Bildiğimiz kadarıyla güneş sistemimizde kendi kendisi üzerine çalışabilecek kadar gelişmiş tek bir şey var: İnsan beyni. Fakat bu kendi kendini araştırma süreci çok zorlayıcı; canlı bir beyin kalın bir kafatası tarafından korunuyor, katmanlarca koruyucu dokunun içerisine sarılı ve milyarlarca küçük, birbirine bağlı hücreden oluşuyor. Bu nedenle beyni yerinden ayırmak, gözlemlemek ve Alzheimer gibi hastalıkları anlamak çok zor.
Peki sahibine zarar vermeden canlı bir beyni nasıl inceliyoruz?
EEG, MR ve PET denilen üçlü bir teknik kullanıyoruz. Her ölçü birbirinden farklı, hepsinin kendine özgü güçlü ve zayıf yanları var. Şimdi hepsini tek tek inceleyeceğiz.
EEG Nedir, Nasıl Çalışır?
İlki beyindeki elektriksel hareketleri ölçen EEG, yani elektroensefalografi. Beyin hücreleri birbirleriyle iletişime geçtikçe elektrik dalgaları üretir. Kafatasına yerleştirilen elektrotlar bu dalgaları algılar ve elektrotlar arasında tespit edilen sinyallerin farklılıkları olanlar hakkında bilgi verir. Yaklaşık 100 yıl önce geliştirilen bu teknik epilepsi, uyku bozukluğu gibi durumların teşhislerinde hâlâ kullanılıyor. Aynı zamanda beynin öğrenme ve odaklanma anında hangi bölgelerinin aktif olduğunu araştırmak için de kullanılıyor.
EEG vücudun içine girmeyi gerektirmiyor, göreceli olarak ucuz ve hızlı. Oluşan değişimleri yalnızca milisaniyeler içinde ölçebiliyor. Ne yazık ki belirli bir düzenin tam olarak nereden geldiğini belirlemek zor. Elektriksel sinyaller sürekli olarak beynin her yerinde oluşuyorlar
ve karmaşık düzenler oluşturmak için birbirleriyle iletişime geçiyorlar. Daha fazla elektrot ya da gelişmiş bilgi işlem algoritmaları kullanmak yararlı olabilir. Fakat EEG size belirli bir hareketin tam zamanını gösterebilirken tam olarak nerede oluştuğunu gösteremez. Bunu yapmak için MR’a yani manyetik rezonans görüntüleme tekniğine ihtiyaç duyarsınız.
MR Nedir, Nasıl Çalışır?
MR oksijenin beyin hücreleri tarafından ne kadar hızlı tüketildiğini ölçer. Beynin aktif bölgeleri oksijeni daha hızlı kullanır. Yani bir insan kavramsal ya da davranışsal görevleri tamamlarken MR tarayıcısını izlemek beynin çalışan bölgeleri hakkında bilgi verebilir. Bu da bize yüzleri nasıl gördüğümüzden hislerimizi nasıl anladığımıza kadar her şeyi çalışmamızı sağlar. MR birkaç milimetre içerisindeki beyin hareketlerindeki değişimleri saptayabilir fakat EEG’den bin kat daha yavaştır. İki tekniği birlikte kullanmak sinirsel hareketin nerede ve nasıl başladığını göstermeye yardımcı olur.
PET Nedir, Nasıl Çalışır?
Üçüncü ve daha kesin olan yöntem pozitron emisyon tomografisi (PET) olarak adlandırılır ve beynin içinden geçen radyoaktif elementleri ölçer. Bu kulağa aslında olduğundan daha korkutucu geliyor. PET, MR ve EEG gibi tamamen güvenli bir tarayıcı. PET taraması sırasında izleyici denilen az miktarda radyoaktif madde kan dolaşımına enjekte edilir ve doktorlar bunun beyne gidişini izler. İzleyiciyi belirli moleküllere bağlanacak şekilde değiştirerek araştırmacılar PET’i beynin karmaşık kimyasını araştırmak için kullanabilirler. İlaçların beyni nasıl etkilediğini ve Alzheimer gibi hastalıkları saptamak için kullanışlı bir yöntem. Ama bu teknik aralarında zaman çözünürlüğü en düşük olanı çünkü izleyicinin akımda dolaşması ve değişimin ortaya çıkması dakikalar alıyor.
Bu yöntemler toplu olarak doktorlara ve bilim insanlarına, davranışlarımız ve beynimizde olanlar arasında bağlantı kurmalarında yardımcı oluyor. Fakat hâlâ bilmediğimiz şeylerden dolayı sınırlılar. Örneğin, diyelim ki araştırmacılar hafızanın nasıl çalıştığını merak ediyor. MR’daki elli katılımcıdan belli bir resim düzenini ezberlemelerini istedikten sonra araştırmacılar sonuçları analiz edip birçok aktif beyin alanı keşfedebilirler. Hafıza ve beynin belirli alanları arasında bağlantı kurmak ileriye doğru önemli bir adım. Fakat her bir bölgede ne olduğunu, birlikte nasıl çalıştıklarını ve beyin aktivitesinin hafızadan dolayı mı yoksa aynı anda oluşan başka bir süreçten dolayı mı olduğunu daha iyi anlamak için ileri araştırmaya ihtiyaç duyulacaktır.
Daha ileri görüntüleme ve analiz teknolojisi bir gün daha doğru sonuçlar sağlayabilir ve hatta tek tek nöronların aktivitelerini ayırt edebilir. O zamana kadar, beynimiz şu ana kadar karşılaştığımız en dikkat çekici şeyleri anlama konusundaki araştırmasına devam etmek adına ölçmeye, analiz etmeye ve yenilik yapmaya devam edecek.
