İnsan Beyninde Bilginin Kodlanması Nasıl Gerçekleşir?

Bu içerik Biyonluk seslendirmenlerinden İbrahim Uzun tarafından seslendirilmiştir.

İnsan beyninde bilginin kodlanması nasıl gerçekleşir?

İnsan çok çeşitli kategorilerdeki bilgileri beyninde depolar ve bu bilgilerle davranışını yönlendirir.

Örneğin gökyüzünün mavi olması gibi bir bilgi gökyüzünün mavi olduğu görülerek yani duyularla elde edilebileceği gibi birinin bize gökyüzünün mavi olduğunu söylemesiyle de elde edilebilir.

Bu iki bilgi kazanma yolunun birbirinden farklı olduğu hemen hissedilebilir.

Birinde duyularla ve algıyla bir bilgiyi deneyimlerken diğerinde dil aracılığı ile bilgiyi ediniyoruz.

İşte bilim ve felsefe alanında bu konuya odaklanan birçok tartışma yürütülmektedir.

Bilgi beyinde sembolik, diğer biliyişle dil ile ilişkili olarak mı, yoksa bedenleşmiş, İngilizce embodied olarak mı kodlanmaktadır?

Bazı yeni bilimsel çalışmalar ise beynin ikili kodlama, İngilizce dual coding mekanizması ile bilgiyi depoluyor olabileceği üzerine çeşitli kanıtlar sunmaktadır.

İkili kodlama ile ilgili yeni gelişmelerin anlaşılabilmesi için öncelikle sembolik kodlama ve bedenleşmiş kodlama bakış açılarının anlaşılmasında fayda bulunmaktadır.

Beyinde bedenleşmiş ve sembolik bilgi temsilleri.

Bu görüşlerin anlaşılabilmesi için öncelikle 1982 yılında Frank Jackson'ın ortaya attığı düşünce deneyine bakılabilir.

Mary'nin odası düşünce deneyine.

Mary'nin odası düşünce deneyi.

Mary hayatı boyunca sadece siyah ve beyaz renklerin olduğu bir odada yaşayan, daha önce başka herhangi bir rengi hiç görmemiş olan zeki bir bilim insanıdır.

Mary'e odasında bulunan siyah-beyaz bir televizyon aracılığı ile renklerle ilgili bilmesi gereken her şey üretilmiştir.

Mary, optik gibi fiziksel bilgiler de dahil olmak üzere, domates ya da gökyüzü gibi renkli bir nesneden başlayıp, beyinde renkleri algılamak ile ilişkili tüm hücresel mekanizmalar dahil, renkleri deneyimlemek ile ilgili var olan

her türlü bilgiyi öğrenmiştir ve görme nörofizyolojisi üzerine uzman olmuştur.

Örneğin gökyüzünden gelen hangi dalga boyu kombinasyonlarının retinayı uyardığından, santral sinir sistemi arıcılığı ile vokal kortların nasıl kasılıp gökyüzü mavidir cümlesinin çıkmasına kadar olan süreçlerin hepsini biliyordur.

Şimdi Meri'nin hayatında ilk defa bu odadan dışarı çıktığını ve mavi gökyüzünü ilk defa gördüğünü düşünün.

Sizce yaşayacağı deneyim nasıl bir deneyim olacaktır?

Mary yeni bir deneyim edinir mi?

Yoksa odada sahip olduğu tüm bilgiler zaten ona mavi gökyüzü ile ilgili olarak deneyimleyebileceği her şeyi kazandırabilmiş midir?

Daha önce öğrendiği tüm bilgiler aslında eksikte denebilir mi?

Bu düşünce deneyi Jackson'ın zihin-beden tartışmaları kapsamında yazdığı bu makalede argümanlarını savunmasında önemli bir yer tutar.

Dualizm tartışmaları için önemli olan bu düşünce deneyi, Aynı zamanda yapay zekanın bilgi temsili ve bilinci tartışmalarında da kullanılmaktadır.

Bilginin duysal temsili Bilginin duysal temsili kavramının ifade ettiği şey şudur.

Bilginin beyindeki temsili, görme, duyma, dokunma, koklama ve tat alma gibi duysal deneyimler aracılığı ile elde edilir.

Diğer bir deyişle, bilginin içeriği duysal deneyimin içeriği ile direkt olarak ilişkilidir.

Bedenleşmiş bilinç ise İngilizce embodied cognition.

Bilişin, dünya ile etkileşim içinde olurken öznenin kullandığı duysal ve motor sistemleri içeren fiziksel bedenine bağımlı olduğunu ifade eder.

Bu görüşe göre zihin, fiziksel bedenin çevre ile etkileşimi bağlamında anlaşılmalıdır.

İnsanların temel olarak algısal ve motor işlemleri adanmış nöral sistemleri olan canlılardan evrimleştiği, dolayısıyla insan bilişinin de periferal bilgilerden bağımsız biçimde merkezi ve soyut

olarak görülmesindense duygusal motor işlemlemelerle bir bütün halinde düşünülmesi gerektiği görüşlerini savunmaktadır.

Bilginin nörobilissel modellerinden biri olan duygusal bedenlenme, İngilizce sensory embodiment kavramı ise şu bilgilere ve düşüncelere dayanarak ortaya atılmaktadır.

Biyolojik varlıklar bilgiyi, çevre ile girdikleri duygusal ve motor etkileşimler aracılığı ile elde ederler.

Bu duygusal ve motor sistemlerin nöral mekanizmaları beyinde uzun süreden beri tanımlanmış durumdadır.

Bilginin geri çağrılırken bu duygusal ve motor beyin kortekslerine karşılık gelen beyin bölgelerini aktive ettiği birçok nöro görüntüleme çalışmalarında gösterilmiştir.

Bu nöro görüntüleme çalışmalarına örnek vermek gerekirse, örneğin bir işlevsel manyetik rezonans görüntüleme, IMRG veya İngilizce kısaltmasıyla fMRI çalışmasında, katılımcılara koku

ile ilişkili kelimeler, tarçın, sarımsak, yasemin ve benzeri ve nötr kelimeler okutulmuş, ve koku ilişkili kelimeler okunurken bazı dil ilişkili bölgelerin yanı sıra bazı olfaktör sistem bölgelerinin de

aktivitesinin değiştiği saplanmıştır.

Bir başka YMRC çalışmasında katılımcılara 5 duyu ile ilişkili olan 900 kelime okutulmuş ve 5 duyuya karşılık gelen duysal ve motor alanlarda da aktivasyon değişimi saptanmıştır.

Beyinde renklerle ilgili bilgi geri çağrılırken de renk algılanması ile ilgili beyin bölgelerinin de aktive olduğu gösterilmiştir.

Bu gibi çalışmalar, bilginin temsili konusunda beyindeki çeşitli duysal ve motor bölgelerinin de rol oynadığını göstermekte, ve bilginin duygusal ya da bedenleşmiş temsili görüşünü destekleyecek deneysel kanıtlar olarak

sunulmaktadır. Peki adalet, özgürlük gibi soyut kavramlar?

Bunlar duyularla algılanamayacak kavramlar olduğuna göre beyinde nasıl temsil ediliyor?

Bununla ilgili yapılan araştırmalarda, soyut kavramların bile duygusal ve emosyonel deneyimlerle ilişkilendirilip depolanabileceğine dair ipuçlarının mevcut olduğu düşünülmektedir.

Bu görüşe göre bu soyut kavramsal bilgiler, Bu kavramın kazanıldığı sıradaki yaşanan duysal ve motor deneyimlerle ilişkili olarak çeşitli duysal ve motor beyin bölgelerinde temsil ediliyor olabilir.

Bilginin dil ile temsili Bilginin dil ile temsili kavramı, bilginin depolanırken duysal deneyimlerden bağımsız biçimde dil girdileri aracılığı ile semboller arası karmaşık

ilişkiler içerisinde depolandığını ifade eder.

Yakın bir terim olan sembolik temsil kavramı ise Bilginin temsilinin bazı semboller aracılığıyla olduğunu ve bu sembollerin bazı kurallara, örneğin dilin gramer kurallarına göre değişebileceğini ifade eder.

Bilginin dil ile temsili görüşü temelde şunu savunur.

Duyular aracılığıyla elde edilmiş bilgiler bile duysal temsilden ayrı olarak soyut ve kavramsal bir seviyede temsil edilir.

Literatürde dilin algı üzerine etkili olduğuna dair araştırmalar mevcuttur.

Örneğin dilin nesneleri daha kategorik şekilde algılamamıza neden olduğuna dair bulgular mevcuttur.

Yaşamlarının ilk yıllarında insanların, nesnelerin özellikleriyle ilgili beklentilerinin, nesnelerin görünüşünden bağımsız olarak nesnelerle ilişkilendirilen etiketlerden etkilendiği gösterilmiştir.

Çeşitli çalışmalar, bebeklerde dille bilinç arasında bağlantılar kurmaktadır.

Ayrıca dil, çeşitli sembolleri kullanarak yeni ilişkiler oluşturma, ve duygusal deneyimlerin ötesinde yeni anlamlar oluşturabilme ve üretebilme becerisiyle ilgili bir mekanizma sunmaktadır.

Başka bir yöntemi, büyük bir dil veri setinden bilgisayarlar aracılığı ile çeşitli yapı ve anlam düzenlerini analiz etmeyi sağlayan doğal dil işleme, İngilizce Neural Language Processing veya kısaca

NLP programlarının kullanılmasıdır.

Çeşitli NLP modellerinin analizleri ile insanlar üzerinde yapılan IMRG görüntülemelerinin analizlerinin birbirleriyle ilişkili olduğuna dair veriler mevcuttur.

Bilim insanları bu çalışmalar ile beynin dil aracılığıyla elde edilmiş bilgiyle bilgiyi temsil ettiğine dair bir işaret olabileceğini düşünmektedir.

Ancak elbette daha çok çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.

İkili kodlama. Bu iki bakış açısının da henüz büyük resmi açıklamadığı görülüyor.

Peki ikili kodlama bakış açısı neyi ifade ediyor ve deneysel olarak nasıl araştırılabilir?

Yapılan çalışmalar, görme yeti yitimi olan bireylerin, görme yetisiyle bağlantılı kategorilerle ilgili gören bireylere benzer şekilde konuştuğunu ve düşündüğünü, yapılan nöro görüntüleme çalışmalarının ise

her iki grubun ortak bazı nöral mekanizmalar kullandığını göstermiştir.

Başka araştırmalar ise konjenital, yani doğuştan itibaren görme engelli olan bireylerin, görme yetisi sağlam olan bireyler ile çok benzer biçimde renkleri bir haritaya konumlandırdığını göstermiştir.

Bilginin nasıl kodlandığı üzerine çalışırken bir grup araştırmacı tarafından, konjenital görme engelli olan bireyler üzerinde IMRG kullanarak bir deney gerçekleştirildi.

Hipotezlerini konjenital olarak görme engelli olan bireylerin renkleri duysal olarak öğrenemeyeceği, sadece dil aracılığı ile öğrenebileceği üzerine oluşturdular.

Örneğin bazı güller kırmızıdır ya da kırmızı turuncuya, maviye oranla daha yakın bir renktir gibi.

Görme yetisi normal olan bireyler ise bu bilgiyi hem dil ile hem duysal bilgi ile edinebilmektedirler.

Sonuç ise şöyleydi.

Renk bilgisinin temsili düşünüldüğünde bazı beyin bölgeleri yalnızca görme yetisi sağlam olan bireylerde aktifleşirken bazı bölgeler sol, dorsal, anterior, temporal lobun bir bölgesi.

Her iki grupta da aktifleşmiştir.

Bu bulgular hem duygusal bilgi temsilinin sadece görme yetisi sağlam olan bireylerde aktifleşen bölgeler hem de duyudan bağımsız dil ile bilgi temsilinin Her iki grupta ortak bölgelerin aktifleşmesi,

birlikte varlığının söz konusu olabileceğini ortaya koymuştur.

Bunlar gibi pek çok çalışma göstermektedir ki, insanlar renkleri direkt olarak, duysal olarak deneyimlemeseler bile renklerle ilgili bilgiyi gören bireylere benzer şekilde edinebilmektedirler.

Görme yetiği timlilerde aktifleşen bu bölge, insanda duydan bağımsız olarak dille ilişkili bilgi temsilinin varlığını desteklemektedir.

Aynı bölgenin görme yetisi normal olan bireylerde de aktifleşmesi, İnsanlar duyu ile deneyimlemeseler dahi hem duysal temsilin hem dilsel temsilin varlığına işaret etmektedir.

İşte ikili kodlama bu kanıtlara dayanarak bilginin beyinde hem duysal olarak hem de dil ile ilişkili olarak temsil edildiğini öne sürmektedir.

Yani insanların bilgiyi hem deneyimleyerek hem de sembolik ilişkiler üzerinden temsil ettiğini savunmaktadır.

Sonuç Sonuç olarak bilginin nasıl kodlandığına dair kesin bir açıklama bulmuş değiliz.

Ancak bu konuda araştırmalar sürmekte ve heyecan verici sonuçlar elde edilmektedir.

Özellikle doğuştan görme yeti yetimli bireyler üzerinde, sadece görme yetisiyle deneyimlenebilecek bir kavram olan renkler üzerinden yapılan araştırmalar, önemli sonuçlar ortaya koymaktadır.

Sadece beynin kortikal bölgelerinin değil, beyaz cevherinin, yani bölgeler arasındaki bağlantı yollarının da araştırıldığı çalışmalar yürütülmektedir.

Ayrıca bilgisayar bilimi ve yapay zeka alanındaki gelişmeler, Bu tür araştırmalara yeni bir soluk getirmiştir.