Baylor College of Medicine araştırmacıları, insan beyninin genel anestezi altındayken bile gelişmiş dil işleme yeteneklerini sürdürebildiğini ortaya koydu. Nature dergisinde yayınlanan bulgular, bilinç ve biliş arasındaki ilişkiye dair mevcut anlayışı sorgularken, hafıza, dil ve beyin-bilgisayar arayüzleri üzerine yeni araştırma yolları açabilir.
Teksas, Houston’daki Baylor Tıp Fakültesi’nde görevli beyin cerrahı Sameer Sheth, “Bulgularımız, beynin bilinçsiz durumda sanıldığından çok daha aktif ve yetenekli olduğunu gösteriyor. Tamamen anestezi altındaki hastaların beyinleri çevrelerindeki dünyayı analiz etmeye devam ediyor.” ifadelerini kullandı.
Araştırmacılar, genel anestezi altındaki epilepsi ameliyatı geçiren yedi kişinin hipokampus bölgesinde (beynin hafıza ve öğrenme merkezi) yüzlerce nöronun sinirsel aktivitesini kaydetti. Hafıza ve öğrenmeyle ilişkili hipokampus bölgesine erişim sağlanabilmesi nedeniyle özellikle bu tür ameliyatları geçiren hastalar seçildi. Ayrıca, hipokampusta ilk kez kullanılan Neuropixels teknolojisi ile araştırmacılar, beynin bilinçli farkındalık olmadan ses ve dili nasıl işlediğine dair veriler topladı.
Gerçek zamanlı dil işleme
Çalışmanın ilk aşamasında hastalara tekrar eden ses tonları dinletildi ve aralara zaman zaman farklı bir ses eklendi. Araştırmacılar, hipokampustaki nöronların bu alışılmadık sesleri ayırt edebildiğini ve bu yeteneğin zamanla geliştiğini gözlemledi. Bu bulgu, anestezi altında bile bir tür öğrenme veya nöroplastisite gerçekleştiğine işaret etti. Nöroplastisite, beynin deneyimler, öğrenme, çevresel değişiklikler ya da yaralanmalara yanıt olarak yapısını, işlevini, nöronlar arası bağlantılarını düzenleme yeteneğine deniyor.
Daha karmaşık ikinci deneyde ise hastalara kısa hikayeler dinletilirken sinirsel tepkiler kaydedildi. Hipokampusun dili gerçek zamanlı olarak işlediği gözlemlendi. Nöronların ateşlenme örüntüleri, beynin isim, fiil ve sıfat gibi sözcük türlerini birbirinden ayırt edebildiğini ortaya koydu.
Araştırmacıları daha da şaşırtan bulgu, sinir sinyallerinin cümlede sıradaki kelimeleri tahmin edebilmesiydi. Makale yazarlarına göre beyin, “bilinçli farkındalık olmadan bile hikayede sırada ne geleceğini öngörüyordu”. Ancak şimdiye dek bu tür tahminsel kodlamanın genellikle uyanık ve dikkat haliyle ilişkilendirildiği biliniyordu.
Dil anlama için bilince gerek yok mu?
Çalışma bulguları, dil anlama ve tahmin gibi bilişsel işlevlerin bilinç gerektirmeyebileceğini düşündürüyor. Araştırmacılara göre bilinç, tek bir beyin bölgesinin faaliyetinden ziyade, farklı bölgeler arasındaki daha geniş çaplı koordinasyona bağlı olabilir.
Öte yandan, çalışmada gözlemlenen bulgular yapay zeka sistemlerinin çalışma biçimiyle de benzerlik taşıyor. Beynin gelecek kelimeleri tahmin etme yeteneği, büyük dil modellerinin metin üretme biçimine benziyor. Bulgular, biyolojik ve yapay sistemlerin bilgiyi nasıl işlediğini anlamaya yardımcı olabilir. Bu durum, konuşma yetisini kaybetmiş bireyler için geliştirilen konuşma protezleri gibi yeni iletişim teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlayabilir.
Araştırmacılar daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu da vurguluyor. Bulgular yalnızca belirli bir anestezi türü için geçerli olabilir ve uyku ya da koma gibi diğer bilinçsizlik hallerine genellenemeyebilir. Ayrıca çalışma yalnızca tek bir beyin bölgesine odaklandı; bu süreçlerin beynin diğer bölgelerinde ne kadar yaygın olduğu henüz bilinmiyor.
Kaynak: Nature, Baylor College of Medicine