Sinir Sistemi

İnsan vücudunda, sinir sistemi, Merkezi ve Çevresel (periferik) sinir sistem olarak iki kısma ayrılır. 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 taşıyıcı olarak düşünebiliriz.

Merkezi sinir sistemi ise, kararların verildiği, etraftan gelen verilerin yorumlandığı, algılamanın ve diğer bütün zihni fonksiyonların yerine getirildiği bölgeleri içeren karmaşık bir organlar 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 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. 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, ancak elimiz mis gibi kızardıktan sonra elimizi çekebilecektik!

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.

Bunun daha üstünde ise, 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. Hatta, bu yapılardan bazıları, bu 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 bahsedeceğiz). Ara beyinde ayrıca, vücuda giden emirlerin düzenlenmesinin yapıldığı ara merkezler de bulunur.

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 yürütür. Bunlar, 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. Beyin kabuğunun özelliklerini anlamak için de, yine beyin kabuğunu kullanırız (önemli bir nokta). Kısacası, hakkında düşünmenin bile insana müthiş bir zevk verdiği bir karmaşa, bilinç ve davranış gibi işlevlerimize aracılık ediyor.

Merkezi Sinir Sisteminin İnce Yapısı

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 fonksiyonlarının 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.

Genel olarak, bir sinir hücresi, gövde ve dendrit dediğimiz gövde dalları aracılığıyla veriler “alır”. Bu veriler, hücre içindeki genel duruma ve gelen tüm verilerin toplam etkisine göre, akson dediğimiz, o tek, uzun ve ince uzantı vasıtasıyla, diğer bir hücreye aktarılır. Yani, nöron gövdesini ve gövdenin dallarını minik bir santral, aksonu ise, bilgiyi götüren bir telgraf teli gibi düşünebiliriz. Daha sonra, aksonla gönderilen bu bilgi, o aksonun dalları aracılığıyla bir veya binlerce sinir hücresine (veya kas ve salgı bezi hücreleri gibi diğer hücrelere) ulaştırılır ve bu hücreler, yine aynı mekanizma ile bu uyarının gerektirdiği işi yaparlar. Şimdi bu mekanizmayı biraz hayal etmeye çalışın ve ardından, sadece beyin kabuğu dediğimiz kısımda bulunan 4-5 milyar sinir hücresinin, birbirleriyle yapabilecekleri bağlantıların sayısını hesap edin. İşte vücudumuzda bulunan ve hayal sınırlarını aşan bir organizasyon örneği...

Sinir sisteminde sadece sinir hücreleri bulunmaz. Bunların yanında, kütle olarak merkezi sinir sisteminin yarısını oluşturan ve sayıca da yaklaşık sinir hücrelerinin on katı kadar sayıda bulunan yardımcı hücreler vardır. Bu hücrelere glia (= glue, yapıştırıcı) hücreleri diyoruz. Çeşitli tipleri olmasına karşılık, genel işlevleri, sinir hücrelerinin ve sinir sisteminin fonksiyonunu sürdürmesine yardımcı olmaktır. Bunlarsız bir sinir sistemi, hayatta kalamaz.

Örneğin Astrosit (yıldızsı hücre) dediğimiz glia hücreleri, sinir hücrelerinin beslenmesine ve kimyasal işlemlerine yardım eder. Oligodendrosit (az uzantılı hücre) denen hücreler de, merkezi sinir sistemi içinde, yan yana ve sıkı bir dizilim içinde seyreden aksonları, yani sinirlerin elektrik kablolarını, birbirlerinden izole eden, myelin kılıf dediğimiz bir kılıf oluşturur. Bu kılıflar, sinir tellerinin her birinin etrafını sararlar ve onların elektriksel olarak izole edilmesini sağlamanın yanında, elektrik iletkenliğini de artırırlar. Bir başka glia hücresi olan mikroglia (küçük glia), en küçük glia hücrelerindendir fakat, görevi, sinir sistemini yabancı madde ve mikroorganizmalara karşı korumaktır. Bu hücreler, fagositoz (=hücrenin yemesi) yapar, yani, yabancı maddeleri yiyerek yok ederler.

Bu genel yapıyı kısaca inceledikten sonra şimdi biraz daha derine girelim ve sinir hücrelerinin nasıl haberleştiklerine kısaca bakalım.

Sinir Hücreleri Nasıl Haberleşirler?

Az önce de belirtmeye çalıştığım gibi, sinir hücreleri arasında sinaps denen geçiş bölgeleri vardır. Buralar, hücreden hücreye bilgi (elektriksel sinyal) geçişinin olduğu yerlerdir. Elektriksel ve kimyasal olarak iki tip sinaps düşünebiliriz. Klasik anlamda bir kimyasal sinaps, sinir hücresinin ürettiği sinyali o hücreden diğerlerine taşıyan aksonun dallarından birinin uç kısmı ile, alıcı hücrenin etrafındaki hücre zarının birbirleriyle yaklaşması sonucu meydana gelir. Evet, hücreler birbirlerine gerçek anlamda temas etmezler. Sadece, çok ince bir aralık bırakacak şekilde yaklaşırlar. Hücrelerin etrafını kaplayan hücre zarı, bu sinaps alanlarında hafif değişiklikler gösterir. Bu değişiklikler, sinapslardan sinyal iletiminin sağlanabilmesi için gereklidir.

Kimyasal bir sinapsta, sinyalin bir hücreden diğerine geçişi, nörotransmitter olarak adlandırılan ileti maddeleri aracılığıyla olur. Bu ileti maddeleri, iletinin geldiği kaynak (presinaptik=sinaps öncesi) hücrenin aksonunun ucundan salgılanır. Bu salgılanma, elektriksel uyarının aksonun ucuna gelmesi sayesinde olur. Salgılanan bu ileti maddeleri, sinapsı oluşturan o iki hücre arasındaki ince aralığa salgılanmaktadır. Bu salgılanmayı takiben, çok hızlı bir şekilde, bu ileti maddeleri, karşıdaki hedef (postsinaptik=sinaps sonrası) hücrenin zarı üzerindeki uygun algaç (reseptör) moleküllerine bağlanırlar. İşte bu bağlanma, sebep olduğu çeşitli kimyasal olaylar sonucu, yeni hücrede bir elektriksel sinyalin doğmasına sebep olur. Çeşitli sinapslardan gelen verilerin toplanması veya bir sinapstan ardı ardına birkaç sinyalin yeni hücreye geçirilmesi ise, yüksek bir elektriksel potansiyel doğurur. Bu potansiyel, aksiyon potansiyeli adını alır ve işte bu potansiyel, diğer hücrelere aktarılmak üzere, akson vasıtasıyla gönderilen elektriksel sinyalin ta kendisidir.

İşte hücreler arası iletimi sağlayan mekanizma, kısaca bu şekilde işler. Bu sinyal geçişi, sadece sinir hücreleri arasında değil, kasılma emrini kas hücrelerine taşıyan sinir uçlarıyla kas hücreleri arasında ve bezlere salgı emrini veren uçlarla salgı bezi hücreleri arasında da mevcuttur. Küçük ayrıntı farklarıyla beraber, mekanizma benzerdir.

Sinapsların bir diğer önemli özelliği de “değişebilir” olmalarıdır. Bu durum, yakın zamanlarda ortaya konmuş bir mekanizmadır ve ilginç sonuçları vardır. Yani, iki (veya daha fazla) hücre arasındaki bu iletişim bölgelerini oluşturan hücre bölgeleri, aktifliklerini ve duyarlılıklarını ve hatta şekillerini değiştirirler. Bunun yanında, sinapslar, hücrelerin aktifliklerine bağlı olarak sürekli biçimde oluşup kaybolurlar. Yani sinaps dediğimiz bölgeler, hücrenin kolu-bacağı gibi sabit bir yapı değildir. Sürekli değişirler. Bunu, beyin fonksiyonları açısından düşünecek olursak, sinir hücreleri, her türlü aktiviteye bağlı olarak, aralarındaki bağlantıların sayılarını ve özelliklerini değiştirebilirler. Yani beyin, her yaptığı iş sırasında değişmektedir. “Düşünce düşüneni değiştirir” sözü, belki bu açıdan daha anlamlı hale gelmekte. Yakın zamanlarda, bu görüşten yola çıkan araştırmacılar, öğrenme deneyleri ile kendilerine bir şeyler öğretilen hayvanların, öğrenmeyle ilgili beyin bölgelerinden bazılarında, bu iletişim bölgelerinin sayısında artış olduğunu bulmuşlar. Sizce, bunun daha ne gibi sonuçları olabilir?

Sinir sistemi hakkında aslında daha söylenecek çok fazla şey var. Fakat, konuyla derinden ilgilenmeyenler için, buraya kadar olan bilgiler, sinir sisteminin nasıl bir şey olduğu ve beynimizin nasıl çalıştığı gibi konularda genel bir kanı verecektir. Kanımca, insan için anlaşılması gereken en önemli şey, her gittiği yerde yanında götürdüğü vücudu ve özellikleri. Hele bir de entelektüel bir insan için, tüm insan vücudu konusunda olmasa bile, en azından sinir sisteminin işleyişi ve merkezi sinir sisteminin fonksiyonları hakkında genelden öte bir bilgiye sahip olmak kaçınılmazdır. Yaşadığımız dünyayı ve evreni anlamanın bir yolu da, onu nasıl algıladığımızı anlamaktan geçer...