Sinirbilimcilere Göre Beyin Aslında Kendisini 'Yeniden Yapılandıramaz'

Beynin felç, ampütasyon ya da ani görme veya işitme kaybından sonra kendini yeniden yapılandırma konusundaki olağanüstü kapasitesi, on yıllar boyunca yapılan çalışmalarda defalarca gösterilmiştir.
Yazar Burcu Kara
nöron

Beynin felç, ampütasyon ya da ani görme veya işitme kaybından sonra kendini yeniden yapılandırma konusundaki olağanüstü kapasitesi, on yıllar boyunca yapılan çalışmalarda defalarca gösterilmiştir. En azından hepimiz böyle düşünüyorduk.

Şimdi, eLife'da yazan iki sinirbilimci – Tamar Makin ve John Krakauer – bu alandaki en etkili deneylerin beynin işlevsel olarak kendini yeniden düzenleyebileceğini kesin olarak göstermediğini savunuyor.

"Beynimizin kendini yeniden düzenleme ve organize etme konusunda inanılmaz bir yeteneğe sahip olduğu fikri cazip bir fikir. Özellikle de olağanüstü hikayeler duyduğumuzda bize umut ve hayranlık veriyor" diyor Johns Hopkins Üniversitesi'nden Krakauer.

"Bu fikir basit bir adaptasyon ya da plastisitenin ötesine geçiyor – beyin bölgelerinin toptan yeniden tasarlanması anlamına geliyor. Ancak bu hikayeler doğru olsa da, olan bitenin açıklaması aslında yanlıştır."

Onlara göre, temel çalışmaların hiçbiri, beynin genellikle bir tür hesaplamaya adanmış bir bölümünün, işlev veya davranışta bir değişiklikle işaretlenen tamamen farklı bir biliş türüne yetenekli hale geldiği bilişsel yeniden yapılanma için en katı tanımı karşılamıyor.

"İncelediğimiz kanonik çalışmaların hiçbirinin bu kriterleri ikna edici bir şekilde karşılamadığı sonucuna vardık" diye yazıyorlar.

Cambridge Üniversitesi'nde bilişsel sinirbilim profesörü olan Makin'in araştırmaları, protez uzuvları olan kişiler gibi farklı yeteneklere sahip yetişkinlerde nöroplastisitenin sınırları üzerine odaklanıyor.

İnme rehabilitasyonuna ilgi duyan Makin ve Krakauer birlikte, "doğuştan körlük, sağırlık, ampütasyon ve inme gibi nörolojik hasarların" ardından yapılabilecek "şaşırtıcı ve etkileyici davranış değişikliklerini" ilk elden görmüşlerdir.

Bilişsel yeniden kablolamanın çarpıcı bir örneği, 2000 yılında yayınlanan yeni doğmuş gelincikler üzerinde yapılan bir çalışmadan gelmektedir.

Bu deneyde, gelinciklerin gözlerinden gelen sinirsel girdiler cerrahi olarak görsel korteks yerine beynin işitsel korteksine bağlanmıştır. Bu karışıklığa rağmen, takip eden bir çalışmada gelincikler bir miktar görme yetisine sahip oldu. İşitsel nöronlar yeni bir işlevi yerine getirmek üzere kendilerini yeniden organize etmişlerdi.

Makin ve Krakauer, "Ama bu gerçek bir yeniden yapılanma mı?" diye soruyor. Görsel kortekste yapılan işleme türü, işitsel kortekste yapılana benziyor olabilir; yani bu cerrahi yeniden kablolama, beyni işlevlerini değiştirmeye gerçekten zorlamıyor.

Aynı girdi beynin prefrontal korteks gibi tamamen farklı süreçlerden sorumlu bir bölümüne verilseydi, sonuçlar çok daha az etkileyici olabilirdi.

Yazarlar, bir çalışma katılımcısının yaralanma veya işlev bozukluğu nedeniyle kaybettiği düşünülen bilişsel işlevleri mucizevi bir şekilde geri kazanması durumunda, beynin daha önce var olan ancak çok sessiz veya az kullanılan sinirsel bağlantılara veya işlevlere yaslanarak hesaplama kapasitesi eklediğini savunuyor.

Örneğin, bir fare, söz konusu bıyığı birbirine bağlayan sinirler koptuktan sonra bile bir bıyığını hareket ettirebiliyorsa, yazarlar, komşu bıyıklardaki sinirlerin her zaman hasarlı bıyığa ayarlanmış olmasının muhtemel olduğunu savunuyor. Yeniden kablolama gerekmiyor!

Benzer şekilde, yeni doğan yavru kedilerin bir gözü geçici olarak kapatıldığında, bu aktif gözü güçlendirmiş ve kullanılamayan gözü zayıflatmış ve ikinci göz açıldığında bazı "çok sakar yavru kediler" ortaya çıkmıştır.

Ancak bu, beynin yeniden düzenlendiğini göstermez. Nöronların başlangıçta her iki gözden gelen girdilere duyarlı olması ve bir göz kullanılamadığında "kazancın" artması muhtemeldir.

Yazarlar, beynin bir kısmı daha önce hiç yapmadığı bir şeyi yapıyormuş gibi görünüyorsa, bunun sadece beynin ilk etapta bu ek yeteneğe sahip olduğunu bilmediğimiz gerçeğinden kaynaklanan bir yanılsama olabileceğini öne sürüyor.

Araştırmacılar ayrıca beynin kullanılmayan nöronları 'devraldığından' ve onları başka işlevleri yerine getirmek üzere 'yeniden düzenlediğinden' de şüphe ediyor.

Örneğin, doğuştan kataraktlı (doğuştan kör olan) çocukların görme yetileri ameliyattan hemen sonra geri kazanılabiliyor.

Yazarlar, "Eğer görsel korteks yeni işlevleri desteklemek için yeniden tahsis edilirse, o zaman görsel girdinin restorasyonunun boşuna olacağı (ya da en azından yeniden yapılanmanın önemli ölçüde tersine çevrilmesini gerektireceği) sonucu çıkar" diye yazıyor.

"Ancak durum böyle değildir. Çocuklar sadece bazı görsel bilgileri hemen algılamakla kalmıyor, görsel yanılsamalara karşı da duyarlılık gösteriyorlar."

Beyin sandığımızdan çok daha fazla birbirine bağlı ve "bulanık" olsa da, Makin ve Krakauer beynin farklı bölümlerinin belirli işlevleri yerine getirmeye yazgılı olduğunu ve erken gelişimde bile bu temel "mimari" veya "plandan" sapmanın mümkün olmadığını savunuyor.

Makin, "Beynin yeniden yapılandırma yeteneği pek çok kez 'mucizevi' olarak tanımlandı – ama biz bilim insanıyız, sihre inanmıyoruz" diyor.

"Gördüğümüz bu şaşırtıcı davranışların temelinde sıkı çalışma, tekrarlama ve eğitim yatıyor, beynin kaynaklarının sihirli bir şekilde yeniden atanması değil."