Zekamız yoksa sınırsız büyümüyor mu

Fizik yasaları, insan beyninin daha güçlü bir düşünme sistemine dönüşmesini önlüyor mu?… “Evrim” istese bile, insan zekâsının sınırlarını belirleyen fiziksel koşullar tartışılıyor.
* Zekâ düzeyi, beynin sıradan işlevlerinden sonra geriye kalan sinir hücrelerine göre değişebiliyor.
* Önemli bir evrimsel sıçrayışın, daha zeki beyinlere yol açacağını söyleyebilir miyiz?
* Sir balarısı o minicik ve bize göre çok az sinir hücrelerine sahip beyniyle labirentimsi yerlerde gezinirken insanlar gibi yolunu kolayca bulabilmesi ve daha başka karmaşık görevleri yerine getirmesi, “zeki ve üstün insan”ın burnunu sürtebilir.
* Bizlerden beş kat büyük beyinleri olan fillerde sinyallerin beynin iki ucuna -ve de ayaklarına- taşınması, 100 kat daha uzun bir zaman alır. Bu yüzden de filler attıkları her adımı tasarlarken beynin değerli kaynaklarını boş yere harcar.
Zekâ, en azından yüzeysel bir biçimde beynin büyüklüğüne bağlı görülüyor.
* İnsanlarda beyin, bedenin en aç bölümü; beden ağırlığımızın %2’sini oluşturan bu minik aç kurt, hareketsiz durumdayken harcadığımız kalorilerin %20’sini yutuyor. Yeni doğan bebeklerde bu oran şaşırtıcı biçimde %65’i buluyor.
I. Dünya Savaşı’ndan yıllar önce böceklerde sinir sisteminin yapısını gözler önüne seren çalışmasıyla Nobel ödülünü kazanan İspanyol dirimbilimci Santiago Ramon Y Cajal, görme işlevinden sorumlu sinir hücrelerini son derece incelikli bir cep saatine benzetirken, aynı düzeneğin memelilerde içi boş bir duvar saatini andırdığına dikkat çekiyordu.
Gerçekten de, bir balarısının o minicik beyniyle labirentimsi yerlerde gezinirken memeliler gibi yolunu kolayca bulabildiğini ve daha başka karmaşık görevleri yerine getirdiğini düşünmek, insanoğlunun burnunu sürtebilir. Bal arısı bizlere kıyasla çok az sayıda sinir hücresine sahip olsa bile, bu bir avuç hücreye olabildiğince şeyi sığdırmış olduğu da su götürmez bir gerçek.
Öte yandan, bizlerden beş kat büyük beyinleri olan filler yetersizliklerle boğuşur. Fillerde sinyallerin beynin iki ucuna -ve de ayaklarına- taşınması 100 kat daha uzun bir zaman alır. Bu yüzden de filler tepkilerine daha az güvenmek, daha yavaş devinmek ve attıkları her adımı tasarlarken beynin değerli kaynaklarını boş yere harcamak zorunda kalırlar.
Biz insanlar boyut açısından balarıları ya da filler gibi aşırı uçlarda yer almasak da, fizik yasalarının zihinsel yeteneklerimize katı sınırlar getirdiğinin ayırdında olan çok az kişi vardır. İnsanbilimciler beyindeki büyümenin beraberinde getirdiği anatomik engelleri, söz gelimi daha büyük bir beynin iki ayaklı bir insanın doğum kanalına sığıp sığmayacağı üzerine epey kafa yormuşlardır. Doğum kanalı sorununa evrimin çözüm getireceğini varsayacak olsak bile, bu kez de karşımıza daha karmaşık sorunlar çıkar.
EVRİM “İSTESE” BİLE..
Örneğin, evrim sürecinin, beyindeki sinir hücreleri sayısını, ya da bu hücrelerin bilgi alışverişi hızını arttırabileceğini ve bu tür değişimlerin bizleri daha zeki kılacağını düşünebiliriz.
Ne var ki, son araştırmalardan elde edilen bulgular hep birlikte ele alındığında bu tür ince ayarların eninde sonunda fiziksel sınırlarla karşılaşacağını gösteriyor. Cambridge Üniversitesi sinirbilim uzmanlarından Simon Laughlin, “Bilgi, ses ve enerji arasında karmaşık bir bağ vardır. Bu bağlantı termodinamik düzeydedir,” diyor.
O halde, termodinamik yasaları evrensel boyutta geçerli nöron-tabanlı zekâya bir sınır koyuyor mu?
Zekâ, bırakın ölçmeyi, tanımlanması bile son derece güç bir kavram. Yine de, çoğu ölçütlere göre insanların yeryüzündeki en zeki hayvanlar olduklarını söylemek çok da yersiz değilmiş gibi görünüyor.
Gelgelelim, beynimiz evrildikçe bilgiyi işleme yeteneği de son sınırına yaklaşmış olabilir mi? Dahası, yalnızca insanlar için değil, tüm yaşam biçimleri için nöron-tabanlı zekânın evriminde fiziksel bir sınır söz konusu olabilir mi?
KAFAMIZDAKİ O AÇ KURT
Beyinlerin daha da güçlenmesini sağlayan en beylik yol büyümedir. Gerçekten de, beynin boyutuyla zeka arasındaki olası ilinti, bilim insanlarını 100 yılı aşkın bir süre boyunca büyülemiştir. Boyutla ilgili bir üstünlük daha büyük beyinlerin daha çok sayıda sinir hücresi içermesi ve buna bağlı olarak daha karmaşık bir yapıya kavuşmasıdır.
Ne var ki, beyin büyüklüğünün tek başına zekânın bir belirleyicisi olmadığı daha o zamandan beri biliniyordu.
1892 yılında Java’da Homo erectus kafatasını bulan Hollandalı anatomi uzmanı Eugene Dubois, hayvanların zekâ düzeyini fosil kafataslarının büyüklüğüne göre hesaplamanın bir yolunu bulmak amacıyla, beyin boyutu ile beden boyutu arasında kesin bir matematiksel bağlantı kurmaya çalıştı. Dubois’nın ardılları da, memelilerde beynin bedenden daha yavaş büyüdüğünü ortaya koydular.
Tüm bu çalışmalar zekâ düzeyinin beynin sıradan işlevlerinden sonra geriye kalan sinir hücrelerine göre değişebileceğini gösteriyor. Kısacası, zekânın en azından yüzeysel bir biçimde beynin büyüklüğüne bağlı olabileceği görülüyor.
Memeliler ve kuşlarda beyinler büyüdükçe, bu canlıların hemen hemen kesinlikle ölçek ekonomilerinden yarar sağladıklarına tanık olunuyor.
Örneğin, sinir hücreleri arasında herhangi bir sinyalin yol alacağı sinirsel yolak sayısının artması, her bir sinyalin daha çok bilgi taşıdığı anlamına geliyor. Ancak Pennsylvania Üniversitesi fizik uzmanlarından Vijay Balasubramanian rakip bir başka eğilimin de devreye girebileceğine dikkat çekerek, “Sanırım, yeni beyin hücrelerinin eklenmesiyle zekanın sonsuza dek artması sürecinde bir azalan verimler yasası söz konusu,” diyor.
Büyüklük, birtakım yükleri de beraberinde getiriyor. Bunların en başında enerji tüketimindeki artış geliyor. İnsanlarda beyin zaten bedenin en aç bölümü; beden ağırlığımızın %2’sini oluşturan bu minik aç kurt, hareketsiz durumdayken harcadığımız kalorilerin %20’sini yutuyor. Yeni doğan bebeklerde bu oran şaşırtıcı biçimde %65’i buluyor.
Beyin büyüklüğünün yarattığı yükün büyük bir bölümü, bu organın iletişim ağlarından kaynaklanıyor. İnsan beynindeki enerji tüketiminin %80’ini iletişim oluşturuyor. Ancak, görünüşe bakılırsa, boyut arttıkça sinir hücreleri arasındaki bağlantı da birtakım daha incelikli yapısal nedenlerden ötürü giderek güçleşiyor.
Tipik bir sinir hücresinde akson adı verilen uzun bir kuyruk bulunuyor. Aksonun ucu dallanıyor ve dalların ucu, öteki hücrelerle bağlantı noktaları olan sinapsları oluşturuyor. Aksonlar beynin farklı bölgelerini birbirlerine bağlayabiliyor ya da merkezi sinir sisteminden bedenin çeşitli bölümlerine uzanan sinir öbeklerine dönüşüyorlar.
Çalışmalarında aksonların çaplarını, sinir hücrelerinin boyut ve yoğunluğunu ölçüp her hücredeki sinaps sayısını belirleyen dirimbilimciler, onlarca canlı türünün beyninde yüzlerce, kimi zaman binlerce hücreye tanık oldular.
Bu çalışmalar farklı canlı türlerinde beynin büyüklüğü arttıkça birtakım incelikli, ancak süreklilik göstermeyen değişiklikler meydana geldiğini ortaya koyuyordu. Öncelikle, sinir hücrelerinin ortalama büyüklüğünde bir artış oluyordu. Bu durum sinir hücrelerinin giderek daha çok sayıda sinir hücresiyle bağlantı kurmasına yol açıyordu.
Ancak daha büyük hücreler beyin korteksine daha az yoğunlukta toplandıklarından, hücreler arasındaki uzaklık ve onlara bağlanması gereken aksonların uzunluğu da artıyordu. Aksonun daha uzun olması sinyallerin hücreler arasındaki devinim süresinin de uzaması anlamına geldiğinden, hızın korunması için bu uzantıların kalınlaşması gerekiyordu.
Araştırmacılar, farklı canlı türlerinde beynin büyüklüğü arttıkça, beynin farklı bölümlerinin de giderek arttığına tanık oldular. Bu bölümler genelde, konuşmanın kavranması ya da yüzlerin tanınması gibi uzmanlaşmış işlevlerden sorumlu oluyor. Beyin büyüdükçe uzmanlaşma bir başka boyuta taşınıyor. Sağ ve sol yarıkürelerdeki karşılıklı eşit alanlar- söz gelimi, uzamsala karşı sözel uslamlama gibi- farklı işlevleri üstleniyorlar.
Beynin bu tür işlevlere göre bölünmesi onyıllar boyunca zekânın bir göstergesi olarak kabul edildi.
Ancak Boise 2AI Laboratuvarları nörobiyoloji uzmanlarından Mark Changizi bunun çok daha sıradan bir gerçeği yansıtabileceğine inanıyor ve uzmanlaşmanın beyin büyüdükçe ortaya çıkan bağlantı sorununu gidermek amacıyla gerçekleşmiş olabileceğine dikkat çekiyor. Sağ ve sol yarıkürelerdeki uzmanlaşma iki yarıküre arasındaki bilgi akışını azaltarak, beynin koruması gereken uzun ve yarıküreler arası aksonların sayısını en aza indiriyor.
Aksonların hızla kalınlaşmasını önlemek salt alandan değil, enerjiden de tasarruf edilmesini sağlıyor.
Tüm bu kısıtlamalara karşın, beyin büyüdükçe beyaz maddenin (aksonlar) yoğunluğu yine de gri maddenin yoğunluğundan daha hızlı artıyor. Bir başka deyişle, beyinler büyüdükçe hacimlerinin daha büyük bir bölümü esas hesaplamayı yapan hücrelerden çok, programlanmaya yöneliyor. Bu da yine boyuttaki artışın sürdürülebilir olmadığına işaret ediyor.
PRİMATLARIN ÜSTÜNLÜĞÜ
Bu durum karşısında, ineğin greyfurt boyutundaki beyniyle, yaban mersini büyüklüğünde bir beyni olan fare denli niçin zekice davranmadığını kolaylıkla anlayabiliriz.
Ancak evrim, beynin yapı taşları düzeyinde son derece etkileyici çözümler de buldu. Vanderbilt Üniversitesi’nden Jon H. Kaas farklı primatların beyin morfolojilerini karşılaştırdığında, bir olasılıkla insanları üstün kılan bir özelliğe tanık oldu.
Kaas, çoğu başka memelilerin tersine, primatlarda beyin büyüdükçe kortikal nöronların boyutunda çok küçük bir artış olduğunu ortaya koydu. Kayda değer bir büyümenin olduğu ender sayıda nöron, bağlantıyı sürdürme yükünü omuzlanmış olabilirdi. Ancak çoğunda bir büyüme söz konusu değildi. Öyle ki, primatlarda beyin canlı türlerine göre büyüdükçe nöronları yine de hemen hemen eskisine denk bir yoğunlukta diziliyorlardı.
İpek maymunundan baykuş maymununa uzanan türlerde beyin kütlesi ikiye katlandığında, nöron sayısı kabaca iki katına çıkarken, kemirgenlerde yaklaşık %60 oranında bir artış meydana geliyordu.
Bu farklılık önemli sonuçları da beraberinde getiriyor. 1,4 kilo ağırlığındaki insan beyni 100 milyar sinir hücresi içeriyor. Ancak bir kemirgenin, her zamanki nöron boyutu ölçekleme yasasına uyması durumunda, aynı sayıda nöron içerebilmesi için 45 kiloluk bir beyne sahip olması gerekiyor. Büyük kemirgenlerin küçük kemirgenlerden neden daha zeki olmadıklarının ardında yatan nedenlerden biri de bu olabilir.
Daha küçük, ama daha yoğun sinir hücrelerine sahip olmak zekâyı gerçekten de etkiliyormuş gibi görünüyor. 2005 yılında, Bremen Üniversitesi’nden Gerhard Roth ve Ursula Dicke, türlerde zekâyı beyinleşme katsayısından (ensefalizasyon katsayısı) daha etkili bir biçimde belirleyen çeşitli özellikleri araştırdılar.
Roth’a göre, zekâ ile sıkı bir bağı olan tek unsur, korteksteki sinir hücrelerinin sayısı ve bunların etkinlik hızıydı.
Roth bu görüşünde haklı ise, o zaman primatlardaki küçük sinir hücrelerinin ikili bir etkisi var: ilki, beyin büyüdükçe korteksteki hücre sayısında daha büyük bir artış olmasına izin veriyorlar; ikincisi, hücreler birbirlerine daha yakın olduklarından daha hızlı bir iletişime olanak tanıyorlar.
Nitekim, son araştırmalar, insanlar arasındaki farklılıklarda da benzer bir düzeni ortaya koyuyor: Beyin bölgeleri arasında en hızlı iletişim hatlarına sahip olan kişilerin daha zeki oldukları görülüyor.
FİZİKTE DE GEÇERLİ
Bilgi, enerji ve ses arasındaki bu temel uzlaşı yalnızca dirimbilime özgü değil- optik lifli iletişimden, amatör radyolar ve bilgisayar yongalarına- her şey için geçerli bir özellik.
Mühendisler günümüz transistörlerinin kısıtlayıcı özelliklerini tümden yeni teknolojilere uyumlu yongalar tasarlayarak alt edebilirler. Oysa evrimin sıfırdan başlaması olanaksızdır; bu süreci -tıpkı uçak parçalarının biraz değiştirilmesiyle bir savaş gemisinin yapılması gibi- yarım milyar yıldır var olan parçalarla sürdürmek zorundadır.
Dahası, önemli bir evrimsel sıçrayışın daha zeki beyinlere yol açacağından kuşkulanmamızı gerektirecek bir başka neden daha var.
Sinir hücreleri ilk evrildiğinde dirimbilimin önünde çok daha geniş kapsamlı bir seçenekler dizisi olmuş olabilir, ama 600 milyon yıl sonra alışılmışın dışında bir şey oldu.
Bal arısı, ahtapot, karga ve akıllı memelilerin beyinleri ilk bakışta birbirlerine hiç benzemez.
Ancak görme, koku alma, yol bulma ve olayların akışıyla ilgili öyküsel bellek gibi eylemlerin altında yatan beyin devrelerine göz atacak olursanız, şaşırtıcı biçimde, tümünde de temel düzenin tıpa tıp aynı olduğunu görebilirsiniz.
Bu tür bir evrimsel bağlantı, genellikle belli bir anatomik ya da fizyolojik çözümün olgunluk aşamasına ulaştığına ve daha fazla ilerleme olanağının pek kalmadığına işaret eder.
O halde, yaşam, sinir hücreleri tasarımında optimal düzeye ulaşmış olabilir.
ARILAR BUNU YAPIYOR
Peki, elimizdeki yapı taşları göz önünde tutulduğunda, beynin karmaşıklık düzeyi konusunda insanlar da fiziksel sınırlarına ulaşmış olabilirler mi?
Laughlin beyin işlevinde, ışığın hızında olduğu gibi, kesin bir sınırın bulunduğuna inanmıyor ve bir azalan verimler yasasının geçerli olabileceğini düşünüyor.
Ancak insan zekâsının daha fazla bir dirimsel evrime gerek kalmadan gelişebileceği başka yöntemler de var. Bal arıları ve öteki toplumsal böcekler bunu uyguluyorlar. Kovandaki kardeşleriyle uyum içinde davranarak, parçalarından daha zeki bir bütün oluşturan bal arıları gibi, biz insanlar da toplumsal etkileşim yoluyla zekamızı hep birlikte ortaya koymayı öğrendik.
Bir de teknoloji unsuru var. Yazılı dil binlerce yıldır bilginin bedenlerimizin dışında, beynimizin ezberleme yeteneğinin ötesinde saklanmasına olanak tanıyor. Zekânın bedenin ötesindeki bu dışa doğru gelişme eğiliminin nihai sonucunun İnternet olduğu tartışılabilir. Kimilerinin dediği gibi, İnternetin insanı sersemlettiği bir bakıma doğru olabilir: ortak insan zekası- kültür ve bilgisayarlar- daha çok sayıda zeki bireylerin evrilme hızını azaltmış olabilir.
CUMHURİYET BİLİM TEKNİK EKİ