Nöronların Oluşumu ve Bilince Giden Yol
On binlerce yıllık bir tarihe sahip modern toplum, çevrenin akışı içinde sürüklenen değil bu akışı bilinçli bir şekilde yönlendiren organizma olarak diğer canlılardan ayrışmaktadır. İnsan, yaşamdaki her faaliyetinden bilgi edinen, edindiği bilgiyi biriktiren ve gelecek kuşaklara aktarabilen, bu bilgiyi işleyerek tabiata müdahale eden bir canlıdır. İnsan bilinci, maddesel bir olgudur, evrimin sonucu olarak ortaya çıkmış ve kendisi de evrim geçirerek gelişmeye devam etmektedir. Bilinç ortaya çıktığı biçimde kalmamış, ortaya çıkmasına sebep olan koşulların tarihi boyunca gelişmeye zorlanmaya devam etmiştir.
Her ne kadar kapsamlı ve yeterli bir tanımın yapılması mümkün olmasa da bilinç organizmanın, çevresel etkileşimi bilgiye dönüştürerek depolayabilmesi, depolanan bilgiyi işleyebilmesi yani kritik yapabilmesi, elde ettiği işlenmiş bilgiyi kendi yaşamsal faaliyetlerini geliştirebilmek için kullanmasıdır. Bu becerinin altında ise yüz milyonlarca yıllık evrimsel birikimi yatmaktadır. Bilincin evrimini tanımlayabilmek için, yine bilincin var olmasını sağlayan biyolojik süreci incelemek gerekir. Çünkü beynin ve nöron ağlarının ortaya çıkışının anlaşılmadığı durumda bilincin gelişimini anlamak da zor olacaktır. Bilinci ve aklı maddeden, maddenin evriminden ayrıksı algılamanın temelinde yatan faktörlerden biri de budur. Bu süreç, yüz milyonlarca yıl önce tek hücrelilerin etki-tepki yani bir biçimde ilkel iletişim geliştirmeleri ile başlar.
İlk canlılığın, yaklaşık 3,6-4 milyar yıl önce ortaya çıktığı varsayılmaktadır, günümüzde var olan bakterilerin en eski atalarının da 3,4 milyar yıl öncesine dayandığı belirtilmektedir. Bu süreç, tabiatta var olan maddelerin uzun süreli ve çeşitli biçimlerde, tesadüfi koşullar altında bir araya gelip dağılmasına yol açan, fiziksel ve kimyasal etkileşimin yoğun olduğu bir süreçtir. Bu fiziksel ve kimyasal etkileşim ilk canlı hücrelerin varlığına yol açmıştır. Bu canlılar çekirdeksiz yani bugünkü prokaryot hücrelerin basit biçimleri ile benzerlikler taşır. Bu hücrelerde, mitokondri gibi zarlı organeller bulunmaz; bu organeller de evrimsel süreç içerisinde ortaya çıkar. Ayrıca bu prokaryot benzeri ilk hücrelerin en önemli özelliklerinden biri mitoz bölünememeleridir. Bu hücreler, kromozomların kopyalanması yolu ile hücrelerin bölünmesi ile yani eşeysiz ürerler. Bundandır ki diğer hücreler ile iletişimleri oldukça sınırlı ve nispeten gereksizdir. Her ne kadar bu dönem için hücreler arası etkileşim sınırlı olsa da zaman içerisinde özellikle hücre faaliyetlerinin ürettiği kimyasal etkiler diğer hücreler tarafından da tüm diğer çevresel faktörler gibi algılanır ve tepki verir hale gelmişlerdir. Bunun yanı sıra, Kambriyen Patlaması denilen, çok hücreliliğe geçişin hemen öncesinde bu protozoalar arasında yalnızca kimyasal değil elektriksel etkileşimin daha öncesinde başlamış olabileceği düşünülmektedir. Bu etkileşim, hücrelerin bir araya gelmesini ve özelleşme denilen, birbiri ile etkileşimlerinin ve gelişiminin sağlandığı bir evrimsel yol ayrımına girilmesini sağlamıştır. Elbette, etkileşim yolu ile bir araya gelen hücrelerin malzeme alışverişi ve besin elde etmesi zaman içerisinde bu hücrelerin birleşmesine ve çok hücreliliğe adım atılmasına yol açmıştır. O güne kadar canlılık çorak bir durumken bundan sonra muazzam bir çeşitlilikte önü alınamaz biçimde gelişmiştir. Kambriyen patlaması sürecinde, artık gen duplikasyonu yani, hatalı kromozom ikilikleri ortaya çıkmaya başlamış, dolayısı ile bunların çoğalması ile birlikte tür çeşitliliği de artmaya başlamıştır. Yani bir hücre içerisinde artık iki ayrı gen materyali mevcut olmaya başlamıştır. Aslında bu durum bir komplikasyondur, yani biyolojik hatadır; ancak evrimde bu hücrelerin daha avantajlı bir yer tutmaları sonucu bu hata tek hücreliler arasında daha yaygın görülmeye başlanmıştır. İlk hücrelilerin kimyasal ve elektriksel etkileşimleri ve yine bu etkileşimi en çok geliştirecek biyolojik hataların evrimde avantajlı olması, milyonlarca yıl sonunda onların çok hücrelilere dönüşmesine ve ökaryotların oluşmasına yol açmıştır. Ayrıca bu etkileşimler, aynı zamanda bir ağ yapısı da oluşturmuştur. Çünkü, alınan etkinin tanımlanması ve buna uygun tepkinin geliştirilmesi için bir ağ yapısına ihtiyaç vardır. Bunun sonucunda, ilkel sinir ağları ortaya çıkmıştır. Sinir ağlarına sahip olmadan da elektriksel sinyalleşmeyi sağlayan cam süngerleri gibi istisnalar var olsa da evrimsel süreçte sinir ağlarına sahip canlıların daha yaygın biçimde türleştiği görülmektedir.
Çok hücreliliğe geçiş ile birlikte, elektriksel sinyalleri taşımak ve bu yönlü etkileşimi sağlamak üzerine sinir hücreleri gelişmeye başladı. Evrim, karşılıklı etki ve tepkinin gelişmesine yol açacak anomalilerin baskın hale gelecek şekilde üremesi ile devam etti. Bu gelişim sinir hücrelerinin yani nöronların oluşumunu sağladı.
Sinir hücrelerinin birbiri ile etkileşimi, aksiyon potansiyelleri ile sağlanmaya başlamıştır. Çünkü bazı hücreler, bir pil gibi işleyebilmektedir: Hücre zarının içinde ve dış kısmında doğal biçimde bir gerilim farkı oluşur. Özellikle hayvansal hücrelerin çok küçük olması sebebi ile içinde çok yüksek elektrik yükü birikebilir. Hücre içerisinde bu gerilimin alçalıp yükselmesi olayına ise aksiyon potansiyeli denir. Bu, hücreler arası etkileşimin en önemli aracıdır.
Sinir hücreleri, bu elektriksel etkileşimden en çok etkilenen hücrelerdir. Çünkü basit yapıları buna elverişlidir. Sinir hücresinde tek bir hücre gövdesi yani soma bulunur, dışarıdan gelen elektriksel uyarıyı gövdeye ileten dentritleri ve gövdeden gelen sinyali dışarı hücrelere ileten çıkıntı halinde sinir lifleri yani akson bulunur. Bu aksonlar aynı zamanda beyin sapının da kökenini oluşturmaktadır.
Bu canlıların suda gelişimlerini sürdürüyor oluşları ve artık sinir ağ yapısına sahip olmaları, belirli temel hareketleri kontrol edecek şekilde bir sinir ağı gruplaşmasını ve özelleşmesini beraberinde getirmiştir. Su içerisinde hareketlerin etkileşimini sağlayan ve buna dair bilgi işleme kapasitesi edinen bu özelleşme aynı zamanda ilkel beyni oluşturmaktadır. Ortaya çıkan en eski beyin yapısı arka beyin olarak bilinen ve canlının herhangi bir olumsuz durumda iç yapısını gelişen bu yeni duruma göre dengede tutacak biçimde ayarlamasını sağlayan organdır. Böylece, sinir ağları merkezi bir yapıya sinyal iletmeye başladı ve bu merkezi yapıda bilginin oluşması için de olanak oluştu. Bilginin işlenerek tepkiye yol açması da bu sürecin devamıdır.
Yaklaşık 300 milyon yıl önce memelilerin karaya çıkması ile birlikte, yeni koşullarda farklı hareketler ve farklı organların gelişmesi tetiklendi. Beyin de bu hareketlerin merkezi olarak gelişimini sürdürdü. Elbette beyin, her canlıda aynı biçimde gelişmiyordu. Hatta aynı dönemde beyni olan ve olmayan canlıların varlığı da söz konusudur, bir merkezi sinir ağının olması da canlılığın tek ve temel şartı değildir. Her türde farklı faktörlerden kaynaklı farklı biçimde bir gelişim ve evrim süreci işliyordu. Örneğin büyük cüsseli dinozorlarda beslenmeyi daha fazla kolaylaştıracak ve kafa bölgesini koruyacak şekilde baş bölgelerinde daha fazla kas ve kalın kemik gelişiyordu. Dolayısı ile beynin gelişimi kösteklenmiş oluyordu ya da kuşlarda kafa bölgelerinde, daha çok besin bulma ve yakalama olanağını artıracak gaga veya ağız gelişirken, uçmak gibi evrimsel avantajlarını pekiştirecek biçimde daha güçlü veya işlevsel kanatların gelişimini sağlayacak mutasyonların çoğalması ile evrim gerçekleşiyor, beyne değil bu organlarda evrim yaşanıyordu. Memeliler için ise farklı bir gelişim seyri görülüyordu.
Çoğunlukla dönemindeki birçok canlıya rağmen daha küçük cüsseli olan ve daha zayıf bir fiziksel yapıya sahip olan memeliler için bir dinozor boyutunda kuvvetli bir çeneye ihtiyaç yoktu, kullandığı besinler kuvvetli bir çene gerektirmiyordu. Ya da kuşlar gibi “havada kalma” gibi komplike davranışları da yoktu, yaşamsal faaliyetlerini tümü ile yerde sürdürüyordu. Memeliler için avantajlı olan, çene ve kafatası kemiklerinin zayıflığını gelişmiş beyin ile dolduran mutasyonlardı. Çünkü beyin geliştikçe saldırganlardan kaçabilme, avlanabilme ve kamufle olabilme becerileri artıyordu.
85 milyon yıl önce primatların ortaya çıkışı ile birlikte artık komplike beyin bölümleri de ortaya çıkmıştı. Beyin bir kas yapısı değildir, nöronlardan ve nöronlar arası elektrik iletimini sağlayacak yan unsurlardan oluşan bir yapıdır. Sinir hücreleri omurilik sayesinde vücut içerisinde yayılır, böylece vücudun her bölgesine gerçekleşen etki, nöronlar vasıtası ile merkeze yani beyne taşınır. Primatlar ile birlikte, avlanmayı ve saldırılardan korunmayı sağlayacak biçimde beynin çeşitli yapılarının diğer türlere göre daha gelişkin hale gelmeye başladığı görünmektedir. Ancak tek başına bu, beynin daha işlevli hale gelmesini sağlamaz. Örneğin beyin sapı üzerindeki orta beynin gelişimi görme yetisini artırır, refleks kazandırır. Ancak bir av için bu bölüm sürekli gelişim gösterirken bir avcı için belirli koşullar altında aynı düzeyde gelişim göstermeyebilir. Avın çokluğu avcının bu bölümün gelişimini sağlayacak mutasyonların çoğalmasına ihtiyacını azaltırken avcının çokluğu avın bu bölümü geliştirecek şekilde evrimleşmesini sağlar. Memeliler için geçerli muhtemel gelişme biçimi ikinci versiyondur.
Memelilerin beyninin gelişiminde esasta iki dönem sıçrama yaratmıştır. Birincisi 66 milyon yıl önce büyük cüsseli dinozorların yani memelilerin en büyük düşmanlarının bir anda ortadan kalkmış olmasıdır. Bu dönem, memelilerin hızlı bir biçimde gelişmesine ve yayılmasına olanak sağlamıştır. Sonraki süreç, özellikle o dönemin Afrika’sının büyük ormanlar ile kaplı olması ve primatlara büyük oranda bu alanın ev sahipliği yapması sebebi ile bazı fizyolojik değişikliklerin görülmesine yol açmıştır. Ormanlık alanda avcıları seçebilmek için renkli görme ve beyinde ilgili bölümlerin gelişimi tetiklenmiş, gözlerin öne gelmesi ile çene küçülmeye devam etmiştir. Ayrıca bugün insan beyninin kütlesinin yaklaşık yüzde 76’sını oluşturan neokorteksin de bu dönemde oluştuğu varsayılmaktadır. Neokorteks, biliş faaliyetlerinden ve motor faaliyetlerinden sorumludur. Yani beynin daha da komplike hale gelmesinin ve davranışların çeşitlenmesinin sonucudur. Bir yandan beyne kafa içerisinde yer açılırken avantaj sağlamayan bölümlerde küçülme gerçekleşmiştir. Enerji, körelen organlardan beyne aktarılmış, böylece beynin gelişimi devam etmiştir.
Beynin gelişiminin artarak devam etmesini sağlayan bir diğer olayın, Afrika ve Arap levhaları arasındaki çarpışma ve magma hareketleri ile Doğu Afrika Riftinin oluşması olarak gösterilmektedir. Yaklaşık 8 milyon yıl önce tamamlanan bu rift ile birlikte Doğu Afrika yükselmiş, derin ve kurak vadiler, sarp kayalıklar oluşmuş ve bu alanda yaşayan primatlar bu yeni yeryüzü ve iklim koşullarına uyum sağlamak zorunda kalmıştır. Ormanların olmayışı ve ağaç üzerindeki primatların yere inişi, beynin iki fonksiyon üzerinden gelişmesini sağlamıştır. Birincisi, artık daha uzak mesafeler görülebilmektedir ve dolayısı ile görme ile ilgili bölüm gelişmektedir. Bir diğeri ise daha uzaktaki avcıların veya su ve besin kaynaklarının görülebilmesi için iki ayak üzerinde durulmaya başlanmasıdır. Bu ise beynin denge bölümünün gelişimine katkı sağlamıştır. İki ayak üzerinde duran primat, ellerini de çevredeki nesneleri kullanmakla görevlendirmiştir. Beynin ve bilişsel becerilerin gelişmesine temel olan olgu, ellerin serbest kalmasıdır.
Artık motor ve bilişsel becerilere daha fazla ihtiyaç vardır, çevredeki nesnelerin ava ve avcıya karşı daha etkili kullanılması gerekmektedir, beyin hacminin de neokorteksin de buna uygun biçimde gelişmesi gerekecektir. Son iki milyon yıla geldiğimizde, insan türleri ortaya çıkmaya başlamıştır. Bu insan türlerinin beyin yapıları birbirinden oldukça farklıdır. Örneğin varlığını en uzun süre devam ettiren insan türlerinden olan Homo Erectusun beyni ortalama bin cm3 büyüklüğe sahipken Neandertal beyni bin 600 cm³ ortalama büyüklüğe sahiptir. Beynin gelişimi farklı türlerde farklı yönlerden devam edebilmektedir, ancak artık nesneleri hareket ettirme ve yaşamsal faaliyetlerinin önemli bir parçası haline getiren insan için durum farklıdır.
devam edecek…
