Nöronlar

"Beyin mucizesi" belgeselinden

Nöronlar

Tüm bilgisayarlardan çok daha karmaşık bir yapıya sahip olan ve sınırları belirlenemeyen sinir sistemi nasıl çalışmaktadır?

Sinir sistemi yaklaşık 100 milyar nörondan ve bunların arasındaki trilyonlarca bağlantıdan oluşur. Trilyonlarca ağın ne demek olduğunu hayalimizde canlandırmaya çalışalım.

Bilgisayarda internet üzerinden bir arkadaşınızla mesajlaştığınızı düşünün. Ve sonra bir arkadaşınız daha katılsın. Şimdi bunu biraz daha büyütelim. İstanbul'da yaşayan 16 milyon insan aynı anda internet üzerinden birbirleriyle mesajlaşsın. Üstelik bu mesaj trafiği bir bütün olarak ortak bir amaca hizmet etsin. Ve bu iletişim hiç kesintisiz bir ömür boyu sürsün. Ve şimdi de şehir sayısını 62.000'e çıkaralım. 62.000 İstanbul dolusu insanın her an ve sürekli birbirleriyle iletişim halinde olduğu bir ağ hayal etmeye çalışalım. İşte bu beyindir.

Böyle bir iletişim ağını kurabilmemiz şu anki teknoloji ile mümkün değildir. Ancak beynin derinliklerine yerleştirilmiş çok sayıda hücre birbirleriyle böyle bir iletişim halindedir. Bu durum başlı başına bir yaratılış mucizesidir.

Sinir sistemi iki kısmı ayrılır. Çevresel sinir sistemi ve merkezi sinir sistemi. Çevresel sinir sistemi vücudun her yanından edinilen bilgileri müthiş bir hızla beyne iletir. Omuriliği oluşturan yaklaşık 1 milyar nöron bu işle görevlidir. Vücudun her noktasını, kolları, bacakları, iç organları bir komünikasyon ağı oluşturacak şekilde saran nöronlar beyin ve vücut arasındaki bağlantıyı sağlar. Vücudumuzun her bir noktasına ulaşan sinirler tüm vücudun uyumlu çalışmasını ve dengesini sağlar.

Merkezi sinir sistemi ise, vücuttan gelen verilerin yorumlandığı ve bu verilerin doğrultusunda kararların verildiği çok karmaşık bir komuta merkezidir. Merkezi sinir sisteminde yer alan nöron sayısı 85 milyardır. Bu sistemin en önemli parçası olan beyin, tüm vücut kütlesinin sadece yüzde ikilik bölümünü oluşturur. Ve milyarlarca nöron, bu sınırlı küçük organa sağabilecek özellikle yaratılmıştır.

Sistemin ana görevleri, milimetrenin sadece iki yüzde biri boyundaki mikroskobik hücrelerdir. Bunlar bir araya geldiklerinde, bugün hala pek çok fonksiyonu bizim için sır olan beynin çalışmasını sağlar. Ve hepsinden önemlisi bu muhteşem haberleşme ağını oluşturanlar şuurlu insan toplulukları değil sadece bir grup hücredir.

Beyin hücrelerinin zarları üzerinde kendilerine ulaşan mesajları algılayan antenler yani dendritler bulunur. Antenlerin bağlı bulunduğu bir ana gövde ve gövdenin diğer ucunda bilgiyi yayan tek bir santral yani akson vardır. Nöronlar bulundukları yer ve yaptıkları işe göre şekil alırlar. Örneğin, omurilikten kola mesaj iletecek akson bir metre uzunluğundayken, gözden beyne uzanan diğer bir akson sadece beş santimetre uzunluğundadır. Milyarlarca nöron, duyu organları aracılığıyla edinilen bilgileri inanılmaz bir hızla beyne taşırlar. Bu hız, saniyenin sadece ellide biri kadardır. Bunu yaparken elektriksel ve kimyasal sinyaller kullanırlar.

Bir sinir hücresindeki anten sayısı 100 ila 10 bin arasındadır. Bu sayı ihtiyaca göre azalıp çoğalmaktadır. Antenler bir hücreden gelen bilgileri yakalayıp diğer uçtaki santrale gönderirler. Santral yani akson uçta bilginin dağıtımını yapacak keseler bulunur. Bunlar elektrik sinyalini kimyasal sinyale çeviren ileticiler yani nörotransmitterlerle doludur. İki nöron birbirinden sinaps boşluğuyla ayrılır. Şu anda gördüğünüz bu aralık gerçekte milimetrenin 50 binde 1'i kadardır. Nörotransmitterler bir hücreden diğerine bu boşluktan geçerek atlarlar ve iki hücre arasındaki iletişimi sağlarlar. Bir hücre ucunda vericiler, diğer hücre ucunda alıcılar bulunur. Verici uçtaki nörotransmitterler bir elektrik sinyaliyle uyarılır ve bu uyarı ile akson uçtan bombardıman halinde bir molekül akışı başlar.

Diğer hücre yüzeyi tıpkı bir laleyi andırır şekilde alıcılarla kaplıdır. Moleküller buraya ulaştığında alıcılar yapraklarını açar ve moleküllerin geçişine izin verir. Her molekülün geçebileceği tek bir kapı vardır. Molekül ve gireceği kapı tıpkı bir anahtar ve kilit gibi birbirine uyacak şekilde yaratılmışlardır. Ve hiçbir transmitter başka bir transmittere ait kapıdan içeri giremez.

Moleküller alıcı hücrede yeniden elektrik akımı oluştururlardır. Bilgi diğer hücreye iletilmiş ve nörotransmitterlerin görevi tamamlanmıştır artık. İşleri biten moleküller kendi cinslerine ait olan ve farklı nörotransmitterlerin asla kullanamayacağı özel bir kapıdan geçerek kendi sinir hücrelerine geri dönerler.

Beyin hücreleri yalnızca saf glukoz ve oksijenle beslenir. İhtiyaç duyulan oksijen nöronlara ulaşmazsa bilgi iletimi kesintiye uğrar. Zira nöronların yakıtı olan glukoz ancak yeterli oksijen varsa kullanılabilir hale gelir. Oksijen eksikliğinde şeker kullanılamaz. Bu durumda bilgiler ya yavaş depolanır ya da hiç depolanamaz. Biz bu durumu geç algılama, geç fark etme ya da çabuk unutma olarak tanımlarız.

Nöronlar sinir sisteminde yalnız değillerdir. Glia hücreleri sinir hücrelerini desteklemek ve korumakla görevlidirler. Kütle olarak beynin yarısı glia hücrelerden oluşur. Bunlar sinir hücrelerinden daha küçük oldukları için sayıları sinir hücrelerinin 10 katı kadardır. Bazı glia hücreleri nöronların beslenmesine yardımcı olurlar. Bazıları da aksonların çevresinde mielin adı verilen kılıfı oluştururlar. Bu kılıf elektrik sinyalleri taşıyan aksonların yan yüzeylerini izole ederken uç noktalarda iletkenliklerini artırır. Yani bilgi en az kayıpla ve çok yüksek hızla diğer nöronlara aktarılır.

Günümüzde tüm iletişim aygıtları ve tıp cihazlarında aynı mantıkla yani bilgi hızını arttırıp kaybı azaltacak özel yalıtımlı fiber kablolar kullanılmakta. Bu kablolar yardımıyla bilgi transfer süreleri kısaltılmaya çalışılıyor. Fiber kablonun keşfi, teknolojinin yayılmasında ve hızında büyük önem taşıyor. Ancak insan bedenine baktığımızda daha ana karnındayken tüm detayların düşünüldüğünü ve kusursuzca doğru yerlere yerleştirildiğini görüyoruz. Tıpkı mielin kılıfının sadece beyin nöronlarında yani olması gereken yerde en mükemmel biçimiyle yaratıldığı gibi.

“İnsan, bizim kendisini bir damla sudan yarattığımızı görmüyor mu? Şimdi o, apaçık bir düşman kesilmiştir. Kendi yaradılışını unutarak bize bir örnek verdi. Dedi ki: Çürümüş, bozulmuşken bu kemikleri kim diriltecekmiş? De ki: Onları ilk defa yaratıp inşa eden diriltecek. O, her yaratmayı bilir.” (Yasin Suresi, 77-79)