doğal biyolojik nöronların temelleri
bilimselkonular tarafından yazıldı. Salı, 04 Kasım 2008 20:26
Prof.Dr. Yunus Emre Evlice
Çukurova Üniversitesi Tıp Fakultesi
1930’lardan sonra sinir ve kas hücreleri üzerinde yapılan elektrofizyolojik çalışmalar, sinir sisteminin işleviyle sinir sisteminin yapı taşları olan hücreler (nöron) arasında bağlantı kurulmasını sağladı. 1950’lerden sonra klinik psikiyatride antipsikotik ve antidepresan ilaçların kazandığı başarının da etkisiyle, nörobiyoloji alanındaki çalışmalar hız kazandı. Son yıllarda yapılan çalışmalar davranışın nörobiyolojik temellerini tümüyle açıklamaya yeterli olmasa da, bunun için gerekli çerçeve büyük ölçüde oluşturulmuş bulunuyor.
Davranışın yapı taşları: Nöronlar
Basit ya da karmaşık her türlü davranış, beynin değişik bölgelerinde yer alan bir grup nöronun etkinliği ile gerçekleşir. Beynin çalışabilmesi için nöronlar arasında iletişim zorunludur.
Bu iletişim aksiyon potansiyelleri denilen elektriksel sinyallerle sağlanır. Her nöron, dentritleri aracılığı ile diğer nöronlardan gelen uyarıları alır ve nöron gövdesine iletir. Bu uyarılar ya inhibitör ya da eksitatör niteliktedir. Değişik kaynaklardan gelen zıt yönlü uyarıların nöron gövdesindeki toplamına göre, nöron eksite ya da inhibe olur ve bu enformasyon nöronun aksonu aracılığıyla bağlı olduğu nöronlara ya da efektör organa (kas, salgı bezi) iletilir. Basit ve karmaşık davranış arasındaki temel fark, karmaşık davranışda daha çok sayıda ve değişik enformasyon içeren nöron gruplarının olaya katılmasıdır.
Genellikle nöronlar, dentritleri ve aksonları arasında karmaşık ilişkilerin kurulduğu birimler oluştururlar. Her birim diğeriyle karşılıklı ilişki içindedir ve her birim alınan uyarıyı modifiye ederek ilişki içinde olduğu diğer birimlere iletir. Sinir sistemi omurilikten beyin kabuğuna, hiyerarşik bir düzen içinde birbirine eklenmiş birimlerden oluşmuştur, diyebiliriz.
Evrim sürecinde, sinir sistemi yeni üst merkezlerin eklenmesiyle gelişimini sürdürmüştür. Örneğin neokorteksde bulunan nöronlar kolon şeklinde örgütlenmişlerdir. Bu nöronların yapıları, yerleşimleri ve aralarındaki bağlantıları birbiribe çok
benzer; kolonların, korteksin bilgi-işlem yapıları (modül) oldukları kabul edilmektedir. En gelişmiş beyne sahip olan insanda, neokorteksin diğer yüksek memelilere göre daha gelişmiş olması nedeniyle daha fazla bilgi işleyebilecek modüller bulunmaktadır.
Nöronların dili: Frekans kodları
Nöronlar ya hep ya hiç kuralına göre etkinlik gösterir. Bir nöron, eksitatör ya da inhibitör uyarıları entegre ettikten (bütünleştirme) sonra ya aksiyon potansiyelleri doğurur ya da sessiz kalır. Dolayısıyla bir nöronun kendini değişik biçimlerde ifade edebilmesi, ancak farklı frekansta ve sayıda aksiyon potansiyeli kümeleri ve bunların arasına giren farklı süredeki sessiz aralıklarla mümkün olabilmektedir (amplitüd değişmez). Böylece farklı bilgiler, değişik aksiyon potansiyeli kümeleri ile kodlanıp iletilir.
Bir birimde bulunan nöronlar ve nöronlar arasındaki karmaşık bağlantılar, kodlama repertuvarı zengin, esnek bir yapı oluşturur. Bir birime aksiyon potansiyeli kümeleri ile ulaşan bilgi, bu birimde modifiye edilerek, yine aksiyon potansiyeli kümeleri halinde diğer birimlere iletilir. Farklı nöron yapıları, hücre zarında yer alan değişik türde iyon kanalları ve nöronlar arası bağlantılar, nöronlara değişik deşarj paternleri (kodlama yeteneği) sağlamaktadır.
Nöronlar arasındaki bağlantı noktaları: Sinapslar
Nöronlar arası ilişkiyi sinapslar sağlar. Bu özelleşmiş yapılarda presinaptik tarafa ulaşan aksiyon potansiyeli, bu uçtan kimyasal bir mediyatör salınmasına yol açar. Bu mediyatör postsinaptik taraftaki reseptörlerle etkileşerek, bazı iyon kanallrını aktive eder ve postsinaptik zarda elektriksel potansiyel değişikliğine yol açar. Sinaptik geçişi (transmission) sağlayan mediyatörler, nöronlar arasındaki ilişkiyi düzenleyen temel ögelerdir. Bugün 30 kadar nöromediyatörün varlığı bilinmektedir.
Sinaptik geçiş halen nörobiyolojinin en popüler konularından biridir. Pre- ve postsinaptik tarafta, çeşitli ilaçlarla sinaps işlevini etkilemek mümkündür.
Bu tür ilaçlar sağlıklı kişilerde ve ruhsal hastalığı olanlarda belirgin davranış değişikliklerine yol açabilmektedir. Buradan yola çıkılarak, şizofrenide dopaminerjik, depresyonda katekolaminerjik varsayımlar ileri sürülmüştür.
Davranışın oluşumunda önemli bir yapı olan sinapsın yanı sıra nöron morfolojisi, biyokimyası, iyon kanalları, glia hücreleri ve kan-beyin bariyeri gibi beynin diğer biyolojik özelliklerinin de sinir sisteminin işlevlerinin düzenlenmesindeki rolünü unutmamak gerekir. İlginçtir ki, Einstein gibi bir dahinin beyninde saptanabilen tek farklılık, glia hücrelerinin normalden fazla olmasıdır.
Davranışın biyolojik altyapısının gelişimi
İlk aşamada nöronların ve sinir sisteminin diğer yapılarının oluşumu intrauterin dönemde gerçekleşir. Bu oluşum, temelde kalıtımsal ve gelişimsel etmenlerce belirlenir. Bu yapı, yenidoğanın çevreye fizik uyumunu sağlayacak bilgiyi; ağlama, gülme, acıya tepki gibi ilkel davranış örüntülerini içerir.
Gelişmenin ikinci aşaması yaşamın ilk yıllarında gerçekleşir. Bu dönemde yoğun bir sinaps oluşumu vardır. Çevresel uyarılar bu sinapsların bazılarını korur ve geliştirirken, kullanılmayan sinapslar ise yok olur. Örneğin, yeni doğan maymunlarda bir göz kapatıldığında, görmeyle ilgili olan oksipital korteksin hücresel yapılanması (sitoarkitektür) normalden farklı bir yönde gelişir; kapatılan göz daha sonra açılsa bile bu hayvanlar normal iki gözle görmeyi başaramazlar. Nitekim, çocuklarda şaşılık yaşamın ilk yıllarında düzeltilmediği takdirde, kortekste sapkın (aberant) bir yapı oluşmakta ve daha sonraki yıllarda göz hücrelerinin eksenleri ameliyatla paralel hale getirilse bile, normal iki gözle görme sağlanamamaktadır. Benzer biçimde, kritik yaşa kadar toplumsal yaşamdan uzak kalmış vahşi çocukların daha sonra normal konuşmayı öğrenemedikleri ve toplumsal uyumlarının bozuk olduğu görülmüştür. Bunun bir diğer örneği de, bebeklerde anne yoksunluğu sonucu ortaya çıkan, fiziksel ve mental gelişme geriliği, toplumsal uyum bozukluğu ve mikrobik hastalıklara yatkınlık ile karakterize anaklitik depresyondur.
İlk iki aşamada son şeklini almış olan sinaptik bağlantıların, modifiye edilerek kullanılması, gelişmenin son aşamasını oluşturur. Çevresel etmenlerin ve öğrenmenin, sinaps yapısında oluşturduğu kalıcı ya da geçici biyokimyasal, elektriksel ve yapısal değişiklikler, bu sinaps üzerinden iletilen uyarıların güçlenmesine ya da zayıflamasına yol açar.
O halde, davranışı belirleyen nöron ağlarının temel yapısı, kalıtımsal ve gelişimsel etmenler ile birlikte, erken gelişme döneminde, çevresel etmenlerce belirlenmektedir. Daha sonraki yaşamda çevresel etmenler ve öğrenme, bu yapının potansiyel yeteneklerini modifiye ederek, değişik davranış örüntülerini ortaya çıkarabilmektedir. Bir dilde konuşma işlevinin gelişimi, buna örnek olarak verilebilir. Dünyada konuşulan değişik diller, çok benzer özellikler göstermektedir. Yapıları farklı gibi görünen dillerde bile çocukların dil öğrenmesi süreci aynı aşamalardan geçmaktedir. Japon erişkinler r ve l arasındaki farkı ayırt edemezken, Japon bebekler bu iki sesi kolayca ayırt edebilmektedir. Yüksek bir beyin işlevi olan konuşmanın temel özellikleri, kalıtımsal ve gelişimsel etmenlerce belirleniyor; erken gelişme dönemindeki çevresel etmenler ise (çocuğun içinde yaşadığı toplumun konuştuğu dil) bu temel yapıda önemli değişikliklere yol açabiliyor (farklı hançerelerin ortaya çıkması gibi). Bununla ilgili bir diğer örnek, küçük yaşta bir dili öğrenip sonra unutan çocukların erişkin yaşta aynı dili tekrar öğrenmek istediklerinde, bunu kolaylıkla başarmaları ve söyleyiş (telaffuz) sorunlarını kolayca çözebilmeleridir.
Ruhsal işlevler beyinde lokalize edilebilir
Görme, işitme gibi basit işlevlerin yanı sıra konuşmanın da korteksteki yerleşimi Wernicke ve Broca’nın öncü çalışmalarından beri bilinmektedir. Sağ elini kullananların %95’inde sol hemisfer dominant iken; sol elini kullananlarda bu oran %60 dır. Konuşma için major (dominant) hemisfer yeterlidir. Minor hemisferde bulunan simetrik bölgeler ise konuşmanın duygusai içeriğinin anlaşılması ve ifade edilmesi için gereklidir. Örneğin minor hemisferde bozukluğu olan biri, konuşulanları doğru olarak anlar, ancak konuşmanın taşıdığı duygusal tonu (öfke, sevinç, hüzün gibi) kavrayamaz. Benzer biçimde, matematiksel yetenekler ve mantıklı düşünme, major hemisferde yerleşik iken; müzik, resim gibi sanatsal yetenekler minor hemisferin işlevleridir.
Temporal lop epilepsisi olan kişilerde, epileptik odak major hemisferde ise bu kişilerin interiktal dönemde felsefi uğraşlara eğilimli oldukları; odak minor hemisferde ise aşırı duygusal tepkiler verdikleri görülmüştür.
Son yıllarda tıp uygulamasına giren PET (pozitron emisyon tomografisi) ile beyin işlevlerini incelemek mümkün olmaktadır.
Sonuç olarak, basit ya da karmaşık her türlü davranış, beyindeki bir dizi biyolojik süreç sonucu gerçekleşmektedir. Normal ve normal dışı davranışta rol oynayan biyolojik süreçler aydınlandıkça, ruhsal hastalıkların sağaltımında daha akılcı yöntemler kullanılacak ve daha iyi sonuçlar alınacaktır.
Yorumlar (0)
Yorum yaz
| < Önceki | Sonraki > |
|---|
