Dikkati Artırmak Mümkün Mü?

Her ne kadar yanıltıcı ve eksik olsa da beyni bir an için dijital bir veri sistemi olarak değerlendirdiğimizde, Leonard Mlodinow’un Subliminal adlı eserinde bahsettiği üzere bilinçlilik hali ve bilinçaltı düzeyde, saniyede ortalama 11 milyon bit duyusal verinin beyne iletildiği düşünülüyor. Bu devasa miktarın ise yalnızca 40 bitlik bir kısmı bilinçli zihin tarafından işleme alınıyor. Anbean içerisinde bulunduğumuz farklı sahneler dahilinde,  reseptörler adeta bir veri bombardımanı altında tutulsa dahi beyin, o an bize gerekli olan ya da ilgimizi çeken ne ise buna yönelik bir filtreleme işlemi gerçekleştiriyor. İşte tam bu noktada, düşünsel ve fiziksel bir odaklanmanın vuku bulduğu yerde, dikkat devreye giriyor. İlk aşamalarda yoğun dikkat gerektiren bazı eylemlerin zamanla otomatik bir hareket haline geldiğini görebiliyoruz. Bazı durumlarda beyin başlangıçta ipleri elinde bulundururken, yoğun tekrarlar sonrası omurilik kontrolü ele alabilir, ta ki herhangi bir hata yapana kadar. Tıpkı bisiklet sürerken olduğu gibi.

Karolinska Enstitüsü’nde dikkat üzerine kafa yoran bir grup bilim insanı, beyne müdahale ederek dikkat oranının değiştirilip değiştirilemeyeceğini görmek üzere kolları sıvadılar. Vardıkları noktada heyecan verici bir bulgu ile karşılaştılar: “belirli bir tip nöronu manipule ederek dikkati artırabilmek mümkün olabilir.”

Frontal korteks dediğimiz beyin bölgesinin dikkat, hafıza, öğrenme, karar verme ve problem çözme gibi temel bilişsel fonksiyonlarda oldukça hayati bir rol oynadığı biliniyor. Bunun yanında, tam olarak hangi sinir hücrelerinin bu zihinsel işlemlere doğrudan dahil olduğunu bilemediğimiz gibi frontal korteksin zihinsel süreçleri nasıl gerçekleştirdiğine dair de oldukça az bilgiye sahibiz. Eskiden beri süregelen bir teoriye göre parvalbumin proteininin (kalsiyum bağlayıcı albumin proteini) ifadesinden sorumlu olan nöronlar (PV hücreleri) bilişsel süreçlerde büyük bir öneme sahip. Bu teoriden yola çıkan araştırma grubu fareler üzerinde gerçekleştirdikleri çalışmada, PV hücrelerinin aktivasyonunun optimize edilmesiyle dikkatin artırılabileceğini tespit ederek ilk defa bir sinir hücresinin dikkat ile doğrudan ilişkili olduğunu ortaya koydular.

Optogenetiğin Rolü

Optogenetik temel anlamıyla genetik olarak modifiye edilmiş olan hücrelerin, özellikle sinir hücrelerinin, ışık kullanımı ile kontrol edilmesini sağlayan biyolojik bir yöntem. Hücrelerin ışık yoluyla kontrol edilebileceği fikri geçmişe dayansa da optogenetik yönteminin şu anki halini alması Edward Boyden ve Karl Deisseroth’un çalışmaları sayesinde oldu. Bu isimlerin önderliğinde ki araştırma grubunun yürüttüğü, bilim dünyasında büyük ses getiren çalışma, 2005 yılında Nature dergisinde yayımlandı.

Dikkat fonksiyonu üzerine ağırlık verilen çalışmada, belirli bir sinir hücresinin aktivasyonu ile bilişsel fonksiyonlar arasındaki bağlantıyı görmek isteyen araştırmacılar optogenetik yönteminden faydalanabileceklerini düşündüler. Birçok nöropsikiyatrik rahatsızlıkta hasar gören bilişsel bir işlev olduğu için, özellikle “dikkat” üzerine yoğunlaşıldı. Deney kapsamında yüksek oranda dikkat gerektiren bir görevin yerine getirilmesi için öncelikle fareler eğitildi; ardından fareler bu görevi tekrar tekrar gerçekleştirirken beyinlerinde bulunan yüzlerce nöronun her birinin aktivitesi ayrı ayrı kaydedildi. Hayvanların dikkate gereksinim duydukları süre boyunca PV hücrelerinin işlevini etkilemek için optogenetik yöntemi kullanıldı. Hücrelerin aktivitesi inhibe edildiğinde veya değiştirildiğinde farelerin dikkatlerinin dağıldığı görüldü. Bunun yanında, çok daha önemli bir bulgu olarak; bir çeşit manipülasyonun dikkati geliştirici bir etkiye sebebiyet verdiği tespit edildi. Belirli bilişsel süreçler boyunca, 30-80 Hz aralığında titreşen bir tür beyin dalgası olan gama salınımlarının prefrontal kortekste artış gösterdiği biliniyor. Proje kapsamında araştırmacılar PV hücrelerini gama frekansında aktive ettiklerinde, farelerin verilen görevi başarıyla yerine getirme yüzdesinin arttığı gözlendi. Geride bıraktığımız Ocak ayı içerisinde Cell dergisinde yayımlanan çalışma, beynin frontal loblarının işlevine ve davranışları nasıl kontrol ettiğine ilişkin önemli veriler sağlıyor.

Çalışmanın başında bulunan, Karolinska Enstitüsü Sinirbilim Bölümü’nden Marie Carlén’in ifadesine göre “PV hücrelerinin aktivitesi hayvanlardaki dikkat düzeyini yansıtıyor. Hayvanların dikkat seviyesi arttığı zaman PV hücrelerinin oldukça aktif olduğunu gözlemledik. Aktivite farkı öylesine büyüktü ki yalnızca hücrelerin durumunu gözlemleyerek farenin görevi başarıyla yerine getirip getiremeyeceğini dahi tahmin edebildik.”

Yine Dr. Carlén’in belirttiği üzere, “Bulgularımız, PV hücreleri üzerine önceden yapılmış olan gözlemler ile bunların bilişsel süreçler ve nöropsikiyatrik rahatsızlıklarla olan ilişkisini bir araya getirirken bu hücrenin bilişsellikte son derece kritik bir rol oynadığını gösteriyor. Bunun yanında beynin ne kadar karmaşık bir yapı olduğu düşünüldüğünde, tek bir hücre tipinin aktivitesini değiştirerek bilişsel fonksiyonların artırılabileceğinin mümkün olduğunu göstermesi açısından sonuçlar son derece şaşırtıcı.”

Bilişsel problemlerin, şizofreni ve otizm gibi zihinsel rahatsızlıklarda oldukça sık görüldüğü, ve ne yazık ki henüz etkin bir çözüm ortaya konulamadığı düşünüldüğünde, çalışmanın sunduğu veriler gerçekten umut verici. Öte yandan beyin, öylesine kompleks ve kaotik bir işleyişe sahip ki tek bir hücre üzerinde yaratılacak en ufak bir etkinin başka olaylara sebebiyet vermesi neredeyse kaçınılmaz. Bu yüzden özellikle bilişsel fonksiyonlar üzerine yapılan çalışmalar çok sağlam bir temele dayandırılmalı. Fizyolojik müdahalelere gereksinim duymadan önce ise sahip olunan eşsiz potansiyeli keşfetmek için çaba harcamak gerekiyor. Saniyede milyonlarca bit veriyi alma kapasitesine sahip olan beyinden acaba layıkıyla faydalanıyor musunuz? Dramatik bilim-kurgu hikayesi The Prestige’in açılış sahnesinde de denildiği gibi “Dikkatli bakıyor musunuz?”