İnsan Merkezi Sinir Sistemi, Evrende Bilinen En Karmaşık Biyolojik Organiza

12 Temmuz 2007



İnsan merkezi sinir sistemi, evrende bilinen en karmaşık biyolojik organizasyona sahiptir. Milyarlarca sinir hücresi ve bunların aralarındaki trilyonlarca bağlantı, sinir sisteminin ana yapısını oluşturur. Bunların yanında, sinir hücrelerinin on katı kadar sayıda da yardımcı hücreler bulunur. Bu akıl almaz düzeydeki karmaşık yapı, bu günkü bilgilerimiz ışığında, tüm canlılık olaylarını ve davranışları düzenleyen bir ara-birim olarak görev yapar.

İNSAN SİNİR SİSTEMİ

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.

a) MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ

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

kızardıktan sonra elimizi çekebilecektik!

Merkezi sinir sisteminin ikinci kısmı, beyin sapı olarak adlandırdığımız bölümdür. Bu yapı, beyincik ve omurilik soğanı gibi alt birimlerden 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. Beyincik kas hareketleri arasındaki uyum ve dengeyi sağlar. Omurilik soğanında ise solunum,sindirim ,dolaşım,salgılama gibi yaşamsal olayların merkezleri vardır. Ayrıca karaciğer de şeker ayarlanması,kusma,çiğneme,hapşırma,öksürme gibi reflekslerin merkezleri de burada bulunur.

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 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. 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 . Kısacası, hakkında düşünmenin bile insana müthiş bir zevk verdiği bir karmaşa, bilinç ve davranış gibi işlevlerimize aracılık ediyor.

B)ÇEVRESEL SİNİR SİSTEMİ

Çevresel sinir sistemi ;beyin ve omuriliği,vücudun diğer parçalarına bağlayan sinirlerden oluşur.Bu sinirler duyu ,motor ve karma sinirleri meydana getirir.Karma sinirler duyu ve motor sinirlerden meydana gelen sinirlerdir.Çevresel sinir sistemini meydana getiren sinirler beyin ve omurilikten çıkarak vücuda dağılırlar.Somatik ve otonom olmak üzere görev ve işleyiş bakımından ikiye ayrılır:

SOMATİK SİNİR SİSTEMİ

Somatik sinirler ,motor ve duyu sinirlerinden oluşur.Bu sinirlerin hücre gövdeleri beyin ve omurilikte bulunur;aksonlar ise doğrudan iskelet kaslarına gider.Koşmak ,yazı yazmak,resim yapmak ve şarkı söylemek gibi beynin kontrolünde olan hareket ve davranışlar bu sistem yardımıyla sağlanır.Somatik sisteme ait olaylar bilincimiz dahilinde meydana gelir.

OTONOM SİNİR SİSTEMİ

Otonom sinir sistemi ,vücudumuzda isteğimiz dışında çalışan ve iç organların çalışmalarını düzenleyen bir sistemdir.Bu sistem birbiri ile antogonist (zıt) çalışan sempatik ve parasempatik sinirlerden meydana gelir.Yani otonom sinirlerle değişen çevre koşullarına rağmen düzenli olarak beslenme,solunum,boşaltım,kan dolaşımı ve benzeri fonksiyonlar gerçekleşirken vücut içi denge sabitliği(hemeostasi) de korunur.Yalnız motor sinirlerden oluşur.Otonom sinir sisteminin iki bölümü vardır:

Merkezi Bölüm:Otonom sistemin çalışmalarını düzenleyen ve kontrol eden merkezlerden oluşur.Merkezi sinir sisteminin her bölümüne yer alan bu merkezler ,somatik sistemden tamamen bağımsız değildir.Merkezlerin bir bölümü periferik bölüm için çıkış yeri olarak fonksiyon görür.

Periferik Bölüm:Sempatik ve parasempatik parçadan oluşur.

Otonom sinir sisteminin sempatik parçasını ;omuriliğin boz maddesinin yan boynuzları,sempatik kordon ve sempatik sinir ağları meydana getirir.

Parasempatik parçayı ise,parasempatik çekirdekler,ganglionlar ve parasempatik teller oluşturur.

SİNİR SİSTEMİNİN İNCE YAPISI

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. 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, miyelin 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.

SİNİR HÜCRELERİ NASIL HABERLEŞİRLER?

Az önce de dediğimiz 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 maddeler histamin, seratonin ,noradrenalin , asetilkolin, dopamindir.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.Sinir hücresinin dışında pozitif(+),iç kısmında negatif (-) iyonlar daha yoğun olarak bulunurlar.Hücre içinde eksi yüklü iyon konsantrasyonu artı yüklü iyon konsantrasyonundan;aynı şekilde hücre zarının dışında da artı yüklü iyon konsantrasyonu eksi yüklü iyon konsantrasyonundan daha fazla olarak bulunur.Bu yüzden zarın iç kısmı negatif,dış kısmı pozitif görülür.Buna “kutuplaşma” denir. Kutuplaşmanın değişmesi için sinir hücresine belirli seviyede (eşik değerinin üzerinde) uyarı verilir.İşte bu uyarının etkisiyle ,sinir hücresindeki kutup değişikliğine ”impuls” denir. Hücre içinde bu uyartı da artı ve eksi yüklerin yer değiştirmesiyle elektrik akımı şeklinde ilerler. 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.

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…

Kategori: Tıp


Rasgele...


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy