Beyin plastisitesi

Bir an

Cuma akşamüstü, Odunpazarı'ndaki bir çalgı dükkânının vitrini. Rıza ellerini arkasında kavuşturmuş, duvarda asılı kısa saplı bir bağlamaya bakıyor. Otuz küsur yıl şehir içi otobüs kullanmış; emekli olduğundan beri sabahları ne yapacağını bilemiyor. Gençliğinde köyde amcası çalardı, o da dinlerdi. Dükkân sahibi kapıdan başını uzatıp "Halk eğitimde akşam kursu var, ayda bir kayıt alıyorlar," diyor.

Rıza başını sallıyor ama vitrinden uzaklaşırken Sevgül'e dönüp asıl düşündüğünü söylüyor: "Bu yaştan sonra beyin öğrenmez. Parmaklar da tutmaz. Çocukken başlayacaktın."

Sevgül gülüyor, çantasından okul kütüphanesinden aldığı bir kişisel gelişim kitabını çıkarıyor. Arka kapakta kalın harflerle yazıyor: "Beynin bir hamur gibidir. Nöroplastisite sayesinde onu istediğin gibi yeniden programlayabilirsin. Yaş bir bahanedir." Sevgül kitabı Rıza'ya uzatıyor: "Bak, bilim tam tersini söylüyor."

Rıza kapağı evirip çeviriyor. "Biri 'öğrenmez' diyor, öbürü 'istediğini yap' diyor. İkisi birden doğru olamaz."

Haklı. Ama ikisi birden yanlış olabilir.

Soru

Öğrenmek yetişkin beyninde gerçekten fiziksel bir iz bırakır mı, bırakıyorsa bu iz yaşla nasıl değişir, ve "beynini istediğin gibi yeniden programla" vaadi bu bilginin neresinde durur?

Nasıl işler

Sinir hücreleri dersinde nöronların birbirine sinapslarla bağlandığını konuştuk. Dopamin mitini tartışırken de beynin beklediğiyle karşılaştığı arasındaki farktan öğrendiğini gördük. Şimdi soralım: Öğrenme, o bağlantılarda neyi değiştirir?

Bu fikrin en kısa özeti psikolog Hebb'in 1949'da yayımladığı kitaptan gelir ve sonradan şu sloganla anılır olmuştur: "Birlikte ateşlenen nöronlar birbirine bağlanır." Bir hücre başka bir hücreyi tekrar tekrar uyarmaya katılıyorsa, aralarındaki bağlantı verimli hâle gelir. Rıza bağlamada bir perdeye basarken sesi duyar ve parmağının yerini hisseder; bu sinyalleri taşıyan hücreler her denemede birlikte çalışır.

Uzun süreli güçlenme, öğrenmenin bilinen tek mekanizması değildir ve bir anının "kendisi" de değildir. Ama sinapsların kullanıldıkça güçlendiğini, yani beynin bir donanımdan çok kullanılan yolları genişleyen bir yol ağına benzediğini gösteren ilk sağlam deneysel kanıttır. Kullanılmayan patikalar ise zamanla otla kaplanır.

Peki bu değişim yaşla nasıl değişir? Çocuklukta bazı sistemlerin yalnız belli bir zaman aralığında, beklenen deneyimi aldığında doğru kurulduğu kritik dönemler vardır. Görme sistemi bunun en iyi incelenmiş örneğidir: Erken çocuklukta bir gözden gelen görüntü uzun süre bozuk kalırsa, o gözün beyin kabuğundaki temsili zayıflar ve sonradan düzeltmek zorlaşır.

Yetişkin plastisitesi bunun devamı değil, başka bir rejimdir. Temel devreler kurulmuştur; değişim daha yerel, daha yavaş ve daha çok çaba ister. Yetişkin beyni öğrenir, ama çocuk beyni gibi kendiliğinden ve zahmetsiz öğrenmez. Rıza'nın "çocukken başlayacaktın" cümlesinin doğru yanı budur; yanlış yanı "bu yaştan sonra öğrenmez" kısmıdır.

İnme sonrası iyileşme bu iki rejimin kesiştiği yerdir. Kan akımının kesilmesiyle bir bölgedeki nöronlar ölünce, ölü hücreler geri gelmez. İyileşmede çalışan şey, hasarın çevresinde ve ilişkili ağlarda hayatta kalan devrelerin kaybedilen işi kısmen üstlenmesidir. Hayvan deneyleri, inmeden sonra bu yeniden düzenlemenin en kolay olduğu, zamanla sınırlı bir pencere açıldığını düşündürür. Rehabilitasyonun yoğun, tekrarlı ve göreve özgü yapılmasının gerekçesi buradan gelir.

Kanıt

Bu çalışma Rıza için ilginç bir aynadır. Otobüs şoförlerine göre de taksicilerin hipokampus arka bölümü daha büyüktü ve yıllarla büyüme yalnız taksicilerde görüldü; yazarlar farkı sürüşe değil, uzamsal bilgiye bağladı. Bedeli de vardı: Taksiciler yeni görsel-uzamsal bilgiyi edinmede otobüs şoförlerinden kötüydü.

Boyke ve arkadaşları kendi tasarımlarını, aynı ekipten Draganski ve arkadaşlarının Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training (Nature, 2004) başlıklı kısa raporu üzerine kurdu. O çalışmada yirmi yaşlarındaki gönüllüler üç ayda jonglörlük öğrenmiş ve hareketi algılayan görme bölgesinde gri madde değişimi saptanmıştı. Boyke'nin yaşlı gönüllülerinde de aynı bölgede öğrenmeyle ilişkili değişim görüldü; ayrıca hipokampusta ve ödülle ilgili bir bölgede geçici artışlar saptandı. Pratik bırakıldıktan üç ay sonraki çekim, değişimin pratikle gelip gittiğini düşündürüyordu.

Yaygın yanılgılar

Sayılarla

Uzun süreli güçlenmenin ilk raporunda Bliss ve Lømo'nun on sekiz tavşanının on beşinde güçlenme görüldü ve 30 dakika ile 10 saat arasında sürdü.

Maguire'ın 2000 çalışmasındaki taksiciler 16 erkekti, yaşları 32 ile 62 arasındaydı ve ortalama 14,3 yıldır taksi kullanıyorlardı; 50 erkekle karşılaştırıldılar. İlginç bir ayrıntı: Hipokampusun toplam hacmi iki grupta farklı değildi. Değişen, hacmin arka ve ön bölümler arasındaki dağılımıydı. Beyin büyümedi, yeniden dağıldı.

Woollett ve Maguire'ın boylamsal çalışması 79 aday ve 31 kontrolle başladı. Adayların 39'u üç ila dört yıl sonra lisans aldı, sınavı geçemeyen 20'si de ikinci ölçüme döndü. Değişim yalnız geçenlerde görüldü.

Boyke'nin çalışmasına yaş ortalaması 60 olan 93 gönüllü katıldı, 69'u üç ölçümü tamamladı. Aynı üç aylık sürede yirmi yaşlarındaki önceki grubun tamamı en az 60 saniye kesintisiz top çevirme hedefine ulaşmıştı; 60 yaşındaki grupta bu oran yüzde 23'tü. Rıza'nın iki cümlesi bu iki sayıda buluşuyor: Öğreniyor, ama daha yavaş.

Bu sayıların hepsi küçük gruplardan geliyor.

Herkes için aynı mı?

Hayır. Yaş en belirgin farktır: Çocukluğun kritik dönemlerinde bazı sistemler kendiliğinden kurulur, yetişkinlikte değişim daha çok çaba ve tekrar ister. Boyke'nin çalışmasındaki gönüllüler bunama, Parkinson hastalığı, diyabet ya da hipertansiyonu olmayan, tamamen sağlıklı insanlardı; kronik hastalığı olan biri için sonuçlar aynen geçerli olmayabilir. Taksici çalışmaları yalnız erkeklerle yapıldı, kadınlara ne kadar genellenebileceği bilinmiyor. İşitme ya da görme kaybı, eklemlerdeki sızı, uykusuzluk ve depresyon da öğrenmeyi yavaşlatır; bu durumlarda beynin değil, öğrenmeye giden yolun önünde engel vardır. Sosyoekonomik fark da göz ardı edilemez: Halk eğitim merkezine yürüme mesafesinde oturmak, çalgı alabilmek ve akşamları boş zamanı olmak, plastisiteden çok daha somut koşullardır.

Ne zaman hekime?

Yeni bir şey öğrenmek zorlaştığında bunun çoğunlukla yaşın doğal yavaşlaması olduğunu biliyoruz. Ama bazı değişiklikler öğrenme hızıyla değil, beynin kendisiyle ilgilidir. Birden başlayan bir karışıklık, tanıdık kelimelerin bir anda kaybolması ya da tek taraflı güçsüzlük ise beynin bölgeleri dersinde anlattığımız inme işaretleridir; o durumda zaman kaybetmeden 112 aranır ve belirtinin başladığı saat not edilir. Daha önce inme geçirmiş biri rehabilitasyon sürerken eski bir beceriyi yeniden kaybetmeye başlıyorsa, bunu ilk fırsatta tedavi ekibine söylemek gerekir. Daha sinsi bir tablo da var: Aylar içinde ilerleyen, günlük işleri bozmaya başlayan unutkanlık, yolda kaybolma ya da kişilik değişikliği. Bunun nedenini tahmin etmeye çalışma; aile hekimine anlat ve değerlendirmeyi ona bırak.

Kendi hayatında

Rıza'nın asıl sorusu "öğrenebilir miyim" değil, "nasıl öğrenirim" olmalı. Bu dersteki bulguların hepsi aynı şeye işaret ediyor: Beyin tekrarlanan ve dikkat verilen şeyde değişir, bırakılanda geriler. Her gün kısa ve düzenli pratik, haftada bir uzun oturumdan daha mantıklıdır. Yetişkin öğrencinin ilk aylarda yavaş ilerlemesi beklenir; "bende yetenek yok" kanıtı değildir. Sevgül'ün kitabına gelince: Bir ürün ya da kitap "nöroplastisite" kelimesini kullanıyorsa, sor: Hangi beceride, kimde, ne kadar sürede, nasıl ölçülmüş bir değişim?

Kapanış

1. Nöroplastisite, sinir sisteminin deneyime ve hasara yanıt olarak değişebilmesidir; uzun süreli güçlenme, sinapsların kullanıldıkça güçlendiğini gösteren hücre düzeyindeki ilk sağlam kanıttır.
2. Yetişkin beyni öğrenmeye devam eder; taksici ve jonglör çalışmaları bunu gösterir. Ama yetişkin plastisitesi çocukluğun kritik dönemlerinden farklıdır: daha yavaş, daha yerel ve daha çok tekrara bağlıdır, bırakılınca da geriler.
3. Plastisite yön seçmez, kullanımı izler; kitap kapağındaki o vaat bir bilimsel bulgu değil, bir pazarlama sözüdür. İnme sonrası rehabilitasyonda ise bu özellik, yoğun ve göreve özgü çalışmanın gerekçesidir.

Beş soru

1. Hebb'in kuralı neyi önerir ve uzun süreli güçlenme bu kurala nasıl bir hücre düzeyi karşılığı sağlar?
2. Taksicilerin otobüs şoförleriyle karşılaştırılması, 2000 çalışmasının açık bıraktığı hangi soruyu daraltmaya yaradı?
3. Woollett ve Maguire'ın boylamsal tasarımı neden kesitsel çalışmalardan daha güçlü, ama yine de neden kesin neden-sonuç kanıtı değil?
4. Boyke'nin yaşlı gönüllüleriyle gençlerin sonuçları karşılaştırıldığında, Rıza'nın "bu yaştan sonra beyin öğrenmez" cümlesinin hangi yanı doğru, hangi yanı yanlış çıkıyor?
5. Thomas ve Baker, yetişkinde eğitime bağlı beyin değişimini bildiren görüntüleme çalışmalarında hangi sorunları gördü?

Yanıtlar

Hebb, bir hücre başka bir hücreyi tekrar tekrar uyarmaya katıldığında aralarındaki bağlantının güçleneceğini önerdi. Bliss ve Lømo, kısa ve yoğun uyarıdan sonra bir sinapsın tek uyarıya saatlerce daha güçlü yanıt verdiğini gösterdi; bu, iki yandaki hücrelerin birlikte etkin olmasıyla tetiklenen güçlenmedir.

Taksicilerdeki farkın sürüşten, stresten ya da direksiyon başında geçen saatlerden gelip gelmediği sorusunu. Otobüs şoförleri bu yönlerden benzerdi ama sabit hatta çalışıyordu; fark yine görüldüğü için uzamsal bilgi daha güçlü bir aday hâline geldi.

Çünkü aynı kişileri eğitimden önce ve sonra ölçtü; değişim yalnız lisans alanlarda görüldü. Ama adaylar rastgele gruplara ayrılmadı; sınavı geçenler motivasyonda ya da yatkınlıkta da öne çıkıyor olabilir.

Doğru yanı: Aynı üç ayda yirmi yaşlarındaki grubun tamamı hedefe ulaşırken 60 yaşındaki grupta oran yüzde 23'tü, yani öğrenme yavaşlıyor. Yanlış yanı: Yaşlı gönüllüler de jonglörlük öğrendi ve beyinlerinde öğrenmeyle ilişkili değişim saptandı.

Deney tasarımındaki sınırlılıkların, istatistik yöntemlerin ve teknik yapaylıkların bildirilen etkilerin birçoğunu açıklayabileceğini, sonuçların sık sık tekrarlanamadığını ve değişimlerin davranışla ilişkisinin zayıf kaldığını gördüler.

Sonraki derse köprü

Rıza ertesi hafta kursa yazılıyor. Kayıt masasında bir broşür gözüne çarpıyor: "Günde on dakika, telefonda beyin oyunları — hafızanızı gençleştirin." Bu derste öğrendik ki beyin çalıştırdığın şeyde gelişir. Sıradaki ders bunun keskin bir sonucunu sınıyor: Telefondaki bir bulmacada ustalaşmak, eczanede ilaç adını hatırlamaya ya da yeni bir türküyü ezberlemeye taşınır mı? Aynı derste, beynimizin yalnız yüzde onunu kullandığımız iddiasının nereden çıktığına da bakacağız.