Beyin haritalama insan ve diğer hayvanların beyinlerinin biyolojik özelliklerini konumsal temsillerle eşleştirmeyi amaçlayan bir dizi sinirbilim tekniğidir. Başka bir deyişle beyin ve omuriliğin anatomi ve fonksiyonunun görüntüleme teknikleri, immünohistokimya, moleküler ve optogenetik, hücre biyolojisi, mühandislik, nörofizyoloji ve nanoteknoloji gibi yöntemler yardımıyla çalışılmasıdır.
Beyin Haritalama Teknikleri
Tüm görüntüleme yöntemleri bir çeşit beyin haritalama kabul edilebilir. Görüntüler üzerine çeşitli beyin fonksiyonları ile ilgili ek bilgiler eklenerek daha yüksek seviyeli haritalama yapılabilir. Örneğin manyetik rezonans görüntüleme (MRG) anatomik şekli gösterir. Fonksiyonel MRG ise bunun üstüne belli bölgelerin metabolik açıdan ne derece aktif olduğu bilgisini katabilir. Konnektogram denilen özel harita yönteminde ise tüm beyin kabuğu alanları bir çember üzerinde temsil edilerek aralarındaki bağlantılar kalınlığı değişen çizgilerle belirtilir.
Avrupa Birliği 2013 yılında beyin araştırmalarını desteklemek için “İnsan Beyin Projesi”ni başlatmıştır. Yine 2013 yılında ABD’de “Beyin İnisiyatifi” başlatılmıştır. Beyin yapısı ve fonksiyonu daha iyi anlaşılırsa travmatik beyin hasarı, inme, Alzheimer hastalığı gibi sorunlara yönelik daha etkili tedaviler bulunabilir.
Tarihçe
On dokuzuncu yüzyılda sinirbilimle uğraşan bilim insanları adeta kaşifler gibi beynin o zamana kadar bilinmeyen alanlarını haritalamaya başladı. Ancak o dönem eldeki sınırlı araçlar nedeniyle bugün yanlış olduğunu bildiğimiz bazı hipotezler öne sürüldü. Bunlardan biri frenolojiyldi. Frenolojinin kurucusu Franz Gall beynin farklı kısımlarının kafatasında çıkıntılar oluşmasına yol açtığını ve bu nedenle kişinin kafatası özelliklerinden zihinsel kapasitesi ve karakteriyle ilgili çıkarımlar yapılabileceğini öne sürdü. Bu görüşün doğru olmadığı kanıtlansa da temeldeki sorun önemini korudu: Hafıza, dikkat, lisan, duygu ve algı gibi bilişsel fonksiyonlar beynin özel alanlarında mı gerçekleşiyor yoksa tüm beyin boyunca dağılmış halde mi bulunuyor? Bunu test etmenin yolu hayvan deneyleriyle beynin spesifik bir alanını hasarlayıp sonuçlarını gözlemlemekten veya beyninin belli kısımlarında hasar gelişmiş kişileri analiz etmekten geçiyor.
Beyin haritalama için önemli bir basamak 19. yüzyılda Paul Pierre Broca’nın beyinde konuşma merkezini keşfetmesi oldu. Bu bölge hala Broca’nın ismiyle anılmaktadır. 20. yüzyıl başlarında ise Alman anatomist Korbinian Brodmann beyni histolojik özelliklerine göre alanlara ayırarak numaralandırdı (Brodmann alanları).
Fonksiyonlar Lokalize mi Yaygın mı?
Beyin haritalama kanıtları fonksiyonların lokalizasyonunu desteklemektedir. Yani beyinde belirli görevler için spesifik alanlar vardır. Ancak gerçek dünyada amaçlanan bir eylemin gerçekleştirilmesi için çok farklı fonksiyonların bir arada kullanılması gerekir. Örneğin yürüme için kas kontrolü, duyuların yorumlanması, denge ve koordinasyon, karar verme gibi değişik beceriler uyumlu çalışmalıdır. Bilişsel fonksiyonların ne tam olarak lokalize olduğu ne de eşit bir şekilde beyne dağıldığı söylenebilir. Her fonksiyon farklı beyin alanlarını içeren karmaşık ancak spesifik bir ağa gereksinim duyar.
Sorulması gereken soru bilişsel fonksiyonların beyinde konumsal olarak nerede bulunduğu değil, bu fonksiyonların ortaya çıkmasını sağlayan mekanizmalar ve birbiriyle etkileşen ağların neler olduğudur. Beyinde belirli fonksiyonlara özelleşmiş kısımlar bulunsa da bunlar tek başlarına çalışmaz, daha çok karmaşık etkileşimli ağların aktarma merkezi gibi iş görürler. Örneğn korku duyusu amigdalaya bağımlıdır. Amigdalası çıkarılan bir kişi korkusuz hale gelir. Ancak korkuyu gerçekten hissetmeyi sağlayan şey amigdalanın beynin diğer kısımları ile yaptığı bağlantılarıdır.
Referans
- Apostolova LG, Thompson PM. Brain mapping as a tool to study neurodegeneration. Neurotherapeutics. 2007;4(3):387–400.
