Beyindeki Bilgisayar

beyindeki_pc

Araştırmacılar, beynin belki de düşünüldüğünden daha güçlü bir bilgisayar (temelde sadece bağlantı olarak hizmet ettiği düşünülen beyin hücrelerinin mikroskopik dalları, aslında minibilgisayarlar gibi çalışıyor olabilir)   olabileceğini söylemekteler. Bilinen en güçlü bilgisayar beyindir. İnsan beyni, yaklaşık 100 milyar nöronun, sinapslarla kurduğu kabaca 1 katrilyon bağlantı ile birbirine bağlanarak, işlem yapmaktadır. Her bir nöron, elektirk sinyalleri için bir röle-değişim istasyonu gibi davranırlar. Her bir nöronun kalbine, temel fonksiyonel birimine soma (somadan çıkan akson diye bilinen çok küçük ince fiber kablo, sinir sinyallerini nörondan taşırken, somanın diğer ucundan çıkan dendrit diye adlandırılan  pek çok ,daha kısa, ağaç dallarını andıran dallar da nöronlara sinir sinyali taşır)denir.

Bilim insanları şimdi, dendritlerin pasif bağlantı kurmaktan çok daha fazla bir işlevi olduğunu tespit ettiler; aslında belki de dendritler bilgiyi aktif bir şekilde işlemektedirler.  Chapel Hill’deki North Caroline Üniversitesi’nden nörobilimci  ve bu çalışmanın önde gelen yazarı Spencer Smith şunu ifade etmekte: “Bir anda, beynin işletim gücünün daha önceden düşündüğümüzden daha büyük olduğu ortaya çıktı.”

 Elektrik Spikeları(Dikenleri)

Aksonlar, nöronlar tarafından geleneksel olarak elektrik spikeları-dikenleri oluşturmak için kullanılır.  Ancak, daha önceki araştırmalar, elektrik spiklelarını destekleyen aynı pek çok molekülün dendritlerde de mevcut olduğu tespit etmişti ve beyin dokuları ile yapılan deneyler, spikelar oluşturmak için bu molekülleri dendritlerin kendilerinin de kullanabileceğini göstermişti.

Ancak, normal beyin aktivitesinin bu dendritik-dallı spiklelar içerdiği net değildi ve eğer bu böyleyse, nasıl bir rol oynayabilicekleri de belirsizdi. Bunu belirlemek için Smith ve ekibi, farenin gözden gelen datayı proses etmeden sorumlu beyin bölgelerindeki dendritlere çok küçük camdan pipet diye bilinen borular bağladılar. Bu konuda Smith şunları açıklıyor: “Bir dendrite bir pipet bağlamak, tekniksel anlamda inanılmaz ölçüde bir meydan okumadır. Çünkü, dendrite herhangi bir yönden yaklaşamazsınız, ve onu göremezsiniz de. Dolayısıyla bunu kör bakışla yapmak zorundasınız. Bu tıpkı balık tutma gibi.. görebildiğiniz tüm şey, balığın elektrik izi!”

Dendritlere pipetleri bağlamayı başardıktan sonra araştırmacılar,anestezi altında ve uyanık farelerin beyinlerindeki bireysel dendritlerin elektriksel kayıdını tuttular. Fareler, bilgisayardaki siyah-beyaz çubukları izlediklerinde, bilim insanları, dendritlerin içinde alışılagelmemiş elektrik sinyalleri ya da spikelarda patlamalar tespit ettiler. Smith:“Dendritlerden kayıt almaya başladığımızda, inanılması çok zor olan bir şey gördük; spiklerda patlamalar! Aksonlardan çıkan spikelar-dikenler, ayrık, heybetli obeliskler(dikilitaş) gibiyken, dendirtlerde gördüğümüz spikelar, yüksek, gürültülü patlamaları ve platoları-düzlükleri ile dinamik bir olaydı. ”Dendritlerden gelen elektrik sinyallerinin özellikleri, farelerin gördüğü görüntülerin özelliklerine göre değişiyordu. Bu da şunu göstermekteydi ki; dendritler, belki de gerçekten de farelere gördükleri şeyi proses etmede yardımcı olmaktalar.”

Mini Bilgisayarlar

University College London’dan bu araştırmanın da ortak yazarı Michael Hausser da şunları belirtmekte: “Uzun zamandır dendritlerin  somaya gelen sinyalleri aktardığı düşünülmekteyken, bu araştırma ile, dendirtlerin nöronlardan edinilen girdi barajını araştırmada ve yorumlamada  önemli, kilit bir rol oynamakta olduğu gözükmektedir.”

Smith de şunları söylemekte: Böylece diyebiliriz ki; dendritler, belirli çeşitlerdeki girdiyi saptamak ve güç artırmak için minyatür bir bilgisayar gibi davranmaktalar.

Bir yabancı-uzaylı teknolojisinin bir parçasını tersine tasarladığınızı bir düşünün ve bilgiyi işleyen transistörlerin basit elektrik bağlantılarından oluştuğunu düşünürsünüz.. İşte bu buluş buna benziyor. Bu buluşun çıkarımlarını düşünmek heyecan verici.”

Smith, LiveScience’a şunları söyledi: “Sonuçta, bir nöronun dendritik-dallı ağacının sadece bir parçasının taşınmasının yerine tüm nöronun fonksiyonlarının taşınması gerektiğini düşündük. Bu da şuna işaret etmektedir; tek bir nöron  pek çok kompütasyonel altbirim gibi davranmaktadır.

Ancak, Smith, dendritik aktivitesinin, beynin kompütasyonel-hesaplama gücünü arttırdığının net gözüktüğünü söylese de, kendisi bunlar tarafından artırılan kuvvetin miktarını hesaplamanın da zor olduğu söylemekte.

Bilim insanları, ilerki aratırmalarda, görme dışında da beyinde hangi yerlerde dendritik aktivitenin rol oynayabileceğini  keşfetmeyi planlamaktalar. Hausser: “Bu çeşit dedritik işletimin, insanlar da dahil pek çok farklı hayvanların, pek çok beyin alanları boyunca geniş çapta yaygın olmasının mümkün olduğunu düşünüyoruz. Dendritlerin bu yeni özelliği, beyindeki hesaplamadaki yazılıma önemli yeni bir unsur katmakta.”

Smith: “Bu basit araştırma, beyin devrelerinin nasıl çalıştığını anlamamızı hedeflemiş olsa da, bizlere beyin rahatsızlıklarını da göstermekte yardımcı olabilir. Dendritik spikeları ve bu yüzden de beyin fonskiyonunu kuvvetli bir biçimde etkileyen rahatsızlıklar mevcut. Ve bizler, bu hastalıklarda neyin ters gitiğini anlamada, dendritik  spikelarla ilgili  bu yeni bilgimizi kullanabiliriz.”

Çeviren: AylinER
http://m.livescience.com/40779-minicomputers-inside-human-brain.html

Check Also

Evrenin İşleyişi – 7