İnsan Sinir Sisteminin Yapısı ve İşleyişi

SİNİR SİSTEMİMİZ



Sinir sistemini genel olarak, merkezi ve çevresel (periferik) sinir sistemi olarak iki kısma ayırmaktayız. Çevresel sistem, vücudun her yanından alınan duyu (tat, dokunma, görme, işitme, vücudun pozisyonu, ağrı, ısı, titreşim vb) bilgilerini merkeze taşıyan ve merkezden çıkan emirleri kas veya salgı bezi gibi ilgili yerlere götüren sinir kablolarından oluşur. Yani çevresel sinir sistemini (o kadar basit değilse de) bir veri taşıyıcısı olarak düşünebiliriz.











MERKEZİ SİNİR SİSTEMİNİN GENEL HATLARI



Merkezi sinir sistemi, yani beyin ve omurilik, üç katlı bir zar yapısı ile çevrelenmiş durumdadır. Bu zarlar dıştan içe doğru dura mater (sert zar), araknoid (örümceksi) zar ve pia mater (ince zar) olarak sıralanırlar. Bu üç kılıf, kesintisiz bir biçimde tüm merkezi sinir sistemini sarar ve çevresel sinir sisteminde de hafif yapı ve işlev değişiklikleri ile devamlılık gösterir.











Beyni saran zar sistemleri ve kan beyin engeli







Araknoid zarın iç kısmı, ince uzantılarla ve adeta bir örümcek ağı yapısında bağlantılarla doludur. Zara adını veren de zaten bu özelliktir. Araknoid zar, bu uzantıları aracılığıyla pia mater'e bağlanarak, arada bir boşluk oluşmasına neden olur ki bu boşluk da "subarachnoid boşluk" adını alır (sub eki, "altında" anlamındadır). Bu boşluk ise, tabirin aksine boş değil, "beyin omurilik sıvısı" (BOS) denen bir sıvı ile doludur. Bu sıvı, sinir sistemi dokusunun beslenmesi ve atıklarının atılmasında hayati öneme sahiptir. Ayrıca, sinir sisteminin tamamını saran bu zar yapısı ve içindeki sıvı dolu bu bölmeler sayesinde, sinir sistemi bir bütün olarak sıvı içinde yüzer durumda bulunur ve böylece hem darbelere karşı emici bir tamponla korunmuş, hem de bu yumuşak ve nazik doku kendi ağırlığı dolayısıyla hasar görmesini engelleyecek bir yastık sistemiyle donatılmış durumdadır.







Beyni besleyecek olan kan damarları beyin dokusuna girerken bir çeşit yapı değişikliğine uğrayarak, duvarlarından hiç bir maddenin kontrolsüz geçmesine izin vermeyecek özel bir yapı kazanırlar. Bu yapı, sinir hücrelerinin yardımcıları olan glia hücreleri ile dış kısımdan da desteklenerek, "kan beyin engeli" dediğimiz özel bir yapının oluşmasını sağlarlar. Bu sayede çok hassas bir organ olan sinir sistemi, kandaki zararlı ve istenmeyen maddelerin taarruzundan da korunmuş olur.







OMURİLİK:



Merkezi sinir sistemi; kararların verildiği, etraftan gelen verilerin yorumlandığı, algılamanın ve diğer bütün zihni fonksiyonların yerine getirildiği bölgeleri içeren karmaşık bir işlevsel yapılar bütünüdür. Merkezi sinir sisteminin en "basit" kısmı, omurilik dediğimiz ve sırtımızdaki omur kemikleri arasında aşağıya doğru uzanan tüp şeklindeki yapıdır. Bu yapı, etraftan gelen bilgilerin merkezi sinir sistemine girdiği ve merkezden gelen emirlerin çevresel sisteme aktarıldığı yerdir. Aynı zamanda, refleks dediğimiz, ani ve istemsiz hareketler de, bu organ tarafından kontrol edilir. Omurilik temel olarak, orta kısmında ince ve boylu boyunca bir kanal; kanalın etrafında, eninde kesildiğinde kelebek gibi görünen bir gri madde; ve bunun etrafında ise beyaz madde kütlesinden oluşan, tüp şeklinde bir yapıdır. Ortadaki kanal, beynin içinde bulunan, ventrikül (karıncık) adı verilen ve besleyici bir sıvı olan beyin omurilik sıvısı (BOS) ile dolu olan boşlukların, omurilik içindeki devamıdır ve aynı sıvıyla doludur. Kanalın etrafında bulunan gri madde, esas olarak sinir hücrelerinin gövde kısımlarını içerir. Buradaki sinir hücreleri, çevresel sinir sisteminden gelen ve merkezden dışarıya gönderilen verileri değerlendirilerek, nereye ve ne şekilde gönderileceklerini belirleyen karmaşık elektriksel devreler oluştururlar.







Bu fonksiyonu anlamak için basit bir örnek verelim: Diyelim ki elimizde bir dondurma var ve bunu ağzımıza götürüp yemek istiyoruz. Bunun için, kolumuzu ağzımıza doğru bükmemiz gerekiyor. Biz bu kararı beynimizde verdikten hemen sonra, beynimizden, kolumuzu bükecek olan pazu kaslarına doğru bir kasılma sinyali gönderilir. Fakat bu sinyal, kola gelmeden önce, omurilikteki sinir hücrelerine aktarılır. Burada, yani omurilikte bulunan elektriksel devreler, bu sinyali alarak birkaç iş yaparlar. Öncelikle, pazu kaslarına bir uyarı gönderirler. Ama bu arada, kolun bükülebilmesi için, kolu açmaya, yani ağızdan uzaklaştırmaya yarayan arka kol kaslarının da gevşemesi gerekir. İşte, omurilikteki devreler, pazu kaslarına “kasıl” emrini gönderirken, aynı zamanda, kolu açan kaslara kasılma emri veren omurilik hücrelerine de “dur” emri verirler. Dolayısıyla kolumuz, ağzımıza doğru yaklaştırılmış olur. Bu sırada, dondurmayı tam ağzımıza isabet ettirebilmemiz için, kaslardaki durum duyusu (proprioception) algılayıcı algaçlardan merkeze gönderilen uyarılar başta olmak üzere, bir çok ek işlev devreye girmelidir. Bu karmaşık ağın tam olarak eksiksiz çalışabilmesi halinde, dondurma yeme işlemimizi normal bir biçimde tamamlayabiliriz.







Refleks dediğimiz ani hareketler de, yine omurilik içindeki benzer devreler aracılığıyla, şuursuz ve hızlı bir biçimde cereyan ederler. Şuursuzdur çünkü, hareket kararı beyinden değil, omurilikten gelir; ve hızlıdır, çünkü, beyine gidip geri dönmeye oranla çok daha kısa bir yol izler. Eğer bu mekanizma omurilikten değil de beyinden yönetilseydi, yanlışlıkla bir sobaya dokunduğumuz zaman, elimizi ancak belki de ciddi biçimde yandıktan sonra oradan çekebilecektik!











BEYİN SAPI:



Merkezi sinir sisteminin ikinci kısmı, beyin sapı olarak adlandırdığımız bölümdür. Bu yapı, bir çok alt birimden oluşan ve omuriliğe göre daha karmaşık hücre bağlantıları içeren bir yerdir. Anatomik olarak, omurilikle beyini birbirine bağlayan bir köprü gibidir. Bu bölge, temel hayati fonksiyonların yürütülebilmesi için vazgeçilmez öneme sahiptir. Nefes alıp verme, kanın damarlarda dolaşması, kalbin atım düzeni, uyku ve uyanıklık, dikkat ve bunun gibi bir çok önemli etkinlik, beyin sapı dediğimiz bu bölgeden kontrol edilir.











Merkezi sinir sisteminin ana bölümleri











Merkezi sinir sisteminin diğer bazı bölümleri







ARA BEYİN:



Beyin sapının üst kısmında, ara beyin denen bölge yer alır. Ara beyin, bildiğimiz o kıvrıntılı beyin yarım kürelerinin iç kısmını dolduran bir çok farklı bölgenin oluşturduğu bir yapılar topluluğudur. Bu bölgeler, öğrenme, hafıza, açlık-susuzluk, vücudun iç dengesinin korunması, vücuttaki hormon sistemlerinin kontrolü, heyecanlar, duygusal tepkiler, duygulara göre vücudun iç ortamının düzenlenmesi gibi çok önemli fonksiyonlar yürütürler. Bu ara beyin bölgelerinin çoğu, az önce bahsettiğimiz, sıvı dolu beyin içi boşluklarının (ventriküllerin) etrafını sarmış vaziyette bulunur.







LİMBİK SİSTEM



"Kabuk altı" (subcortical), yani, birazdan bahsedeceğim beyin kabuğunun altında kalan yapılardan bazıları, ara beynin etrafında onu bir halka gibi saran, işlevsel bir birliktelik oluşturmuşlardır. Bu yapıya, özel olarak Limbik sistem (latince: limbus= halka, sınır) adı verilir. İşte bu limbik sistem içinde yer alan hippokampus, amigdala, forniks, mamillar cisim, septum, cingulat kabuk gibi yapılar, heyecansal ve temel zihni fonksiyonları yürütürler. Örneğin sinirlenince kontrolümüzü kaybetmemize sebep olan yapılardan en önemlisi, burada bulunan amigdallerdir; veya, öğrendiğimiz herhangi bir şeyi hafızaya almamızı, buranın bir üyesi olan hippokampus sağlar (daha sonra ayrıntılı olarak bahsetmeye çalışacağım). Ara beyinde ayrıca, vücuda giden emirlerin düzenlenmesinin yapıldığı ara merkezler de bulunur.











Limbik sistemin beyin lobları içerisindeki yerleşiminin yansıtma şeması







BEYİN KABUĞU (Cortex) :



Merkezi sinir sisteminin en üst kontrol noktası ise, işte o beyin dediğimiz zaman aklımıza gelen kıvrıntılı yapıdır. Bu yapının adı beyin kabuğudur (korteks). En üst kısımda bulunur ve orta beynin etrafını sarar. İşlevlerinin henüz çok azını ortaya çıkarabildiğimiz bu bölge, genel olarak, "yüksek beyin işlevleri" dediğimiz işlevleri ve algılamayla-değerlendirmeyle ilişkili temel görevleri yürütür.











Beyin loblarının genel sınırları







İşitme, görme, vücut duyuları gibi belirgin işlevlerin, beyin kabuğunun özel bölgeleri tarafından işlendiği uzun yıllardan beri bilinmektedir. Örneğin gözden gelen görme sinyallerinin görüntüye dönüştürülmesi, artkafa lobundaki beyin kabuğu bölgesince yapılır. Benzer şekilde işitme duyusu ile ilişkili bölgeler de şakak lobu üzerinde yerleşmiştir. Motor alanlar, özellikle istemli hareketlerin başlatılması ve icra edilmesinde önemli iken, duyusal alanlar, tüm vücuttan gelen verilerin değerlendirildiği en üst merkezler olarak işlev görürler. Ayrıca önemli kabuk alanlarına iki ünlü örnek olarak, konuşmanın planlanmasının ve "dizgi"sinin gerçekleştirildiği, ön beyin lobundaki Broca alanı ile, konuşmadaki anlamı kavrama işinde rol alan, şakak lobunun arka kısmındaki Wernicke alanlarını verebiliriz. Bu bölgelerde meydana gelen hasarlar, ilgili işlevlerde kısmen veya tamamen kayıplara yol açar.











Beyin kabuğunun temel alanları







Görme, işitme, motor alanlar gibi bir çok alan, işlevsel ve kısmen de yapısal olarak farklı bir çok alt alana ayrılırlar. Bunların dışında kalan kabuk bölgelerinin bir çoğu ise "birleştirme" ya da "ilişkilendirme" alanları (associative areas) olarak bilinir. Bu bölgeler, ayrık duyuların birleştirilmesi ve farklı duyulardan gelen girdilerin tek bir tecrübe halinde birleştirilmesi gibi işlerden sorumludurlar. Bu işlev, halen sinirbilimlerinin en önemli gizemlerinden bir tanesidir ve gerçekleşme mekanizması henüz açıklığa kavuşturulamamıştır (Bağlantı Sorunu; Binding Problem).







Bu gün beyin kabuğundaki alanların sınıflandırılmasında Broadmann adlı araştırıcının işlevsel ve hücre mimarisini temel alarak yaptığı ayrıntılı sınıflandırma halen büyük oranda geçerliliğini korumaktadır. Buna göre, beyin kabuğu alanları belli numaralarla belirlenmiştir. Örneğin artkafa lobundaki birincil görme alanı, Broadmann'ın 17. alanına karşılık gelir.







Beyin kabuğunda bulunan yapılar, beş duyumuzun bilinçli değerlendirilmelerinin yanı sıra, düşünme, plan yapma, alınan verilerin değerlendirilmesi, eski bilgilerle karşılaştırılması, kişilik özellikleri, ince el becerileri, mantık, matematik, sanat, soyut düşünce gibi, nasıl yapıldıklarına dair elimizde sadece “bilgi kırıntıları” olan işleri yapar. En önemlisi ise, dünyayı anlamaya çalışırken kullandığımız en önemli aracımız da işte bu beyin kabuğudur. Bütün bilişsel işlevlerimiz, sanat, bilim, estetik, ve diğer tüm insani özelliklerimiz, beyin kabuğunun işlevleri ile yakından ilişkilidir. Bizim yaptığımız işin temeli ise, evrendeki en karmaşık yapı olan beyin kabuğunu, yine kendi beyin kabuklarımızı kullanarak anlamaya çalışmaktır. Elbette ki, bunun mümkün olup olmadığı bile tartışma konusu yapılabilir. Fakat biz bu kısmı felsefecilere bırakarak, elimizden gelen çabayı gösteriyoruz.







MERKEZİ SİNİR SİSTEMİNİN İNCE YAPISI



Sinir sisteminin ana işini yürüten hücreler, nöron (=sinir hücresi) denen özel hücrelerdir. Bu hücreler, istisnaları olmak üzere, bir gövde, ağaç gibi yan dallar (dendritler) ve bir de, bazen dallanabilen ve hücrenin “kararlarını” diğerlerine ileten, tek bir uzantı (akson)dan oluşurlar. Nöronlar, görevleri ve bulundukları yerlere göre çok değişik şekil ve kimyasal içerik farkları gösterirler. Hücrenin gövde kısmında bulunan çekirdek, hücrenin temel işlevlerini belirleyen ve DNA molekülü üzerinde kodlanmış halde bulunan genetik bilgiyi içerir. DNA üzerindeki bilgi, hücrenin bulunduğu ortama, ortamdaki değişimlere ve hücrenin iç çevresine bağlı olarak deşifre edilerek, hücre içi olayların meydana gelmesini sağlar. Bu şifre, bir insanın tüm hücrelerinde aynı olmasına rağmen, farklı hücrelerde farklı kısımları kullanılarak, hücrelerin farklı yapı ve işlev sahibi olmasını mümkün kılar. Çekirdekteki DNA molekülünden ihtiyaç anında çıkan bilgi, ribozom ve endoplazmik retikulum dediğimiz hücre içi organcıklarda, hücrenin işlevlerini düzenleyen proteinler haline çevrilir. Bu proteinler de, hücre içi olayları etkileyerek, hücrenin fonksiyonunu etkilerler.







Sinir hücreleri aynı zamanda birbirleri ile ilişki halindedirler. Bu sıkı ilişki, sinirsel işlevin temelini oluşturan bilgi akışını sağlar. Hücreler arası bu bilgi geçiş noktalarına SİNAPS adı veriyoruz. Sinapslar, değişik tip ve özelliklerde olmalarına karşın, hemen hepsi bilginin iletimi işlevinden sorumludur. Kısacası, nöronlar kendi aralarında bağlantılar kurarak, elektrik devrelerine benzer yollarla iletişim sağlayıp, beyin işlevlerinin ortaya çıkmasını sağlayan ana elemanlardır. Elbette ki, bu elektriksel devre sistemi, herhangi bir insanın hatta bir sinir bilimcinin hayal edebileceği karmaşıklığın çok çok ötesinde bir karmaşıklığa sahiptir

__________________
Kaybettiklerim arasında en çok kendimi özledim, oysa ne güzel gülerdim..