Hangisi beyin, hangisi evren?

Geçenlerde kitaplarımı karıştırırken şöyle bir cümleye rast geldim ve resmen irkildim. Diyor ki:

83 milyar nörona ve trilyonlarca bağlantıya sahip olan insan beyni evrendeki en karmaşık sistemdir. 

Evrendeki en karmaşık sistem! Bu sonuca varan bir insanın beyni. Bunu okuyan ve şimdi izleyip anlamaya çalışan da bir insan beyni. Hepimiz evrenin en karmaşık sistemini kullanıyoruz tam şu anda. 

Bu kitapta 83 milyar nöron yazıyor ama yapılan araştırmalar bu sayının 100 milyar civarına kadar çıktığını gösteriyor. İçinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisi’ndeki yıldız sayısı kadar nöron var beynimizde ve bunlar tıpkı bir ağ gibi birbirine bağlanmış durumda. 

Şimdi size daha da enteresan bir şey göstereyim. Bir tarafta nöronlardan oluşan bu ağı internette aratalım: “neurons web” yazıp çıkan görsellere bakalım. Şimdi de diğer tarafta “cosmic web” yani kozmik ağ ifadesini aratalım. Çıkan sonuçlara bakar mısınız? 

Bu görsellerden hangisi beyne, hangisi evrene ait? 

Şimdi iki tanesini seçip daha yakından inceleyelim. Birinde nöronların sinaptik bağlantılarını görüyoruz. Diğerindeyse galaksi kümeleri ve aralarındaki madde ve karanlık madde filamentlerini. Bu benzerlikten nasıl bir sonuç çıkartabiliriz? 

Felsefi bir sonuç? Evren dediğimiz şey, düşünen, bağlantı kuran, canlı bir beyinden başka bir şey değildir.

Şiirsel bir sonuç? Kafamda tüm bir evreni taşıyorum…

Ya da bilimsel bir sonuç? Bunun için ölçüm yapmamız gerekiyor. İtalya’dan biri astrofizikçi, diğeri beyin bilimci iki bilim insanı tam da bu konuyu araştırmış: Kozmik web ve nöronal network arasında sayısal bir karşılaştırma yapmış. 

Beynimizdeki nöronlar, akson ve dentritler aracılığıyla birbirine bağlanmış durumda. Şu anda siz bu videoyu izledikçe ve yeni bir şeyler öğrendikçe, kafanızda noktaları birleştiren bulmacalarda olduğu gibi yeni bağlantılar oluşturuyorsunuz. Bugüne kadar oluşturduğunuz 100 trilyon civarındaki bağlantı, sizi siz yapan şey. Bunlarla beni, karşınızdakini değerlendiriyor, ve bir dünya görüşü oluşturuyorsunuz. 

Gelin bir de evren görüşü oluşturalım. Çünkü o da bir ağ. Bilimsel ölçüm araçlarımızın bugün geldiği noktaya göre gözlemleyebildiğimiz evren yaklaşık 90 milyar ışık yılı çapında. İçinde trilyonlarca galaksi var ve her galakside de milyarlarca yıldız… Birbirine yakın olan galaksiler kümeler halinde gruplanıyor. Örneğin bize en yakın Andromeda galaksisi, Triangulum galaksisi ve 50 kadar galaksi lokal bir grup oluşturuyor. Bunlar da daha büyük bir grupta birleşiyor. Yine örneğin biz Virgo Supercluster’ının bir parçasıyız. Bu gruplar ve kümelerin arası tamamen boş değil. Milyonlarca ışık yılı uzunluğunda madde ve karanlık madde filamentleriyle birbirlerine bağlanıyor. Dolayısıyla evren galaksi grupları ve kümelerinin birbirine bağlandığı devasa bir ağ gibi düşünülebilir. Buna kozmik ağ adı veriliyor. İzlediğiniz animasyon zamanın başlangıcından günümüze bu ağın nasıl oluştuğunu simüle ediyor. 

Evreni, bu kozmik ağı ne zaman düşünsem, yaklaşık bu büyüklükteki beynimin içinde şimşekler çakmaya başlar. Görsel benzerlikler bizim için her zaman çekici ama bazen de yanıltıcı olmuştur. Psikolojide buna apophenia adı veriliyor: ilgisiz veya rastgele şeyler arasında bir bağlantı veya anlamlı bir model algılama eğilimi. İnsan beyniyle kozmik ağ arasındaki benzerlikleri düşünürken böyle bir yanılgıya düşmemek için az önce sözünü ettiğim araştırmada sayısal kıyaslamalar yapılmış.

Araştırmacılar insan beyninin korteksinden yani dış katmanınından 4 mikro metre inceliğinde dilimler almış. Bu katman bizim duyularımızdan gelen bilgiyi işleyen; konuşma ve düşünme işlemlerini gerçekleştiren kısım. 

Sonra da evrenden bir kesit almışlar. Toplam 1 milyon kübik megaparsek uzaydan 25 megaparsek “inceliğinde” dilimler. İnceliği dediğime bakmayın 1 parsek 3.26 ışık yılı. Yani beyinden alınan parçalara göre epeyce bir kalın. Ama aralarında belli bir oran var. 

Beyne farklı uzaklıklardan baktığınızda bu benzerlik hemen göze çarpmıyor. Ama belli bir yakınlaştırma oranına ulaştığınızda enteresan bir benzerlik ortaya çıkıyor.

Soldaki görsel 40 kat büyütülmüş insan beyni kesiti. Her bir kenarı 1,5 mm uzunluğunda. Sağda kozmolojik simülasyon görselinden alınan parçanın her bir kenarıysa 300 milyon ışık yılı uzunluğunda.

Araştırmacılar bu görsel benzerliği objektif olarak ölçebilmek için iki teknik kullanmış. Biri ağ derecesi merkeziliği. Bununla ağ bağlantılarının uzunluğunu ve bağlantı açılarını ölçümlemişler. İnsan beynindeki nöronun çekirdeği yani nükleusun çapı, akson ve dendrit bağlantılarının uzunluğundan çok daha küçük. Benzer şekilde galaksi kümelerinin çapı da onları birbirine bağlayan filamentlerin uzunluğundan çok daha kısa. 

Araştırmacılar ikinci ölçüm yöntemi olarak da “kümeleme katsayısı”nı kullanmış. Her bağlantı düğümüne (ki bu beyinde nöron ve evrende de galaksi kümesi oluyor) bitişik yapı miktarını ölçüp, bu yapıyı ağ içindeki rastgele bir noktayla karşılaştırmış. Amaç her iki ağ yapısındaki rastgelelik ve organizasyon kıyaslamasını yapabilmek. Bu ölçümle de dikkate değer benzerlikler saptanmış. 

Ağ yapılarını her yerde görebiliriz. Ağaçların dalları da bir ağ yapısındadır. Bulutların oluşumu ya da sudaki türbülans gibi konular da… Fakat bu biyolojik ve fiziksel ağ yapıları doğada fraktal geometri şeklinde kendini gösteriyor. Yani hangi ölçekte bakarsak bakalım kendini tekrar ediyormuş gibi gözüküyor. 

Ama insan beyni ve evren öyle değil. Farklı ölçeklerde baktığınızda tamamen farklı görünebiliyor. O yüzden araştırmacılar tezlerini şu cümleyle bitirmişler: 

Bu iki sistemin mekansal ölçeklerindeki dramatik eşitsizliğe rağmen, benzer ağ konfigürasyonlarının tamamen farklı fiziksel süreçlerin etkileşiminden ortaya çıkabileceği ve benzer karmaşıklık ve kendi kendine organizasyon seviyelerine yol açabileceği gerçeğine işaret ediyor.

Beyin ve evren farklı süreçlerden geçerek oluşuyor. Birinde biyoloji diğerinde kütleçekimi etken bir rol oynuyor. Ama benzer şekilde gelişiyorlar. Beynimizin %77’si su. Evrenin %73’ü karanlık enerji. Bunlar ağın parçası değil ama boşlukları dolduran pasif materyal ya da enerji. 

Bana göre en çarpıcı benzerlik ne biliyor musunuz? Evrenden alınan kesit vardı ya hani. Sonuçta o bir fotoğraf değil. Verilere dayalı oluşturulmuş bir bilgisayar simülasyonu. İşte simüle edilmiş evren modellerini haritalamak için gereken bilgisayar verisi miktarı, yaklaşık olarak insan beyninin bellek depolama sınırları kadar. Benzerliklerin belli bir ölçekte ortaya çıktığını söylemiştim. Kozmik Ağın görünür hale geldiği ölçeklerde gözlemlenebilir evrenin evrimini simüle etmek için 1 ila 5 Petabyte arasında veriye ihtiyaç duyuluyor. Ortalama 2,5-3 petabayte’lık bir bilgi. İnsan beyninin toplam depolama kapasitesinin de yaklaşık 2,5 Petabayt olduğu tahmin ediliyor. 

Bu ne demek? Eğer isterse bir insan -teorik olarak- gözlemlenebilir evren yapısının önemli bir bölümünü beyninin içinde depolayabilir. Ya da tersi… Kozmik Ağ, -yine teorik olarak- bir insanın bir ömür boyu elde ettiği deneyimlerin verilerini depolayabilir.

O zaman biz de -teorik olarak- bundan hem felsefi hem de şiirsel çıkarımlar yapmaya devam edebiliriz. 

Evreni içindeki tüm bağlantılarıyla tam burada anlamaya çalışıyoruz. Kendi kafamızda taşıdığımız minik evrenin tam içinde… …ve orada milyarlarca nöron, milyarlarca yıldıza dokunuyor.