Neokorteksin Evrimi

Çoğumuz davranışların kökenine yakından ilgi duyarız. Tüm davranışlarımız ve sahip olduğumuz yetenekler beynimizin kontrolü altındadır. Bunun bilincinde olmak, davranış kalıplarını hangi mekanizmaların doğurduğunu merak etmemize sebep olur. Özellikle insan beyninin kompleks yapısı onu anlamamızı zorlaştırır. Bu durum nörobilimi öncelikle daha basit beyinleri anlamaya ve onlardan elde edilen veriler üzerinde insan beyninin detaylarına ulaşmaya sevk eder. Daha basit beyinlerin varlığı ise bizi hep şu soruyu sormaya iter: Bazı beyinler daha basitse, insan beyni nasıl bu denli kompleks olabildi?

Bu sorunun cevabı neokorteksin evrimsel gelişiminde yatmaktadır. Neokorteks kelime anlamında “yeni” yi barındırsa da aslında o kadar da yeni değildir. Sürüngenlerin tek katmanlı dorsal korteksinin dramatik bir şekilde farklılaşarak altı katmanlı kalın bir hücresel tabakaya dönüşmesi memeli beyninin fonksiyonel üstünlüğünü evrim tarihine müjdelemiştir. Aslında beynin evrimi diye bahsedilen şey çoğu zaman, genel anlamıyla neokorteksin evrimi anlamına gelmektedir. Beynin evrimsel gelişimi modern insana gelinceye kadar çoğu memelinin benzersiz adaptasyon yetenekleri ve davranış modelleri geliştirmesinde kendini göstermiştir. Yarasaların ekolokasyon yeteneği, erken memelilerde gelişmiş yiyecek toplama davranışları sürekli gelişmekte olan sinir sisteminin evrimsel kazanımlarından bazılarıdır.

Evrimsel verilere ulaşırken ilk başvurulan kaynaklar fosil kayıtlarıdır. Örneğin atların beş parmaktan tek parmağa indirgenmiş ayak yapılarının evrimsel kanıtları fosil kayıtlarında mevcuttur. Fosil kayıtlarının en büyük dezavantajı kemik yapılar günümüze kadar korunarak gelebilirken beyin ve iç organlar gibi yumuşak dokuların korunamamasıdır. Bu noktada beynin evrimini anlamada bize yardımcı olan kafatasıdır. Kafatası yapısı ve iç hacminin incelenmesi beynin büyüklüğünü tahmin etmemize olanak sağlar. Bunun ötesinde, beynin iç organizasyonu ile ilgili bilgiyi fosil kayıtlarından elde etme şansımız bulunmamaktadır.

Beyin fonksiyonel olarak subkortikal çekirdek ve kortikal alanlar şeklinde iki kısıma ayrılır. Erken araştırmalar beynin üst üste yeni parçaların eklenmesi ile bugünkü kompleks yapısına ulaştığını söylemekteydi. Günümüzde yaşayan birçok memeli türünün karşılaştırmalı beyin incelemeleri evrimsel gelişim sürecinde beynin üzerine sürekli biraz daha eklenerek bugüne geldiği yönünde kanaat oluşturmaktadır. Bu düşünce ile şöyle bir seri oluşturulabilir: Görece basit ve ufak beyin yapısı ile bir kirpi, ilkel bir primat olarak değerlendirilebilecek bir sincap, bir maymun ve insan.
Bu örnek memeli serisini aldığınızda beyin hacimleri ve karmaşık yapılarında kademeli bir geçiş olduğunu kolayca görebilirsiniz. Ancak bu yaklaşım bize bu canlıların atalarının beyin kondisyonları ve evrimsel gelişimin basamakları hakkında yeterli bilgiyi sunmaz.

Erken memelilerin beyinleriyle ilgili çok fazla şey söyleyemiyoruz. Fosil kayıtlarından anladığımız kadarıyla çoğunun beyin hacimlerinin vücutlarına oranı, günümüz memelilerinden daha küçüktü. Nedeni kesin bilinmese de, beyin hacmi vücut hacmini takip etme eğilimindedir. Bu bilgi, belli bir vücut büyüklüğündeki memelinin beyin hacminin tahminini ve gelişiminin anlaşılmasını daha kolay hale getirmektedir. Erken memelilerin bugün yaşayanlarla kıyaslandığında daha küçük beyinleri ve neokorteksleri vardı.

Günümüzde de hala beyin/vücut hacmi oranı düşük türler bulunmaktadır (tenrekler gibi). Bu hayvanların neokortekslerinin sadece birkaç kortikal alan içerdiği bilinmektedir. Bu alanların çoğu motor ve duysal alanlardır. Primer vizüel alan (V1) topografik olarak gözlerin reseptörlerini, primer somatosensoriyel alan (S1) vücuda ait reseptörleri, primer işitsel alan (A1) ses frekanslarını, primer motor alanın (M1) elektriksel uyarımı ise hareketin oluşumunu temsil eder. Yine bu beyin yapısında ikincil bir somatosensoriyel alan (S2) ve bir ya da iki oditorik, vizüel alanın daha var olması beklenebilir. Neokorteks genel olarak sadece 10-15 fonksiyonel olarak farklılaşmış alanı içerir. Sonuç olarak erken memelilerin daha ufak beyinleri ve az sayıda kortikal alan içeren daha ufak bir neokorteksleri olduğunu söyleyebiliriz.

Primatları ele aldığımızda, erken memelilerden daha büyük bir neokortekse ve birçok görsel alanı kaplayacak şekilde genişlemiş bir temporal loba sahip olduklarını görebiliriz. Yine fosil kayıtları binoküler ve stereoskopik görmenin önem kazandığını erken primatların orbital konverjans ile karakterize olduklarını gösterir. Bu değişim onların ağaçlarda yaşayan predator ve nokturnal canlılar olma özelliklerini destekler niteliktedir. Beyinleri erken memelilere oranla daha büyük olan erken primatların beyin hacmi ve şekli olarak bugünkü lemurlar ile benzerlikler gösterdiği bilinmektedir.

İnsan Beyni

İnsanda temporal lobun büyük bir kısmı ve sol serebral hemisferin frontal lobunun bölümleri dil, sağ hemisferin parietal lobunun bölümleri ise mekansal muhakeme ve ilgili fonksiyonlar üzerine uzmanlaşmıştır. Ventral temporal lob sosyal yönümüzün gelişmişliğini destekler biçimde bireylerin yüzlerini tanıma konusunda özelleşmiştir. İnsan frontal lobunda yine bireylerin niyetleri ve eylemlerinin sonuçlarını değerlendirmemize yardımcı olacak fonksiyonel alanlar mevcuttur. Motor rehberlik ve planlama sistemleri, alet kullanımına dayalı motor beceriler ve sezgisel duyuların bir arada yürütülmesine olanak tanımaktadır. Beyin sistemlerinin iki hemisferde farklı gelişmesi neticesinde insan beyni asimetrik yapıdadır. Büyük maymunların ve insansı atalarımızın beyinlerinde de asimetrik organizasyon olduğu düşünüldüğünde serebral hemisferlerinin farklılaşarak özelleşmesinin uzun bir evrimsel sürecin yansımaları olduğunu anlayabiliyoruz.

İnsan beyninin nasıl organize olduğu hakkında bazı varsayımlar yapabiliriz. Çünkü beynimizin evrimsel süreçte çok fazla büyüdüğünü biliyoruz. Daha büyük beyin basitçe daha fazla nöron ve daha büyük iletişim problemleri anlamına gelmektedir. Çünkü nöron sayısı arttıkça ve aralarındaki mesafe uzaklaştıkça iletişim için verilerin daha uzun yollar kat etmesi gerekliliği ortaya çıkar. Kısa süre içinde verinin daha uzak alanlara gönderilmesi aksonların daha kalın olmasını gerektirir. Böylece beyin ne kadar büyükse bağlantıları için de o kadar çok alan gereklidir. İnsan beyninin iki hemisferinin fonksiyonel olarak farklı şekilde uzmanlaşmış olması hemisferler arası uzun bağlantılara olan ihtiyacı azaltmıştır. Elliden fazla özelleşmiş alanın varlığı insan beyninin daha modüler olduğunun bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Bugün insan neokorteksinde 150 kadar alanın tanımlanabildiğini söyleyebiliriz.

Özetlemek gerekirse, insan beyninin evrimi, beyin hacmindeki büyüme, özellikle de neokorteks ve fonksiyonel alanların sayısındaki artış ile karakterizedir. Ek işlem adımlarını üstlenen çok sayıda alan ve bu alanların yeni işlevlerde özelleşmesi, beyin fonksiyonlarının insanda bu denli gelişmiş olmasını sağlamıştır. Düşünülebilir ki, hacimsel büyüme ve karmaşık organizasyon bugün nörobilimin zorluklarını ama bir o kadar da heyecan verici dünyasını oluşturan tarihi bir sürecin imzasıdır.

http://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/google_48.png http://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/facebook_48.png http://norobilim.com/wp-content/plugins/sociofluid/images/twitter_48.png

Comments are closed.

 

Please log in to vote

You need to log in to vote. If you already had an account, you may log in here

Alternatively, if you do not have an account yet you can create one here.