik iletimine birçok açıklık getirdi, ancak belki de en büyük sürpriz onun hızlılığıdır. Beyin devreleri sadece yeni kör olmuş kişilerde değil, aynı zamanda geçici körlüğü olan gören kişilerde de yeniden düzenlenir. Bir çalışmada, gören katılımcılar yoğun bir şekilde Braille okumayı öğrendiler. Deney boyunca katılımcıların yarısının gözleri bağlıydı. Beş günün sonunda, göz bağı takan katılımcılar, Braille karakterleri arasındaki ince farkları, göz bağı takmayan katılımcılardan çok daha iyi ayırt edebildiler. Daha da dikkat çekici bir şekilde, gözleri bağlı katılımcılar dokunma ve sese yanıt olarak görsel beyin bölgelerinde aktivasyon gösterdi. Görsel korteksteki aktivite geçici olarak kesintiye uğradığında, gözleri bağlı katılımcıların Braille okuma avantajı ortadan kalktı. Başka bir deyişle, gözleri bağlı katılımcılar dokunma ile ilgili görevde daha iyi performans gösterdi çünkü görsel korteksleri yardımcı olmak için seçilmişti. Göz bağı kaldırıldıktan sonra, görsel korteks bir gün içinde normale döndü, artık dokunma ve sese yanıt vermiyordu.

Ancak bu tür değişikliklerin beş gün sürmesi gerekmez; bu sadece yaptığımız deney süresinde oldu. Gözü kapalı katılımcılar sürekli olarak ölçüldüğünde, dokunmayla ilgili aktivite görsel kortekste yaklaşık bir saat içinde ortaya çıkar.

—

Beyin esnekliği ve hızlı kortikalı ele geçirmenin rüya görmeyle ne ilgisi var? Belki eskiden düşünülenden daha fazla. Ben, gözlerini kalıcı olarak kaybettiği için görsel korteksinin diğer duyulara yeniden dağıtılmasından açıkça faydalandı, peki ya göz bağı deneylerine katılanlar? Duygu kaybımız sadece geçici ise, beyin bölgesini hızlıca fethetmek o kadar yardımcı olmayabilir.

Düşüncemize göre; biz bu yüzden rüya görüyoruz.

Beyin bölgesi için aralıksız rekabette, görsel sistemin kendine özgü bir sorunu var: Gezegenin dönüşü nedeniyle, tüm hayvanlar her 24 saatte ortalama 12’sinde karanlığa gömülüyor. (Elbette bu, mevcut elektrikli dünyamıza değil, evrimsel zamanın büyük çoğunluğu böyle idi.) Atalarımız, tüm yaşamlarının her gecesi, göz bağı deneyinin etkin bir şekilde farkında olmayan katılımcılarıydı.

Öyleyse, atalarımızın beyinlerinin görsel korteksi, gözlerden bilgi gelmediği zamanda kendi bölgesini nasıl korudu?

Beynin geceleri onu aktif tutarak görsel korteksin alanını koruduğunu düşünüyoruz. “Savunma aktivasyon teorimizde” rüya uykusu, görsel korteksteki nöronları aktif tutmak ve böylece komşu duyular tarafından ele geçirilmesiyle mücadele etmek için vardır. Bu görüşe göre, rüyalar öncelikle görseldir çünkü karanlığın dezavantajlı olduğu tek duyu budur. Bu nedenle, yalnızca görsel korteks, bölgesini korumak için dahili olarak oluşturulan aktiviteyi garanti edecek şekilde savunmasızdır.

—

İnsanlardaki uyku, her 90 dakikada bir hızlı göz hareketi (REM) uykusu ile noktalanır. Bu, çoğu rüya görmenin gerçekleştiği zamandır. (REM dışı uyku sırasında bazı rüya türleri ortaya çıkabilse de, bu tür rüyalar soyuttur ve REM rüyalarının görsel canlılığından yoksundur.)

REM uykusu, aktiviteyi doğrudan beynin görsel korteksine pompalayan ve gözlerimiz kapalı olsa bile görmemizi sağlayan özel bir nöronlar dizisi tarafından tetiklenir. Görsel korteksteki bu aktivite, muhtemelen rüyaların neden resimsel ve filmsel olduğudur. (Rüyayı körükleyen devre, aynı zamanda beyninizin vücudu hareket ettirmeden görsel bir deneyimi resimlendirebilmesi için REM uykusu sırasında kaslarınızı da felç eder.) Bu devrelerin anatomik hassasiyeti rüya uykusunun biyolojik olarak önemli olduğunu göstermektedir – çok hassas ve evrensel devre, arkasında önemli bir işlev olmadan nadiren gelişir.

Savunma aktivasyon teorisi, rüya görme hakkında bazı net tahminlerde bulunmakta. Örneğin, beyin esnekliği yaşla birlikte azaldığı için, REM’de harcanan uyku oranı da yaşam boyu azalmalıdır. Ve tam olarak olan şöyle: İnsanlarda REM, bir bebeğin uyku süresinin yarısını oluşturur, ancak bu oran yaşlılarda sürekli olarak azalır ve yaklaşık %18’e düşer. Beynin esnekliği azalırken REM uykusunun gerekliliği de azalıyor.

Elbette bu ilişki, savunma aktivasyon teorisini kanıtlamak için yeterli değil. Daha derin bir düzeyde test etmek için araştırmamızı insanlar dışındaki hayvanları da kapsayacak şekilde genişlettik. Savunma aktivasyon teorisi belirli bir tahminde bulunuyor: Bir hayvanın beyni ne kadar esnekse, uyku sırasında görsel sistemini savunmak için o kadar fazla REM uykusu gerekir. Bu amaçla, 25 primat türünün beyinlerinin doğumda esnekliğe karşı ne ölçüde “önceden programlanmış” olduklarını inceledik.

Peki bunu nasıl ölçebiliriz? Her türden hayvanın gelişmesi için gereken zamana baktık. Annelerinden ayrılmaları ne kadar sürer? Yürümeyi ne kadar çabuk öğreniyorlar? Ergenliğe ulaşmalarına kaç yıl var? Bir hayvanın gelişimi ne kadar hızlıysa, beyin o kadar önceden programlanmış (yani daha az esnek).

Tahmin edildiği gibi, daha esnek beyinlere sahip türlerin her gece REM uykusunda daha fazla zaman geçirdiklerini bulduk. Bu iki ölçü – beyin esnekliği ve REM uykusu – ilk bakışta alakasız görünse de, aslında bağlantılı olduklarını gösteriyor.

Bir ek not olarak, baktığımız primat türlerinden ikisi geceydi. Ancak bu, hipotezi değiştirmez: Bir hayvan gece veya gündüz ne zaman uyursa, görsel korteks diğer duyular tarafından ele geçirilme riski altındadır. Güçlü gece görüşü ile donatılmış gece primatları, yiyecek ararken ve avlanmaktan kaçınırken gece boyunca görüşlerini kullanır. Gün içinde daha sonra uyuduklarında, kapalı gözleri hiçbir görsel girişe izin vermez ve bu nedenle görsel korteksleri savunmayı gerektirir.

Rüya devresi, kör doğan insanlarda bile bulunacak kadar temelde önemlidir. Ancak, kör doğan (veya yaşamın erken dönemlerinde kör olan) kişiler rüyalarında görsel imgelem yaşamazlar; bunun yerine, yeniden düzenlenmiş bir oturma odasında kendi yollarını hissetmek veya garip köpeklerin havlamasını duymak gibi başka duyusal deneyimler yaşarlar. Bunun nedeni, diğer duyuların görsel kortekslerini ele geçirmesidir. Diğer bir deyişle, kör ve gören insanlar rüyalar sırasında beyinlerinin aynı bölgesinde faaliyetler yaşarlar; sadece orada işlenen duyularda farklılık gösterirler. İlginçtir ki, yedi yaşından sonra kör olan insanlar, genç yaşta kör olanlara göre rüyalarında daha fazla görsel içeriğe sahiptir. Bu da savunma aktivasyon teorisiyle tutarlıdır: Beyinlerimiz, biz yaşlandıkça daha az esnek hale gelir, bu nedenle kişi daha ileri yaşta görme yetisini kaybederse, görsel olmayan duyular görsel korteksi tam olarak fethedemez.

Eğer rüyalar görsel girdi eksikliğiyle tetiklenen görsel halüsinasyonlarsa, uyanıkken görsel girdiden yavaş yavaş yoksun kalan insanlarda benzer görsel halüsinasyonlar bulmayı bekleyebiliriz. Aslında, göz dejenerasyonu olan kişilerde, tank-solunum cihazına kapatılan hastalarda ve hücre hapsindeki tutuklularda olan tam da budur. Bütün bu durumlarda, insanlar orada olmayan şeyleri görürler.

Uzun karanlık dönemlerinde görsel halüsinasyonları açıklamak için savunma aktivasyon teorimizi geliştirdik, ancak bu daha genel bir ilkeyi temsil edebilir: beyin, yoksunluk dönemlerini telafi eden aktiviteyi oluşturmak için özel devreler geliştirmiştir. Bu, birkaç senaryoda ortaya çıkabilir: yoksunluk düzenli ve öngörülebilir olduğunda (ör. Uyku sırasında rüyalar), duyusal girdi yolunda hasar olduğunda (ör., Kulak çınlaması veya fantom uzuv sendromu) ve yoksunluk öngörülemez olduğunda (ör. İndüklenen halüsinasyonlar) duyusal yoksunluk yoluyla). Bu anlamda yoksunluk sırasındaki halüsinasyonlar, aslında bir hatadan çok sistemin bir özelliği olabilir.

Şimdi, hayvanlar alemindeki çeşitli türler arasında sistematik bir karşılaştırma yapmanın peşindeyiz. Şimdiye kadar, kanıtlar umut vericiydi. Bazı memeliler olgunlaşmamış olarak doğarlar, kendi sıcaklıklarını ayarlayamazlar, yiyecek elde edemezler veya kendilerini savunamazlar (kediler, yavruları ve gelincik gibi). Diğerleri olgun, dişleri, kürkleri, açık gözleri ve vücut ısısını düzenleme, doğumdan sonraki bir saat içinde yürüme ve katı yiyecekler ile anne karnından çıkmış olarak doğarlar (kobaylar, koyunlar ve zürafalar gibi). Olgunlaşmamış hayvanlar, olgun doğanlara göre 8 kat daha fazla REM uykusuna sahiptir. Neden? Çünkü yeni doğmuş bir beyin çok esnek olduğunda, sistem uyku sırasında görsel sistemi savunmak için daha fazla çaba gerektirir.

İletişimin başlangıcından beri rüyalar filozofların, rahiplerin ve şairlerin ilgisini çekmiştir. Rüyalar ne anlama geliyor? Geleceği temsil ediyorlar mı? Son yıllarda, rüyalar, alanın çözülmemiş temel gizemlerinden biri olarak sinirbilim çalışanların da gözüne girdi. Daha pratik ve işlevsel bir amaca mı hizmet ediyorlar? Rüya uykusunun, en azından kısmen, diğer duyuların kullanılmadığında beynin görsel korteksini ele geçirmesini önlemek için var olduğunu öne sürüyoruz. Rüyalar, çok fazla esnekliğe karşı denge sağlar. Bu nedenle, rüyalar uzun zamandır şarkıların ve hikayenin konusu olsalar da, beyin esnekliğinin ve gezegenin dönüşünün garip aşk çocuğu olarak daha iyi anlaşılabilirler.

Çeviren: Ahmet Doğan

Kaynak: TİME

https://time.com/5925206/why-do-we-dream/?utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=editorial&utm_term=ideas_science&linkId=109193463

Daha Fazla Bilgi İçin:

DAVID EAGLEMAN, Stanford Üniversitesi’nde sinirbilimcidir. Son kitabı Livewired: The Inside Story of the Ever-Changing Brain.

DON VAUGHN, UCLA’da bir sinirbilimcidir.