Duyum ve Duyu Organları

Homunculus konulu yazdığım yazıda dünyaya geldiğimiz andan itibaren çevremizi keşfetmeye, elde ettiğimiz bilgileri anlamlandırmaya çalıştığımızdan, içinde bulunduğumuz dünyayı algılamamızın, duyu organlarımız vasıtasıyla topladığımız bilgileri beynimizin ilgili bölgelerinde işleyip sınıflandırmamızla gerçekleştiğinden bahsetmiştim. Bu yazıda duyu organlarımızın yapısından, fonksiyonundan, duyumların oluştuğu mekanizmadan ve duyusal bilginin beyinde nasıl bir yol izlediğinden bahsedeceğim.

Dış dünyadan fiziksel uyaranları duyu organlarımız vasıtasıyla alır, iletim sürecini gerçekleştirdikten sonra beyne elektrik sinyallerini iletiriz. Ancak duyuları anlamak için öncelikle iletim, uyum sağlama, duyum ve algı gibi çeşitli kavramları bilmemiz gerekiyor.

İletim

Çiçek kokusu, televizyondan gelen ses, havanın sıcaklığı vb. çeşitli fiziksel uyaranların duyu organlarında elektrik sinyallerine dönüştürülmesine iletim denir.

Uyum Sağlama

Duyu organlarının sürekli bir uyarım seviyesine karşı tepkisinin azalmasıdır. Örneğin; gözlük, takı gibi aksesuarları ve giydiğimiz kıyafetleri bir süre sonra hissetmeyiz. Çünkü bu nesnelerin duyu organlarımıza yaptığı uyarım süreklilik arz eder ve bizler uyum sağlarız. Ancak duyu organlarımız şiddetli uyaranlara uyum sağlamaz aksine herhangi bir tehlike olabileceğine dair bizleri uyarır. Örneğin duş alırken su çok sıcak olursa bu durum acı verir ve yaralanmalara karşı uyarılmış oluruz.

Duyum vs Algı

Dış dünyadan alınan fiziksel bilgiler elektrik sinyallerine dönüştürülüp beyne ulaştırılır ve duyu haline gelir. Rod Plotnik’in Psikolojiye Giriş kitabında yaptığı tanıma göre duyular, duyu organlarından gelen elektrik sinyallerinin beyin tarafından işlenmesinden sonra meydana gelen nispeten anlamsız bilgi parçacıklarıdır.

Şekil 1: Duyum (Cengage Learning, 2011)

İkinci aşamada beyin duyusal bilgileri birleştirerek anlamlı duyusal deneyimler oluşturur. Oluşturulan bu anlamlı duyusal deneyimlere algı adı verilir.

Şekil 2: Algı (Cengage Learning, 2011)

Göz ve Görme Duyusu

Her duyu organı fiziksel enerjinin belli bir türüne duyarlıdır. Görme için fiziksel uyaran ışıktır. Işık bir tür elektromanyetik enerjidir ve bizim görebildiğimiz kısım aşağıdaki şekilde de inceleyebileceğiniz gibi elektromanyetik dalga spektrumunun çok küçük bir kısmıdır.

Görünür spektrum: elektromanyetik enerjinin, gözümüzdeki reseptörleri uyaracak boyuttaki dalgalarından oluşan kısmıdır.

Şekil 3: Elektromanyetik dalga Spektrumu (Mc Graw Hill, 2011)

Gözün Yapısı ve Fonksiyonu

Klasik bir benzetmeyle gözlerimiz kameralarda mevcut olan sistemle benzer şekilde çalışır. Bir nesneyi görebilmemiz için ilk olarak ışık dalgalarının toplanıp gözlerimizin arkasında bulunan belli bir bölgeye odaklanması ve ikinci olarak da bu bölgede ışık dalgalarının emilip elektrik akımına dönüştürülmesi gerekir. Işığın herhangi bir nesneden çıkıp gözlerimize kadar izlediği yolu inceleyelim.

Şekil 4: Gözün yapısı ve görüntü oluşumu (Mc Graw Hill, 2011)

Ters Görüntü

Nesne gözün arka kısmında ters olarak görünür. Gözün içinde ters olarak yansıyan görüntü beyinde doğru konuma çevrilir.

Işık Dalgaları

Işık dalgaları bir nesneye çarptığında geniş bir demet şeklinde yansır. Gözlerimiz bu geniş ışık demetini dar ve odaklanmış hale getirmeden görme olayı gerçekleşemez. Gözümüzde kornea ve göz merceği adı verilen yapılar sayesinde görüntü netleştirilir.

Kornea

Kornea gözün ön kısmını kaplayan, şeffaf, yuvarlak bir örtü gibidir. Işık dalgaları gözde ilk olarak kornea ile karşılaşır. Geniş ışık demetleri korneanın eğimli yapısı sayesinde dar bir demet haline gelir ve odaklanır.

Göz Bebeği

Gözün ön kısmında bulunan ve ışık dalgalarının gözün içine girmesine müsaade eden yuvarlak bir bölgedir. Göz bebeği iris olarak adlandırılan kaslar sayesinde büyür ve küçülür.

İris

Göz bebeğini çevreleyen ve göze giren ışığı düzenleyen çember şeklinde bir kastır. Loş ışıkta iris gevşer ve içeriye daha fazla ışık girmesini sağlar, burumda göz bebeği büyür. Parlak ışıkta iris kasılır, göz bebeği küçülür ve içeriye daha az ışık girer.

Loş Işık: İris Gevşer -> Göz Bebeği Büyür -> Göze Daha Çok Işık Girer

Parlak Işık: İris Kasılır -> Göz Bebeği Küçülür -> Göze Daha Az Işık Girer

İris aynı zamanda gözlerimize renk veren pigmentleri de içerir.

Göz Merceği

Işık dalgaları kornea ve göz bebeğinden geçtikten sonra göz merceğine ulaşır. Göz merceği ışık dalgalarının daha fazla bükerek ve odaklayarak daha dar bir demet haline getirir.

Uzaktaki nesnelerin görülebilmesi için ışık dalgalarının daha az bükülmesi gerekir bu yüzden kaslar gerilir ve göz merceği düz bir hal alır. Yakındaki nesnelere daha fazla odaklanmak gerektiğinden yukarıdaki durumun tam tersi geçerlidir. Kaslar gevşer, mercek oval bir hal alır. Bu sayede odaklanan ışık demetleri retinaya iletilir.

Retina

Göz küresinin en arkasında bulunan retina, ışığa karşı çok hassas hücrelerden oluşmuş ince bir tabakadır. Retina üzerinde üç hücre tabakası vardır.

Şekil 5: Retina (Mc Graw Hill, 2011)

Arkadaki tabakada ışık dalgalarını elektrik sinyallerine dönüştürecek iletimi başlatan çubuk (rod) ve koni (cone) olmak üzere iki tür foto reseptör bulunur. Çubuk hücreleri retinanın çevresinde bulunur ve az miktarda ışık ile harekete geçebilen, tek tür rodopsin isimli kimyasalı içerir. Çubuklar ışığa çok duyarlıdır ve loş ışıkta görmemizi sağlar. Bu hücreler sayesinde siyah, beyaz ve grinin tonlarını görürüz. Koniler retinanın fovea[1] adı verilen bölgesinde yoğunlaşmıştır ve parlak ışıkta harekete geçen üç tür opsin kimyasalı içerir. Çubukların aksine koniler renkleri ayırt etmeyi ve ayrıntıları görmeyi sağlar.

Retinanın arka tarafında bulunan foto reseptörlerdeki (çubuk ve koni) kimyasallar yardımıyla emilen ışık dalgaları parçalanır. Bu kimyasal parçalanma yeterince büyük olursa komşu gangliyon hücrelerde bir sinir akımını tetikleyen küçük bir elektrik gücü meydana gelir.

Gangliyon hücrelerinde üretilen sinir akımları optik sinirlerden geçerek beyne ulaşır. Burada kör nokta kavramından da bahsetmemiz doğru olacaktır. Peki, nedir bu kör nokta? Göz sinirlerinin gözden çıktığı noktada reseptör bulunmaz ve bu noktaya kör nokta denir. Gözlerimiz sürekli hareket halinde olduğu için kör nokta fark edilmez.

Buraya kadar anlattıklarım gözün yapısı, fonksiyonu ve iletim mekanizmasını kapsıyor. Ancak şu ana kadar ışık dalgaları sadece elektrik akımına dönüştü ve beyne iletildi. Buradan asıl görme işleminin beyinde gerçekleştiği sonucuna vararak görme süreci beyinde nasıl gerçekleşir sorusunu soralım.

Görme Süreci Beyinde Nasıl Gerçekleşir?

Gözden çıkan optik sinirler optik kavşaktan (optic chiasm) geçip beynin karşıt taraflarına gider. Dolayısıyla her bir retinanın sağına düşen uyaranlar sağ yarı küreye, soluna düşen uyaranlarsa sol yarı küreye iletilir (bkz. Şekil 6) ve sinirler optik kiazmadan sonra talamusun lateral genikulat çekirdeğine ilerler. Talamus bu sinyalleri beynin arka tarafındaki oksipital loba aktarır. Her bir oksipital lobun arka kısmında elektrik akımlarının doku, çizgi, renk gibi basit görsel duyulara çeviren birincil görsel korteks bulunur. Görsel kortekste farklı uyarıcılara tepki veren farklı hücreler bulunur. 1979 yılında Nobel ödüllü David Hubel ve Torsten Wiesel’in yaptığı araştırmalar sonucu bilim dünyası farklı hücrelerin belirli görsel uyarımlara tepki verdiğini öğrendi. Bu uzmanlaşmış korteks hücreleri farklı uyarıcıları gölge, çizgi, doku veya açı gibi basit görsel duyulara çevirmektedir.

Şekil 6: Görme duyusunun beyinde izlediği yol (Mc Graw Hill, 2011)

Gördüğümüz basit duyuların anlam kazanabilmesi için görsel çağrışım alanlarında işlenmesi gerekir. Görsel çağrışım alanları sayesinde anlamlı bir görüntü elde ederiz. Anlattıklarımı bir örnek üzerinde özetlemek istiyorum. Örneğin bir çekiçten yansıyan fiziksel bilgi gözde çeşitli aşamalardan geçip optik sinirler vasıtasıyla beyne gelir. Bu sinyaller görsel korteksteki özelleşmiş alanlar sayesinde ebat, derinlik, renk ve hareketi değerlendirilir. Görsel korteksin ardından çağrışım alanlarına iletilen duyusal bilgi çeşitli bilişsel çağrışımlarla eşleştirilir ve çekicin görüntüsü “ağır”, “soğuk” ve “gürültülü” gibi çeşitli nitelikler kazanır.

Kulak ve İşitme Duyusu

Söz konusu işitme duyusu olduğunda duyumun gerçekleşebilmesi için gerekli olan uyaran ses dalgasıdır. Ses dalgaları çeşitli yükseklik ve frekanslarda hareket eden farklı boyutlardaki dalgacıklardır. Yükseklik yani sesin en altından en üstüne kadar olan mesafe genlik olarak adlandırılır. Frekans ise bir birim zamanda herhangi bir kaynaktan çıkan dalga sayısıdır.

Yüksek Genlik = Yüksek Ses

Düşük Genlik = Kısık Ses

Düşük Frekans = Kalın (bas) Ses

Yüksek Frekans = İnce (tiz) Ses

Şekil 7: Ses Dalgası (Mc Graw Hill, 2011)

İşitme Aralığı

İnsanlar sadece belli bir frekans aralığındaki sesleri duyarlar ve bu aralık bebeklikten yaşlılığa kadar geçen sürede, birey yaşlandıkça daralır.

Ses Dalgalarının Ölçülmesi

Ses yüksekliğini ölçmek için desibel (dB) adlı birim kullanılır. Biz insanların işitme aralığı 0 dB ile acı verici hatta kalıcı işitme kaybına neden olabilecek 140 dB arasındadır.

Kulaklarımız ses dalgalarını alır ancak işitme işlevini gerçekleştirip hoş bir şarkı ile kedi sesini birbirinden ayırmamızı sağlayan beynimizdir. İşitme nasıl gerçekleşir? İsterseniz sürecin nasıl gerçekleştğini inceleyelim.

Şekil 8: Kulağın yapısı (Mc Graw Hill, 2011)

1)Dış Kulak (Outer Ear)

Kulak kepçesi, işitme kanalı ve kulak zarı olmak üzere temelde üç ayrı yapıdan oluşur. Kulağımızın kafanın dışında bulunması ve kendine özgü kıvrımlı bir yapıda olmasının sebebi ses dalgalarını toplamaktır.

a) Kulak Kepçesi (External Ear)

Kafanın iki tarafında bulunan, çıkıntı yapmış bu yapıların görevi ses dalgalarını toplayarak işitme kanalına göndermektir.

b) İşitme Kanalı (Auditory Canal)

Ses dalgalarının ince, gergin bir yapı olan kulak zarına ulaşmasını sağlayan uzun tüp şeklindeki yapıdır.

c) Kulak Zarı (Tympanic Membrane, Ear Drum)

İç kulak ve orta kulak arasında sınırı belirleyen bu ince, gergin yapı ses dalgalarıyla titreşir ve bu titreşimi orta kulaktaki üç küçük kemikten ilkine iletir.

2)Orta Kulak (Middle Ear)

Orta kulak iki zar ve araında kalan üç küçük kemikten oluşan ve radyo yükselticisi gibi görev yapan kısımdır. İşlevi dış kulaktan gelen titreşimleri alıp yükselterek iç kulağa açılan oval pencereye göndermesidir. Orta kulaktaki kemiklerin isimleri sırasıyla çekiç (hammer), örs (anvil), üzengi (stirrup)dir.

3) İç Kulak (Inner Ear)

İç kulakta iki önemli yapı vardır: duyma işleminden sorumlu salyangoz (cochlea) ve dengeden sorumlu vestibüler sistem (vestibular system).

a)Salyangoz (Cochlea)

Duymak için gerekli olan reseptörleri içerir ve iletim işlemini gerçekleştirir. Diğer bir ifadeyle titreşimleri işitsel bilgiye dönüştürülmek üzere işlenmeleri için beyne gönderilen elektrik akımlarına çevirir.

ı)Oval Pencere (Oval Wındow)

Salyangoz iki tane uzun ve dar tüpten oluşur. Bu tüpler basiler ve tektorial zar olarak adlandırılan zarlar ile birbirinden ayrılır ancak beraber bükülmüş ve birleştirilmişlerdir. Bükülmüş bölgenin baş kısmı oval pencere ile kapalıdır. Orta kulaktaki kemikler oval pencereyi titrettiğinde oval pencere de işitsel reseptörlerin bulunduğu salyangoz tüplerinin içindeki sıvıyı titreştirir.

ıı)Tüy Hücreler (Haır Cells)

Tüy hücreler işitsel reseptörlerdir ve sıvı titreşince tüy hücreler mekanik anlamda bükülür ve minik elektrik akımları ortaya çıkarırlar. Eğer bu akımlar yeterince güçlü olursa nöral akımlar oluşturulur.

ııı)Optik Sinir (Optıc Nerve)

Nöral akımları (elektrik sinyalleri) beynin işitsel korteksine işlenmek üzere taşıyan liflere optik sinir adı verilir. Titreşimler elektrik akımlarına dönüştürüldü ancak henüz beyne ulaşmadığı için işitme gerçekleşmedi.

İşitme Süreci Beyinde Nasıl Gerçekleşir?

C:\Users\Ayşe Nur\Desktop\Ekran Alıntısı auditory cort.png

Şekil 9: İşitsel Korteks (Cengage Learning, 2011)

Elektrik akımları beyne ulaştıktan sonra iki aşamalı bir süreç başlar. Bu süreçte elektrik akımları önce anlamsız ses parçacıklarına sonra da anlamlı seslere dönüştürülür.

Temporal lobun üst kısmında bulunan birincil işitsel korteks, elektrik akımlarını, çeşitli perde ve yükseklikteki sesler gibi temel işitsel duyulara çevirir.

Anlamsız işitsel duyular işitsel çağrışım bölgesine gönderilir ve melodi, şarkı, kelime veya cümle gibi algılara dönüştürülür.

Dil ve Tat Alma Duyusu

Uyarıcıları çeşitli kimyasal maddeler olduğu için tat alma duyusu, kimyasal bir duyu olarak adlandırılır. Dilin yüzeyinde tat tomurcuğu denilen reseptörler bulunur. Bu reseptörler yardımıyla tatlı, tuzlu, ekşi, acı ve umami[2] olmak üzere 5 temel tadı algılayabiliriz. Tat tomurcuklarının görevi daha önce bahsettiğimiz, gözdeki fotoreseptörler ve kulaktaki tüy hücrelerin yaptığı gibi iletim yapmaktır. Diğer bir ifadeyle tat tomurcukları, kimyasal reaksiyonları elektrik akımlarına çevirirler.

Şekil 10: Dil ve tat tomurcuklarının yapısı (Lippincott Williams &Wilkins, 2007)

Tat alma olayı dilin yüzeyindeki çukurlarda başlar. Besinleri çiğnerken içlerindeki kimyasal uyarıcılar moleküllerine ayrılır ve bu moleküller tükürük ile karışarak dilin yüzeyindeki çukurlara dolar. Çukurlara dolan moleküller tat tomurcuklarını uyarır. Tükürükte çözünen kimyasal maddeler tat tomurcuklarını harekete geçirir ve beyindeki parietal loba ulaşacak olan sinir akımları üretilir. Beyin bu elektrik akımlarını tat duyularına dönüştürür.

Tat tomurcukları sürekli sıcağa, soğuğa, baharata ve bakterilere maruz kaldığı için eskirler ve 10 günde bir yenilenmeleri gerekir. İnsan dilinde 500 ila 10.000 arasında tat tomurcuğu bulunabilir.

Tat alma becerisi koku alma becerisinden etkilenir. Bu sayede çikoltalı pasta ile vanilyalı dondurma arasındaki tatlılık farkını veya limon ile sirke arasındaki ekşilik farkını anlayabilirsiniz.

Başka bir örnek vermemiz gerekirse nezle ya da grip olduğumuzda, burnumuz tıkandığında yediğimiz yiyeceklerden pek fazla tat almayız. Bu durumun sebebi koku duyumuzun hastayken yeterince iyi çalışmıyor oluşudur.

Tat duyusunun evrimsel süreçteki payına değinmeden geçmeyelim çünkü evrimsel süreçte tat alma hayatta kalmamızda büyük rol oynamıştır. Tadı kötü olan bir şeyin zehirli olma ihtimali yüksek olduğundan diğer tatlara oranla acı tatlara çok daha fazla duyarlı olduğumuzu belirtmekte fayda var.

Burun ve Koku Duyusu

Koku alma duyumuz tat alma duyumuzdan çok daha hassastır çünkü burunda yaklaşık 6 milyon reseptör bulunur. Koku da aynı tat duyusunda olduğu gibi kimyasal bir duyudur. Çünkü uyarıcısı havada taşınan çeşitli uçucu kimyasallardır. Koku reseptörleri burnun üst kısmında yer alan küçük bir bölgede bulunur. Bu reseptörlerin görevi iletim yapmak yani kimyasalı elektrik akımına çevirmektir.

Uyarıcı

Havada taşınan çeşitli kimyasallara denir. Genellikle uçucu maddelerdir. Taze pişmiş ekmek kokusu, parfüm veya bir kokarcanın serpintisi bu kimyasallara örnek verilebilir.

Koku Hücreleri

Koku reseptörleridir ve mukoza ile kaplıdır. Uçucu moleküller mukozada çözünür ve koku hücrelerini uyarır. Koku hücreleri beyne giden sinir akımlarını tetikler, bu akımlar beyinde farklı kokular olarak yorumlanır. Diğer duyularda olduğu gibi nöral akımlar beyne ulaşana kadar herhangi bir koku almayız.

C:\Users\Ayşe Nur\Desktop\tempsnip.png

Şekil 11: Burun yapısı ve kokunun izlediği yol (Cengage Learning, 2011)

Koku hücrelerinden çıkan nöral akımlar beyinden önce koku yumrusuna ardından birincil koku korteksine (piriform korteks) aktarılır. Piriform korteks vasıtasıyla gelen kokunun ekmekten mi yoksa kokarcadan mı geldiğini anlarız.

Tat duyusunda olduğu gibi koku duyusu da evrimsel süreçte hayatta kalmada rol oynamıştır. Örneğin bozuk ya da çürük bir besine ait kötü koku potansiyel bir tehlikeye karşı bizi uyarır.

Duyum kavramını açıklarken uyum sağlamadan bahsetmiştik. Söz konusu koku duyusu olduğunda uyum sağlamaya verilebilecek akılda kalıcı bir örnek mevcuttur. Yaklaşık 10.000 çeşit kokuyu ayırt edebilmemize rağmen kendi parfüm kokumuzu sıktıktan kısa bir süre sonra almayız. Bunun sebebi uyum sağlamaya bağlı olarak koku hücrelerinin azalan tepki şiddetidir.

Deri ve Dokunma Duyusu

Dokunma duyusu; basınç, sıcaklık ve acı ile ilgilidir. Derinin dış yüzeyinin altında dokunma duyusuyla ilgili yarım düzine minyatür reseptör bulunur. Dokunma sensörlerinin fonksiyonu; mekanik basıncı veya sıcaklıktaki değişiklikleri, işlenmek üzere beyne gönderilecek olan sinir akımlarına dönüştürmektir.

Deri

Vücudumuzun en büyük organı olan deri 3 katmandan oluşur. Dış katmanı ölü hücrelerden oluşan ince bir tabaka olup reseptör barındırmaz. Ölü tabakanın hemen altında ipliksi uzantılara benzeyen ilk reseptörler bulunur. Derinin orta ve yağlı tabakalarında çeşitli şekil ve fonksiyonlarda reseptörler bulunur.

C:\Users\Ayşe Nur\Desktop\tempsnip deri.png

Şekil 12: Deri ve reseptörler (Cengage Learning, 2011)

Tüy Reseptörleri

Orta tabakada her bir tüy folikülünün etrafını çevreleyen serbest sinir uçları bulunur ve bunlara tüy reseptörler denir. Bu reseptörler tüyler ilk büküldüğünde ya da hareket ettiğinde tepki verir. Sonra uyum sağlanır. Uyum sağlama dokunma duyumuzun fazla yüklenmesini engeller.

Serbest Sinir Uçları

Derinin dış tabakasının yüzeyine yakın olan bir grup ipliksi uzantı bulunur; bunları koruyan herhangi bir şey olmadığından serbest sinir uçları olarak adlandırılırlar. Bu reseptörler hem sıcaklıkla hem de acıyla ilgili bilgi gönderir.

Pacinian Corpuscle

Derinin yağlı katmanında bulunur ve en büyük dokunma sensörüdür. Farklı katmanlardan oluşan bu reseptör dokunmaya aşırı duyarlıdır.

C:\Users\Ayşe Nur\Desktop\Adsız.png

Şekil 13: Vücudun farklı alanlarındaki deri hassasiyeti (Mc Graw Hill, 2011)

Basınç, sıcaklı ve acı deri reseptörlerini uyardığı zaman iletim işlemi gerçekleştirilir yani enerji formları elektrik akımlarına dönüştürülür. Akımlar omurilikten yuları gider ve parietal lobda bulunan birincil duyusal alana ulaşır. Homunculus yazısında detaylı şekilde açıkladığım gibi, bu alan vasıtasıyla hangi bölgenin uyarıldığını bilirsiniz.

Kaynak

  1. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2007). Neuroscience: exploring the brain. (3.baskı). USA: Lippincott Williams & Wilkins.
  2. Feldman, R. (2011). Understanding psychology (10. baskı). US: Mc Graw Hill
  3. Nolen- Hoeksema, S., Fredrickson, B. L., Loftus, G.R., Wagenaar, W.A. (2015) Atkinson & hilgard psikolojiye giriş (3.baskı). Ankara: Arkadaş Yayınevi
  4. Nolen- Hoeksema, S., Fredrickson, B. L., Loftus, G.R., Wagenaar, W.A. (2009) Atkinson & hilgard’s introduction to psychology (15. Baskı). US: Cengage Learning
  5. Plotnik, R., Kouyoumdjian, H. (2008, 2011). Introduction to psychology (9. Baskı). USA: Cengage Learning
  6. Plotnik, R., Kouyoumdjian, H. (2009). Psikolojiye giriş (1. Baskı). İstanbul: Kaknüs Yayınları
  7. Winston, R. (2012, 2018). Evrenin en karmaşık ve gizemli nesnesi insan beyni (3.baskı). İstanbul: Say Yayınları

Fovea: Belirli bir görüntüyü daha net ve ayrıntılı görmeyi sağlar

Umami: Aminoasit bakımından zengin olan gıdaların –glutamatların- verdiği iştah açıcı tat.

Bir cevap yazın