Ernest Haeckel öne sürdüğü "Birey oluş, soyoluşun hızlı bir tekrarıdır" ya da değişik bir ifade ile "ontojeni filojeniyi tekrarlar" savı uyarınca, insan yavrusunda bilincin nasıl ortaya çıktığını incelemek yararlı olacaktır. İnsan yavrusu, hayvanların aksine, doğuştan çok az yetenekle doğar. Ancak, insan yavrusu farklı olarak özümseme ve yaratıcılık yeteneğini genetik yapısında taşır. İnsan tamamlanmamış, olgunlaşmamış yalnızca olanaklar bakımından zengin bir beyinle doğar; bu olanakları da, çevresindekileri taklit ederek geliştirmeyi öğrenir. Dışarıdan kafamız sessiz ve sakın görünse de içeride, sürekli itişip kakışan, yerinde durmayan sinir hücreleri, dış dünyada neler olup bittiğini yansıtacak sinir hücresi devreleri oluşturmaya yaklaşık 16 yaşına kadar devam eder. Ama yine de "İlk dakikadan itibaren orada biri vardır. Beşiğin içine eğilip bakan herkes, orada kendine bakan birini görür."

Hayvanlardaki bilinç problemi yanında "insan yavrusunda bilincin ne zaman ortaya çıktığı" sorusuna verilecek cevap bilincin ne olduğunu ve hangi beyin durumunda ortaya çıktığını anlamak için önemlidir. Döllenmiş tek yumurtanın bilinçli olmadığı açıktır. O halde bilinç ne zaman ortaya çıkar? Bu soruya verilecek üç değişik yanıt vardır: 1.Anne karnındayken bilinçliyiz, 2.Bilinci ortaya çıkaran doğum eylemidir ve doğumda bilinçli hale geliriz, 3.Doğumda bir otomatız ve doğumdan sonra yavaş yavaş bilinçli oluruz. Burada 1 ve 3. Yanıtta bilinçli olmanın zamanı belirsizdir. Bilinçli olma ile ilgili açık ve belirli bir olay saptamak imkânsızdır. Ancak, günümüzde doğmadan önce doğum sonrasında beyinde ne gibi değişikliklerin olduğunu biliyoruz.

Yenidoğan bir bebek çevresindeki dünyayı ancak ışık ve gürültü farklılıklarıyla algılar. Sonra nesneleri ve sesleri daha iyi seçer hale gelir. 6-9 ay arasında, bebek çevresindeki nesnelerin ve kişilerin kapladığı uzay hakkında, toptan bir değerlendirme yapmayı kısmen başarabilir. Yavaş yavaş ilişkiler kurmayı, çağrışımlar yaratmayı, farklılık ve benzerlikleri algılamayı öğrenir. Genel olarak birbirinden ayrılmış benzer nesneleri bir araya getirebilir. Tanıdık kümelerin birinden bir şey eksilince onu fark edebilir. 9-18 ay arasında; birden fazla nesne arasında ayrım yapmaya, az sayıda nesneden oluşan grupların farkını ayırt etmeyi öğrenir.

Tablo. Psikolog Piaget'ın öne sürdüğü gelişim evreleri.
Yaş, yıl
0-1
Reflekslerin gelişimi. Duyusal- devinimsel dönem. Doğumdan 2 yaşına kadar.  Yeni uyarana uyum amacı ile davranış değiştirilir. Eyleme geri dönebilirlik başlar.
2-7
Dil gelişimi ile birlikte sembolik işlevlerde gelişir. Benmerkezcilik vardır. Çocuk her şeyi sadece kendi bakış açısından görür. Düşünce mantık dışı ve büyüseldir. Cansız nesneler canlı kabul edilir. Kötü davranışlardan dolayı kaçınılmaz olarak cezalandırılacağına inanır.
7-11
Mantıksal düşüncenin ortaya çıkışı (neden sonuç ilişkisi), tersine çevirebilme ve ardışıklık yeteneğini içerir. Başkasının görüşü açısından bakabilme. Sayı, uzunluk, ağırlık ve hacim gibi kavramları anlar.
11-18
Soyut işlemsel dönem. 11 yaşından ergenlik sonuna kadar. Varsayım ve tümdengelim yapabilme yetisi. Başkalarının görüşleri hakkında düşünebilme yetisi. Ortak yapıları anlam, bir sistemdeki elemanları gruplayabilme esnekliği, aynı anda iki farklı sistemin düşünülüp anlaşılması, olasılıkları kavrayabilme yetisi.

Psikolog Jean Piaget (1896-1980), aklı bir bilgisayara benzetiyordu. Akılda üç program vardı: asimilasyon, uyum ve denge. Asimilasyon yeni bilginin akılda daha önceden yer alan bilgi ile bütünleştirilmesiyken, uyum mevcut bilginin yeni bilgiye uyum sağlamak için değiştirilmesidir. Denge ise gelişim esnasında meydana gelen akılsal yeniden oluşumu betimler. Bundan yola çıkan Piaget, akılsal yeniden oluşumun gelişim modelini öne sürer. Bunun için beş basit aşama öne sürmüştür: duyusal hareketsel zekâsı (doğumdan-2 yaşa) kadardır ve çocuğun parça parça algılardan yola çıkarak nesne kavramını ve başkalarının imgelemesinden ayrı olarak kendi benini oluşturduğu dönemdir. Hazırlık zekâ (2-4 yaş) dönemi, temel ben merkezci ve insanbiçimci bir düşünüşün ("Anne bak, ay peşimden geliyor!) baskın olduğu dönemdir. 4-7 yaş arası, akıl yürütmenin bulunmadığı düşünsel kavrayış dönemi, sezgisel dönemde çocuk, düşünceyle açık bir biçimde tasarlayamadığı eylemleri gerçekleştirir (sıvıyı farklı biçimdeki kaplara aktarmak gibi). 4-11 yaş arasında, birtakım kavramlar (sınıf, dizi, sayı, nedensellik) edinilmiş olmasına karşın, düşünmenin somuta bağlı kaldığı somut işlemler aşamasıdır. Son dönem ise, 11-14 yaş arasını içerir ve biçimsel işlemler dönemidir bu aralık. Düşünme soyutta işler hale gelir, varsayımlar oluşturulur ve onları sınar.

Sütten kesme çocuğun annesinden farklılaşması ve kendinin bilincine varmasını sağlayan ilk ruhsal olgulardan biridir. Ruh devinimsel (psikomotor) alanlarda (elin kullanımı, ayakta durmanın öğrenilmesi ve yürümenin öğrenilmesi) ve sözlü alanlarda (sözcükler, tümceler) oluşan ilerlemelerle evreni genişler, ilgileri artar, düşünüşü sağlamlaşır. Üç yaşına geldiğinde, kişiliğini fark eder ve ben ya da beni-bana kelimelerini kullanarak, kendini bilinçli olarak diğerlerinin karşısına koyar. Ama "İnsanın düşünsel ve duygusal gelişmesi düzenli, çizgisel bir modele göre olmaz"; bu gelişme, "her seferinde bir ilerlemeyi ve bütündeki yeni bir düzenlenişi içeren birtakım aşamalardan geçer". Kendi beden ve eylemlerini merkeze alan, içinde kendini öteki nesneler arasında bir nesne olarak keşfedebileceği bir sürekli nesneler evrenine ulaşmasını sağlar. Daha çok bu şimdiki zaman içinde olur.

Şekil. Anne karnından doğuma kadar beynin anatomik değişimi ve dönüşümünü gösteren şekiller. Özellikle 8.aydan sonra ve ergenlik dönemine doğru beynin kıvrımlarında belirgin bir artış olur. Kıvrımlardaki arış beyin kabuğunun alanını kat kat arttırır. Dışarıdan gözlenen bu artışa ek olarak beynin içsel yapısı, bağlantıları ve veri değerlendirmesi de değişir.

Farklılaşma ve Değişme

İnsanlardaki diğer organlardan farklı olarak, beynin gelişimi tam olarak genetik plan dâhilinde değildir. İnsan beyninin göze çarpan en önemli özelliklerinden biri doğumdan sonra uzun bir dönem değişmeye ve gelişmeye devam etmesidir. Çevre ve çocuğun etkileşimleri beyin gelişiminin geç aşamalarını da etkiler. Beynin normal gelişimi, genetik kod ve çevresel deneyimlerin etkileşimine bağlıdır.

Erişkin insan beyninde bulunan yaklaşık 1012 sinir hücresi, 10 katrilyon (1016) bağlantı ile ilişkidedirler. Tüm insan DNA'si her sinir hücresi başına bir gen kullansa bu kadar çok sayıda sinir hücresini kontrol edemez. İnsan genomu 109 bit içerir ve bu kadar çok hücreler arası bağlantıyı kontrol etmek için yetersizdir. Erken gelişim evresinde, sinir hücreleri arası bağlantılar, sadece genlerle değil, dış dünyanın uyaranları ve kendi içinde birbiri ile etkileşimleri aracılığıyla düzenlenir.

Bir insanın genetik bilgisinin 109 bit içerdiği hesaplanmıştır (bit, bilgi miktarını ifade etmenin bir yoludur. Esas olarak ikili sayı sistemindeki rakamlardır. 0 ve 1 değerini alırlar). Bu bilgi çeşitli genler içerisine yerleşiktir. Diğer yandan insan zekâsı yılda yaklaşık 1018 bit'lik bir bilgi üretir. Bu üretim konuşmalar, kitap, dergi ya da ses kaydında toplanır. Bu şu anlama gelir, bir yılda gen mekanizmalarımızla oluşturabileceğimizden 1 milyar kat daha fazla bilgi üretip diğer kuşaklara bırakırız. Bu bilginin sadece %1'i önemli olsa bile, genetik bilgimize göre 10 milyon kat daha fazla zihinsel bilgi ürettiğimiz anlamına gelir. Yani, zihinsel bilgi üretimi genetik bilgimizi geride bırakacak kadar fazladır.

Beynin yeniden yapılanması esas kendi içindeki etkileşimlerle olur. Kendi içindeki bağlantıların çok sayıda olması bunun bir kanıtıdır. Erişkin bir insanda, beyin ve beyincik arasında 40 milyon sinir hücresi uzantısı (akson) bulunurken, iki beyin yarıküresi arasında 200-250 milyon bağlantı büyük bileşkeyi oluşturur. Bağlantıların sıkı yoğunluğundan, erişkin beyninin %60'ını bağlantılar ve kalan %40'ını sinir hücreleri oluşturur. Beyin içindeki bu sıkı bağlantılara karşın, beyin ile çevre arası bağlantılar daha azdır. 200 bin bağlantı, omurilik üzerinden hareket sağlayan sinir hücrelerine inerken, kulak ile beyin arasında işitmeyi sağlayan sadece 80 bin bağlantı bulunur.

Dilde tat duyusunu alan 9 bin tat tomurcuğu ve bunların sinir uzantıları ile beyine taşınır. Koku duyusunu ise beyine taşıyan 12 milyon sinir lifi vardır ve tüm koku duyumunu en fazla 10 cm2'lık bir alandan alır. Buna ek olarak, çok önem verdiğimiz görme duyumuz, gözdeki retinada yer alan 5-6 milyon koni ve 120-140 milyon çomakla sağlanır. Ancak bunların uzantıları bir araya geldiğinden, görme verisini beyine taşıyan görme siniri sadece 1,2 milyon liften oluşur. Bu demektir ki, beyin dış dünyaya olan bağlantısına kendi içindeki bağlantılarına göre ikincil derecede önem verir. Ancak, önemli bir noktayı da vurgulamak gerekir. Dış dünyadan alınan bu sınırlı bilgi, beynin içindeki sıkı bağlantılarda ciddi etki eder ve beyni şekillendirir.

Çevre ve Beyin

Beyinde erken bebeklik döneminde anatomi, işlev ve enerji kullanımı hızla değişir.[7] Doğum öncesinde, sinir hücreleri beyinde kesin yerleşime sahip değildirler. Kesin yerleşimleri için ilgili bölgelere göç etmeleri gerekmektedir. Doğumda, erişkin haline göre kat kat daha fazla sinir hücresi içeren bir beyinle dünyaya geliriz. Doğum sonrasında programlanmış hücre ölümü ile sinir hücreleri sayısı azaltılır. Buna ilaveten, sinir hücrelerinin anten gibi uzantıları olan dendritlerin büyüklükleri ve karmaşıklıkları artış gösterir. Erişkin insanda doğumdaki durumuna göre, alın lobu bölgesindeki sinir hücresi dendritleri 30 kat büyür. Bu değişim çevrenin belirgin bir etkisi ile olur.

Sinir hücrelerinin temel uzantıları olan aksonlar, kablo teli gibidir. Aksonların dış kısımları çevreden yalıtkanlığı sağlamak için, ağırlıklı olarak yağdan oluşan myelin kılıfı ile kaplanır. Bu kaplanma olayına myelinizasyon denir. Beyindeki myelinizasyon duyuları alan beyin kabuğunda, devinimsel=hareket yaptıran bölgelere göre daha erken oluşur. Bunun gerekçesi dış dünya ile bir an önce iletişime geçmeyi sağlamaktır. Tam bir myelinizasyon 20-30 yaşına kadar devam edebilir. Görme işlemi yaşamın erken evresinde gelişir ve görme beyin kabuğu yollarında myelinle kaplanma nispeten erken yaşlarda tamamlanır. Ancak, alın lobundaki bağlantılarda daha geç ortaya çıkar. Alın lobu sosyal kişilik, duygudaşlık, karar verme ve değer yargılarında önemli yer tutar (bu nedenle de sorumluluk alma yaşı 18 yaş üzeri kabul edilir).

Sinaps Aşırı Üretimi

Sinapslar sinir hücreleri arasındaki bağlantı ve haberleşme bölgeleridir. Doğumda tüm beyin bölgelerinde yeni sinaps oluşumları başlar. Görme beyin kabuğunda, 3-4.ayda adeta sinaps patlaması olur. 4 ve 12.ayda, erişkin beynine göre, birim alan başına %150'den daha fazla hücreler arası bağlantı bölgesi içerir.

Sinaps aşırı üretim dönemi, deneyimlerin oluşturduğu beyin değişimi (plastisite) dir. 3 aylık bebeklerde duyusal, işitsel ve görme beyin kabuğunda aşırı glikoz kullanımı varken 5 haftalık bebekte ise duyusal- devinimsel beyin kabuğunda, duysal trafo merkezi olan talamusta, beyin sapı ve denge için önemli olan beyincikte glikoz kullanımı artar. Yeni doğan döneminde (4 haftanın altındayken), insan beyninde en belirgin metabolizma birincil duyusal alandadır. Diğer alanlarda da bu aktivite olmasına rağmen daha azdır. İkinci ay civarlarında ise birincil görme ve şakak lobu beyin kabuğunda metabolizma artışı gözlenir. Bu 2.ayda başlayan hızlı sinaps oluşumu ile ilişkilidir. Alın lobu ve görme beyin kabuğunda yaklaşık 6-8. ayda hareketlenme başlar. Yaşamın ilk yılından sonra genel beyin yakıt - glikoz - tüketimi hızla artar ve erişkin beyninin %150'sine ulaşır. Bu artış, 4-5 yaşlarına doğru azalmaya başlar.

Gelişme esnasında, çok sayıda sinir hücresi, sinapslar ve dendritik uzantılar olgunlaşan bir beynin parçası olarak ortaya çıkar. Aşırı hücre ve sinaps oluşumu beynin esnekliği ve uyumu için bir avantaj sağlar. Birincil görme beyin kabuğunda hızlı sinaps oluşumu doğumdan sonra ikinci ayda başlar ve yaklaşık 8.aya kadar devam eder. Daha sonra 3 yaşına kadar uzun bir zaman sinapslarda budama gelişir.

Beş yaş civarında çocuk beyni, erişkin beyin büyüklüğünün %95'i kadar olmasına rağmen, beynin bazı yapıları yaşla ilgili daha belirgin değişiklikler gösterir. 3-18 yaş arasında beyinde en belirgin büyüme, her iki beyin yarı küresini birleştiren büyük birleştiricide her yıl % 1,8 büyüme dikkat çeker. Bu belirgin büyüme, beyin yarı küreleri arasında işlevsel ve bilişsel ilişkide ki artışın göstergesidir.

Fazla Dalların Budanması

Sinapsların aşırı artışını takiben sinaps kaybı gelişir. Sinapsların azaltılması, bir ağacın dallarının budanması gibi seçici yapılır ve rastlantısal değildir. Sinaps oluşumunda olduğu gibi, budama olayı da farklı beyin alanlarında farklı gelişim zamanlarında oluşur. Görme beyin kabuğunda sinaps yoğunluğu 2-4 yaşlarında erişkin seviyesine iner. Aynı olay, alın lobunda 10-20 yaş arasında gerçekleşir. Sinaptik budama ve myelinizasyonun yapısal değişiklikleri ile alın lobunda yer alan yerine getirme işlevi (executive), geç çocukluk ve erişkinlik döneminde olgunlaşır. Çocuklarda, ilgisiz uyaranla dikkatin hemen dağıldığı herkesin günlük tecrübeleri arasındadır. Hatta ebeveynlerin, çocukları avutma yollarından biridir. Gelişme ile ilgisiz uyaranlar baskılanır ve dikkat daha uzun süre verilir hale gelir. Bu alın lobunun olgunlaşmasının sonucudur.

Sinaptik budama esnasında, 8 yaşından 30 yaşına doğru, beyin kabuğunda incelme ve beyin içi boşluklarda (ventriküller) büyüme oluşur. Bununla ilişkili olarak bilgi işleme hızında ve reaksiyon zamanında yaşla uyumlu bir hızlanma olur. Myelinizasyon ve sinaptik budama iletim hızını arttırır. Bilgi işleme hızı da bu nedenle artar.

Sonuçta bilişsel gelişme iki ayrı fakat etkili yolla şekillenir: bilgi işleme hızında artış ve yerine getirme işlevinde olgunlaşma. Bilgi işleme hızı yapısal olgunlaşmaya bağlıyken (myelinizasyon ve sinapsların yeniden şekillenmesi), yerine getirme işlevi  alın lobunun olgunlaşmasına bağlıdır.

Deneyime Bağlı Sinir Hücresi Değişimi

Deneyimle ilişkili beyin kabuğu yeniden şekillenmesi ilk olarak gelişimin kritik dönemlerinde tespit edilmiştir. Duyusal deneyim ve dış dünyadan girdilerle, beyin kabuğunda ara bağlantılar ve uygun düzenlemeler oluşturur. Son yıllarda yapılan çalışmalarla, deneyime bağlı beyin kabuğu şekillenmesinin sadece gelişimin erken evrelerinde değil, tüm yaşam boyunca devam ettiği gösterilmiştir. Örneğin, keman çalanlarda birincil duyusal beyin kabuğu alanında, sol elin parmaklarının temsiliyeti, çalgı çalmayanlara göre belirgin büyüme gösterir. Bu nedenle bilinçli yapılan herhangi bir eylem, beyindeki ilgili alanlarda zaman içerisinde yeniden şekillenmeye neden olur. Bu olumlu bulguya karşın, tekrarlanan stresli durumlar beyindeki uzun süreli bellek bölgesinde küçülmeye neden olur.  

Beynin doğum sonrası inşa edilmesinin tüm planları hazır olarak genetik yapıda bulunmaz. Bu yapıyı oluşturmak için genetik bilginin kapasitesi zaten yetersizdir. Yapısı ve bağlantıları deneyimle ve çevre ile şekillenir. Buna göre, aşırı üretim ve ardından budama yapılarak, özel seçilmiş bağlantılar geride bırakılır. Deneyim, seçici sinaps kaybı ile beyinde adeta "ince ayar" yapar. Ancak bu ince ayar basit bir ayardan ziyade "her şey"dir.

Buna en basit örnek, doğuştan göz mercekleri bulanıklaşmış - katarakt-  çocuklarda gözlenir. Görme olmadığından, görme beyin kabuğu ve işlevi gerçekleşemez. Hatta var olan sinir hücreleri ve bağlantıları da kaybolur. Doğuştan işitme bozukluğu olanlarda da benzer bir durum gözlenir. Bundan daha da ilginç olanı, diğer beyin bölgelerinin bazen bu bölgeleri kullanmak için işgal etmeleridir. Bunun örneği, görme kaybı olanlarda işitme ve dokunma duyusunun daha fazla gelişmesidir (gerçekte beyinde plastisite denilen kavram budur). Görme ve dokunma alanları, işitme alanlarına yayılır ve büyür. Daha hassas hale gelirler. Yaş arttıkça deneyimin beyin üzerinde düzenleyici etkisi (şekillendirmesi) erken yaşlardaki kadar etkili olmaz. İleri yaşlarda öğrenme ile yeni sinaps oluşumu yavaş olsa da devam eder.

Kuantumbeyin.com