İnsan beynini özel kılan nedir?
Neden diğer hayvanlar bizi incelemiyor da,
biz onları inceliyoruz?
İnsan beyni diğer beyinlerin sahip olmadığı neye sahip?
Diğer beyinlerin yapamadığı neyi yapabiliyor?
10 yıl önce bu sorulara ilgi duymaya başladığımda,
bilim insanları farklı beyinlerin nelerden oluştuğunu bildiklerini sanıyorlardı.
Ellerinde çok az kanıt olmasına rağmen,
bir çok bilim insanı, insan beyni dahil
bütün memeli beyinlerinin aynı şekilde,
her zaman beynin büyüklüğüyle
orantılı sayıda nöronlardan
oluştuğunu düşünüyorlardı.
Bu demek oluyor ki aynı boyutta,
400 gram ağırlığındaki 2 beyin
aynı sayıda nörona sahip olmalıdır.
Eğer nöronlar, beynin fonksiyonel
bilgi-işleme üniteleriyse
bu iki beynin sahibi de
benzer bilişsel yeteneklere sahip olmalıdır.
Oysa ki biri şempanze
diğeri de inek beyni.
Belki inekler gerçekten de çok zengin
bir zihinsel hayata sahiplerdir ve çok zeki oldukları için de
bunu bizim fark etmemize izin vermiyorlardır(!)
ve biz onları yiyoruz.
Bence çoğu insan şempaze davranışlarının
ineklerden çok daha karmaşık,
ayrıntılı ve değişken olduğuna katılacaktır.
Bu "tüm beyinler aynı şekilde çalışır"
senaryosunun pek doğru olmadığının
ilk göstergesidir.
Diyelim ki bu teori doğru.
Eğer tüm beyinler aynı şekilde çalışsaydı
ve siz hayvanları, beyinlerinin boyutları arasındaki farka göre karşılaştırsaydınız,
büyük beyinler, küçük beyinlerden daha fazla nörona
sahip olmalıydı ve beyin büyüklüğü arttıkça
daha fazla bilişsel yeteneğe sahip olması beklenirdi.
Yani en büyük beyin
en zeki beyindir.
Ve kötü haber geliyor:
Bizim beynimiz dünyanın en büyük beyni değil.
Bu epey can sıkıcı gözüküyor.
Bizim beynimiz 1.2 ile 1.5 kg arasında
ama fil beyni 4 ile 5 kg arasında
ve balina beyni 9 kg'a kadar çıkabilir,
bu da bilim adamlarının bilişsel işlevlerimizi açıklamak için
çareyi "bizim beynimiz özel olmalı" demekte
bulmasının nedenidir.
Kurala aykırı birşey
gerçekten sıradışı olmalı.
Onlarınki daha büyük olabilir ama bizimki daha iyi
daha iyi olması normal, örneğin;
bedenimize oranla, olması gerekenden
çok daha büyük bir serebral kortekse
sahibiz.
Böylece bize sağladığı ekstra korteks alanı
vücudu düzenlemekten çok daha ilginç şeyler yapmak için kullanılabilir.
Beyin büyüklüğü
genellikle vücut büyüklüğünü takip eder.
Yani vurgulamak istediğim şey,
bizim beynimizin, büyük insansı maymunların
beyinleriyle karşılaştırdığımızda
daha büyük olması.
Goriller bizden 2-3 kat daha büyüktür,
bu yüzden beyinleri de bizimkilerden daha büyük olmalı
ama öyle değil.
Bizim beynimiz goril beyninin 3 katı büyüklüğünde.
Ayrıca insan beyni kullandığı enerji miktarı
bakımından da özel görünüyor.
Ağırlığı vücudumuzun yalnızca yüzde 2 si olmasına rağmen
günlük enerji ihtiyacımızın
yüzde 25 ini kullanıyor.
Bu 2000 kalorinin 500 ünü sadece, beyninizi çalışır halde tutmak
için kullandığınız anlamına geliyor.
Pekala, insan beyni olması gerektiğinden daha büyük ,
kullanması gerektiğinden daha fazla enerji kullanıyor,
bu yüzden özel.
Ve burası hikayenin beni rahatsız etmeye başladığı nokta.
Biyolojide, tüm hayvanlara ve genel olarak hayata
uygulamak için kurallar ararız,
Neden evrimin kuralları herkese uygulanırken
bize uygulanmamış?
Belki de problem, tüm beyinlerin aynı şekilde
çalıştığı varsayımıydı.
Belki aynı boyuttaki 2 beyin aslında
çok farklı miktarlarda nöron içeriyorlardı.
Belki çok büyük beyin,
normal boyutlu bir beyinden çok daha fazla
nöron içermek zorunda değildi.
Belki insan beyni -özellikle serebral korteks-
boyutundan bağımsız olarak
tüm beyinlerden daha fazla nöron içeriyordu.
O zaman cevaplanması gereken
şu soru bence oldukça önemlidir:
İnsan beyninde kaç nöron var
ve diğer hayvanlarla karşılaştırıldığında ne durumda?
Şimdi, 100 milyar nörona sahip olduğumuzu
bir yerlerde görmüş ya da okumuş olabilirsiniz,
10 yıl önce çalışma arkadaşlarıma bu sayının
nereden geldiğini bilip bilmediklerini sordum.
Kimse bilmiyordu.
Sayı hakkındaki esas kaynağı bulmak için
literatürü taradım ama bütün aramalarıma rağmen
asla bulamadım.
Aslında hiç kimse insan beynindeki
ya da başka bir beyindeki nöron sayısını
hesaplamamış gibi görünüyor.
Sonra, beyindeki hücreleri saymak için kendi yöntemimle çıkageldim
aslında beyni eriten
bir çözücüden ibaretti.
Bu şu şekilde çalışıyor:
Bir beyni ya da beynin parçasını alıp
onu çözülmesi için bir deterjanın içine koyun
bu hücre zarlarına zarar verir
ama hücre çekirdeği sağlam bir şekilde kalır
böylece serbest hücre çekirdeklerinin olduğu bir süspansiyon elde edersiniz.
bunun gibi görünecektir,
berrak bir çorba gibi.
Bu çorba, daha önce bir fareye ait olan bir beynin
tüm hücre çekirdeklerini barındırıyor.
Bu çorbanın güzelliği şurada:
siz bu çorbayı çalkalayarak hücre çekirdeklerini
homojen bir sıvı haline dönüştürebilirsiniz.
böylece mikroskop altında homojen sıvının
4-5 örneğine baktığınızda
hücre çekirdeklerini sayarak, sıvının geri kalanında
kaç hücre olduğunu söyleyebilirsiniz.
Bu basit, anlaşılır
ve gerçekten hızlı.
Biz bu yöntemi kullanarak, düzinelerce farklı türün
beyinlerindeki nöron sayılarını hesapladık
ve tüm beyinlerin aynı şekilde oluşmadığı
sonucuna vardık.
Örnek olarak kemirgenleri ve primatları alalım:
Büyük bir sıçan beyninde
ortalama nöron boyutu artar ve
beyin hızlı şekilde büyür
ve boyut artışı nöron sayısı artışından çok daha fazla olur.
Ancak primat beyninde nöronların boyutu büyümeden
nöron sayısında artış olur.
Bu beyindeki nöronları arttırmak için
oldukça verimli bir yol.
Sonuç ise primat beyni daima aynı boyuttaki
sıçan beyninden daha fazla nörona sahiptir
ve beyin büyüdükçe
aradaki fark da artacaktır.
Peki ya bizim beynimiz?
Bizim beynimizde ortalama
16 milyarı serebral kortekste olmak üzere
86 milyar nöron vardır
ve serebral korteksin
bilinç, mantıksal ve soyut muhakeme yeteneğinin
merkezi olduğu düşünüldüğünde,
ve 16 milyar nöronun, beynin diğer bölümlerinde
bulunandan daha fazla sayıda olduğu düşünüldüğünde,
sanırım bu olağanüstü bilişsel işlevlerimiz için
yapılabilecek en basit açıklama.
Fakat 86 milyar nöronun ne anlama geldiği kadar önemli değil.
Mesela, beyin boyutu ile beyindeki
nöron sayısı arasındaki ilişki
matematiksel olarak tanımlayabiliriz ve
eğer insan beyni sıçan beyni şeklinde düzenlenseydi
nasıl görüneceğini hesaplayabiliriz.
86 milyar nörona sahip bir sıçan beyni
36 kg ağırlığında olurdu.
Bu mümkün değil.
O boyuttaki bir beyin
kendi ağırlığı tarafından ezilirdi
ve bu imkansız beyin
89 tonluk bir vücut tarafından taşınabilirdi.
Bunun bize benzediğini düşünmüyorum.
Bu bile neden sıçan
olmadığımızı göstermeye yeter.
İnsan beyni sıçan beyninin büyüğü değildir.
Sıçanla karşılaştırıldığımızda özel görünüyor olabiliriz, evet,
ama sıçan olmadığımızı bildiğimiz için
bu adil bir karşılaştırma olmaz.
Biz primatlarız
yani adil karşılaştırma diğer primatlarla olandır.
Ve bu noktada eğer matematiğe dönersek,
86 milyar nörona sahip
normal bir primat beyninin
1.2 kg ağırlığında olması,
-benimki gibi-,
vücudunun 66kg olması
-benimle tamamen aynı-
beklenir ve bu bizi şaşırtıcı olmayan
ancak çok önemli bir sonuca götürür:
Ben bir primatım.
ve herbiriniz birer primatsınız,
ve Darwin'de öyle.
Darwin in gerçekten buna memnun olacağını düşünmeyi seviyorum.
Onun beyni, bizimkiler gibi
diğer primatlarla aynı şekilde yapılmıştı.
İnsan beyni olağanüstü olabilir, evet,
ama nöron sayısı olarak özel değil.
Bu sadece büyük bir primat beyni.
Bence bu bize doğadaki yerimizi hatırlatması açısından
çok alçak gönüllü ve çarpıcı bir düşünce.
Peki neden o kadar enerji harcıyor?
Diğer insanlar, insan beyninin
ve diğer türlerin beyinlerinin
ne kadar enerji harcadığını hesapladı
ve şimdi her bir beyinde kaç nöron var biliyoruz
O zaman matematik yapabiliriz.
Ortaya çıkan şey, insanların ve diğer canlıların
beyinleri aynı miktarda enerji harcamaktadır:
günlük, bir milyar nöron başına ortalama 6 kilokalori.
Yani beynin harcadığı toplam enerji
basit bir şekilde, nöron sayısıyla
doğru orantılıdır.
Ve incelersek insan beyninin tam da beklediğiniz
kadar enerji harcadığı ortaya çıkar.
Beynin bu kadar fazla enerji harcamasının nedeni
oldukça basit, çünkü çok fazla sayıda
nöron içeriyor.
ve primat olduğumuz için
diğer hayvanlarla karşılaştırıldığında
vücut büyüklüğüne göre çok daha fazla nörona sahibiz,
bu da harcadığımız enerjiyle ilişkili
ama özel olduğumuz için değil primat olduğumuz için.
Son olarak:
Bu kadar olağanüstü nöron sayısına nasıl sahip olduk,
ve özellikle, büyük insansı maymunlar
bizden daha büyük olduklarına halde,
neden bizden daha büyük bir beyne ve daha fazla nörona sahip değiller?
Beynin bu kadar çok nörona sahip olmasının
ne kadar pahalıya mal olduğunu fark ettiğimde
belki basit bir sebebi vardır diye düşündüm.
Belki de sadece hem büyük bir vücuda, hem de
büyük bir beyne sahip olabilecek kadar enerji sağlayamıyorlardır.
Tekrar matematiğe dönelim.
Bir tarafta primatların çiğ besin yiyerek
günlük ne kadar enerji kazandığını
hesapladık,
ve diğer tarafta vücudun büyüklüğüne göre
ne kadar enerji harcadıklarını ve nöron sayısına göre
beyinlerinin ne kadar enerji harcadığını hesapladık
ve belli miktarda beslenen
primatın karşılayabileceği
vücut büyüklüğü ile beyindeki nöron sayısı
kombinasyonlarına baktık.
Nöronlar çok fazla enerji harcadığı için
vücut büyüklüğü ile nöron sayısı arasında
bir seçim olması gerektiğini bulduk.
Yani bir primat ancak günde 8 saat beslendiğinde
53 milyon nöronu besleyebilirdi
ama bu durumda vücudu
25 kilodan fazla olamazdı.
Ağırlığını arttırması için
nöronlarından vazgeçmek zorundaydı.
Yani ya büyük bir vücuda
ya da daha fazla sayıda nörona sahip olabilirsiniz.
Eğer primat gibi beslenirseniz
ikisini birden karşılayabilmeniz mümkün değil.
Bu metabolik limitin dışına çıkmanın yollarından biri
her gün daha uzun süre beslenerek vakit geçirmek
ama bu tehlikeli
ve kesinlikle mümkün değil.
Örneğin; goriller ve orangutanlar
30 milyon nöron için
günün 8,5 saatini beslenerek geçirirler
ve bu onların yapabileceğinin en iyisi.
Günlük 9 saatlik beslenme primatlar için
pratikte limit gibi görülüyor.
Peki ya biz?
86 milyon nörona
ve 60-70 kiloluk bir vücut kitlesine sahip
olan bizlerin hergün 9 saatten fazla
beslenmesi gerekir,
ki bu mümkün değil.
Eğer primatlar gibi beslenseydik
burada olmamız mümkün değildi.
Peki buraya nasıl geldik?
Eğer beynimiz bu kadar fazla enerji harcamak zorundaysa
ve uyanık olduğumuz her anı
beslenmek için harcayamayacaksak,
tek alternatif
yediğimiz besinlerden daha fazla enerji
elde etmenin bir yolunu bulmaktır.
Ve bu da şaşırtıcı şekilde atalarımızın
yarım ya da bir milyon yıl önce
pişirmeyi icat ettikleri
zamana denk geliyor.
Besinleri vücudumuza alıp sindirmeden önce
ateş kullanarak pişirdik
pişmiş besinler daha yumuşaktı ve çiğnemesi çok daha kolaydı
ve ağzımızda tümüyle lapa haline dönüyor,
besinlerin tamamen sindirilmesini
ve barsaklarımızdan emilmesini sağlıyordu.
Bu da verimli bir şekilde daha kısa zamanda daha fazla enerji elde etmemizi sağlıyordu.
Pişirmek bize gün boyu
ilginç şeyleri düşünmek
ve nöronlarımızla yiyecek aramak,
beslenmek dışında
bir şeyler yapmamız için
zaman yaratıyordu.
Büyük, tehlikeli derecede çok nörona sahip ve
büyük bir sorumluluğa neden olan beynimiz
pişirme sayesinde
değerli bir nitelik kazandı.
Şimdi hem çok sayıda nöron için gerekli enerjiye hem de
ilginç şeyler yapmaya vakit ayırabiliriz.
Bu durumun insan beyninin neden bu kadar büyüyerek
hızlı bir şekilde evrimleştiğini açıkladığını düşünüyorum
tüm bunları başaran tek primat beyni.
Büyük beynimiz, pişirme ile daha düşük maliyetliydi.
Şaşırtıcı bir hızla, çiğ yemeklerden kültüre,
tarıma, medeniyete, marketlere
elektriğe, buzdolabına geçtik
tüm bunlar artık, tüm gün oturarak
ihtiyacımız olan tüm enerjiyi
tek bir fast food ile
karşılamamızı sağlıyor.
Daha önceki çözümümüz
şimdi bir sorun haline geldi,
ve ironik olarak çözümü yine çiğ besinlerde arıyoruz.
O zaman insanın avantajı nerede?
Bizim sahip olduğumuz ama
diğer hayvanlarda olmayan ne?
Benim cevabım serebral kortekste
en fazla nörona sahip olmamız,
ve bence etkileyici bilişsel işlevlerimizin
en basit açıklaması bu.
Bizim başarıp, diğer hayvanların yapamadığı
ve çok fazla sayıda nörona sahip
olmamızı sağlayan temel şey
nedir diye sorsam:
cevabı sadece 2 kelime: "biz pişiririz".
Diğer hayvanlar yiyeceklerini pişirmez, sadece insan pişirir.
Ve bence bu nasıl insan olduğumuzun açıklaması.
İnsan beyni üzerine çalışmış olmam yiyecekler üzerine düşüncelerimi de değiştirdi.
Şimdi mutfağıma bakıyorum,
ve önünde eğiliyorum,
ve atalarımıza bizi insan yapan
keşifleri için teşekkür ediyorum.
Çok teşekkürler.
(Alkışlar)