Beyin Dalgaları

Beyin Dalgaları
Beyinden yayılan elektrik sinyalleri kafatasına bağlanan alıcılarla ölçülebiliyor. Elektroensefalogram (EEG) denen bir aletle ölçülen bu sinyallere "beyin dalgaları" deniliyor. Esas olarak 4 tür beyin dalgası var. Bunlar alfa, delta, teta ve beta ilk bulunan beyin dalgasına, Yunan alfabesinin ilk harfi olan alfa deniyor. Bu dalgalar, bir voltun milyonda biri kadar düşük bir voltaja sahip. Saniyede 10 kez salınan alfa dalgaları bir görülüyor bir kayboluyor, yani sürekli mevcut değiller. Örneğin, derin uykuda ya da aşırı heyecan durumlarında bu dalga neredeyse hiç yok. Alfa dalgaları, genellikle insanın rahat olduğu, çok fazla efor sarf etmediği durumlarda görülüyor. Delta dalgaları, uykunun derin evresinde ortaya çıkıyor. En fazla saniyede 4 kez dalgalanan delta dalgaları, en yavaş titreşen dalgalar. Teta dalgaları uykuya geçerken ya da uykunun ilk evrelerinde görülüyorlar. Bunlar biraz daha hızlı; saniyede 4-7 kez salınıyorlar. Beta dalgaları çok stresli durumlarda, kafamızı toplayamadığımız ve dikkatimizi veremediğimiz zamanlarda ortaya çıkıyor. Saniyede 13-40 kez salınan beta dalgaları alfa ve teta dalgalarından daha hızlı. Son yıllarda üzerinde çalışılan diğer bir dalga türü de "gama". Gama dalgaları saniyede 40 kez titreşiyor. Bu dalganın, algılama bilinç ve entelektüel düşüncenin kaynağı olduğu düşünülüyor.

Her bir dalga türü, bilinç durumunun bir aşamasıyla bağlantılı. Bu dalgalar arasında eşgüdümlü bir geçiş sağlanamazsa çeşitli sorunlar ortaya çıkıyor. Örneğin, gerektiği zamanda delta ve teta dalgaları oluşmazsa, kişide uykusuzluk sorunu bağlıyor. Arabanın viteslerine benzetilecek olursa, delta birinci, teta ikinci, alfa üçüncü ve beta dördüncü vites. Arabayı kullanırken nasıl her vitesin ayrı önemi varsa, her dalganın da kendine göre bir önemi var. Bu viteslerin geçişinin oldukça yumuşak olması gerekirken, durum her zaman böyle değil. Örneğin bir pazartesi sabahı, uykumuzun en derin yerinde delta dalgaları üretmekte olan beynimiz, alarmın çalmasıyla bir anda stresli bir güne başladığımızı hatırlayıp beta dalgaları üretmeye başlıyor. Bir fincan kahve sonrasındaysa alfa ve teta dalgalarını iyice baskılayıp beta dalgalarına kendimizi alıştırmaya çalışıyoruz. Beynin zıt dalgalara ani geçişi, insanda stres yaratabiliyor. Alfa dalgaları günlük performansımızı artıran, beyni stresten koruyan ve genellikle yaratıcı olmamızı sağlayan dalgalar. Bu nedenle bu dalganın baskılanması insanda gerilim, yani stres oluşturuyor. Yaratıcılığımızı ve günlük hayatımızdaki performansımızı geliştirmek için delta dalgalarının artırılması gerekiyor. insanın kendisini rahatlatarak stresten uzak kalması, bu dalgaları artırıp performansımızı yükseltiyor.

Beyin Dalgalarını Kullanmak

Beyin dalgalarını kullanarak cihazları çalıştırmak, artık hayal olmaktan çıkıyor. Duke Üniversitesi'ndeki bilim adamları maymunların beynine yerleştirdikleri elektrotlarla, beyin dalgalarını bir bilgisayara aktardı. Maymunlar, çeşitli hareketleri yaparken elde edilen dalgalar bir bilgisayarda toplandı. Bir nesneyi tutmak, el çırpmak gibi basit hareketler sırasında elde edilen beyin dalgaları bilgisayar tarafından analiz edilerek sinyallere, bu sinyaller de üç boyutlu görüntülere çevrilerek, bilgisayara bağlı bir robot koluna aktarıldı ve böylece kolun hareketi sağlandı. Bu çalışmalar oldukça umut verici. ikinci aşama, robot kolunun maymunlar tarafından algılanmasını ve idare edilmesini sağlamak. Bilim adamları bu çalışmaları daha da ileri götürdü. Berlin'deki bir grup araştırmacı kafaya 128 adet elektrot yerleştirerek EEG ile insan beyin dalgalarını, saptayıp bunları bir bilgisayar programına veri olarak giriyorlar. Bu program, dalgaların ayırımını yapıyor ve hangi dalganın hangi harekete ait olduğunu kısmen de olsa söyleyebiliyor. Tabii tüm dalgaların çözümlemesini yapmak oldukça zor; çünkü beyinde aynı anda birçok bölgeden dalgalar yayılıyor. Ancak bazı basit hareketler, bilgisayar sayesinde önceden belirlenebiliyor. Örneğin, kişinin sağ ya da sol elini kullanacağı, yaydığı dalgalar sayesinde önceden anlaşılıyor.

ABD'deki Rochester Üniversitesi bilgisayar bilimleri laboratuarında geliştirilen bir bilgisayar sayesinde, televizyon beyin dalgalarıyla uzaktan kumanda edilebiliyor. Bilgisayarı açıp kapatmak isterken insan beyninden yayılan dalgalar bilgisayar tarafından algılanıyor. Bilgisayar hangi dalganın açma, hangi dalganın kapama olduğunu ayırt edebiliyor. Bu sinyaller televizyona gönderilerek kontrol sağlanıyor. Böylece kişi televizyonu açmak istediğinde yayılan dalgalar "aç" olarak algılanarak televizyon açılıyor. Kapatmak istediğindeyse bilgisayar tarafından algılanan "kapa" dalgası televizyonu kapatıyor. Tabii bu buluş tembel televizyon bağımlıları için yapılmış değil. En önemli amacı, yerinden kalkamayan ve hareket edemeyen felçli hastaların kendi kendilerine yeterli olmalarını sağlamak. Almanya'da yapılan bir başka çalışmadaysa beyin dalgaları kullanılarak felçli bir hastaya bir cümle yazdırıldı. Beynimizden yayılan dalgalar oldukça karmaşık. Aynı anda birçok nöron ateşleme yaparak elektrik yayıyor. Bunları teke tek algılayarak çözümlemek oldukça zor. Bir konser salonundaki alkışların tek başına değil de toplu olarak algılanması gibi, beyindeki olumlu ya da olumsuz sinyaller bilgisayar tarafından kabaca algılanabiliyor. Felçli bir kişiye ilk önce alfabenin yarısı gösteriliyor. Eğer istediği harf o yarıdaysa beyindeki evet sinyalleri algılanıyor. Daha sonra bu kısım tekrar ikiye bölünerek işlem tekrarlanıyor, ta ki istenilen harf bulunana kadar. Adeta küçükken oynadığımız sıcak soğuk oyunu gibi hedefe yavaş ama emin adımlarla yaklaşılıyor. Bu yöntemle bir sözcüğün yazılması 16 saat kadar sürebiliyor. Buna karşın, bütün gün uğraşarak arkadaşına doğum günü kartı yollayan felçli bir hastanın aldığı zevk tüm çabalara değiyor.

Beyin Çipleri

Yalnızca beyin dalgalarıyla çeşitli cihazları kullanmak için yapılan çalışmalar, neredeyse baş döndürücü bir hızla ilerliyor. Artık beyin dalgalarını algılamak için kafaya onlarca elektrot yerleştirmek gerekmeyecek. Geçtiğimiz yıl Brown Üniversitesi'nde yapılan bir çalışmada maymunların beynine yerleştirilen bir mikroçip sayesinde beyin dalgaları algılanarak bilgisayara gönderildi. Bunu yapmak için ilk önce, maymunlara bilgisayar ekranında renkli bir nokta gösterildi. Daha sonra ellerindeki kumandayı kullanarak bu noktayı hedefe götürmeleri öğretildi. Maymunlar bunu öğrendikten sonra beyinlerine bir mikro almaç yerleştirilerek sinyaller bilgisayara yönlendirildi. Ellerinde kumanda olmayan maymunlar ekrana renkli nokta gediğinde bunu yalnızca düşünerek hedefe yönelttiler. Böylece ellerini hiç kullanmadan oyunlarına devam edebildiler.

Bilgisayar programlarının geliştirilmesi sayesinde beyindeki dalgaların hangi merkezden ve ne amaçla yayıldığı daha iyi anlaşılabilecek. Bu çalışmalar sayesinde belki de yakın bir gelecekte insan beynindeki tüm düşünceleri okumak mümkün olabilecek. Kafaya yerleştirilen küçük bir çip sayesinde insan beyninden yayılan düşünce dalgaları söze ya da yazıya dönüştürülebilecek. Böylece ağzımızı ve ellerimizi kullanmadan düşüncelerimizi bilgisayar yardımıyla söyleyebilecek ve yazabileceğiz. Geliştirilen bu teknolojiler sayesinde birçok araç ya da cihaza uzaktan kumanda edilebilecek. Bu gelişmeler, konuşma ve hareket bozukluğu olan ya da felçli hastalar için çok önemli. Beyin dalgalarıyla kontrol edilen robotlar felçli hastaların hayat kalitesini artıracak. Önümüzdeki yıllarda beyin dalgalarını algılamak için, belki de kablolara da gerek olmayacak. Geliştirilecek olan sistemler sayesinde, cep telefonlarının havadaki sinyalleri algılaması gibi, çevreye yayılan beyin dalgaları da algılanabilecek. Bu gelişmeler çeşitli hastalıkların tedavisinde çığır açarken diğer bir taraftan insan zihninin mahremiyetini de ortadan kaldırabilecek. Bilimin bu hızlı gidişine bakılırsa, cebimizde taşıdığımız küçük bir cihazla karşımızdaki insanın ya da çevremizdeki tüm insanların düşüncelerini oku­yabileceğiz.

Bilim Teknik, Eylül 2003