ÖĞrenmek nediR, neden öĞreniyoruz, nasil öĞreniyoruz

İNFORMASYON NASIL İŞLENİYOR

Şu ana kadar yapılan açıklamalarla A ve B gibi (presinaptik ve postsinaptik) iki nörondan oluşan basit bir devrenin (Schaltkreis-Netzwerk) nasıl çalıştığını görmeye çalıştık. İnformas- yon alınıyor, bu informasyon bir girdi olarak A ve B arasındaki sinapsta kayıt altında bulunan bilgiyle değerlendiriliyor-işleniyor- ve sonra da bu işlemin sonucu postsinaptik B nöronunun aksonlarında bir AP şeklinde ortaya çıkıyor. Böylece, dışardan gelen girdiye-input karşılık sistemin (AB sisteminin-sinapsının ) cevabı-output oluşturulmuş oluyor.
Bu süreçte informasyonun nasıl alındığı açık. Ya çevreden direkt olarak geliyor ve alınıyor, ya da girdi başka bir nöronal devrenin çıktısı oluyor. Nöronal bir devrede incelenen ve output olarak bir AP şekline dönüştürülen informasyon, daha ileri düzeyde işlenmek üzere başka bir devre tarafından alınıyor ve inceleme-işleme süreci bitene kadar bu şekilde, bir alt sistemden diğerine, beynin içinde dolaşıp duruyor.
Örneğin, görme söz konusu olduğu zaman, ışık-elektromagnetik dalga şeklinde geliyor, retinadaki ışığa duyarlı alıcıları etkiliyor, bunlar da onu elektriksel impuls şekline çevirerek beyne gönderiyorlar. Yani, gelen informasyonun-ham maddenin ilk değerlendirme işlemi burada yapılıyor. Görme organında ışığın organizmayla ilk temas noktası olan retinadaki fotoreceptorler-ışığa duyarlı alıcılar- yapısal olarak, başka hiç bir şeye gerek kalmadan, belirli frekanslardaki elektromagnetik dalgaları otomatik bir şekilde AP leri-elektriksel impulslar haline çevirme yeteneğine sahiptirler. Yani sadece “alıcı” olmak değildir bunların görevleri. Alınan informasyonu işlemek- değerlendirmek de görevleri arasındadır. Bu değerlendirmenin sonuçlarına göre de bir AP oluşturuluyor. İşte, çevreden gelen görsel bir informasyonun işlenilmesi sürecinin ilk basamağı budur. İnformasyonun bu ilk aşamada alıcılar tarafından nasıl alındığının ve incelendiğinin ayrıntıları, alıcıların yapısal özellikleri vs. bütün bunlar şu an bizi çok fazla ilgilendirmiyor. Bu başka bir çalışmanın konusu. Şu an biz daha çok, A ve B gibi iki nörondan oluşan bir devrede, başka bir nöronal devrenin çıktısı olarak presinaptik nöronun (A) akson terminaline gelen bir AP nin burada nasıl değerlendirildiğiyle-işlendiğiyle ilgileniyoruz.
Duyu organları tarafından alınan ve elektriksel bir impuls şekline çevrilen mesajın daha sonra buradan beyne gönderildiğini söylemiştik. Duyma, tat alma, dokunma, koku alma sistemlerinin hepsinin çalışma ilkesi aynıdır. Çevreden gelen informasyon taşıyıcı hammadde alınıyor, bu, söz konusu duyu organı tarafından AP adı verilen elektriksel impulslar şekline dönüştürülüyor ve inceleme-işleme sürecinin devam etmesi için beyne gönderiliyor. Ancak, beyinde bulunan bütün nöronal devrelerin-alt sistemlerin çalışma ilkeleri de özünde gene aynı olduğundan, biz A ve B gibi iki nörondan oluşan basit bir devrenin nasıl çalıştığını ne kadar iyi bilirsek, milyarlarca nörondan ve devreden oluşan beynin çalışma ilkelerini de o kadar iyi anlamış oluruz.
Peki, madem ki beyindeki bütün devreler-alt sistemler hep aynı şekilde çalışıyorlar, o zaman nedir bunların aralarındaki fark? Yani bütün bu alt sistemler biribirlerinden farklı olarak ne yapıyorlar? İnformasyonun bütün bu alt sistemlerde farklı düzeylerde işlenilmesini sağlayan nedir? Kısacası informasyon nasıl işleniyor? Kim işliyor informasyonu, neye göre işliyor? İşlemek-değerlendirmek demek ne demektir?
Problemi bu kadar açık bir şekilde ortaya koyunca, bütün bu soruların cevabını bulmak için gene iki nöron arasındaki ilişkiye dönüyoruz. A ve B gibi iki nörondan oluşan bir devrede, başka bir nöronal devrenin çıktısı olarak presinaptik A nöronunun akson terminaline gelen bir AP nin burada nasıl değerlendirildiğini-işlendiğini anlamaya çalışıyoruz. Olayın nasıl gerçekleştiğini daha iyi görebilmek için de şekli tekrar önümüze koyuyoruz:



Şek.22
Önce şu noktanın altını çizelim: Dikkat edilirse, A’nın akson terminalinden AB sistemine-sinapsına- gelen girdi-input- ilk bakışta (mekanik olarak) hemen “A’nın B üzerine etkisi” olarak görülür-değerlendirilir; ama aslında durum hiçte böyle değildir. Çünkü, A’nın akson terminalinden AB sistemine gelen girdi, objektif-mutlak bir gerçeklik olarak A’nın B üzerine gerçekleştirdiği bir etki olmayıp, A’nın daha önceden içinde bulunduğu ilişkinin (AA’ ilişkisinin) bir ürünüdür. Yani, A’nın da içinde yer aldığı daha önceki bir sistemin-sinapsın çıktısıdır. Burada altını çizmeye çalıştığımız nokta, A ve B’nin (ve bütün diğer hücrelerin) hiçbirinin bir diğerinden bağımsız-mutlak gerçeklikler olmadıklarıdır. A, B ile ilişkisi içinde A dır. A’nın daha önceki ilişki içindeki kimliğiyle AB ilişkisi içindeki kimliği-fonksiyonu aynı değildir. Varolmak dediğimiz şeyin (varoluş instanzının) her anın içinde gerçekleşen ilişkilere göre ortaya çıktığını, bunun izafi bir oluşum olduğunu bundan daha iyi hiçbir şey gösteremezdi.
Evet, A nın aksonu aracılığıyla bir informasyon geliyor. Sonra ne olur? Gelen bu informasyon, gelir gelmez hemen buradaki hücre zarını depolarize eder (buradaki elektriksel denge durumunu etkiler ve bozar). Bu da hücre zarındaki Ca⁺ kanallarının açılmasına neden olur ve presinaptik A nöronundan içeriye Ca⁺ iyonları dolmaya başlar. İçeri dolan bu Ca⁺ iyonları ise, içi nörotransmitter adı verilen kimyasal maddelerle dolu olan Vesikel adlı torbacıkları etkiler, bu torbacıkların hücre zarıyla kaynaşmasına neden olur. Ki bu da bunların içindeki moleküllerin (bunlar informasyon taşıyıcı nörotransmitterlerdir-Botenstoff) sinaptik aralığa dökülmesiyle sonuçlanır. Sinaptik aralığa dökülen-salgılanan bu moleküller daha sonra burada bulunan sıvıda yüzerek (diffusion) postsinaptik B nöronunun alıcılarına giderler ve onlara bağlanırlar. A nın aksonundan gelen informasyonun-girdinin ilk değerlendirme ve işlenme mekanizmasının esası budur. Çünkü, bundan sonrası tamamen bu değerlendirmenin sonuçlarına bağlıdır. Mevcut sinapsın bir parçası olan A nın akson terminalinden salgılanan nörotransmitterler ve tabi bunların miktarıdır ki, bundan sonraki süreci belirlemede temel unsur bu oluyor. Örneğin, postsinaptik B nöronunun bir AP oluşturup oluşturamayacağı buna bağlıdır. Eğer salgılanan nörotransmitter Glutamatsa ve bundan da yeteri kadar salgılanmışsa, B yeteri kadar depolarize olacak ve bir AP oluşturabilmek için gerekli olan eşik aşılarak sonuçta bütün bu sürecin ürünü olan bir AP ortaya çıkacaktır. Görüldüğü gibi, en sonda ortaya çıkan ürün-AP en başta yapılan değerlendirmenin ve varılan sonucun hayata geçirilmesi oluyor.
Burada dikkat edilmesi gereken en önemli nokta şudur: A nın akson termimalinde bulunan torbacıklar-Vesikel ve bunların içindeki nörotransmitterler, bunların hangi türden oldukları, miktarları vs. bütün bunların hepsi, daha önceden oluşmuş bulunan AB sinapsının unsurlarıdır. Yani, A nın (ve herhangi bir diğer nöronun) B den bağımsız olarak ürettiği maddeler değildir bunlar. A ve B arasındaki sinaps-köprü-bağ bir yapı olarak genetik mekanizma tarafından oluşturulurken⁴⁹ bunları üreten mekanizmalar da o sürecin içinde oluşturulmuşlardır. Bu nedenle, A nın akson terminaline gelen bir impuls, bu noktadan itibaren, artık sadece A değil, AB sinapsı tarafından işleme alınmış oluyor. Nörotransmitter salgılanması da bu işlemin-değerlendirmenin bir sonucudur. Ne türden nörotransmitterin, hangi miktarda salgılanacağını, gelen impulsun etkinliği-gücü-kuvveti olduğu kadar, bunu değerlendiren AB sinapsının yapısı da belirliyor. Ama genel kural olarak, eğer gelen impuls zayıf bir impulssa daha az nörotransmitter salgılanıyor, kuvvetli bir impulssa da daha çok.
Öte yandan, bir nöronun akson terminalinde bulunan nörotransmitterler o hücrenin içinde üretildiğine göre, yani, A ile B arasında, ortak ürün olarak nörotransmitter üreten ayrı bir organ bulunmadığına göre, demek ki, AB sinapsı oluşurken aradaki etkileşme iki hücre arasında sadece mekanik bir bağın-köprünün oluşmasıyla kalmıyor, bu süreç her iki hücreyi de yapısal olarak derinden etkiliyor. Ve öyle oluyor ki, A ve B artık biribirlerini yaratarak, biribirlerini tamamlayarak varolabilir hale geliyorlar. Öyle ya, B ile olan sinaptik bağ ilişkisinden sonra B den bağımsız bir A düşünülebilir mi artık?
Çevreyle etkileşerek varolan-ayakta kalan bir sistemin bütün fonksiyonlarının iki temel başlık altında toplanabileceğini söylemiştik. Bunlardan biri, gelen informasyonun alınarak işlenmesi-değerlendirilmesi, diğeri de, bu değerlendirme sonucu oluşan reaksiyon modelinin gerçekleştirilmesiydi. A ve B gibi iki nörondan oluşan en basit nöronal bir sistemde-devrede bu işin nasıl yapıldığını gördükten sonra, daha ileriye giderek nöronların nasıl öğrendiklerini görmeden önce, olayı daha da basitleştirerek gözler önüne sermek için bir örnek üzerinde duralım.