Bir Makina Olarak Beyin

Beyin (Latince’de cerebrum, Antik Yunanca’da ἐγκέφαλος (enkephalos, “baştaki”), ἐν (en, “içinde”)+ κεφαλή (kephalē, “baş”) sinir sisteminin merkezi olarak hizmet eden bir organıdır. Bütün omurgalı hayvanlar ve çoğu omurgasız hayvan -bazı süngerler, knidliler, tulumlular ve derisi dikenliler gibi omurgasızlar hariç- beyne sahiptir. Baş kısmında; duyma, tatma, görme, denge, koklama gibi duyulara hizmet eden organlara yakın bir noktada bulunan beyin omurgalıların vücudundaki en karmaşık organdır. Normal bir insanda serebral korteksin (en geniş kısmı) 15-33 milyar nörondan müteşekkil olduğu tahmin edilmektedir. Her biri birkaç bin nöronla sinaps denen bağlantılar yardımıyla bağlıdır. Bu nöronlar birbirleriyle akson denen uzun protoplazmik lifler yardımıyla iletişim kurar. Aksonlar bilgiyi beynin diğer kısımlarına yahut vücudun spesifik alıcı hücrelerine taşır.

Fizyolojik olarak, beynin fonksiyonu vücudun diğer organlarının merkezi kontrolünü sağlamaktır. Hormon denen kimyasalların salgılanmasının işletimi ve kasaktivitesinin oluşumu vücudun diğer organları üzerindeki işlevlerindendir. Bu merkezi kontrol çevredeki ufak değişimlere bile gayet süratli ve koordine bir tepki vermeyi sağlar. Bazı temel tepkilerden olan refleksler, omuriliğin ve çevresel gangliyonların aracılığıyla gerçekleşebilir, fakat kompleks duyusal impulslara bağlı bilinçli yapılan komplike davranışlar ise beynin bilgileri bütünleme kabiliyetine ihtiyaç duyar.

Anatomi

Merkezî sinir sisteminin kafa boşluğu içinde yer alan parçası ansefal olarak adlandırılır. Fransızca encéphale tüm beyin demektir. Ansefaldeki merkezlerin en önemlileri omurilik soğanı, beyincik ve beyindir.

Türlerin beyinleri şekil ve boyut açısından muazzam bir fark gösterebilir ve ortak özelliklerini belirlemek genellikle güçtür. Buna rağmen beyin mimarisinin geniş tür yelpazesi için uygulanabilir bazı prensipleri vardır. Bu geniş yelpazede beyin yapısı bazı yönlerden hemen hemen birçok hayvan türünde ortaktır. ancak diğer yönleri “gelişmiş” beyni ilkel örneklerinden ayırmaktadır ya da omurgalı ve omurgasızları ayırt etmektedir.

Beyin anatomisi hakkında bilgi kazanmanın en kolay yolu görsel incelemelerdir ama daha kompleks teknikler de geliştirilmiştir. Beyin dokusunu doğal halinde incelemek güçtür çünkü üzerinde çalışmak için fazla yumuşaktır. Eğer alkol veya diğer fiksatiflelre muamele edilirse sertleştirilebilir ve sonra istenen çalışma için iç incelemesi yapılabilir. Gözle görülür biçimde beynin iç kısımlarında gri madde denen koyu renkli alanlara rastlanır. Daha açık renkli bu bölümden ayrılmış beyaz madde de gözlenir. Daha fazla bilgi spesifik bir molekülün yüksek konsantrasyonlarda bulunduğu yerleri gösteren çeşitli kimyasallarla boyanmış beyin dokusu örneklerinden elde edilebilir. Ayrıca mikroskoplarla beynin mikroyapısı da incelenebilir ve beynin bir bölümünden diğerine olan bağlantı yolları da takip edilebilir.

Hücresel Yapısı

Tüm türlerin beyinleri esasen iki geniş hücre sınıfından oluşur: nöronlar veglial hücreler. Glial hücreler(glia ya da neuroglia olarak da bilinir) çeşitli tiplere ayrılır ve birçok kritik(hayati) görevi yerine getirir; bunlar arasında yapısal desteklik, metabolik destek, yalıtım ve gelişime rehberlik etme gösterilebilir. Buna karşın nöronlar genellikle beyindeki en önemli hücreler olarak ele alınmaktalardır.

Nöronlar bu sinyalleri akson adı verilen hücre gövdesinden çıkan ve genelde birçok dala sahip protoplasmik lif yapısındaki uzantılarıyla diğer bölgelere iletirler, bazen yakın bölgelere bazen de beynin ve vücudun uzak noktalarına bu impulslar taşınır.

Bir aksonun boyu olağanüstü derecede uzun olabilir; örneğin, cerebral korteksin bir piramit hücresi(bir tür nöron) büyütülseydi muazzam derecede uzun olabilirdi ve insan vücudu kadar uzayabilirdi. Eğer aksonuda aynı derecede büyütülseydi birkaç santimetre çapında ve kilometrelerce uzunlukta bir kablo ortaya çıkardı.

Aksonlar bu sinyalleri aksiyon potansiyeli adı verilen elektrokimyasal iletiler şeklinden saniyenin binde biri sürede ve saniyede 1-100 metre hızla iletirler.

Nöronlar aksonlar boyunca hareket eden elektriksel sinyaller üretirler. Elektriksel iletisinaps olarak adlandırılan bağlantı noktasına ulaştığında, nörotransmitter denen diğer hücrelerin reseptörlerine bağlanıp elektriksel aktiviteyi sürdüren kimyasalların salgılanmasını sağlar.

Karşılaştırmalı Anatomi

Fare beyni

Özellikle, 3 hayvan grubunda komplike beyin bulunmaktadır: eklem bacaklılar (artropod) (örneğin: böcekler ve kabuklu hayvanlar), kafadan bacaklılar (cephalopod) (örneğin: ahtapot ve mürekkepbalığı), ve omurgalılar. Eklem bacaklıların ve kafadan bacaklıların beyni, birbirine paralel ikiz sinirden meydana gelmektedir. Eklem bacaklılar üç loptan ve görme işlemi için oluşmuş göz arkasındaki geniş “optik lop”lardan oluşan merkezi bir beyine sahiptir.

Omurgalıların beyni, sonradan omuriliğe dönüşecek olan arkadaki bir nöral tübün öndeki kısmından gelişir. Omurgalılarda beyin kafatası kemikleri tarafından korunmaktadır. Serebral korteksin kıvrım sayısı, canlının gelişmişliğini belirler. Kıvrım sayısı arttıkça basamak yükselir. Balık, sürüngen gibi ilkel omurgalılar beyninin dış katmanlarında altı katmandan daha az nörona sahiptir. Bu konfigürasyona allokorteks (veya heterotipik korteks) adı verilmektedir.

Memeliler gibi daha komplike omurgalılarda, allokortekse ilaveten altı bölmeli neokorteks (veya homokorteks) bulunmaktadır. Memelilerde, daha fazla kıvrımlı beyin, daha gelişmiş beyinle karakterizedir. Bu kıvrımlar, kafatasına sıkışmış beyindeki nöronlara daha geniş bir alan sağlamaktadır. Kıvrılma, daha fazla gri maddenin daha az bir hacmin içine yerleşmesini sağlar. Kıvrımlar tıp dilinde gyrus (çoğul gyri), kıvrımlar arası boşluk da sulcus (çoğul sulci) olarak adlandırılır. İnsan beyni üç zarla sarılmıştır. Bunlar, en dışta Duramater, ortada Araknoid Tabaka, en içte ise Piamater bulunur. Beynin genel histolojik incelenmesi kişiden kişiye değişmese de, yapısal anatomi incelemesi farklı olabilmektedir. Temel embriyolojik bölümlerin tersine, spesifik gyrus veya sulcusların yeri, birincil duyu bölgeleri ve diğer yapıların yerleri türlere göre değişebilmektedir.

Omurgasızlar

Böceklerde beyin dört bölümden oluşur: optik bölmeler, protoserebrum, dutoserebrum, tritoserebrum. Optik bölmeler her bir gözün arkasında bulunur ve görsel uyarıyı sağlar. Protoserebrum, kokuya cevap veren mantar vücudu ve merkezi vücut kompleksini barındırır. Arı gibi bazı türlerde mantar vücut kısmı görme duyusundan da uyarı almaktadır. Dutoserebrumda kokuları birbirinden ayırt etmeyi sağlayan ve baştaki antenlerin dokunma reseptörlerinden bilgi alan anten lobları bulunmaktadır. Sineklerin ve güvelerin anten lobları oldukça komplikedir.

Kafadan bacaklılarda beynin özofagus tarafından ayrılmış iki bölgesi vardır: supraözofagal kütle ve subözofagal bölge. Bu iki kütle birbiriyle iletişimini bazal loplar ve arka magnoselüler loplarla sağlar. Geniş optik loplar bazen beynin bölmesi olarak tanımlanmaz çünkü anatomik olarak beyinden ayrıdırlar ve optik saplarla beyine katılırlar. Ama optik loplar görme işlemini sağladıklarından fonksiyonel olarak beynin bir parçasıdır.

İşlev

Duyu organlarından gelen bilgi beyinde toplanır, beyinde bu bilgi doğrultusunda organizmanın yapacağı hareket belirlenir. Beyin kendine gelen veriyi işleyerek çevrenin yapısına dair çıkarımlar yapar. İşlenmiş bu bilgiyi hayvanın o anki ihtiyaçlarına dair bilgi ve geçmişe dair anılarla birleştirir. Bu işlemlerin sonucu doğrultusunda hareket örgüleri oluşturur. Sinyalleri işleme süreci çok sayıda farklı işleve sahip alt sistem arasında karmaşık bir etkileşim gerektirir.

İnsan Beyni

İnsan beyni, kraniyal sinirler ve omurilik sayesinde merkezî sinir sistemini kontrol eder, çevresel sinir sistemini yönetir ve hemen hemen insanın tüm işlevlerini düzenler. Kalp atışı, soluk alma ve sindirim gibi istemsiz eylemler, otonom sinir sistemi yoluyla farkına varmadan beyin tarafından yönetilir. Düşünce, mantık ve soyutlama gibi daha karmaşık zihinsel eylemler ise bilinçli olarak beyin tarafından yönetilir.

Yapı

İnsan beyni ortalama 1,5 kg ağırlığındadır. Kişiden kişiye, 1130 ile 1260 cm3 olarak değişen hacme sahiptir. İnsan beyninde yaklaşık 86 milyar nöron vardır. Beyin canlı iken yani kan dolaşımına sahipken oldukça yumuşak bir yapıdadır. Gri maddeden oluşur.

Loblar

İnsan beyninde beş ana lob bulunur. Bunlar:

Lob işlevleri 
Ön (frontal) lob: Bilinçli düşünmek 
Yan (parietal) lob: Duyguları işlemek 
Arka baş (oksipital lob: Görmek 
Şakak temporal lobu: sesle kokuyu algısı 
Beyincik serebellum lobu: Duyu-hareket ilişkilendirmesi
  1. Frontal lob–bilinçli düşünme; zarar görmesi durumunda ruh hali, hissiyat değişikliği olabilir.
  2. Parietal lob–çeşitli duyu organlarından gelen bilgileri birleştirmede önemli rol oynar. Ayrıca nesnelerin kullanılması ve bazı mekansal görüş işlemelerinde (visuospatial processing) parietal lobun kimi bölümleri rol alır.
  3. Oksipital lob–görme duyusuyla ilgili bilgilerin işlendiği lobdur. Hafif zarar görmesi halüsinasyonlara sebep olur.
  4. Temporal lob–ses ve kokunun algılanması, aynı zamanda da yüzler, mekanlar gibi karmaşık uyaranların işlenmesi bu lob tarafından sağlanır.
  5. Serebellum–duyu organlarından gelen bilgilerle hareketi ilişkilendirir. Bu lob özellikle dengenin sağlanmasında önemli rol oynar.

Yukarıda listelenen her bir lob, beynin her iki yarımküresinde de bulunur. Serebellum dışında bu lobların hepsi telensefalonun parçasıdır.


İnsan beyni – Selebral korteks lobları

Beynin Bölümleri

Anatomik olarak beyin üçe ayrılır: ön beyin, orta beyin, ve art beyin; ön beyinde üst düzey işlevleri kontrol eden serebral korteksin çeşitli lobları bulunur, orta ve art beyin ise daha çok bilinç dışı, otonom işlevler ile ilgilidir.

İnsan Beyninin Oluşumu

Beyin oluşumu sırasında insan beyninin kütlesi vücut kütlesine göre diğer türlere nazaran artış göstermiştir. Bu süreç özellikle beynin dil ve bilinç ile ilgili olan bölümü olan neokortekste çok belirgindir. Neokorteks insan beyninin kütlesinin yaklaşık %76’sını oluşturur. Diğer hayvanlara göre çok daha büyük neokorteksi olan insan, daha ilkel türler ile benzer nöroanatomisi olmasına rağmen benzersiz zihinsel kapasiteye sahiptir. Uyaranlara karşı insanı uyaran, çevredeki olayların farkına varmasını sağlayan ve homeostazı sürdüren temel sistemler basit omurgalılar ile benzerdir. İnsan bilinci modern neokorteksin genişlemiş kapasitesi kadar beyin sapının gelişmiş yapıları üzerine de kurulmuştur.

Metabolizma


İnsan beyninin enerji tüketimini gösteren PET görüntüsü

Beyin herhangi başka bir organdan daha fazla olarak insan vücudu tarafından kullanılan enerjinin yüzde yirmisini tüketir. İnsan beyni temel yakıt olarak glukoz kullanır. Kan-beyin bariyerinden dolayı serbest yağ asitleri yakıt olarak kullanılamaz ancak uzun süreli açlık durumda keton cisimleri kullanılabilir. Beyin ayrıca egzersiz sırasında laktat kullanabilir.

İşlevler

Beynin işlevleri şunlardır:

  • Duyu organlarından gelen uyarılar değerlendirilir.
  • Problem ve olaylar düşünülür, çözülür.
  • Öğrenme faaliyeti ve hafıza olgusu sağlanır.
  • Acıkma, susama, uyku, uyanıklık faaliyetleri düzenlenir.
  • Kan basıncı ve vücut sıcaklığı düzenlenir.
  • Hormonların salgılanma zamanı belirlenir.

Kaynak: http://www.wikipedi.org

Reklamlar

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s