Beyin renkleri nasıl algılıyor?

Ä°nsan gözü bir milyonu aÅŸkın rengi ayırt edebiliyor. Bu olaÄŸanüstü yeteneÄŸin sırrı, renk paletindeki verilerden yola çıkarak renkleri ‘oluÅŸturan’ nöronlara baÄŸlı olan sinyal yayan üç ışık alıcısında.Dünyadaki tüm renkleri analiz edebilen görsel sistemimiz yaklaşık bir milyon farklı rengi algılayabiliyor! Bunun için evrim insanı ve çeÅŸitli hayvan türlerini, son derece geliÅŸmiÅŸ beyinsel taramayla basit bir algılama yöntemini bir araya getiren bir sistemle donattı. Retinanın içinde ışığa duyarlı fotoreseptör hücreler baktığımız nesnelerin yansıttığı ışınları alıyorlar. Bu hücreler son derece az ışığa duyarlı çomaklarla aydınlatma yeterli olduÄŸu takdirde renge duyarlı konilerden oluÅŸuyorlar. Renk başına bir koni düşmüyor, çünkü bu tür bir yöntem ne güvenilir ne de enerji bakımından ekonomik olurdu, üstelik yer sorunu yaratırdı! Hayır, doÄŸa çok daha güçlü ve etkin bir sistemi tercih etti: Her türün belli bir dalga uzunluÄŸu serisine hassas olduÄŸu üç deÄŸiÅŸik türde koni. Buna göre: S konileri (‘small wavelengths’: küçük dalga uzunlukları) 420 nanometrelik bir dalga uzunluÄŸunda maksimum hareketlilik kazanıyorlar, bu da mavi renge denk düşüyor; M konileri (‘medium’) 530 nanometrelik dalga uzunluÄŸunda yeÅŸil rengi temsil ediyorlar; L konileri (‘long’) ise 560 nanometrelik bir dalga uzunluÄŸu (sarı renk) ulaÅŸtığında, kırmızıya kadar uzanan dalga uzunluklarına hassas olabiliyorlar.Sırları ne?Bu arada, nedeni bilinmemekle beraber sarı konilerin sayısının (toplam yüzde 60) ‘yeÅŸil’ ve ‘mavi’ olanlardan (sırasıyla yüzde 30 ve yüzde 10) daha fazla olduÄŸunu da hatırlatalım. Farklı konilerin evrim sırasında ortaya çıkmadığı ve aynı ÅŸekilde geliÅŸmediÄŸi tahmin ediliyor. Sırları mı? Bunlar, ışının dalga uzunluÄŸuna orantılı belli bir miktar enerji taşıyan fotonlarla (ışık parçacıkları) çarpıştıklarında çok küçük bir dönüşümün merkezi haline geliyorlar. Daha somut bir ifadeyle, fotonlar ‘opsin’ adlı pigmentin içine yerleÅŸmiÅŸ, çok daha büyük olan ‘retinal’ adlı kolaylıkla esneyebilen küçük bir molekülün ÅŸeklini deÄŸiÅŸtiriyorlar. Retinalın deformasyonu opsinin deformasyonunu beraberinde getirirken bu da bir dizi biyokimyasal reaksiyonu tetikliyor; bu reaksiyonlar da, ÅŸiddetinin görsel sistemin geri kalanına ışıklı yoÄŸunlukla ilgili bilgi aktardığı sinir sinyaline yol açıyor. Her birinin ışıklı spektrumun bir bölümüne hassas olduÄŸu üç tür opsin var.Kısacası göz reseptörü şöyle iÅŸliyor: Aynı miktarda foton bir koni türüne ulaÅŸtığında, ışığın dalga uzunluÄŸu emilme doruk noktalarına denk düşüyorsa bu konilerde büyük bir hareketlenme görülüyor.Dalga uzunluÄŸu ne kadar uzaklaşırsa koniler de o kadar az hareketlenecektir. Böylece algılanan dalga uzunluklarına göre konilerin üç kategorisinden her birinde deÄŸiÅŸik ÅŸiddette sinyaller ortaya çıkıyor ve bu da, görsel sistemin insan beyninin algılayabileceÄŸi tüm renk çeÅŸitlerini çıkarsamasını saÄŸlıyor.‘Parvo’ ve ‘Konyo’Retinada koniler, faaliyetlerini karşılaÅŸtıran iki kutuplu ve yatay hücreler olan nöronlara baÄŸlıdır. Ancak bu baÄŸlantılar geliÅŸigüzel deÄŸil: Nöronlar M konilerinin (yeÅŸil) hareketliliÄŸini L konilerinkiyle (sarı), S konilerinin (mavi) hareketliliÄŸini ise konilerin toplamınkiyle karşılaÅŸtırır. Bu çift yönlü karşılaÅŸtırmanın sonuçları sinir impulsu olarak kodlanıp optik sinir tarafından Parvo ve Konyo adlı iki sinirsel yol aracılığıyla beyne ulaÅŸtırılır; Latince kökenli Parvo ve Konyo, bu fiberlerin beynin bir baÅŸka bölgesi olan ‘yanal diz çökmüş sinir’de kavuÅŸtukları hücreleri tanımlanmakta. Görsel kortekste, daha doÄŸrusu V4 olarak tanımlanan bölgede ortaya çıkan bu bilgiler deÄŸiÅŸik renkleri tanıyabilen milyonlarca nörondan oluÅŸmuÅŸ karmaşık bir aÄŸ içinde bölünmüşlerdir. Nitekim, bu hücrelerden her biri yatay ve iki kutuplu hücreler aracılığıyla konilerden ulaÅŸan bir bilgi ağıyla hareketlenir ki bu da bir renge tekabül etmektedir. Sinyallerinin aynı ve uzmanlaÅŸmış nöronlarla analiz edildiÄŸi ışıklı üç alıcı kategorisinden oluÅŸan bu sistem sayesinde milyonlarca renk tanınabilmektedir.Ancak dalga uzunluÄŸu, yani bir nesnenin yaydığı ışıklı ışınım spektrumu önemli olsa da, görsel sistem tarafından deÄŸerlendirilen tek parametre deÄŸil. Bir rengin incelendiÄŸi baÄŸlam, algılama biçimini de etkiliyor. Böylece koyu kırmızı bir zeminde kırmızı renk mavi renk zemine göre çok daha az parlaktır. Ayrıca, herkesin kiÅŸisel deneyimi, çocukluktan beri renkleri algılayış biçimi algılama ÅŸeklini az çok etkiliyor olabilir. Ãœstelik son derece ufak nüansları tanımlayacak sözcükler de yoktur. Öte yandan, bazılarında saÄŸ göz ile sol gözün renkleri algılama biçiminin bütünüyle aynı olmamasının kiÅŸiden kiÅŸiye farklılıklar olduÄŸunu ortaya koyuyor. Evrim sırasında nasıl oldu da böyle bir yetenek geliÅŸti? DoÄŸa Tarihi Ulusal Müzesi’nde (Fransa) renk görüşü uzmanı olan Françoise Viénot’ya göre, ‘renklerin algılama kapasitesine sahip hayvan türleri, gün içinde ışıktaki deÄŸiÅŸimleri telafi eden bu mekanizma sayesinde hayatta kalabildi.’ Renkleri algılama kapasitesine sahip olmasaydık, görsel çevremiz kuÅŸkusuz gün doÄŸuÅŸunda, güneÅŸ doruktayken ve alacakaranlıkta gerektiÄŸi gibi olmayacaktı! Bu koÅŸullarda da bir canlının yaÅŸadığı ortamda yönünü bulması ya da yeni bir yer keÅŸfetmesi çok zorlaÅŸacaktı.Ä°nsan ve maymun ayrıcalıklıBu doÄŸal ışık telafisi renkleri sınırlı tanıma kapasitesiyle (yalnızca iki pigmente dayalı) elde edilebilse bile, maymunlar ve özellikle de insan bu yeteneÄŸi maksimum dereceye çıkarmayı baÅŸardılar. Renklerin daha iyi ayırt edilmesi evrim sürecinde saÄŸlanmış olabilir çünkü evrim maymunların beslenme tarzlarını zenginleÅŸtirip daha çeÅŸitli meyveler toplamalarına olanak saÄŸladı. Françoise Viénot’ya göre bir diÄŸer avantaj ise ÅŸu: ‘Hayvanların deri rengi yaÅŸa göre deÄŸiÅŸir ayrıca en genç eÅŸin yani en üretken eÅŸin seçimi renklerin iyi tanınmasına baÄŸlı.’Görsel sistemimizin ayırt edebildiÄŸi renklerin saptanması için çeÅŸtili deneyler yapıldı. (kaynak: Science et Vie). Bu çalışmalar sonucunda insan beyni ve gözünün algılayabildiÄŸi bir milyonu aÅŸkın renk saptandı. BaÅŸka yöntemlerle ise 17.000 gibi daha düşük sayıda renk ayrımı yapıldı. Üç tür daltonizm varRenkleri ayırt edememe hastalığı olan daltonizmin üç çeÅŸidi var. Bunlar, retinanın ‘fotopigment’ proteinlerinin üretimini kodlayan genlerin hasar görmesiyle ortaya çıkıyorlar. ‘Protanop’ dalton hastalarında ‘sarı’ konilerin pigmentinde tahribat meydana geliyor; ‘dötenarop’larda yeÅŸile duyarlı pigment görülmezken ‘tritanop’lar ise maviye duyarlı pigmentten yoksun. Kırmızı ve yeÅŸile duyarlı pigmentlere denk düşen genler X kromozomu üzerinde yer alıyorlar. Bu nedenle, bu iki rengi etkileyen daltonizm kadınlara kıyasla (yüzde 0.45) erkeklerde daha yaygın (yüzde 8). Nitekim kadında bir gen mutasyona uÄŸradığında ikinci kromozomda mevcut olan iÅŸlevini yerine getiriyor; oysa erkekte tek bir X kromozomu var. Kadının dalton hastası olması için hem anne hem de babanın bu genin taşıyıcısı olması gerekiyor. Ebeveynlerinden bu bozuk geni alan kadın kendisi etkilenmeden taşıyıcı olabiliyor ve bunu çocuÄŸuna geçirebiliyor. Maviye duyarlı pigmenti kodlayan gen 7. kromozom üzerinde yer alıyor. Hem erkekte hem de kadında bu kromozom kalıtımda çift bulunduÄŸu için bu gen nadir olarak hasar görüyor.1- Limonun sarı ışınları göz retinasına çarpıyor. Retinanın merkezi foveada üç çeÅŸit koni vardır. Mavi, yeÅŸil ve kırmızıları alan bu koniler gönderilen renge bir sinir sinyaliyle tepki gösterirler.2- Ä°ki kutuplu hücreler sınıflandırıyorlar. Ä°ki kutuplu hücreler konilerin gönderdiÄŸi sinir impulslarını alıp karşılaÅŸtırıyorlar: YeÅŸiller kırmızılarla, maviler ise yeÅŸil ve kırmızıların toplamıyla. Bu iki kodlanmış bilgi bir araya getirilip ‘Parvo’ ve ‘Konyo’ adlı iki sinir yoluyla görsel alanlara gönderiliyor. 3- Görsel korteks rengi yaratıyor. Ä°ki yol, önce V4 sonra da V1 düzeyinde ‘yanal diz çökmüş cisim’ aracılığıyla görsel alanlarda sonlanır. Milyonlarca nöron V4 ve V1’de rengi ‘inÅŸa eder’. Bu nöronlar göze ulaÅŸan dalga uzunluÄŸunu ve içerik, kontrast, çocukluktan beri renklerin belleÄŸe iÅŸlenmesi v.s. parametreleri hesaba katarlar.Â