Spor salonunda ağırlık kaldırmaktan zor bir sınavda soruları çözmeye, etken olarak herhangi bir görevi yerine getirdiğimizde, beynimizde nöronların elektriksel aktiviteleri artar ve ilgili kısımlar etken hale gelir. Peki ya kanepeye uzanmış pineklerken? Beynimiz o vakit da etken mi?
Araştırmacılar bu soruya ‘evet’ yanıtını veriyor.
Geçtiğimiz yirmi yıl süresince, bilim adamları beyinde “varsayılan mod ağı” olarak malum bölgeleri tespit etti. Varsayılan mod ağı, kişinin bir şey yapmadığı vakit aktifleşen bölgelerin geneline verilen ad.
Bu ağın keşfi beynin iyi tanımlanmış görevler haricinde iyi mi çalıştığına dair mühim iç görüler sundu. Dahası içsel deneyimimizin idaresinde yalnız beyin bölgelerinin değil, beyin ağlarının rolüne ilişkin araştırmaları da teşvik etti.
Bazı alanlar hareketlenirken bazıları kapanıyordu
20’nci yüzyılın sonlarında sinir bilimciler, gelişen tarama cihazlarını kullanarak çeşitli görevleri yerine getiren insanların beyinlerini görüntüledi.
Belli görevler, tahmin edilmiş olduğu suretiyle, belirli beyin alanlarındaki aktiviteyi artırıyordu. Öte taraftan araştırmacılar şaşırtıcı bir detayı da keşfetti: Verilen görevler hayata geçirilirken beynin öteki alanlarındaki aktivite de aynı anda azalıyordu.
Oldukca değişik görevler esnasında beynin aynı bölgelerinin aktivitesinin azalması, nörobilimcilerin merakını cezbetti. Sanki bu alanlar şahıs hiçbir şey yapmadığında aktifleşiyor; zihin, harici bir şeye konsantre olmak zorunda kaldığında ise kapanıyordu.
Araştırmacılar bu alanlara “task negative” kısaca “negatif vazife” adını verdi.
Negatif vazife alanları ilk tanımlandığında, St. Louis’deki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden nörolog Marcus Raichle, bu bölgelerin dinlenme halindeki zihinde mühim bir rol oynuyor olabileceğini düşünüyordu. Raichle, o dönemdeki tartışmaları, “Bu durum, ‘Temel beyin aktivitesi nedir?’ sorusunu gündeme getirdi” sözleriyle özetledi.
Raichle gerçekleştirdiği bir deneyde, katılımcılardan, beyin aktiviteleri ölçüldüğü sırada gözlerini kapatmalarını ve zihinlerini özgür bırakmalarını istedi. Bunun sonucunda dinlenme esnasında zihinsel olarak içe döndüğümüzde negatif vazife alanlarının, beynin geri kalanına kıyasla daha çok enerji harcadığını keşfeden Raichle, 2001’de piyasaya çıkan bir makalede bu faaliyeti “beyin fonksiyonunun varsayılan bir modu” olarak nitelendirdi.
İki yıl sonrasında, Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden bir ekip, daha yüksek çözünürlüğünde olan görseller kullanarak negatif vazife aktivitelerinin, varsayılan mod ağı olarak adlandırdıkları, etkileşimli beyin bölgelerinden oluşan tutarlı bir ağı oluşturduğunu keşfetti.
Varsayılan mod ağının temel işlevi merak mevzusu oldu
Varsayılan mod ağının keşfinin peşinden nörobilimciler, dışa odaklı bir görevin yokluğunda beynin ne yaptığını merak etmeye başladı. Bazı araştırmacılar ağın ana işlevinin hayallere dalma deneyimimizi yaratmak olduğuna inanıyordu sadece başka varsayımlar da vardı. Varsayılan mod ağının şuur akışlarını denetim ediyor ya da geçmiş deneyimlerin anılarını harekete geçiriyor olabileceği yorumları yapılmış oldu. Dahası varsayılan mod ağındaki işlev bozukluğunun, depresyon, şizofreni ve Alzheimer hastalığı da dahil olmak suretiyle neredeyse her psikiyatrik ve nörolojik bozukluğun potansiyel bir özelliği olduğu öne sürüldü
O zamandan bu yana, varsayılan moda yönelik meydana getirilen araştırmalar kafaları daha da karıştırdı. Los Angeles’ta bulunan California Üniversitesi’nden sinir bilimci Lucina Uddin, “Son 20 yılda varsayılan mod ağını harekete geçiren değişik vazife ve paradigma türlerini görmek oldukca garip oldu” dedi.
Bilim tarafınca tanımlanan ilk beyin ağlarından önde gelen varsayılan mod, dorsal ve ventral medial prefrontal korteksler benzer biçimde beynin ön kısmındaki birkaç bölgenin yanı sıra arka singulat korteks, precuneus ve angular girus benzer biçimde beynin çeşitli yerlerine dağılmış öteki bölgelerden oluşuyor. Bu bölgeler bellek, edinim tekrarı, tahmin, fiil değerlendirmesi, ödül/ceza ve informasyon entegrasyonu ile ilişkili. (Aşağıdaki görseldeki renkli alanlar, varsayılan ağ devreye girdiğinde daha etken hale geliyor.)
Başka ağlar da var
Varsayılan mod ağının keşfedilmesinden bu yana, sinir bilimciler her biri beynin görünüşte değişik bölgelerini harekete geçiren birkaç ağı da gevşek bir halde tanımladı. Etkinleşen bu alanlar bağımsız hareket etmiyor, birbirleriyle senkronize oluyor.
Raichle, durumu “Bir senfoni orkestrasını yalnız kemanlar yada obualardan ibaret olarak düşünemezsiniz” sözleriyle özetledi. Benzer şekilde, bir beyin ağında bireysel parçalar, yalnızca beraber üretebilecekleri tesirleri ortaya çıkarmak için etkileşime giriyor.
Araştırmalara bakılırsa, varsayılan mod ağının tesirleri içinde zihnin hayallere dalması, geçmiş deneyimleri anımsama, başkalarının zihinsel durumları hakkında düşünme, geleceği tasarım etme ve dili işleme içeriyor.
Bunlar birbirlerinden alakasız bilişsel faaliyetler benzer biçimde görünse de Stanford Bilişsel ve Sistem Sinirbilimi Laboratuvarı’nın yöneticisi Vinod Menon, kısa sürede tüm bu işlevlerin içsel bir anlatı oluşturmada rol oynayabileceği teorisini ortaya attı. Menon’a bakılırsa, varsayılan mod ağı, başkalarıyla ilişkinizde kim olduğunuzu düşünmenize, geçmiş deneyimlerinizi hatırlamanıza ve peşinden tüm bu tarz şeyleri tutarlı bir öz anlatı haline getirmenize destek oluyor.
Anlaşılan o ki varsayılan modun işlevi kolay değil. Aksine, muntazam bir halde tanımlanamayan birçok değişik süreçte yer almıştır. Uddin, “Günün birinde ‘Bu tek beyin bölgesi yada tek beyin ağı tek bir şey yapar’ diyeceğimizi düşünmek birazcık aptalca. Beynin bu şekilde işlediğini zannetmiyorum” diye konuştu.
Uddin, kendini tanıma mevzusuna ilgi duyduğu için varsayılan mod ağını araştırmaya başladı. Bunun sonucunda kişinin kendi yüzünü yada sesini tanımlaması benzer biçimde birçok kendini tanıma işinin ağla ilişkili olduğu ortaya çıktı.
Son yıllarda dikkatini beyin ağları arasındaki etkileşimlere kaydıran Uddin, değişik beyin alanlarının ağlar oluşturmak için birbirleriyle etkileşime girmesi benzer biçimde, değişik ağların da birbirleriyle anlamlı şekillerde etkileşime girdiğini söylemiş oldu ve ekledi: “Ağ etkileşimlerini, tek başına bir ağ olarak görmek yerine çeşitli açılardan değerlendirmek daha aydınlatıcıdır şu sebeple beraber çalışırlar, ayrılırlar ve vakit içinde değişik işler yaparlar.”
Depresyon ve öteki bozuklukları anlamamızı sağlayabilir mi?
Uddin bilhassa varsayılan mod ağının dikkat çekerlik ağıyla iyi mi etkileşime girdiğiyle ilgileniyor. Dikkat çekerlik ağının, herhangi bir zamanda en ilgili informasyon parçasını belirlememize destek olduğu düşünülüyor. Uddin’in emek harcaması dikkat çekerlik ağının bir şeyin ne vakit mühim bulunduğunu tespit ettiğini ve peşinden varsayılan mod ağı için bir kapatma anahtarı görevi gördüğünü öne sürüyor.
Araştırmacılar ek olarak depresyon benzer biçimde zihinsel sıhhat bozukluklarının varsayılan mod ağındaki sorunlarla bağlantılı olup olmadığını da inceliyor. Sadece şu ana kadar bu mevzuda net bir bulgu elde edilemedi.
Mesela, bazı araştırmalarda depresyonlu kişilerdeki ağ düğümlerinin aşırı derecede bağlantılı bulunduğunu bulunurken, bunun tersini, kısaca düğümlerin bağlantı kuramadığını gösteren emek harcamalar da var. Dahası bazı araştırmalarda, varsayılan mod ağının kendisinin değil öteki ağlarla olan etkileşimlerinin anormal olduğu tespit edildi.
Bu bulgular tutarsız görünse de depresyonun benzer semptomlarla ortaya çıkan değişik bozuklukların bir kümesi olduğuna dair son çalışmalarla paralellik gösteriyor.
Öte taraftan Menon da üçlü ağ teorisini ortaya attı. Buna bakılırsa varsayılan mod ağı, dikkat çekerlik ağı ve frontoparietal ağ adında olan üçüncü bir ağ arasındaki anormal etkileşimler; şizofreni, depresyon, anksiyete, demans ve otizm benzer biçimde zihinsel sıhhat bozukluklarına katkıda bulunabiliyor.
Şu şekilde ki normalde bir şahıs harici bir uyarıya dikkat ettiğinde varsayılan mod ağının etkinliği azalırken, öteki iki ağdaki etkinlik artıyor. Menon, ağlar arasındaki bu itme ve çekmenin psikiyatrik yada gelişimsel bozuklukları olan kişilerde aynı şekilde çalışmıyor olabileceğini öne sürüyor.
St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde akıl hastalıklarının nörobiyolojisi üstüne çalışan Deanna Barch da üçlü ağ teorisiyle ilgilenen araştırmacılardan. Barch, ruhsal bozuklukları olan kişilerde ağların iyi mi değişik şekilde bağlandığının araştırılmasının, altta yatan mekanizmaların olmasına ve tedaviler geliştirilmesine destek olabileceğini söylemiş oldu. Sadece ağ etkileşimlerinin tek başına akıl hastalığını tam olarak açıklayacağını düşünmediğini belirten Barch, “Bağlantı farklılıklarını bir başlangıç noktası olarak düşünüyorum; bir son nokta değil” dedi.
Varsayılan mod ağına dair elimizdeki bilgiler de kesinlikle son noktada değil. Varsayılan mod ağı, keşfedilmesinden bu yana sinir bilimcileri, beyin bölgelerinin tekil sorumluluklarının ötesinde, beyin ağları arasındaki etkileşimleri düşünmeye itiyor. Bu sayede birçok insan zihnin içe odaklı faaliyetlerinin kıymetini anlıyor. Hayal kurarken ya da dinlenirken bile beynimiz yoğun bir halde çalışıyor.
Quanta Magazine‘in içeriğini Sevin Turan Türkçeleştirdi.