Bilim
Beyin Okumak « Araştırma Sonuçları
Bazı beyin hücreleri başkalarının aklından geçenleri okumamızı sağlıyor. DNA'ların biyolojinin yapıtaşlarını oluşturması gibi bu 'ayna' hücreler de psikolojinin yapıtaşlarını oluşturuyor. Çocuk, annesi eline bir oyuncak alıp yanına oturunca gülümser; çünkü bilir ki annesi onunla oynayacaktır. Erkek, şiddetli bir tartış madan sonra karısının araba anahtarlarını alıp çıktığını görünce irkilir; çünkü karısının bu kez gerçekten onu terkettiğini anlar. Hastabakıcı, serum takmak için yaşlı hastasının damarını ararken rahat değildir, çünkü iğnenin, hastasının canını acıttığını bilir.
Bütün bu insanlar, karşılarındakinin ne düşündüğünü nereden biliyorlar? Onların duygu ve düşüncelerini nasıl okuyorlar? Çocuk niçin annesinin evi terkedeceğini, erkek ise karısının onunla oyun oynayacağını düşünmez?
Başkalarının aklından geçenleri ''okumayı'', herkeste bulunması gereken doğal bir yetenek olarak ele alırız. Ne var ki psikologlar, felsefeciler ve sinirbilimciler insanların, karşısındakilerin davranışlarından anlam çıkartma, duygularını okuma yeteneğinin altında henüz gizini koruyan bir yön bulunduğunu düşünüyor. Son günlerde İtalyan sinirbilimcilerinden oluşan bir ekip bu doğrultuda çok önemli bir adım attılar.
Parma Üniversitesi'nden Vittorio Gallase, Giacomo Rizzolatti ve meslektaşları, düşünceleri okuma bağlamında yürüttükleri çalışmalarda yepyeni bir sınıf nöron tespit ettiler. Bu nöronların harekete geçmesi için kişinin spesifik bir işi gerçekleştirmesi gerekiyor.
Nöronlar, başka bir yönleri ile daha ilgi çekiyor. Nöronlar bir başkası da aynı işi yaptığında faaliyete geçiyor. Bilim adamları bu son özelliklerinden dolayı bunlara ''ayna'' adını verdi, çünkü nöronlar diğer insanların davranışlarını olduğu gibi yansıtıyor veya simüle ediyordu.
Bugün pek çok sinirbilimci, aralarında insanların da olduğu gelişmiş primatlarda bu nöronların başkalarının niyetlerini anlama konusunda çok belirleyici bir rol oynadığını düşünüyor. Gallese, ''Ayna nöronlar toplumsal yeteneklerimizi açıklayan mozaiğin çok önemli bir parçası olabilir''diye konuşuyor.
California Üniversitesi'nden Vilayanur Ramachandran, işi daha da ileri götürerek, ayna nöronların, insanın evrimine de ışık tuttuğuna inanıyor. Dil ve kültür konusu başta olmak üzere insan olmanın temelinde bu nöronların yattığını ileri süren Ramachandran şöyle konuşuyor: ''DNA'lar biyoloji için ne anlama geliyorsa ayna nöronlar da psikoloji için aynı anlama geliyor. Bunlar birleştirici bir çerçeve oluşturmakla kalmıyor, aynı zamanda bugüne dek bilinmezliğini korumuş olan pek çok zihinsel yeteneği açıklamaya yarıyor.''
Gallase ve ekibi, 1990'lı yılların başlarında, makak maymunlarının beyinlerindeki nöronların faaliyetlerini kaydetmeye başladığında neye soyunmuş olduklarını bilmiyorlardı. Maymunların beyinlerinde, adına F5 dedikleri bölgedeki sinir hücrelerinin yaydığı sinyalleri izlemekle işe başladılar.
F5, planlama ve hareketten sorumlu premotor korteks adı verilen geniş bölgenin bir kısmını oluşturur. Birkaç yıl önce aynı bilim adamları F5'deki nöronların, hayvanların belirli bir amaca yönelik davranışlarda bulundukları zaman tetiklendiğini keşfetmişlerdi. Bunlar genellikle, nesneleri tutup kaldırmak, ısırmak gibi el ve ağız yoluyla gerçekleştirilen davranışlardı.
F5 hakkında daha fazla bilgi toplamak isteyen bilim adamları, maymunlara kuru üzüm, elma dilimi, kâğıt ataşı, küp ve küre şeklinde nesneleri sundular. Çok geçmeden ilginç bir olaya tanık oldular. Deneyi yapan kişinin eliyle bir nesneyi tutup, kendisine yaklaştırmasını izleyen maymunun beyninde bir grup F5 nöronunun devreye girdiği görüldü. Fakat aynı maymun bir tepsinin içinde aynı nesneyi gördüğü zaman hiçbir değişiklik olmadı. Maymunun kendisi nesneyi tutup kaldırdığı zaman aynı nöronlar harekete geçti. Böylece anlaşıldı ki bu nöronların görevi spesifik bir nesneyi tanımak değil.
Tüm Nöronlar İşbaşında
Nöronlar, reaksiyon gösterdikleri konu üzerinde epey telaşlı bir görünüm sergiler. Deneyi yapanın eliyle kuru üzümü tepsiden alması üzerine harekete geçen nöronlar, deneyi yapanın bu üzümü parmağı ile açtığı çukura bırakması karşısında herhangi bir reaksiyon vermez. Aynı nöronlar deneyi yapanın eline bir elma dilimi almasıyla yine tetiklenir, ancak dilimi tepsiye bırakmasıyla hareket durur.
Ancak daha önemlisi, maymun işi kendisi yaptığı zaman tetiklenen nöron ile aynı işi yapan insanı izleyen maymunun beyninde tetiklenen nöronun aynı olması. Böylece beyindeki motor sisteminin yalnızca hareketleri kontrol etmediği, aynı zamanda başkalarının da hareketlerini okuduğu anlaşılmış oldu.
1998 yılında Gallase, Tucson Arizona'da ''Bilinç Bilimi" isimli bir konferansta ayna nöronlar konusunda bir konuşma yaptı. Arizona Üniversitesi'nden felsefeci Alvin Goldman, bu konuşmayı ilgiyle izledi. Daha sonra Gallase'a yaklaşan Goldman, akıldan geçenleri okuyan hücreler konusunda görüş alışverişinde bulundu. Goldman Gallase'ın akıl-okuma konusunun felsefi boyutu hakkında fazla bilgi sahibi olmadığını gördü.
Akıl-okuma veya akıl teorisi, tüm sağlıklı insanların sahip olduğu bir yetenektir. İnsanların en yetenekli olduğu konu özellikle, başkalarının spesifik zihinsel durumunu yansıtma doğrultusundadır. Bunlar, başkasını ağlarken görmek ve onun üzüntülü olduğunu anlamak gibi basit duygusal durumların yanısıra, daha karmaşık zihinsel durumlar olabilir. Bir anne bebeğini kaybettiği zaman diğer annelerin boğazı düğümlenir. Bir arkadaşınızın eşi tarafından aldatıldığını duyduğunuz zaman üzüntüsünü ve öfkesini paylaşırsınız.
Şempanzeler gibi diğer primatların da diğerlerinin zihninden geçenleri okuyup okumadığı konusunda sert tartışmalar henüz sürüyor. İnsanlar söz konusu olduğunda, herkes, zihin okuma yeteneğinin hüküm sürmekte olduğunu bilir, ancak bunun nasıl olduğu konusunda çok az şey bilinir.
Bir teoriye (bazıları teori teorisi olarak adlandırır) göre insanlar, başkalarının yaptıklarını nasıl yaptığı konusunda sağduyuya dayanan varsayımlar geliştirir. Fizikçilerin izlenebilir olayları açıklamakta yasa ve kurallardan yararlanması gibi, insanlar da başkalarının davranışlarını açıklamakta deneyimlerinden yararlanır.
Goldman gibi felsefecilerin savunduğu bir başka teori simülasyonu ön plana çıkartır. Simülasyon teorisi denen bu teoriye göre insanlar başkalarının aklından geçenleri anlamak için başkalarının düşüncelerine, duygularına ve davranışlarına öykünür. Özetle kendilerini başkalarının yerine koyar. Ayna nöronlarının keşfi ile bu teori arasında çok büyük uyum vardır.
Bu nöronların zihin okuma yeteneği ile yakından ilgili olup olmadığı konusunda kuşkular giderek güçlenirken, insanlarda ayna nöronlarının olup olmadığı sorusu daha fazla bilim adamının aklını kurcalamaya başladı. Ancak bu konuyu aydınlığa kavuşturmak çok kolay değil, çünkü insanlar beyinlerine elektrotlar bağlanmasına pek sıcak bakmıyor. Bu bilim adına bile olsa.
İtalya'da, Ferrara Üniversitesi'nden Luciano Fadiga, insanlarda da maymun beyinlerinde olduğu gibi böyle bir sistem olduğuna ilişkin bazı ipuçları elde eden ilk bilim adamı. Bunun için deneklerin elindeki spesifik kasların nasıl hareket ettiğini inceledi. Deneyin sonunda beyinde bir ayna sisteminin bulunduğunu ortaya çıkarttı ancak bunun yeri hakkında herhangi bir bilgi elde edemedi.
Bunu bazı beyin görüntüleme çalışmaları izledi. Önce Los Angeles Güney California Üniversitesi'nden Scott Grafton, Rizzolatti ile birlikte beynin temporal sulkus ve broca bölgesinde hareketlilik olduğunu ortaya çıkarttı. Los Angeles Tıp Fakültesi'nden Marco Iacoboni de broca bölgesinin etkin olduğunu teyit etti.
Sözcükleri Bulmak
Broca bölgesinin keşfi beraberinde yeni soruları da getirdi. Önce maymunlardaki F5 bölgesi, insanlardaki broca bölgesine denk düşüyor. Ancak F5 yalnızca el hareketlerine odaklıyken, broca bölgesi eskiden beri konuşma ile ilgili bir bölge olarak biliniyordu. Bu durumda ayna sistemi ile lisan arasında ne gibi bir bağlantı olduğu konusu gündeme geldi. Başka bir deyişle zihin okuma ve lisan arasındaki ilişki araştırılmaya başlandı.
Rizzolatti ve Arbib, ayna nöronlarının ''eylem''ile ''haberleşme''arasındaki açıklığı kapattığını ileri sürüyor. Aktör ve izleyici arasındaki ilişki zaman içinde gelişerek mesaj alışverişine dörüşür. Tüm haberleşme şekillerinde mesajı alan ile veren arasında ortak bir anlaşma ortamı bulunmalıdır. Rizzolatti ve Arbib, ayna nöronlarının bu görevi yerine getirdiğini ileri sürüyor.
Bilim adamları, maymunlardaki eylem tanıma ve eylem üretme merkezlerini birleştiren bölgenin, insanlardaki konuşma üretimi ile ilgili bölgeye denk gelmesinin bir rastlantı olmadığını söylüyor. Rizzolatti ve Arbib'e göre insanlarda konuşma yeteneğinin gelişmesi, broca bölgesinin maymunlardaki versiyonu olan F5 bölgesinin ayna mekanizması ile donatılması ile mümkün oldu.
Bu görüşe göre haberleşme ve bunun sonucunda konuşmanın gelişimi, başkalarının eylemlerini tanıma ve algılama yeteneğinin gelişmesine bağlı. Arbib, önce işaretlere dayalı kaba bir haberleşme şeklinin oluştuğuna, daha sonra bunun gelişerek konuşmaya dönüştüğüne inanıyor.
Ramachandran, ayna nöronlarının sanıldığından daha büyük işlevleri olduğuna dikkat çekiyor. Bilim adamına göre bu ilgi çekici sinir hücreleri lisan ve el hareketleri arasındaki yitik halkayı tamamlamakla kalmıyor, aynı zamanda insanlarda öğrenme, algılama, genel anlamda kültürün oluşumuna ışık tutuyor.
İnsan beyni, tam boyutlarına 150.000 yıl önce erişmekle birlikte, alet kullanma, sanat ve matematik gibi konularda becerilerini 40.000 yıl önce elde etti. Ramachandran'a göre, bunların ortaya çıkmasındaki en büyük etmen, ayna sistemleri. Bu sistemler her şeyi açıklamakta yetersiz kalmakla birlikte, açıklamakta zorlandığımız pek çok konunun temelini oluşturuyor.
Louis Pasteur « Bilim Adamları
(1822 -1895) Bilim tarihinde pek az bilim adamı Louis Pasteur ölçüsünde insan yaşamım doğrudan etkileyen buluşlar ortaya koymuştur. Günlük dilimize bile geçen "pastörizasyon" terimi onun buluşlarından yalnızca birini dile getirmektedir.
Kristaller üzerindeki kuramsal çalışmalarının yanı sıra kimi hastalıklara bağışıklık sağlama yolundaki çalışmaları, bu arada özellikle "şarbon" (ya da antraks) denilen koyun ve sığırlarda görülen bulaşıcı hastalıkla kuduza karşı geliştirdiği aşı yöntemi ona dünya çapında ün kazandırmıştır. Bugün Fransa'da pek çok bulvar ve alan onun adını taşımaktadır. Kendi kurduğu "Pasteur Enstitüsü" dünyanın önde gelen araştırma merkezlerinden biridir. Fransızların gözünde Pasteur ulusal bir kahramansa, bunun nedeni onun yalnızca büyük bir bilim adamı olması değil, aynı zamanda, yaşamı boyunca ortaya koyduğu özveri ve insanlığa hizmet tutkusuydu.
Louis, Fransız Devrimiyle özgürlüğüne kavuşan bir kölenin torunuydu. Babası, Napolyon ordusunda üstün atılım gücüyle "Legion de Honour" alan bir ast-subâydı. Baba Pasteur'ün, Napolyon'un düşmesiyle ordudan ayrılmasına karşın İmparator'un anısına beslediği derin bağlılık duygusu, ilerde oğlu Louis'in olağan üstü direnç ve yeteneklerim de yönlendiren katıksız yurtseverliğe dönüşmüştü.
Geçimini dericilikle sağlayan Pasteur ailesi yoksuldu, ama çocuklarının eğitimi için her türlü sıkıntıyı göze almıştı. Louis daha küçük yaşlarında güçlükleri göğüslemede sergilediği direnç ve istenç gücüyle dikkatleri çekiyor, coşkuyla başladığı okul öğreniminde kendisiyle birlikte kardeşlerinin de başarılı olması için uğraş veriyordu.
Gerçi okulda pek parlak bir öğrenci değildi; dahası, ilk gençlik yıllarında ilerde büyük bilim adamı olacağını gösteren bir belirti de yoktu ortada. Tam tersine, Louis'in belirgin merakı portre çizmekti. Üstün bir yeteneği yansıtan tabloları, bugün de, Pasteur Enstitüsünde asılı durmaktadır.
Louis 19 yaşma geldiğinde sanatı bırakır, bilime yönelir. Başlangıçta öğretmenlerinin yönlendirmesiyle öğretmen olmaya karar verir, ünlü eğitim enstitüsü Ecole Normale Superieure'e başvurur. Giriş sınavını kazanmasına karşın, matematik, fizik ve kimyada derslere daha hazırlıklı başlamak için öğrenimine bir yıl sonra başlar.
Amacı iyi bir öğretmen olarak yetişmekti. Ne var ki, öğrenimini tamamladığında tüm ilgi ve coşkusunun bilimsel araştırmaya yönelik olduğunu fark eder. Kristaller üzerindeki ilk çalışmaları onu bir tür büyülemişti. Öğrencisinin özgün düşünme ve kavrayış gücünü sezen kimya profesörü onu, basit araçlarla yeni kurduğu laboratuvarına araştırma asistanı olarak alır. Bu genç bilim adamının hayal bile edemediği bir fırsattı.
Pasteur hemen çalışmaya koyulur, ilk aşamada tartarik asit kristalleri üzerindeki optik deneylerini yoğunlaştırır. Çok geçmeden bilim çevrelerinin dikkatim çeken buluşları, kimi tanınmış bilim adamlarının teşvikiyle Fransız Bilimler Akademisine sunulur.
Pasteur bilim dünyasınca tanınma yolundadır, ama Eğitim Bakanlığı onu bir ortaokula öğretmen olarak atamakta ısrarlıdır. Akademinin ve kimi bilim adamlarının giderek artan baskısına daha fazla karşı koyamayan Bakanlık bir yıl sonra Pasteur'ün Strasburg Üniversitesi'ne yardımcı profesör olarak dönmesine izin verir.
Pasteur'ün bir özelliği de kararlı olması, duraksamalarla vakit öldürmemesiydi. Üniversiteye gelişinin daha ilk haftasında Rektöre kızıyla evlenmek istediğini bildirir. Başvuru mektubu ilginçtir:
Saklamama gerek yok, tümüyle yoksul bir kimseyim. Tek varlığım sağlığım, yürekliliğim ve üniversitedeki isimdir. ... Geleceğim, şimdiki eğilimim değişmezse, kimyasal araştırmalara adanmış olacaktır. Çalışmalarımdan beklediğim sonucu alırsam, ilerde Paris'e yerleşmeyi düşünüyorum.
İsteğimi olumlu bulursanız, resmi evlenme önerisi için babam hemen Strasburg'a gelecektir. İstek olumlu karşılandı. Pasteur yaşamı boyunca tüm bilimsel çalışmalarında kendisine destek veren, tutku ve sorunlarını paylaşan Marie Laurent'le 1849'da yaşamını birleştirir.
Bayan Pasteur gerçekten özveri ve sevgi bağlılığıyla olağan üstü bir eşti. Mutlu evlilik ne yazık ki, yıllar sonra trajik bir dönemden geçer: Pasteurler dört çocuklarından üçünü küçük yaşlarında tifo ve benzer hastalıklar nedeniyle yitirirler. Geriye kalan oğulları yirmi yaşında iken 1871 savaşında Almanlara esir düşer.
Pasteur bilimsel çalışmalarını bir yana iterek eşiyle birlikte oğlunun dönüşünü bekler; Fransa'nın yenilgisiyle birlikte cepheden kaçan binlerce genç arasında oğlunu aramaya koyulur. Sonunda bulunduğunda oğlan bitkin ve ağır yaralıydı. Pasteur Almanları hiç bir zaman bağışlamadı; öyle ki, yıllar sonra bilimsel başarıları için Alman hükümetinin önerdiği madalyayı kabul etmedi.
Şimdi Paseur'ü bilimin öncüleri arasına yükselten bilimsel çalışmalarına değinelim.
Pasteur'ün yaşamımızı bugün de etkileyen buluşlarından biri fermentasyon (mayalanma) olgusuna ilişkindir. "Fermentasyon" terimi bilindiği gibi kimi maddelerde oluşan bir değişiklik sürecini dile getirmektedir. Örneğin şarap üzümden bu işlemle elde edilir; istenirse gene bu işlemle sirkeye dönüştürülebilir. Aynı şekilde, sütün şekeri laktik aside dönüştüğünde süt ekşir. Yumurta ve et türünden maddeler de fermentasyonla bozularak yenmez hale gelebilir.
Üretimi fermentasyona dayanan şarap Fransa'da çok önemli bir konuydu. Ne var ki, bu işlemin güvenilir teknolojisi henüz yeterince bilinmiyordu. Göreneklere bağlı yöntemler her zaman istenen sonucu vermiyor, kimi zaman şarap yerine sirke ya da kullanıma elvermeyen bozuk bir sıvı elde ediliyordu.
Sorunu ilk kez Pasteur bilimsel olarak incelemeye koyulur: sonunda ulaştığı açıklama (fermentasyonun mikrop teorisi) geçerliğini bugün de korumaktadır. Buna göre, doğada organik maddelerdeki hemen tüm değişiklikler gözle görülemeyen birtakım küçük canlılar tarafından oluşturulmaktadır.
Pasteur bu mikroorganizmaların ısıyla kontrol altına alınabileceğini göstererek şarap üretimim sağlam bir yöntemle güvenilir kılmakla kalmaz, "pastörizasyon" dediğimiz işlemle modern süt endüstrisine de yol açar.
Pasteur'ün önemli bir başka çalışması da ipekçiliği büyük bir sıkıntıdan kurtarmasıdır. Hastalıklı ipek böcekleri, üreticileri sık sık büyük kayıplara uğratıyordu. Soruna çözüm bulması mikrop teorisiyle ünlenen Pasteur'den istenir. Bilim adamı her zamanki yoğun ve dikkatli yaklaşımıyla sorunu değişik boyutlarıyla inceler; sağlıklı ipek böceği yumurtalarını seçmede "pratik" diyebileceğimiz bir yöntem oluşturarak ipekçiliği güvenilir bir üretim teknolojisine kavuşturur.
Pasteur'ün başarıları bir tür zincirleme tepki içinde biribirine yol açmaktaydı. Kristaller üzerindeki çalışmaları onu canlı yaşamın gizemi sorununa götürmüştü. Canlılar üzerindeki incelemeleri ise onu fermentasyonu açıklayan mikrop teorisine ulaştırmıştı. Doğruluğundan artık kimsenin kuşku duymadığı bu teori başlangıçta tepkiyle karşılanmıştı: pek çok kimse için öyle bir düşünce uydurma bir açıklama olmaktan ileri geçemezdi.
"Spontane üreme" diye bilinen yerleşik görüşe göre kurtçuk, tırtıl, tenya, sinek, fare vb. yaratıklar elverişli koşullarda kendiliğinden oluşmaktaydı. Oysa Pasteur "kendiliğinden oluşumu" mikroskopik organizmalar için bile olanaksız görüyordu.
Mikrop teorisinin özellikle bulaşıcı hastalıkların denetim altına alınması yolunda yeni araştırmalara yol açması kaçınılmazdı. Pasteur çok geçmeden şarbonun yanı sıra kangren, kan zehirlemesi, loğusa humması vb. hastalıklar üzerinde de araştırmaların yoğunlaştırır. Onun çarpıcı bir başarısı da kuduza karşı oluşturduğu aşıdır. Kuduz özellikle köpeklerin taşıdığı ölümcül bir hastalıktır.
Pasteur'e gelinceye dek kuduza karşı bilinen tek çare ışınları yerin kızgın bir demirle derinlemesine dağlanmasıydı. Kaldı ki, gecikme halinde bu yöntemin, hastanın canını yakma dışında bir etkisi olmadığı da biliniyordu.
Pasteur hayvanlar üzerinde denediği ama insanlara henüz uygulamadığı aşısıyla dokuz yaşındaki bir çocuğun yaşamım kurtarır. Azgın bir köpeğin ondört yerinden ısırdığı çocuğa kızgın demir uygulaması yapılamazdı. Umutsuz annenin çırpınışına dayanamayan Pasteur aşısını ilk kez bu çocukta denemekten kendini alamaz. Sonuç çocuk için kurtuluş, gelecek kuşaklar için bir müjde olur. Büyük bilim adamı ölümünden önce yaşam felsefesini şöyle özetlemişti:
Hiç kuşkum yok ki, Bilim ve Barış cehalet ve savaşı yok edecektir. Ulusların yıkmak, yok etmek için değil, yaşamı yüceltmek için birleşeceğine, geleceğimizi bu yolda, uğraş verenlere borçlu olacağımıza inanıyorum.
Pasteur'ün öyküsünde, anlamlı bir yaşam arayışındaki her genç için, çarpıcı ve güzel bir örnek vardır.
Barisfer « Evren ve Dünya
Dünya'nın derinliklerinde, ağır madenlerden meydana gelmiş bir tabakadır. Buna "ağırküre" de denir. Üstünde litosfer (yerkabuğu) vardır. Altında ise Dünya'nın çekirdeği bulunur. Barisferi meydana getiren madenler, demirle nikel karışımıdır. Bu tabakanın her santimetrekaresi, binlerce tonluk basınç altındadır. Sıcaklığı da binlerce derecedir.
