Bugün ileri teknolojik yöntemlerle insan beynini hem yapısal olarak görmek, hem de işlevsel olarak görüntülemek mümkün. Beynin birçok bölgesi ve bunların ne işe yaradığı, beyin hücrelerinin nasıl çalıştığı ve çeşitli ilaçların bu sistemi nasıl etkilediği büyük oranda biliniyor ama, hâlâ birçok bilinmeyen var. Niçin uyuruz? Nasıl rüya görürüz? Şuur nedir? Zeka beynin neresindedir? Hafıza nasıl yapılanır ve nasıl yıkılır? Aramaya devam ederken…
İnsanın kendi beyninin farkına varışının hikayesi M.Ö. 3000 yılına dek uzanır. İnsan beyninin tarihin bütün zamanlarında bugünkü kadar saygı ve itibara sahip olduğunu söylemek zor. Eski Mısır’da hayatın özü, aklın ve zekanın merkezi, iyiliğin ve kötülüğün kaynağı kalpti. En önemli organ sayılır, saygı gösterilirdi. Ölüyü mumyalamadan önce beynini burun deliklerinden bir çengel kullanarak dışarı atar; kalbini ise itinayla muhafaza ederlerdi.
Diğer taraftan “beyin” kelimesinin kullanıldığı bilinen en eski yazılı kayıtların yanısıra, beyin anatomisi, beyin zarları ve beyin omurilik suyundan bahseden ilk tıbbi kayıtlar da yine Mısır uygarlığına ait. Edwin Smith papirüsü olarak bilinen meşhur belge MÖ 1700 civarında yazılmış, fakat içindeki bilgiler MÖ 3000’e kadar uzanıyor. Bu papirüs, insanlık tarihinin ilk yazılı tıbbi kayıtları olarak kabul ediliyor. Bir hekim tarafından tutulduğu bilinse de hekimin adı belli değil; Imhotep olması muhtemel.
Binlerce yıl önce bir hekim tarafından yazılan 48 vaka tanımı vardır bu papirüste. Anlatılan bazı vakalar beyin ve omurilik yaralanmalarıdır ve bu organlardan bahseden ilk yazılı kayıtlardır.
Papirüsü gün ışığına çıkaran ve bugünlere ulaşmasını sağlayan Edwin Smith (1822- 1906) Amerikalı bir arkeologtur. Belgeyi 20 Ocak 1862 tarihinde Luxor şehrinde Mustafa Ağa adında birisinden satın almış. Smith ölünce kızı Leonora, papirüsü New York Tarih Cemiyetine vermiş. 1920 yılında tercüme edilmeye başlanmış ve 1930 yılında nihayet İngilizce çevirisi yayınlanmış. Halen New York Tıp Akademisi koleksiyonunda yer almakta.
Edwin Smith papirüsünde 48 travma vakası var; bunlardan 27 tanesi kafa travması, 1 vaka da omurga yaralanması. Bu vakalar muhtemelen savaş yaralanmaları ve inşaat işlerinde yüksekten düşmeye bağlı yaralanmalar. Bütün papirüs boyunca beyin kelimesi yedi kez zikredilmiş; sinir kelimesi hiç kullanılmamış. Bu 48 vakanın teşhis ve tedavilerindeki rasyonel yaklaşım ve sistematik izahat son derecede etkileyicidir. Kullandıkları yöntem büyülerden ve ilahi güçlerden medet ummadan, rasyonel gözlem ve pratik tedaviye dayanır. Her bir vaka için yaralanma bölgesi tanımlanır; muayene bulguları kaydedilir ve teşhis belirtilir. Tedavi kısmında ise yaraya ne sürüldüğü, yaranın nasıl sarıldığı gibi detaylar belirtilir.
Trepanasyon
MÖ 2000 dönemine ait arkeolojik bulgular, trepanasyon adı verilen kafatasında delik açma yönteminin tarih öncesi dönemde kullanıldığını gösterir. Delindikten sonra yaşamaya devam ettiklerini gösteren iyileşme bulgularına da sahip bu delinmiş kafatasları, dünya üzerinde çeşitli bölgelerde var. Güney Amerika’da İnkalardan önceki medeniyetler bronz ve keskin kenarlı volkanik taşlarla trepanasyon yapmış; bu bölgelerde bulunan çok sayıda kafatası bu yöntemin yaygın kullanıldığını gösteriyor. Niçin trepanasyon yapıldığı bilinmiyor ama, başağrısı, epilepsi, akıl hastalığı tedavisi için olabileceği gibi, ardında büyüye dayalı gibi sebepler de bulunabileceği değerlendiriliyor.
Klasik Yunan ve Roma uygarlığı
Naturalistik İyonyalı filozofların tabiat gözlemleriyle, MÖ 6. yüzyılda bilim başlamıştı. İyonyalılar belli yasalara bağlı olarak çalışan mekanizmalardan teşekkül eden evreni, akıl yoluyla anlamanın mümkün olduğuna inanırlardı. MÖ 500’lerde, Sokrates öncesi dönemde yaşamış olan Yunanlı hekim ve filozof Alkmeon, insan ve hayvan arasındaki temel ayrılığın insanın düşünce yapısından kaynaklandığını savunmuş; teorilerini kanıtlamak için ilk kez hayvan deneyi yapmış ve sonucunda kalbin değil beynin his ve düşüncelerin merkez organı olduğunu ileri sürmüştü. Alkmeon ayrıca optik sinirlerin beyne ışık taşıyan yollar olduğunu, gözlerde de ışık bulunduğunu düşünmüştü. Bu teori 18. yüzyıl ortalarına kadar kabul gördü.
Hipokrat (MÖ 460-379) epilepsiyi bir beyin rahatsızlığı olarak tanımlamış; bazı şifacıların ileri sürdüğü gibi ilahi bir durum olmadığını, herhangi bir hastalık gibi olduğunu ifade etmişti. Düşünmeyi, görmeyi, işitmeyi, güzeli-çirkini ve iyiyi-kötüyü ayırabilmeyi sağlayan organ beyindi. Mutlu olmayı, gülmeyi, acı çekmeyi, ağlamayı mümkün kılan beyin aynı zamanda korkuların ve deliliğin de kaynaklandığı yerdi.
Aristo ve hekim Galen
Antik çağların biyoloji bilgini ve karşılaştırmalı anatominin kurucusu büyük Yunan filozof Aristo’ya (384-322) göre akıl, duygu ve hareket merkezi insanın beyninde değil kalbinde yer alırdı. Şuur, muhayyile ve hafızanın da insanın kalbinde hayat bulduğuna inanırdı. Her ne kadar aklın ve duygunun organını kalp olarak tarif etse de, Aristo düşüncelerin temelini oluşturan rasyonel ruhun herhangi bir maddede değil, vücut içinde herhangi bir yerde de değil, “maddesiz” olduğuna inanıyordu.
MÖ 3. yüzyılda diseksiyon (keserek inceleme) Atina’da ancak illegal yapılabilirdi ama İskenderiye’de ceset diseksiyonu yüzyıllardır yapılıyordu. Herophilus ve Erasistratus İskenderiye’de diseksiyonlar yapan ve sinir sistemini de keşfetmiş olan anatomistlerdi. Herophilus, beyin ve beyincik ayrımını yapmış; beyin zarlarını, ventrikülleri (içinde beyin-omurilik suyu dolaşan boşluklar) tanımlamıştı.
Roma gladyatörlerinin hekimi Galen (129-199) klasik dönem tıbbın belki de en önemli figürü; beyni bir salgı bezi olarak tanımlamıştı. Galen, beyni duyguların, düşüncelerin ve hareket kontrolünün merkezi olarak bildi. Ayrıca hafıza, duygu, biliş gibi önemli zihinsel işlevlerin beynin ventriküllerinde olduğunu öne sürmüştü. Omuriliğin beynin devamı olduğunu, hasarlarında nasıl arazlar oluştuğunu belirledi. Kafa sinirlerini tanımladı. Galen’e ait teoriler, ölümünden sonra 12 yüzyıl boyunca kabul görmeye devam etti. Bir başka deyişle, Galen’in insan bedeni ve beynine bakış açısı Batı’da 1500 yıl boyunca hakim oldu.
Ortaçağ’da İslâm aydınlığı
Ortaçağ’da Avrupa’da beyne dair mevcut bilgilere hiçbirşey eklenmedi. Bu dönemin beyine bakışının merkezinde, zihinsel melekelerin ventriküllerde olduğu fikri vardı. Kilise, ruhun madde ötesi bir tabiatta olduğu konusunda ısrarlıydı. Akıl hastalarına ve epilepsiden muzdarip hastalara eğitimsiz berberler tarafından trepanasyon uygulanabiliyordu.
Bu dönemde klasik tıp, İslâm medeniyetlerince korundu ve geliştirildi. İslâm’ın altın çağında (700-1300) tıpta ve matematikte ilerlemeler kaydediliyordu. Birçok Yunanca ve Latince klasik eser Arapça’ya, Farsça’ya ve İbranice’ye çevrilmişti. İbn-i Sina, insan zihninin nasıl işlediğine dair ipuçları arıyordu. Büyük İslâm hekimi Abu al-Quasım al-Zahrawi, bir tıp ansiklopedisi olan eseri Kitab al Tasrif’te çeşitli nörolojik hastalıklar ve tedavilerinden bahsediyordu. Alhazen (Al-Haytham; 965–1039) İslâm’ın altın çağında, zamanın en büyük hekimlerinden biriydi. Özellikle görme duyusu ve göz anatomisi üzerinde çalıştı.
Rönesans ve beynin tanımı
1504’te Leonardo da Vinci insan anatomisine dair mükemmel çizimler gerçekleştirdi. Ondan sonra gelen Belçika’lı hekim Andreas Vesalius (1514- 1564) bir Rönesans anatomistiydi. Nicholas Copernicus, bilimsel devrimi başlatmıştı. Modern anatominin babası kabul edilen Vesalius, Galen tıbbına son vermişti. Daha çok adli sebeplerden dolayı yapılan otopsiler kamuya açık yerlerde gerçekleştiriliyordu.
1539’da Padua’lı bir hakimin infaz sonrası cesetler üzerinde çalışmasına izin vermesi üzerine Andreas Vesalius 1543’te İnsan Bedeni Çalışmaları (De Humani Corporis Fabrica) eserini yayınladı. Sinir sistemini konu alan bilinen ilk gerçek tıp kitabıydı ve o zamana kadar gözlemsel bilgiye dayanan anatomiyi doğrudan diseksiyon (keserek inceleme) bilgisiyle kökten değiştirmişti.
17. yüzyıl: Cogito ergo Sum
Fransız filozof René Descartes’ın (1596-1650) Cogito ergo Sum (Düşünüyorum, öyleyse varım) beyanı, bilahare Batılı düşünce sistemini derinden etkileyecek olan birey ve birey aklının rolüne dair yeni bir düşünce tarzını tetikledi. Descartes, beynin merkezindeki epifiz bezini, bedenin ve zihnin kontrol merkezi olarak tanımlamış; bütün düşüncelerin burada şekillendiğini öne sürmüştü. Descartes’a göre beyin vücudu kontrol ediyordu ama, zihin elle tutulabilir fiziksel bir şey değildi; beyinden ayrıydı, ruhun ve düşüncelerin yeriydi. Bu konsept halen varlığını sürdürür.
Londra’da hekimlik yapan Thomas Willis (1621-1675) 1664’te beyin ve sinirler hakkında “Beyin Anatomisi” (Cerebri Anatome) kitabını Latince yayınladı. Kendisinden sonraki çağları derinden etkileyen bu eserde, insan beyninin atardamar ağının haritasını çıkarmıştı. Beynin tabanındaki bu damar ağı, bugün halen “Willis poligonu” olarak zikredilir. Refleksleri, epilepsiyi, paraliziyi (felç) tanımlayan ve nöroloji terimini ilk kez kullanan Willis, aynı zamanda Oxford’da doğa felsefesi dersleri veriyordu.
18. yüzyıl: Elektriklenme
Sinirsel reflekslerin mekanizması üzerine ilk gerçek deneyi Robert Whytt (1714-1766) yaptı. Cilt üzerinde yapılan uyarıya refleks cevap almak için kurbağada bir omurilik segmenti gerekli ve yeterliydi. Modern refleks konseptini büyük ölçüde İngiliz fizyolog ve hekim Marshall Hall (1790-1857) geliştirdi. Refleksler beyinden bağımsızdı ve omurilikte gerçekleşiyordu; şuursuzdu ve istem dışıydı. Hall ayrıca, çeşitli ilaçların refleksleri şiddetlendirebileceği ya da baskılayabileceğini buldu. Teşhis ve tedavide refleksleri kullanan ilk kişiydi.
18. yüzyıl ortaları, aynı zamanda elektro-fizyolojinin başlama dönemiydi. Elektrik kaynağı ve elektrik kayıt cihazı icat edilmişti. Canlı organizmalarda da elektrik olabileceği fikri yayılıyordu. İtalyan fizyolog Luigi Galvani (1737-1798), kurbağa bacağını kullanarak, sinir üzerine elektrostatik makina ile elektrik vererek kasın kasılmasını sağladı. Bu gözlemi içsel elektriğin yansıması olarak düşündü ve sinirlerin elektrikle çalıştığını öne sürdü.
19. yüzyıl’da Frenoloji modası
1808’de Franz Joseph Gall, frenoloji çalışmalarını yayınladı. Frenoloji 1800’ler boyunca popülerdi, insan zihninin yegane bilimi olarak görülüyordu. Frenologlar, birinin karakteri hakkında bilmek istenen her şeyin kafatası şeklini ölçmek suretiyle öğrenilebileceği kanaatindeydi.
Viyanalı hekim Franz Joseph Gall (1758-1828) tarafından öne sürülen teoriye göre, beyin zihnin organıydı ve zihin de birbirinden farklı işlevlerin, özelliklerin bir kompozisyonuydu. Frenoloji 1840’lara kadar çok modaydı ve bir frenologtan alınan “çalışkandır, iyi huyludur” raporu işe girmek için önemliydi. 19. yüzyıl ortalarında tamamen gözden düştü.
1848 yılında Phineas Gage adındaki Amerikalı demiryolu işçisinin beyninin ön kısmına bir kaza sonucu demir bir çubuk saplandı. Kazadan sonra kişilik yapısının dramatik bir şekilde değişime uğradığının gözlenmesi, beynin bu bölgesinin insanın davranışlarını biçimlendirmekte oynadığı kritik role dair eşsiz bilgiler sunuyordu. Bu bulgular daha sonra davranış bozukluklarıyla kendini gösteren bazı zihinsel hastalıkların sağaltımı konusunda hekimlere ilham verecekti (NTV Bilim, sayı 2, Nisan 2009).
Paul Broca ve konuşma merkezi
1861’in Nisan ayında Paris’te bir hastaneye 51 yaşında bir erkek hasta getirildi. Hastanın adı Leborgne idi; epileptik olduğu biliniyordu, ayrıca kangrene doğru giden ciddi bir enfeksiyonu da vardı. Konuşma güçlüğü çekiyordu; çıkarabildiği tek ses “tan” idi. Hastanın çıkarabildiği bu yegane ses, onun lakabı olmuştu. Hasta, 6 gün sonra kaybedildi. Yapılan otopside sol frontal lob bölgesinde belirgin bir lezyon görüldü. Buradaki beyin hasarı, konuşma probleminin sebebiydi. Beyindeki bu bölge, bugün halen ilk beyin cerrahlarından biri olan Broca’nın adıyla anılıyor ve “Broca alanı” olarak zikrediliyor.
Darwin’de beden dili
1872’de Charles Darwin, “İnsan ve Hayvanlarda Duygunun İfadesi” (The Expression of Emotions in Man and Animals) adlı eserini yayınladı. Darwin burada öfke ve korku, neşe ve keder ya da diğer daha karmaşık duyguların yüz ifadesi ve beden diline yansıtılmasının içgüdüsel ya da kalıtımla geçen tabiatını irdelemişti. Darwin’e göre bu yüz ifadesi ve beden dili “duyguların lisanı” ve evrimin bir ürünüydü. Beden dili üzerine yapılan ve fotoğrafçılığa dayalı bu ilk bilimsel çalışma bilim ve fotoğraf sanatını birleştirirken, insanların ve hayvanların duygularını ifade ediş şekilleri arasındaki benzerlikleri ortaya koymuştur.
Alman nörolog Carl Wernicke 1874 yılında, beynin sol yarısında şakak bölgesinde ayrı bir konuşma merkezi bulunduğunu keşfetti. Bu bölgenin harabiyetinde, konuşma akıcılığını korumakla birlikte anlam bozukluğu vardı ve yanlış kelimeler kullanılıyordu (Bu tarz konuşma bozukluğu halen Wernicke afazisi olarak da bilinir).
1895’te yılında Wilhelm Konrad Roentgen, X ışınlarını keşfetti. Kısa süre sonra X ışınları tıpta kullanılmaya başlanmış ve canlı bedende kemik yapıyı görmek mümkün olmuş; sonraki yıllarda ise anjiografi gibi teşhis yöntemlerine imkan sağlamıştı (Röntgen Devrimi #tarih Ekim 2014, sayı 05).
20. yüzyıl ve ‘kafa’nın değişmesi
20. yüzyıl başlarken psikanalitik kuramın kurucusu Avusturya’lı nörolog Sigmund Freud 1900 yılında “Düşlerin Yorumu” (Die Traumdentung) adlı eserini yayınladı. Bilinçdışı kavramını tanımlayan Freud’a göre hiçbirşey tesadüf değildi ve öylesine olmuyordu.
1903’te yılında Rus hekim Ivan Petrovich Pavlov, bilim dünyasına şartlı refleks kavramını getirdi. Bugün deneysel psikolojinin kurucusu kabul edilen ve 1904 yılında Nobel Tıp Ödülünü alan Pavlov’un şartlı reflekslerin doğası ve işleyişi konusundaki buluşu devrim yaratmıştı. Pavlov aslında köpeklerde mide üzerine bir deney yapıyordu ve sindirim fizyolojisini inceliyordu. Bu çalışmalar sırasında bir şey farketti. Köpek daha et verilmeden önce ayak seslerini duyduğunda salya akıtmaya başlıyordu. Normal şartlarda et gören köpeğin salya salgılaması bir şart gerektirmeyen doğal bir durum olduğundan, bu şartsız bir tepkidir. Zil sesi duyulunca köpek zil sesine koşullanıyordu ve artık sadece zil sesine de salya akıtıyordu; bu şartlı bir tepkiydi.
1905 yılında Alfred Binet ve Theodore Simon ilk zeka testini yayınladı (NTV Bilim, Kasım 2010, sayı 21). Alman psikiatrist Alois Alzheimer, bugün Alzheimer hastalığı olarak bildiğimiz durumun tanımını ve mikroskobik bulgularını yayınladı.
Modern sinir-bilimin (neuroscience) kurucusu kabul edilen İspanyol biliminsanı Santiago Ramon y Cajal, beynin mikroskobik yapısını ve hücresel organizasyonunu incelediği çalışması ile1906’da Nobel Tıp Ödülünü İtalyan araştırmacı Golgi ile paylaştı. 1909’da Alman nörolog Brodmann, beyin kabuğunu anatomik yapı ve hücre dizaynına göre 52 bölgeye ayırdı. Bu bölgeler “Brodmann alanları” olarak bilinir.
Alman psikiyatrist Hans Berger 1929’da beyindeki elektriksel aktiviteyi ölçen bir cihaz olan EEG’yi (Elektro Ensefalo Grafi) icat etti. O zamana kadar hiç bilinmeyen bir teşhis yöntemiydi. Galvani ise bir tesadüf eseri biyolojik elektriği bulmuştu. Buradan yola çıkan Volta, pili keşfetti. Rolando ise bunu kullanarak beyin kabuğu (korteks) uyarılmasını buldu. Acaba beynin kendi içinde de kaydedilebilir bir miktarda elektrik var mıydı?
Aslında Berger ilk EEG kaydını 6 Haziran 1924 tarihinde, 17 yaşında bir erkek çocuğun ameliyatı esnasında yapmış ve bunu 1929 yılında yayınlamış; alfa ve beta dalgalarını tanımlamıştı. EEG’nin keşfi özellikle epilepsi hastalarında tam bir dönüm noktası olmuştu. O zamanlar görüntüleme teknikleri henüz gelişmemişti ve EEG 1970’lere kadar en önemli teşhis aracı olmayı sürdürdü.
Portekizli nörolog Egas Moniz 1936’da insanda ilk frontal lobotomi üzerine çalışmasını yayınladı (Beyin anjiyografisini geliştiren kişidir ve psiko-cerrahinin de öncüsü kabul edilir). Lobotomiler 2. Dünya Savaşından sonra çok popüler olmuştu. 1949’da Egas Moniz’e Nobel getiren bu yöntemden, pek çok hastaya zarar vermesi sebebiyle 1960’larda tamamen vazgeçildi.
1962’de Ken Kesey tarafından yazılan “Guguk Kuşu Yuvasının Üzerinden Biri Uçtu” (One Flew over the Cuckoo’s Nest) isimli roman, ABD’de bir akıl hastanesinde lobotomiye maruz kalan bir hastanın dramını anlatıyordu. 1975’te Milos Forman tarafından beyazperdeye aktarılmış; ülkemizde de “Guguk Kuşu” adıyla gösterilmişti. Ayrıca, Kent Oyuncuları tarafından “Kafesten Bir Kuş Uçtu” adıyla sahneye konmuştur.
1957’de Penfield ve Rasmussen, beyin korteksinde hareket (motor) ve duyu haritasını çıkardı; insana benzeyen bu haritaya homunculus dendi. 1972’de ilk bilgisayarlı tomografi geliştirildi ve insan beyninin kesitsel anatomisini görüntülemek imkanı doğdu (NTV Tarih, sayı 3, Nisan 2009).
1974’te incelediği alanın metabolik durumunu gösteren PET (positron emisyon tomografi) geliştirildi. Beyin aktivitesine dair görsel enformasyon sağlıyordu. 1977’de manyetik rezonans (MR) ilk kez insanda görüntü almak için kullanıldı. 1992’de fonksiyonel MR (fMRI) insan beynindeki aktiviteyi haritalama için ilk defa denendi.
Portekiz asıllı nörolog Antonio Damasio 1994 yılında Descartes’ın Yanılgısı adlı eserini yayınladı. İnsan davranışlarında, özellikle seçim yapma ve karar verme süreçlerinde sadece akıl ve mantığın değil, duyuların ve sezgilerin de önemli rolü olduğunu ortaya koyduğu eserin çıkış noktasında, uğradığı kaza sonucunda karakteri değişen meşhur kafa travması vakası Phineas Gage yer alıyor ve akıl ile duyguyu birbirinden ayıran Descartes’e atıfta bulunuluyordu.
2013’te “Human Brain Project” projesine start verildi. 2014’te ise John O’Keefe, Edvard Moser ve May-Britt Moser, beyinde bir pozisyon sistemi yapılandıran hücreler hakkındaki çalışmalarıyla Nobel ödülü kazandılar.
Bugün bilim dünyası insan beyninin biyokimyasal ve biyoelektrik bir sistem olduğuna inanıyor. Nöron denen beyin hücrelerinin oluşturduğu karmaşık bir şebekede duyularla alınan bilgi taşınıyor ve bir şekilde şuura dönüşüyor. Büyük muamma da zaten bu noktada başlıyor. Günümüzün bilgisayar sistemleri ile henüz taklit edilemeyen bu network sistemi, bilgi işlemenin çok ötesinde bir quantum düzeneği oluşturuyor. Bugün üretilmeye çalışılan quantum bilgisayarını tabiat binlerce yıl evvel gerçekleştirmiş bile!
