Bu yazı Bilim ve Gelecek Dergisi web sitesinden alınmıştır.
Yazının tam adresi http://www.bilimvegelecek.com.tr/?goster=893
Düşüncenin hızıYazının tam adresi http://www.bilimvegelecek.com.tr/?goster=893
Samuel Morse, 1844’te ilk ticari telgrafı yaptığında, hayatın hızıyla ilgili beklentilerimizi de kesin biçimde değiştirmiş oldu. İlk telgraf mesajlarından biri, aynı yıl Baltimore’da yapılan ve delegelerin Senatör Silas Wright’ı başkan yardımcılığına aday gösterdikleri Demokratik Ulusal Konvansiyon’dan geldi. Konvansiyon başkanı, Washington D.C.’de bulunan Wright’a kabul edip etmediğini soran bir telgraf çekti. Wright hemen cevap gönderdi: Hayır. Mesajın hattan uçarcasına gelmesine pek inanmayan delegeler, oturuma ara vererek, cevabını doğrulamak için “ağır” bir heyeti trenle Wright’a gönderdiler. Cevap, tabii ki aynıydı. İşte böylesi başlangıçlardan, günümüzün yüksek hızlı, ağ tabanlı toplumuna gelindi.
Telgraf, büyük ölçüde ve bir o kadar da önemli oranda, iç yaşamımızın hızı hakkındaki görüşlerimizi de dönüştürdü. Morse’un buluşu, araştırmacılar tam da sinir sistemini çözmeye başladıkları sırada ortaya çıktı. Telgraf hatları, sinir sisteminin nasıl çalıştığı konusunda ilham verici bir modeldi. Her şeyden önce, hem sinirler hem de telgraf hatları, uzun tellerden oluşuyor ve sinyalleri aktarmak için elektrik kullanıyorlardı. Bilim insanları telgraf sinyallerinin aniden hareket etmediklerini biliyorlardı. Yapılan bir deneyde, bir dizi nokta ve çizgiyi telgraf hattı boyunca 900 mil hareket ettirmek, sadece saniyenin dörtte biri kadar bir sürede gerçekleştirilmişti. Belki ilk beyin araştırmacıları, sinirlerin sinyal göndermesinin de belli bir sürede olacağını düşünüyorlardı. Ve bu süreyi, belki de ölçebilecektik.
Düşüncenin hızının, tıpkı bir taşın yoğunluğu gibi ölçülebileceği fikri oldukça şaşırtıcıydı. Ama bilim insanları, tam da bunu gerçekleştirdiler. 1850’de Alman fizyolog Hermann von Helmholtz, telleri bir kurbağanın bacak kaslarına bağladı, böylece kas sıkışarak çemberi kıracaktı. Sinyalin sinirden kasa geçişinin, saniyenin onda birinde gerçekleştiği anlaşıldı. Bir başka deneyde ise, insan derilerine hafif şok uygulayarak, hisseder etmez jestle karşılık verdiklerini gördü. Sinyallerin insan sinirlerindeki hareketi de belli bir sürede gerçekleşmişti. Helmholtz, insanların, başparmaktan verilen şoka omurgadakinden daha uzun sürede yanıt verdiklerini bulguladı, çünkü beyne giden yol daha uzundu.
Helmholtz’un ulaştığı sonuçlar, insanların dünyayı, duyu ve algı arasında hiçbir gecikme olmaksızın, olduğu gibi yaşantıladıkları şeklindeki içgüdülerine uymuyordu. Alman fizyolog Emil Du Bois-Reymond, 1868’de, “Bütün bunların bir yanılgı olduğunu” açıkladı. “Öyle görünüyor ki, ‘düşünce kadar hızlı’ demek, o kadar da hızlı demek değil.”
Helmholtz ve ekibi, sahip oldukları basit araçlarla, düşünce hızının yalnız kaba ölçümünü yapabildiler. Ekipten bazıları, diğerlerinin iki katı oranlara ulaştı. O günden beri, araştırmacılar daha kesin sonuçlar elde etmek için çalışıyorlar. Günümüzde, onların neden bu kadar zorlandıklarını anlayabiliyoruz. Sinirlerimiz, bedenimizin tüm bölümlerini saran biyolojik istekleri yansıtırken, işlediği hızlar da birbirinden oldukça farklıdır. Evrim, beynimizi bazı yönlerden bir süper otoyol gibi yönetilmeye ayarlamışken, bazı yönlerden ise bizi “kaderimize terk etmiştir”.
Düşünce ani olmayabilir ama epey zaman aldığını görebileceğimiz kadar da hızlı. Sinir sistemindeki hız gereksinimini anlamak hiç de zor değil. Hayvanların, tehlikeyi duyumsamaları ve yırtıcılardan kaçmaları sinir sistemleri sayesindedir, buna karşılık yırtıcılar da hızlı saldırılara sinirleri sayesinde geçerler. Hız ayrıca, birçok yönden bizi şaşırtmakta ve etkilemektedir.
Düşüncenin hızını anlamaya yönelik oldukça yaygın bir deneyde, araştırmacılar, ters çevrilmiş ve orantısız bir U harfini bir süreliğine deneklere göstermekte ve hangi ayağın daha kısa olduğunu sormaktadırlar. Deneklerin tepki süreleri, genel olarak, yaşamları hakkında birçok gerçeği ortaya çıkarmaktadır. Daha hızlı yanıt verenler, zekâ testlerinde yüksek puan almaya eğilim gösterirler. Bazı psikologlar, beyindeki yüksek işlem hızının, zekânın vazgeçilmez bir bileşeni olduğunu iddia etmektedirler. İnsanların, depresyon gibi psikolojik bozuklukları olduğu zaman, yanıtların hızı da düşer. Tepkileri ağır olan ve zihinleri bulanık insanların ise, inme veya kalp krizi gibi olaylar yüzünden ölmeleri daha olası bir durumdur.
Yüksek hız ayrıca, dünyayı algılama şeklimiz açısından da önemlidir. Gözlerimiz, her bir noktada ne gördüğümüzü anlamamız için bizi saniyenin yalnızca onda biri gibi bir süreye sıkıştırarak, saniyede üç dört defa yeni bir yöne çevrilir. Biz de bu süreyi oldukça iyi kullanırız. Geçenlerde, MİT’den sinirbilim uzmanları Michelle Greene ve Aude Olivia, insanlara kısa süreliğine manzara resmi göstererek ardından bunlar hakkında sorular sordukları bir deney uyguladılar. Örneğin, resimlerde orman var mıydı, ya da gördükleri sıcak bir yer miydi? İnsanlar, her resme saniyenin onda birinden kısa bir süre bakmış oldukları halde oldukça doğru yanıtlar verdiler.
Dünyayı bu kadar hızlı anlayabiliyoruz, çünkü gözlerimizin içinde akıllı hız yükselticileri bulunuyor. Almanya’da bulunan Max Planck Nörobiyoloji Enstitüsü’nden Tim Gollisch, bunlardan bir tanesini tanıtladı. Retinal dokuyu amfibiyanlardan ayırarak canlı dokuyu bir dizi geometrik şekle tabi tuttu. Sonra, sinir hücrelerinin buna karşılık nasıl tutuştuklarını kaydetti. Ve fark etti ki, her bir sinir hücresi, gösterdiği resme bağlı olarak, ya daha erken ya da daha geç tutuşuyor. Değişimler, yalnızca sinirsel tepkilerin süresine bakarak şekil tahmini yapabileceği kadar açık seçikti. Test, amfibiyanlarla yapılmış olsa da, Gollisch sonuçların insan beyni için de geçerli olacağını öne sürüyor. Dış dünyayı betimlemeye başlamadan önce, retinadan tüm sinyallerin gelmesini beklemeleri gerekmiyor. İlk alınan bilgi parçalarıyla işe hemen başlayabilirler.
Hızlı bir şifre kullanmak düşünceyi hızlandırabilir, ama beyin -tıpkı telgraf ağı gibi- büyük ölçüde yolların verimli olup olmamasına bağlı. Örneğin, retinadan gelen dürtüler, göz sinirini, sinyalleri beynin arka bölümünde bulunan göz merkezine bağlayan talamusa kadar kat etmek zorundadırlar. Daha sonra ise, görsel bilgiyi kullanarak kararlar aldığımız ve eyleme geçtiğimiz beynin öteki merkezlerine akarlar. Bu yolculuğu hızlandırmanın yolu, hızlı bağ kurmaktır. 1854’te fizikçi William Thomson, telgraf teli ne kadar geniş olursa sinyalin de o kadar hızlı olacağını ve uzağa gideceğini gösterdi. Aynı kural sinirler için de geçerli. Beyindeki Betz hücreleri gibi en dolgun aksonlar, en kalınların bile 200 katı kalınlığında.
Hatlara hız kazandırmanın bir başka yolu, onları yalıtmaktır ve bu, sinir hücreleri için de geçerli bir durumdur. Bazı sinir hücreleri, miyelin olarak bilinen yalıtım malzemesine sarılı durumda. Omurgadan inen ve aşırı derecede miyelinleştirilmiş sinirlerde, sinyaller saatte 180 millik bir hıza ulaşabiliyorlar. Miyelinden yoksun sinir hücrelerinde ise, saatte yalnız yarım mile kadar çıkılabiliyor. Ağrıyı taşıyan sinir lifleri, en yavaşlar arasında bulunuyor. Ağrının beyne ulaşması birkaç saniye alabiliyor, bu durum, bazen parmağımızı incittiğimizde neden geç tepki verdiğimizi de açıklıyor.
İlke olarak, eğer beynimizdeki aksonlar kalın olsaydı, düşüncelerimiz çok daha hızlı hareket edebilirdi. Ama insan beyni, -Dünya’dan Ay’a ulaşmak için fazlasıyla yetebilecek- en az 250 bin millik bir hatta sahip ve sıkı sıkıya bağlanmış durumda. Princeton Üniversitesi’nden sinirbilimci Sam Wang, beyinlerimizin, kalın aksonlardan oluşsalardı ne kadar büyük olacaklarını hesapladı. Bu durumu, “beyinlerimizin tamamıyla onlardan oluşması kafalarımızı öyle büyük yapardı ki kapılardan sığamazdık” diye açıklıyor. Böylesi bir beyin, aynı zamanda devasa miktarda enerji de tüketirdi.
Sınırları biyoloji ve fizik tarafından belirlenen beynimiz, oldukça etkili biçimde çalışmak üzere evrimleşmiştir. Örneğin, beynimizde bulunan sinir hücreleri, bir araya gelerek küçük ağlar oluştururlar ve daha sonra, görece uzun dönemli bağlantılarla birbirlerine eklenirler. Bu tür ağların, diğer düzeneklerden daha az hatta gereksinimi vardır, bu da, sinyallerin kat etmeleri gereken mesafeyi düşürür.
Beynimizi hızlandırmanın bir yolu da pratik yapmaktır. Vanderbilt Üniversitesi’nden sinirbilimci Rene Marois, insanlara çok-görevli bir test uygulayarak bu etkiyi ölçtü: Deneklerin, iki olası sesten birine yanıt verirken, aynı zamanda bilgisayar ekranında iki olası yüzden hangisinin göründüğünü tanımlamaları da gerekiyordu. 8-12 uygulamalı oturumu içeren sadece iki haftalık eğitimin ardından denekler, her iki görevi de, neredeyse tek bir tanesini yaparken ulaştıkları hızla gerçekleştirebiliyorlardı. Marois’nın yorumuna göre, beynimizin, özellikle alın korteksi gibi dar bölgelerinde bulunan sinir hücreleri, doğru yanıtı üretebilmek için daha az sinyale ve süreye gereksinim duyarlar.
Yine de, beyinlerimizin bazen yavaşlaması gerekebilir. Retinada, merkeze yakın sinir hücreleri kenardakilerden çok daha kısadır, ama her nasılsa, tüm sinyaller, bir sonraki sinir tabakasına aynı anda ulaşmayı başarıyor. Bedenin bunu yapabilmesinin bir yolu, bazı sinir sinyallerini engellemekten, örneğin, ilgili aksonlara daha az miyelin koymaktan geçiyor. Sinir dürtülerini daha yavaş hareket ettirmenin bir başka olası yolu ise, sinyallerin kat etmeleri gereken yolu uzatsınlar diye, daha uzun aksonlar oluşturmaktır.
Aslında, düşüncenin hızını doğru yerlerde düşürmek, bilincin temelleri açısından oldukça önemlidir. İç benliklerimizin saniyesi saniyesine yaşadığı farkındalık ve dış dünya, beynin dış katmanlarına hızı ayarlayan sinyalleri gönderen ve beynin merkezine yakın bir bölge olan talamusa bağlıdır. Talamustan gelen aksonların bazıları kısa, bazıları uzun olsa da, sinyalleri beynin tüm bölgelerine aynı anda ulaşır - iyi ki böyle, aksi takdirde düzgün düşünemezdik.
İşte tam da bu yüzden, Helmholtz düşüncenin, kuştan hızlı sesten yavaş, sonsuz bir hızla devindiğini fark ederken, beyinle telgraf arasındaki temel farkı gözden kaçırdı. Hız, her zaman kafamızdaki en önemli şey değildir. Bazen asıl sorun, zamanlamadır.
(Kaynak: Carl Zimmer, Discover, Aralık 2009)
